专题14 动能定理和功能关系

20152020年六年高考物理分类解析专题14、动能定理和功能关系一.2020年高考题1. （2020高考江苏物理）如图所示，一小物块由静止开始沿斜面向下滑动，最后停在水平地面上。斜面和地面平滑连接，且物块与斜面、物块与地面间的动摩擦因数均为常数。该过程中，物块的动能E上与水平位 移x关系的图象是（）A2.（2020高考全国理综I） 一物块在高3.0 m、长5.0 m的斜面顶端从静止开始沿斜面下滑，其重力势能和动能随下滑距离s的变化如图中直线1、11所示，重力加速度取10 m/s2。则A物块下滑过程中机械能不守恒B. 物块与斜面间的动摩擦因数为0.5C. 物块下滑时加速度的大小为6.0 m/s2D. 当物块下滑2.0 m时机械能损失了 12 J3. （20分）（2020高考全国理综II）如图，一竖直圆管质量为M，下端距水平地面的高度为H，顶端塞有一质量为m的小球。圆管由静止自由下落，与地面发生多次弹性碰撞，且每次碰撞时间均极短；在运动过程中，管始终保持竖直。已知M =4m，球和管之间的滑动摩擦力大小为4mg, g为重力加速度的大小，不计空气阻力。（1）求管第一次与地面碰撞后的瞬间，管和球各自的加速度大小；（2）管第一次落地弹起后，在上升过程中球没有从管中滑出，求管上升的最大高度；（3）管第二次落地弹起的上升过程中，球仍没有从管中滑出，求圆管长度应满足的条件。H二.2019年高考题1. （2019全国理综II卷14）从地面竖直向上抛出一物体，其机械能E总等于动能Ek与重力势能之和。 取地面为重力势能零点，该物体的E总和Ep随它离开地面的高度h的变化如图所示。重力加速度取10 m/s2。由图中数据可得A. 物体的质量为2 kgB. h=0时，物体的速率为20 m/sC. h=2 m时，物体的动能E =40 JkD. 从地面至h=4 m，物体的动能减少100 J2. （2019全国理综III卷17）从地面竖直向上抛出一物体，物体在运动过程中除受到重力外，还受到一大小不变、方向始终与运动方向相反的外力作用。距地面高度h在3 m以内时，物体上升、下落过程中动能Ek随h的变化如图所示。重力加速度取10 m/s2。该物体的质量为 kA. 2 kgB. 1.5 kgC. 1 kgD. 0.5 kg3. （2019高考理综天津卷）（16分）完全由我国自行设计、建造的国产新型航空母舰已完成多次海试，并 取得成功。航母上的舰载机采用滑跃式起飞，故甲板是由水平甲板和上翘甲板两部分构成，如图1所示。 为了便于研究舰载机的起飞过程，假设上翘甲板8。是与水平甲板AB相切的一段圆弧，示意如图2, AB 长气=150m，BC水平投影L = 63m，图中。点切线方向与水平方向的夹角。=12。俄山12%0.21 ）。 若舰载机从A点由静止开始做匀加速直线运动，经t = 6s到达B点进入BC。已知飞行员的质量m = 60 kg， g = 10 m/s2，求A*- R国2（1）舰载机水平运动的过程中，飞行员受到的水平力所做功W ；（2）舰载机刚进入BC时，飞行员受到竖直向上的压力七多大。3.（20分）（2019高考北京理综卷24）雨滴落到地面的速度通常仅为几米每秒，这与雨滴下落过程中受到空气阻力有关。雨滴间无相互作用且雨滴质量不变，重力加速度为g。（1）质量为m的雨滴由静止开始，下落高度力时速度为u，求这一过程中克服空气阻力所做的功W。（2）将雨滴看作半径为,的球体，设其竖直落向地面的过程中所受空气阻力krv，其中v是雨滴的速度，k是比例系数。a. 设雨滴的密度为Q,推导雨滴下落趋近的最大速度皿与半径，的关系式；b. 