《2020版高考物理二輪復習 第一部分 專題復習訓練 2-4 動能定理、能量守恒定律真題對點練(含解析)》由會員分享,可在線閱讀,更多相關《2020版高考物理二輪復習 第一部分 專題復習訓練 2-4 動能定理、能量守恒定律真題對點練(含解析)(6頁珍藏版)》請在裝配圖網(wǎng)上搜索。
1、動能定理、能量守恒定律
1.(2017年高考·課標全國卷Ⅲ)如圖2—4—22所示,一質(zhì)量為m,長度為l的均勻柔軟細繩PQ豎直懸掛.用外力將繩的下端Q緩慢地豎直向上拉起至M點,M點與繩的上端P相距l(xiāng).重力加速度大小為g.在此過程中,外力做的功為( )
圖2—4—22
A.mgl B.mgl
C.mgl D.mgl
解析:QM段繩的質(zhì)量為m′=m,未拉起時,QM段繩的重心在QM中點處,與M點距離為l,繩的下端Q拉到M點時,QM段繩的重心與M點距離為l,此過程重力做功WG=-m′g(l-l)=-mgl,對繩的下端Q拉到M點的過程,應用動能定理,可知外力做功W=
2、-WG=mgl,可知A項正確.
答案:A
2.(2018年高考·課標全國卷Ⅱ)如圖2—4—23所示,某同學用繩子拉動木箱,使它從靜止開始沿粗糙水平路面運動至具有某一速度.木箱獲得的動能一定( )
圖2—4—23
A.小于拉力所做的功
B.等于拉力所做的功
C.等于克服摩擦力所做的功
D.大于克服摩擦力所做的功
解析:由題意知,W拉-W阻=ΔEk,則W拉>ΔEk,A對,B錯;W阻與ΔEk的大小關系不確定,C、D錯.
答案:A
3.(2018年高考·課標全國卷Ⅲ)(多選)地下礦井中的礦石裝在礦車中,用電機通過豎井運送到地面.某豎井中礦車提升的速度大小v隨時間t的變化關系如
3、圖2—4—24所示,其中圖線①②分別描述兩次不同的提升過程,它們變速階段加速度的大小都相同;兩次提升的高度相同,提升的質(zhì)量相等.不考慮摩擦阻力和空氣阻力.對于第①次和第②次提升過程( )
圖2—4—24
A.礦車上升所用的時間之比為4∶5
B.電機的最大牽引力之比為2∶1
C.電機輸出的最大功率之比為2∶1
D.電機所做的功之比為4∶5
解析:由圖線①知,礦車上升總高度h=·2t0=v0t0
由圖線②知,加速階段和減速階段上升高度和
h1=·(+)=v0t0
勻速階段:h-h(huán)1=v0·t′,解得t′=t0
故第②次提升過程所用時間為+t0+=t0,
兩次上升所用時間
4、之比為2t0∶t0=4∶5,A對;
對礦車受力分析,當?shù)V車向上做加速直線運動時,電機的牽引力最大,由于加速階段加速度相同,故加速時牽引力相同,B錯;
在加速上升階段,由牛頓第二定律知,
F-mg=ma,F(xiàn)=m(g+a)
第①次在t0時刻,功率P1=F·v0=(mg+ma)v0,
第②次在時刻,功率P2=F·=(mg+ma),
第②次在勻速階段P2′=F′·=mg·
5、豎直向上拋出一物體,其機械能E總等于動能Ek與重力勢能Ep之和.取地面為重力勢能零點,該物體的E總和Ep隨它離開地面的高度h的變化如圖2—4—25所示.重力加速度取10 m/s2.由圖中數(shù)據(jù)可得( )
圖2—4—25
A.物體的質(zhì)量為2 kg
B.h=0時,物體的速率為20 m/s
C.h=2 m時,物體的動能Ek=40 J
D.從地面至h=4 m,物體的動能減少100 J
解析:A.Ep=mgh,所以圖象斜率為mg,故mg==20 N,解得m=2 kg,故A正確;B.h=0時,Ep=0,Ek=E總-Ep=100 J-0=100 J,故mv2=100 J,解得:v=10 m/
6、s,故B錯誤;C.h=2 m時,Ep=40 J,Ek= E總-Ep=90 J-40 J=50 J,故C錯誤;D.h=0時,Ek=E機-Ep=100 J-0=100 J,h=4 m時,Ek′=E總-Ep=80 J-80 J=0 J,故Ek-Ek′=100 J,故D正確.
答案:AD
5.(2019年高考·課標全國卷Ⅲ)從地面豎直向上拋出一物體,物體在運動過程中除受到重力外,還受到一大小不變、方向始終與運動方向相反的外力作用.距地面高度h在3 m以內(nèi)時,物體上升、下落過程中動能Ek隨h的變化如圖2—4—26所示.重力加速度取10 m/s2.該物體的質(zhì)量為( )
圖2—4—26
A.2
7、 kg B.1.5 kg
C.1 kg D.0.5 kg
解析:對上升過程,由動能定理,-(F+mg)h=Ek-Ek0,得Ek=Ek0-(F+mg)h,即F+mg=k=12 N;由Ek-h(huán)圖象可知物體上升的最大高度為6 m,下落過程,(mg-F)(6-h(huán))=Ek,即mg-F=k′=8 N,聯(lián)立兩公式,得到m=1 kg、F=2 N.
答案:C
6.(2019年高考·課標全國卷Ⅲ)空間存在一方向豎直向下的勻強電場,O、P是電場中的兩點.從O點沿水平方向以不同速度先后發(fā)射兩個質(zhì)量均為m的小球A、B.A不帶電,B的電荷量為q(q>0).A從O點發(fā)射時的速度大小為v0,到達P點所用時間為t;B從O點到達P點所用時間為.重力加速度為g,求
(1)電場強度的大?。?
(2)B運動到P點時的動能.
解:(1)設電場強度的大小為E,小球B運動的加速度為a.根據(jù)牛頓定律、運動學公式和題給條件,有
mg+qE=ma①
a()2=gt2②
解得E=③
(2)設B從O點發(fā)射時的速度為v1,到達P點時的動能為Ek,O、P兩點的高度差為h,根據(jù)動能定理有
Ek-mv12=mgh+qEh④
且有v1=v0t⑤
h=gt2⑥
聯(lián)立③④⑤⑥式得
Ek=2m(v02+g2t2)⑦
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