2019-2020年高考物理一轮复习 第35讲 功和能经典精讲2.doc

2019-2020年高考物理一轮复习 第35讲 功和能经典精讲21、一只苹果从楼上某一高度自由下落，苹果在空中依次经过三个完全相同的窗户1、2、3.图中直线为苹果在空中的运动轨迹若不计空气阻力的影响，以下说法正确的是( )A苹果通过第3个窗户所用的时间最长B苹果通过第1个窗户的平均速度最大C苹果通过第3个窗户重力做的功最大D苹果通过第1个窗户重力的平均功率最小2、如图所示，现有两个完全相同的可视为质点的物块都从静止开始运动，一个自由下落，一个沿光滑的固定斜面下滑，最终它们都到达同一水平面上，空气阻力忽略不计，则( )A重力做的功相等，重力做功的平均功率相等B它们到达水平面上时的动能相等C重力做功的瞬时功率相等D它们的机械能都是守恒的3、如图所示，物体A和B的质量均为m，它们通过一劲度系数为k的轻弹簧相连，开始时B放在地面上，A、B都处于静止状态现用手通过细绳缓慢地将A向上提升距离L1时，B刚要离开地面，此过程手做功为W1 ；若将A加速向上提起，A上升的距离为L2时，B刚要离开地面，此时A的速度为v，此过程手做功为W2 ，弹簧一直处于弹性限度内则()图AL1L2 BW2W1CW1mgL1 DW2mgL2mv24、如图所示，轻质弹簧的一端与固定的竖直板P拴接，另一端与物体A相连，物体A静止于光滑水平桌面上，A右端连接一细线，细线绕过光滑的定滑轮与物体B相连，开始时用手托住B，让细线恰好伸直，然后由静止释放B，直至B获得最大速度。下列有关该过程的分析正确的是（）A B物体的机械能一直减小B B物体的动能的增加量等于它所受重力与拉力做的功之和C B物体机械能的减少量等于弹簧的弹性势能的增加量D 细线拉力对A做的功等于A物体与弹簧所组成的系统机械能的增加量5、质量为m的小球从高H处由静止开始自由下落，以地面作为参考平面当小球的动能和重力势能相等时，重力的瞬时功率为( )A2mg BmgC.mg D.mg6、设匀速行驶的汽车，发动机功率保持不变，则()A路面越粗糙，汽车行驶得越慢B路面越粗糙，汽车行驶得越快C在同一路面上，汽车不载货比载货时行驶得快D在同一路面上，汽车不载货比载货时行驶得慢7、物体沿直线运动的vt关系如图所示，已知在第1 s内合外力对物体做的功为W，则( )A从第1 s末到第3 s末合外力做功为4WB从第3 s末到第5 s末合外力做功为2W C从第5 s末到第7 s末合外力做功为WD从第3 s末到第4 s末合外力做功为0.75W 8、如图所示，物块一次沿轨道1从A点由静止下滑至底端B点，另一次沿轨道2从A点由静止下滑经C点至底端B点，ACCB.物块与两轨道间的动摩擦因数相同，不考虑物块在C点处撞击的因素，则在物块两次下滑过程中，下列说法正确的是() A物块受到摩擦力相同B沿轨道1下滑时的位移较小C物块滑至B点时速度大小相同D两种情况下损失的机械能相同9、如图所示是反映汽车从静止匀加速启动，最后做匀速运动的速度随时间及加速度、牵引力和功率随速度变化的图象，其中正确的是( )ABCD10如图所示为汽车在水平路面上启动过程中的速度图象，Oa为过原点的倾斜直线，ab段表示以额定功率行驶时的加速阶段，bc段是与ab段相切的水平直线，则下述说法正确的是( )A0t1时间内汽车做匀加速运动且功率恒定Bt1t2时间内汽车牵引力做功为mvmvCt1t2时间内的平均速度为(v1v2)D在全过程中t1时刻的牵引力及其功率都是最大值，t2t3时间内牵引力最小11、如图所示，一质量为m的质点在半径为R的半球形容器中(容器固定)由静止开始自边缘上的A点滑下，到达最低点B时，它对容器的正压力为FN.