示意图中画出了半径为r1、r2 (r1r2)的雨滴在空气中无初速下落的uT图线，其中对应半径为r1的雨滴(选填、)；若不计空气阻力，请在图中画出雨滴无初速下落的u-t 图线。(3) 由于大量气体分子在各方向运动的几率相等，其对静止雨滴的作用力为零。将雨滴简化为垂直于 运动方向面积为S的圆盘，证明：圆盘以速度u下落时受到的空气阻力 -V2 (提示：设单位体积 内空气分子数为n，空气分子质量为m0)。4. (2019年4月浙江选考)某砂场为提高运输效率，研究砂粒下滑的高度与砂粒在传送带上运动的关系， 建立如图所示的物理模型。竖直平面内有一倾角0=370的直轨道AB，其下方右侧放置一水平传送带，直轨 道末端B与传送带间距可近似为零，但允许砂粒通过。转轮半径R=0.4m、转轴间距L=2m的传送带以恒定 的线速度逆时针转动，转轮最低点离地面的高度H=2.2m。现将一小物块放在距离传送带高h处静止释放， 假设小物块从直轨道B端运动到达传送带上C点时，速度大小不变，方向变为水平向右。已知小物块与直 轨道和传送带间的动摩擦因数均为p=0.5。(sin370=0.6)(1) 若h=2.4m，求小物块到达B端时速度的大小；(2) 若小物块落到传送带左侧地面，求h需要满足的条件(3) 改变小物块释放的高度h，小物块从传送带的D点水平向右抛出，求小物块落地点到D点的水平 距离x与h的关系式及h需要满足的条件。三.2018年高考题1. (2018全国高考III卷)如图，在竖直平面内，半径为R的光滑圆弧轨道ABC和水平轨道PA在A点相切。BC为圆弧轨道的直径。O为圆心，OA和OB之间的夹角为a, sina= 3/5, 一质量为m的小球沿水平轨道向右运动，经A点沿圆弧轨道通过C点，落至水平轨道；在整个过程中，除受到重力及轨道作用力外， 小球还一直受到一水平恒力的作用，已知小球在C点所受合力的方向指向圆心，且此时小球对轨道的压力 恰好为零。重力加速度大小为g。求：（1）水平恒力的大小和小球到达C点时速度的大小;（2）小球到达A点时动量的大小；（3）小球从C点落至水平轨道所用的时间。四.2017年高考题1. （2017全国III卷16）如图，一质量为m、长度为l的均匀柔软细绳PQ竖直悬挂。用外力将绳的下端1 7Q缓慢地竖直向上拉起至M点，M点与绳的上端P相距31。重力加速度大小为g。在此过程中，外力做的功为（）A. 9mglC. 3mgl& 6mglD. 1 mgl2. （2017 海南卷）将一小球竖直向上抛出，小球在运动过程中所受到的空气阻力不可忽略m为小球运动 轨迹上的一点，小球上升和下降经过。点时的动能分别为Ek1和Ek2。从抛出开始到小球第一次经过。点 时重力所做的功为叫，从抛出开始到小球第二次经过。点时重力所做的功为W2。下列选项正确的是 A. Ek1=Ek2,叫=吧B. Ek1Ek2,叫=吧C. E.，yE?，y 2mgR，质点不能到达Q点、:一 /C. W= 1 mgR，质点到达Q点后，继续上升一段距离1D. W-mgR，质点到达Q点后，继续上升一段距离2. （2015-浙江）如图所示，用一块长L1=1.0m的木板在墙和桌面间架设斜面，桌面高H=0.8m，长L2=1.5mo 斜面与水平桌面的倾角e可在060。间调节后固定。将质量m=0.2kg的小物块从斜面顶端静止释放，物块与 斜面间的动摩擦因数8=0.05，物块与桌面间的动摩擦因数的，忽略物块在斜面与桌面交接处的能量损失。（重力加速度取g=10m/s2；最大静摩擦力等于滑动摩擦力）（1）求e角增大到多少时，物块能从斜面开始下滑；（用正切值表示）（2）当0增大到37时，物块恰能停在桌面边缘，求物块与桌面间的动摩擦因数的（已知sin37=0.6,.cos37=0.8）.（3）继续增大0角，发现0=53时物块落地点与墙面的距离最大，求此最大距离xm。