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1、2022年高三物理二輪復(fù)習(xí) 作業(yè)卷十五 功和機(jī)械能1(含解析)
一 、單選題(本大題共2小題。在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中,只有一個(gè)選項(xiàng)是符合題目要求的)
1.(xx新課標(biāo)2高考真題)一汽車在平直公路上行駛。從某時(shí)刻開始計(jì)時(shí),發(fā)動(dòng)機(jī)的功率P隨時(shí)間t的變化如圖所示。假定汽車所受阻力的大小f恒定不變。下列描述該汽車的速度v隨時(shí)間t變化的圖像中,可能正確的是
2.汽車越來越多的進(jìn)人家庭,成為人們主要的代步交通工具,駕駛汽車需要考取駕駛證,考試中的一項(xiàng)內(nèi)容是半坡起步,設(shè)坡路的傾角為θ,一位考員從半坡由靜止以恒定功率P啟動(dòng),沿坡路向上行駛,車和人的總質(zhì)量為m,車所受阻力為支持力的k倍,坡路足夠長.
2、重力加速度為g.下列說法正確的是( ?。?
A.
汽車先做勻加速運(yùn)動(dòng)后做勻速運(yùn)動(dòng)
B.
汽車能達(dá)到的最大速度為
C.
汽車勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)的牽引力大小等于kmgcosθ+mgsinθ
D.
汽車牽引力做的功等于汽車機(jī)械能的增加量
二 、多選題(本大題共5小題)
3.(xx江蘇高考真題)如圖所示,輕質(zhì)彈簧一端固定,另一端與質(zhì)量為m、套在粗糙豎直固定桿A處的圓環(huán)相連,彈簧水平且處于原長。圓環(huán)從A處由靜止開始下滑,經(jīng)過B處的速度最大,到達(dá)C處的速度為零,AC=h。圓環(huán)在C處獲得一豎直向上的速度v,恰好能回到A;彈簧始終在彈性限度之內(nèi),重力加速度為g,則圓環(huán)
3、A.下滑過程中,加速度一直減小
B.下滑過程中,克服摩擦力做功為
C.在C處,彈簧的彈性勢能為
D.上滑經(jīng)過B的速度大于下滑經(jīng)過B的速度
4. 如圖所示,一質(zhì)量為m的物體放在水平地面上,上端用一根原長為L、勁度系數(shù)為k的輕彈簧相連.現(xiàn)用手拉彈簧的上端P緩慢向上移動(dòng).當(dāng)P點(diǎn)位移為H時(shí),物體離開地面一段距離h,則在此過程中
A.拉彈簧的力對彈簧做功為mgH
B.拉彈簧的力對彈簧做功為mgh +
C.物體增加的重力勢能為mgH -
D.物體增加的重力勢能為mgH
5. (xx?徐匯區(qū)二模)質(zhì)量分別為m1、m2的A、B兩物體放在同一水平面上,受到大小相同的水平力F的
4、作用,各自由靜止開始運(yùn)動(dòng).經(jīng)過時(shí)間t0,撤去A物體的外力F;經(jīng)過4t0,撤去B物體的外力F.兩物體運(yùn)動(dòng)的v﹣t關(guān)系如圖所示,則A、B兩物體( ?。?
A.
與水平面的摩擦力大小之比為5:12
B.
在勻加速運(yùn)動(dòng)階段,合外力做功之比為4:1
C.
在整個(gè)運(yùn)動(dòng)過程中,克服摩擦力做功之比為1:2
D.
在整個(gè)運(yùn)動(dòng)過程中,摩擦力的平均功率之比為5:3
6.(xx?浦東新區(qū)一模)如圖所示,質(zhì)量為2kg的物體沿傾角為30°的固定斜面勻減速上滑了2m距離,物體加速度的大小為8m/s2,(重力加速度g取10m/s2).在此過程中( )
A.
物體
5、的重力勢能增加了40J
B.
物體的機(jī)械能減少了12J
C.
物體的動(dòng)能減少了32J
D.
斜面克服摩擦力做了12J功
7.如圖所示,木塊質(zhì)量為M,放在光滑水平面上,一顆質(zhì)量為m的子彈以初速度v0水平射入木塊中,最后兩者一起以速度v勻速前進(jìn)。已知子彈射入木塊的深度為d,平均阻力為f,木塊移動(dòng)距離為s,則下列判斷正確的是( )
A.fd=- B.fd=-
C.f(s+d)=- D. fs=
三 、簡答題(本大題共2小題)
8. 如圖所示,一輕繩繞過無摩擦的兩個(gè)輕質(zhì)小定滑輪О1、О2和質(zhì)量mP=m的小球P
6、連接,另一端質(zhì)量mQ=m的小物塊Q連接,小物塊Q套于兩直桿AC、DE和一段圓弧CD組成的固定光滑軌道ABCDE上。直桿AC與豎直墻夾角θ=45°,直桿DE水平,兩桿分別與Ol為圓心,R為半徑的圓弧連接并相切于C、D兩點(diǎn),軌道與兩定滑輪在同一豎直平面內(nèi)。直桿B點(diǎn)與兩定滑輪均在同一高度,重力加速度為g,小球運(yùn)動(dòng)過程中不會(huì)與其他物體相碰,現(xiàn)將小物塊Q從B點(diǎn)由靜止釋放,在C、D點(diǎn)時(shí)無機(jī)械能損失。試求:
(1)小物塊Q的最大機(jī)械能(取B點(diǎn)所在的水平面為參考平面);
(2)小物塊Q滑至O1正下方D點(diǎn)時(shí)對圓弧軌道的彈力?