重力加速度为g，则质点自A滑到B的过程中，摩擦力对其所做的功为( )A.R(FN3mg) B.R(3mgFN)C.R(FNmg) D.R(FN2mg)12、如右图所示，长为L的长木板水平放置，在木板的A端放置一个质量为m的小物块现缓慢地抬高A端，使木板以左端为轴转动，当木板转到与水平面的夹角为时小物块开始滑动，此时停止转动木板，小物块滑到底端的速度为v，则在整个过程中()A支持力对物块做功为0B支持力对小物块做功为mgLsin C摩擦力对小物块做功为mgLsin D滑动摩擦力对小物块做功为mv2mgLsin 13、如图所示装置由AB、BC、CD三段轨道组成，轨道交接处均由很小的圆弧平滑连接，其中轨道AB、CD段是光滑的，水平轨道BC的长度x5 m，轨道CD足够长且倾角37，A、D两点离轨道BC的高度分别为h14.30 m、h21.35 m现让质量为m的小滑块自A点由静止释放已知小滑块与轨道BC间的动摩擦因数为0.5，重力加速度g取10 m/s2，sin370.6，cos370.8.求：(1)小滑块第一次到达D点时的速度大小；(2)小滑块第一次与第二次通过C点的时间间隔；(3)小滑块最终停止的位置距B点的距离 14、如图为某种鱼饵自动投放器中的投饵管装置示意图，其下半部AB是一长为2R的竖直细管，上半部BC是半径为R的四分之一圆弧弯管，管口沿水平方向，AB管内有一原长为R、下端固定的轻质弹簧。投饵时，每次总将弹簧长度压缩到0.5R后锁定，在弹簧上段放置一粒鱼饵，解除锁定，弹簧可将鱼饵弹射出去。设质量为m的鱼饵到达管口C时，对管壁的作用力恰好为零。不计鱼饵在运动过程中的机械能损失，且锁定和解除锁定时，均不改变弹簧的弹性势能。已知重力加速度为g。求：（1）质量为m的鱼饵到达管口C时的速度大小v1;（2）弹簧压缩到0.5R时的弹性势能Ep;（3）已知地面与水面相距1.5R，若使该投饵管绕AB管的中轴线OO在角的范围内来回缓慢转动，每次弹射时只放置一粒鱼饵，鱼饵的质量在到m之间变化，且均能落到水面。持续投放足够长时间后，鱼饵能够落到水面的最大面积S是多少？15、右端连有光滑弧形槽的水平桌面AB长L1.5 m，如右图所示将一个质量为m0.5 kg的木块在F1.5 N的水平拉力作用下，从桌面上的A端由静止开始向右运动，木块到达B端时撤去拉力F，木块与水平桌面间的动摩擦因数0.2，取g10 m/s2.求：(1)木块沿弧形槽上升的最大高度；(2)木块沿弧形槽滑回B端后，在水平桌面上滑动的最大距离16、半径R4500 km的某星球上有一倾角为30的固定斜面一质量为m1 kg的小物块在力F作用下从静止开始沿斜面向上运动，力F始终与斜面平行，如图X75甲所示已知小物块和斜面间的动摩擦因数，力F随位移x变化的规律如图乙所示(取沿斜面向上的方向为正)，当小物块运动12 m时速度恰好又为零试求：该星球表面上的重力加速度。 第35讲 功和能经典精讲1、D详解：苹果加速下落，运动越来越快，故苹果通过第3个窗户所用的时间最短，平均速度最大，A、B都错；窗户完全相同，所以苹果通过三个窗户重力做的功一样多，苹果通过第1个窗户用时最长，重力的平均功率最小，故C错，D对2、BD详解：两物体从同一高度下落，根据机械能守恒定律知，它们到达水平面上时的动能相等，自由下落的物体先着地，重力做功的平均功率大，而着地时重力做功的瞬时功率等于重力与重力方向上的速度的乘积，故重力做功的瞬时功率不相等，选BD.3、BD详解：缓慢地将A向上提升距离L1时，B刚要离开地面，弹簧由压缩量为到拉伸量为，弹性势能不变，L1，由功能关系可知，此过程手所做的功等于A增加的机械能，即W1mgL1；将A加速向上提起，A上升的距离为L2时，B刚要离开地面，弹簧也是由压缩量为到拉伸量为，弹性势能不变，L2，由功能关系可知，此过程手所做的功等于A增加的机械能，即W2mgL2mv2；综上所述，BD正确4、ABD详解：由静止释放B到B达到最大速度的过程中，B一直要克服绳的拉力做功，根据功能关系可知，B物体的机械能一直减小，A对；根据动能定理，重力与拉力做功之和也正是B所受的合外力做的功，B对；根据能的转化和守恒定律可知，B物体减少的机械能等于弹簧增加的弹性势能与A增加的动能之和，C错；根据功能关系可知，细线拉力对A做的功等于A物体和弹簧所组成的系统机械能的增加量，D对5、B详解：动能和重力势能相等时，根据机械能守恒定律有：2mghmgH，得下落高度为h，速度v，故Pmgvmg，B选项正确6、 AC详解：汽车行驶过程中，若发动机功率保持不变，且匀速行驶，则由牛顿第二定律得FFf0，又PFv，解得vP/Ff；又由FfFN可知，当路面越粗糙或载货越多时，阻力Ff越大，则v越小，故A、C正确，B、D错误7、CD详解：由图知，第1 s末速度、第3 s末速度、第7 s速度大小关系：v1v3v7，由题知Wmv0，则由动能定理知第1 s末到第3 s末合外力做功W2mvmv0，故A错误第3秒末到第5 s末合外力做功W30mvW，故B错误第5 s末到第7 s末合外力做功W4mv0W，故C正确第3 s末到第4 s末合外力做功W5mvmv；因v4v3，所以W50.75W，故D正确8、CD详解：物块沿轨道1滑下来时，设斜面的倾角为，轨道1长为l，A点在水平面上的投影为A，A到水平面的距离为h，由动能定理：mgh(mgcos)xmv，即mghmgABmv，同理可得，物块沿轨道2滑下时，有mghmgABmv，也就是沿两轨道下滑时，摩擦力做功一样多，但摩擦力不同，所以CD对，A错；位移是从初位置指向末位置的有向线段，故位移相同，B错9、ACD详解：机车启动时由PFv和Ffma可知，匀加速启动过程，牵引力F、加速度a恒定不变，速度和功率均匀增大，当功率增大到额定功率后保持不变，牵引力逐渐减小到与阻力相等，加速度逐渐减小到零，速度逐渐增大到最大速度故ACD正确10、D详解：0t1时间内汽车做匀加速运动，牵引力恒定，但速度增加，故功率增加，A错；汽车水平方向受到牵引力和阻力作用，根据动能定理，t1t2时间内合力做功为mvmv ，故B错；公式(v1v2)适用于匀变速直线运动，故C错；功率增到t1时刻，不再增加，t1t2时间内功率恒定，但牵引力减小，t2t3时间内牵引力最小，与阻力相等，所以D对11、A详解：质点到达最低点B时，它对容器的正压力为FN，根据牛顿定律有FNmgm，根据动能定理，质点自A滑到B的过程中有WfmgRmv2，故摩擦力对其所做的功WfRFNmgR.12、 BD详解：缓慢抬高过程中，摩擦力始终跟运动方向垂直，不做功，支持力与重力做功的代数和为零，所以支持力的功等于mgLsin ；下滑过程支持力跟运动方向始终垂直，不做功，由动能定理可得：；综上所述，B、D正确13、见详解详解：(1)小滑块从ABCD过程中，由动能定理得mg(h1h2)mgxmv0将h1、h2、x、g代入得：vD3 m/s(2)小滑块从ABC过程中，由动能定理得mgh1mgxmv将h1、x、g代入得：vC6 m/s小滑块沿CD段上滑的加速度大小agsin6 m/s2小滑块沿CD段上滑到最高点的时间t11 s由对称性可知，小滑块从最高点滑回C点的时间t2t11 s故小滑块第一次与第二次通过C点的时间间隔tt1t22 s(3)对小滑块运动全过程利用动能定理，设小滑块在水平轨道上运动的总路程为x总 有：mgh1mgx总将h1、代入得x总8.6 m故小滑块最终停止的位置距B点的距离为2xx总1.4 m14、见详解详解：（1）质量为m的鱼饵到达管口C时做圆周运动的向心力完全由重力提供，则mg=m，解得 v1=. (2) 弹簧的弹性势能全部转化为鱼饵的机械能，由机械能守恒定律有Ep=mg(1.5R+R)+m v12，由式解得Ep=3mgR。（3）不考虑因缓慢转动装置对鱼饵速度大小的影响，质量为m的鱼饵离开管口C后做平抛运动。设经过t时间落到水面上，离OO的水平距离为x1，由平抛运动规律有4.5R=gt2，x1=v1t+R，由式解得x1=4R. 当鱼饵的质量为2m/3时，设其到达管口C时速度大小为v2，由机械能守恒定律有Ep=mg(1.5R+R)+(m) v22， 由式解得v2=2. 质量为2m/3的鱼饵落到水面上时，设离OO的水平距离为x2，则x2=v2t+R，由式解得x2=7R.鱼饵能够落到水面的最大面积S，S=(x22-x12)= R2（或8.25R2）。15、(1)0.15 m(2)0.75 m详解：（1）由动能定理得：其中所以（2）由动能定理得：所以16、见详解详解：假设星球表面的重力加速度为g，对小物块受力分析如图所示，根据动能定理，小物块在力F1作用过程中有：小物块在力F2作用过程中有：由图可知解得：