(3)小物塊Q能到達(dá)DE桿最遠(yuǎn)的位置距D的距離?
7、
9. 在電場方向水平向右的勻強(qiáng)電場中,一帶電小球從A點(diǎn)豎直向上拋出,其運(yùn)動(dòng)的軌跡如圖所示,小球運(yùn)動(dòng)的軌跡上A、B兩點(diǎn)在同一水平線上,M為軌跡的最高點(diǎn),小球拋出時(shí)的動(dòng)能為8.0J,在M點(diǎn)的動(dòng)能為6.0J,不計(jì)空氣的阻力,求:
(1)小球水平位移x1與x2的比值:
(2)小球落到B點(diǎn)時(shí)的動(dòng)能EkB;
(3)小球從A點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)的過程中最小動(dòng)能Ekmin。
xx萬卷作業(yè)卷(十五)答案解析
一 、單選題
1.【答案】A
【解析】由圖可知,汽車先以恒定功率P1起動(dòng),所以剛開始做加速度減小的加速度運(yùn)動(dòng),后以更大功率P2運(yùn)動(dòng),所以再次做加速
8、度減小的加速運(yùn)動(dòng),故A正確,B、C、D錯(cuò)誤。
2.
考點(diǎn):
功率、平均功率和瞬時(shí)功率;功能關(guān)系..
分析:
根據(jù)P=Fv,結(jié)合v的變化判斷牽引力的變化,根據(jù)牛頓第二定律得出加速度的變化,從而得出汽車的運(yùn)動(dòng)規(guī)律,當(dāng)合力為零時(shí),汽車的速度達(dá)到最大.
解答:
A、根據(jù)P=Fv知,v增大,牽引力減小,根據(jù)牛頓第二定律得,a=,知加速度減小,汽車先做變加速運(yùn)動(dòng),當(dāng)加速度減小到零,做勻速直線運(yùn)動(dòng).故A錯(cuò)誤.
B、當(dāng)汽車所受的合力為零,速度達(dá)到最大,此時(shí)有:F=mgsinθ+kmgcosθ,則最大速度,故B錯(cuò)誤.
C、汽車勻速運(yùn)動(dòng)時(shí),F(xiàn)=mgsinθ+kmgcosθ,故C正確.
D、根據(jù)
9、功能關(guān)系,除重力以外其它力做功等于機(jī)械能的增量,知牽引力和阻力做功的代數(shù)和等于機(jī)械能的增加量,故D錯(cuò)誤.
故選:C.
點(diǎn)評:
解決本題的關(guān)鍵會(huì)根據(jù)汽車的受力分析汽車的運(yùn)動(dòng)規(guī)律,知道合力為零,汽車的速度達(dá)到最大.
二 、多選題
3.【答案】BD
【解析】A到B是加速運(yùn)動(dòng),B處速度最大,加速度為O,由A→B加速度減小,過了B點(diǎn)之后,加速度開始增加,A項(xiàng)錯(cuò)誤;從A到c,再從C到A,圓環(huán)的動(dòng)能、勢能和彈簧的彈性勢能均沒有變化,所以,系統(tǒng)損失的機(jī)械能0.5mv等于克服摩擦力做的功,上、下滑過程中克服摩擦力做功相等,所以下滑過程克服摩擦力做的功為0.25mv,B項(xiàng)正確;由A到C,由能量守恒定律
10、得到在C點(diǎn)時(shí),彈簧的彈性勢能為mgh一0.25mv,C項(xiàng)錯(cuò)誤;上滑摩擦力的方向與下滑摩擦力的方向相反,由牛頓運(yùn)動(dòng)定律和運(yùn)動(dòng)學(xué)知識(shí)可知上滑經(jīng)過B的速度大于下滑經(jīng)過B的速度,D項(xiàng)正確。
4.【答案】BC
5.【答案】AC
考點(diǎn):
功率、平均功率和瞬時(shí)功率;功的計(jì)算.
專題:
功率的計(jì)算專題.
分析:
根據(jù)兩物塊做勻加速運(yùn)動(dòng)和勻減速運(yùn)動(dòng)的過程,求出各自運(yùn)動(dòng)的加速度之比,根據(jù)牛頓運(yùn)動(dòng)定律的從而求出摩擦力之比;
速度時(shí)間圖線與時(shí)間軸所圍成的面積表示位移,根據(jù)加速階段和整個(gè)過程的面積比得出位移比,進(jìn)而可求合外力做功和克服摩擦力做功之比;
由功率的定義式可得功率之比.
解答:
解
11、:A、由圖象可得,A加速運(yùn)動(dòng)的加速度為,減速運(yùn)動(dòng)的加速度為,根據(jù)牛頓第二定律知
①
= ②由①②得f1=F
B加速運(yùn)動(dòng)的加速度為,減速運(yùn)動(dòng)的加速度為,根據(jù)牛頓第二定律知
③
④
由③④得f2=F
所以與水平面的摩擦力大小之比為F:=5:12,故A正確;
B、合外力做功減速階段兩圖象的斜率相等,故加速度相等,而此時(shí)a=μg,故摩擦系數(shù)相同,由牛頓第二定律知,質(zhì)量之比等于摩擦力之比為5:12,在勻加速運(yùn)動(dòng)階段,合外力做功之比為等于末動(dòng)能之比,為:=5×22:12×12=5:3,故B錯(cuò)誤;
C、根據(jù)圖象面積表示位移知AB兩物體的位移之比為6:5,由W=Fs知在整個(gè)運(yùn)動(dòng)過程中,克
12、服摩擦力做功之比(5×6):(12×5)=1:2.故C正確;
D、由P=知平均功率之比為=5:6,故D錯(cuò)誤;
故選:AC.
點(diǎn)評:
解決本題的關(guān)鍵通過圖象得出勻加速運(yùn)動(dòng)和勻減速運(yùn)動(dòng)的加速度,根據(jù)牛頓第二定律,得出兩個(gè)力的大小之比,以及知道速度﹣時(shí)間圖線與時(shí)間軸所圍成的面積表示位移.
6.【答案】BC
考點(diǎn):
動(dòng)能定理的應(yīng)用;功能關(guān)系.
專題:
動(dòng)能定理的應(yīng)用專題.
分析:
對物體受力分析,根據(jù)牛頓第二定律列式求解出摩擦力大小,然后根據(jù)功能關(guān)系列式求解.
解答:
解:A、重力勢能的增加量等于克服重力做的功,故△EP增=mg△h=2×10×1=20J,故A錯(cuò)誤;
B
13、、對物體受力分析,受重力、支持力、滑動(dòng)摩擦力,根據(jù)牛頓第二定律,有
mgsin30°+f=ma
解得:f=ma﹣mgsin30°=6N
機(jī)械能變化量等于除重力外其余力做的功,故△E減=f?S=6N×2m=12J,故B正確;
C、根據(jù)動(dòng)能定理,有△EK=W=﹣mg?△h﹣fS=﹣32J,故C正確;
D、斜面不動(dòng),故斜面克服摩擦力做功為零,故D錯(cuò)誤;
故選BC.
點(diǎn)評:
本題關(guān)鍵是對物體受力分析后,根據(jù)牛頓第二定律求解出摩擦力,然后根據(jù)功能關(guān)系多次列式求解.
7.【答案】BD
三 、簡答題
8.解析:(1)當(dāng)物塊滑至C點(diǎn)時(shí),P球下降至最低點(diǎn),且此時(shí),
由機(jī)械能
14、守恒定律有: 其中
得:
(2)小物塊從C到D過程中,小物塊做圓周運(yùn)動(dòng),故繩子不做功,球P始終靜止,物塊Q機(jī)械能守恒,
則 解得:
在D點(diǎn),物體受到繩子拉力T,軌道的支持力N,重力mg,
由牛頓第二定律:
對于P小球有: 得:,方向向上。
由牛頓第三定律:物塊對軌道的彈力,方向向下
(3)小物塊滑過D點(diǎn)后,小球P將上升,物塊Q滑離D最遠(yuǎn)距離x,此時(shí)兩者速度均為零。P、Q組成的系統(tǒng)機(jī)械能守恒有:
解得:
9.試題分析:(1)小球在豎直方向做豎直上拋運(yùn)動(dòng),根據(jù)對稱性得知,從A點(diǎn)至M點(diǎn)和從M點(diǎn)至B點(diǎn)的時(shí)間t相等,小球在水平方向上做初速為零的勻加速直線運(yùn)動(dòng),設(shè)加速度為a,則
所以
(2)小球從A到M,由動(dòng)能定理,可得水平方向上電場力做功
則小球從A到B,水平方向上電場力做功
由動(dòng)能定理,可得小球落到B點(diǎn)時(shí)的動(dòng)能為:
解得:
(3)設(shè)小球所受的電場力為F,重力為G,由于合運(yùn)動(dòng)與分運(yùn)動(dòng)具有等時(shí)性,小球從A到M,則有:
水平方向上電場力做功
豎直方向上重力做功
由下圖可知,,則
則小球從A運(yùn)動(dòng)到B的過程中速度最小時(shí)速度一定與等效垂直,即圖中的P點(diǎn),故: