2017年高考物理試題分項(xiàng)版匯編系列 專題07 功和能(含解析).doc
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1、 專題07功和能 一、單選題 1.如圖所示,將一質(zhì)量為m的小球從空中O點(diǎn)以速度水平拋出,飛行一段時(shí)間后,小球經(jīng)過(guò)P點(diǎn)時(shí)動(dòng)能,不計(jì)空氣阻力,則小球從O到P過(guò)程中() A. 經(jīng)過(guò)的時(shí)間為 B. 速度增量為,方向斜向下 C. 運(yùn)動(dòng)方向改變的角度的正切值為 D. 下落的高度為 【答案】A 2.類比是一種常用的研究方法.對(duì)于直線運(yùn)動(dòng),教科書中講解了由圖像求位移,由 (力-位移)圖像求做功的方法.請(qǐng)你借鑒此方法分析下列說(shuō)法,其中正確的是() A. 由 (力-速度)圖線和橫軸圍成的面積可求出對(duì)應(yīng)速度變化過(guò)程中力做功的功率 B. 由 (力-時(shí)間)圖線和橫軸圍成的面積可求出對(duì)應(yīng)時(shí)間
2、內(nèi)力所做的沖量 C. 由 (電壓-電流)圖線和橫軸圍成的面積可求出對(duì)應(yīng)的電流變化過(guò)程中電流的功率 D. 由 (角速度-半徑)圖線和橫軸圍成的面積可求出對(duì)應(yīng)半徑變化范圍內(nèi)做圓周運(yùn)動(dòng)物體的線速度 【答案】B 【解析】圖線中任意一點(diǎn)的橫坐標(biāo)與縱坐標(biāo)的乘積等于,即瞬時(shí)功率,故圖象與橫軸圍成的面積不一定等于,即不是對(duì)應(yīng)速度變化過(guò)程中力做功的功率,A錯(cuò)誤;(力-時(shí)間)圖線和橫軸圍成的面積表示沖量, B正確;由(電壓-電流)圖線,根據(jù)公式可知,根據(jù)與的坐標(biāo)值的乘積,求出對(duì)應(yīng)電流做功的功率,C錯(cuò)誤;圖線中任意一點(diǎn)的橫坐標(biāo)與縱坐標(biāo)的乘積等于,即線速度;故圖象與橫軸圍成的面積不一定等于,即不一定等于線速度
3、,D錯(cuò)誤.選B. 3.一個(gè)小球從高處由靜止開(kāi)始落下,從釋放小球開(kāi)始計(jì)時(shí),規(guī)定豎直向上為正方向,落地點(diǎn)為重力勢(shì)能零點(diǎn).小球在接觸地面前、后的動(dòng)能保持不變,且忽略小球與地面發(fā)生碰撞的時(shí)間以及小球運(yùn)動(dòng)過(guò)程中受到的空氣阻力.圖中分別是小球在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中的位移、速度、動(dòng)能和重力勢(shì)能隨時(shí)間變化的圖象,其中正確的是() A. B. C. D. 【答案】B 【解析】A.位移,所以開(kāi)始下落過(guò)程中位移隨時(shí)間應(yīng)該是拋物線,故A錯(cuò)誤; B.速度,與地面發(fā)生碰撞反彈速度與落地速度大小相等,方向相反,故B正確; C.小球自由落下,在與地面發(fā)生碰撞的瞬間,反彈速度與落地速度大小相等,若從釋放
4、時(shí)開(kāi)始計(jì)時(shí),動(dòng)能,所以開(kāi)始下落過(guò)程中動(dòng)能隨時(shí)間應(yīng)該是拋物線,故C錯(cuò)誤; D.重力勢(shì)力,小球開(kāi)始時(shí)離地面的高度.故D錯(cuò)誤. 故選B。 4.一個(gè)小球從高處由靜止開(kāi)始落下,從釋放小球開(kāi)始計(jì)時(shí),規(guī)定豎直向上為正方向,落地點(diǎn)為重力勢(shì)能零點(diǎn).小球在接觸地面前、后的動(dòng)能保持不變,且忽略小球與地面發(fā)生碰撞的時(shí)間以及小球運(yùn)動(dòng)過(guò)程中受到的空氣阻力.圖中分別是小球在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中的位移、速度、動(dòng)能和重力勢(shì)能隨時(shí)間變化的圖象,其中正確的是() A. B. C. D. 【答案】B 【解析】A.位移,所以開(kāi)始下落過(guò)程中位移隨時(shí)間應(yīng)該是拋物線,故A錯(cuò)誤; B.速度,與地面發(fā)生碰撞反彈速度與落
5、地速度大小相等,方向相反,故B正確; C.小球自由落下,在與地面發(fā)生碰撞的瞬間,反彈速度與落地速度大小相等,若從釋放時(shí)開(kāi)始計(jì)時(shí),動(dòng)能,所以開(kāi)始下落過(guò)程中動(dòng)能隨時(shí)間應(yīng)該是拋物線,故C錯(cuò)誤; D.重力勢(shì)力,小球開(kāi)始時(shí)離地面的高度.故D錯(cuò)誤. 故選B。 5.如圖所示,在傾角為30°的斜面上的P點(diǎn)釘有一光滑小鐵釘,以P點(diǎn)所在水平虛線將斜面一分為二,上部光滑,下部粗糙.一繩長(zhǎng)為3R輕繩一端系與斜面O點(diǎn),另一端系一質(zhì)量為m的小球,現(xiàn)將輕繩拉直小球從A點(diǎn)由靜止釋放,小球恰好能第一次通過(guò)圓周運(yùn)動(dòng)的最高點(diǎn)B點(diǎn).已知OA與斜面底邊平行,OP距離為2R,且與斜面底邊垂直,則小球從A到B 的運(yùn)動(dòng)過(guò)程中( ?。?/p>
6、 A. 合外力做功mgR B. 重力做功2mgR C. 克服摩擦力做功mgR D. 機(jī)械能減少mgR. 【答案】D 【解析】以小球?yàn)檠芯康膶?duì)象,則小球恰好能第一次通過(guò)圓周運(yùn)動(dòng)的最高點(diǎn)B點(diǎn)時(shí),繩子的拉力為0,小球受到重力與斜面的支持力,重力沿斜面向下的分力恰好充當(dāng)向心力,得: 解得:x1kw A到B的過(guò)程中,重力與摩擦力做功,設(shè)摩擦力做功為Wf,則解得: 6.一輛質(zhì)量為m的汽車在平直公路上,以恒定功率P行駛,經(jīng)過(guò)時(shí)間t,運(yùn)動(dòng)距離為x,速度從v1增加到v2,已知所受阻力大小恒為f,則下列表達(dá)式正確的是( ) A. x=t B. P=fv1 C. ﹣=
7、 D. Pt﹣fx=mv22﹣mv12 【答案】D 【解析】汽車以恒定功率P行駛,則,物體做加速度減小的加速,最終勻速。 A:物體做變加速運(yùn)動(dòng),勻變速直線運(yùn)動(dòng)的公式不成立。故A錯(cuò)誤。 B:、;故B錯(cuò)誤。 C:,物體做變加速運(yùn)動(dòng),故C錯(cuò)誤。 D:據(jù)動(dòng)能定理:,則;故D正確。 7.如圖所示,質(zhì)量分別為mA和mB的兩小球用輕繩連接在一起,并用細(xì)線懸掛在天花板上,兩小球恰處于同一水平位置,細(xì)線與豎直方向間夾角分別為θ1與θ2(θ1>θ2)?,F(xiàn)將A、B間輕繩剪斷,則兩小球開(kāi)始擺動(dòng),最大速度分別為vA和vB,最大動(dòng)能分別為EkA和EkB,則下列說(shuō)法中正確的是 A. mB >mA B.
8、 輕繩剪斷時(shí)加速度之比為tanθ1:tanθ2
C. vA
9、由牛頓第二定律求加速度之比,兩小球擺動(dòng)過(guò)程中,機(jī)械能守恒,到達(dá)最低點(diǎn)時(shí)的速度,根據(jù)機(jī)械能守恒定律列式,分析最大速度的大?。? 8.汽車發(fā)動(dòng)機(jī)的額定功率為,它以額定功率在平直公路上行駛的最大速度為,那么汽車在以最大速度勻速行駛時(shí)所受的阻力的大小是( ) A. B. C. D. 【答案】B 【解析】汽車勻速運(yùn)動(dòng),說(shuō)明汽車處于受力平衡狀態(tài),此時(shí)汽車受到的阻力的大小和汽車的牽引力大小相等.由可以求得:,故選項(xiàng)B正確。 點(diǎn)睛:本題考查了求汽車所示阻力,知道汽車速度最大時(shí)做勻速直線運(yùn)動(dòng),應(yīng)用、平衡條件即可解題。 9.如圖所示,輕彈簧的一端固定在豎直墻上,質(zhì)量為m的
10、光滑弧形槽靜止放在光滑水平面上,弧形槽底端與水平面相切,一個(gè)質(zhì)量也為m的小物塊從槽高h(yuǎn)處開(kāi)始自由下滑,下列說(shuō)法正確的是 A. 在下滑過(guò)程中,物塊的機(jī)械能守恒 B. 物塊被彈簧反彈后,做勻速直線運(yùn)動(dòng) C. 在下滑過(guò)程中,物塊和槽的動(dòng)量守恒 D. 物塊被彈簧反彈后,能回到槽高h(yuǎn)處 【答案】B 【解析】在物塊下滑的過(guò)程中,斜槽將后退,物塊與弧形槽系統(tǒng)只有重力做功,機(jī)械能守恒;對(duì)于物塊,除了重力做功外,支持力做功,則物塊的機(jī)械能不守恒.故A錯(cuò)誤.物塊加速下滑,豎直方向受向下合力,物塊與槽在水平方向上不受外力,所以只能在水平方向動(dòng)量守恒.故C錯(cuò)誤.因?yàn)槲飰K與槽在水平方向上動(dòng)量守恒,由于質(zhì)
11、量相等,根據(jù)動(dòng)量守恒,物塊離開(kāi)槽時(shí)速度大小相等,方向相反,物塊被彈簧反彈后,與槽的速度相同,做勻速直線運(yùn)動(dòng).故B正確,D錯(cuò)誤.故選B. 10.太陽(yáng)神車由四腳的支架吊著一個(gè)巨大的擺錘擺動(dòng),游客被固定在擺下方的大圓盤A上,如圖所示.?dāng)[錘的擺動(dòng)幅度每邊可達(dá)120°.6臺(tái)大功率的異步驅(qū)動(dòng)電機(jī)同時(shí)啟動(dòng),為游客創(chuàng)造4.3g的加速度,最高可飛躍至15層樓高的高空.如果不考慮圓盤A的自轉(zhuǎn),根據(jù)以上信息,以下說(shuō)法中正確的是( ?。? A. 當(dāng)擺錘擺至最高點(diǎn)的瞬間,游客受力平衡 B. 當(dāng)擺錘擺至最高點(diǎn)時(shí),游客可體驗(yàn)最大的加速度 C. 當(dāng)擺錘在下擺的過(guò)程中,擺錘的機(jī)械能一定不守恒 D. 當(dāng)擺錘在上擺過(guò)程
12、中游客體驗(yàn)超重,下擺過(guò)程游客體驗(yàn)失重 【答案】C 【解析】A、當(dāng)擺錘擺至最高點(diǎn)的瞬間,擺錘與游客將開(kāi)始下降,具有向下的加速度,游客受力不平衡,故A錯(cuò)誤; B、當(dāng)擺錘擺至最高低時(shí),擺錘的速度最大,向心加速度最大,所以游客可體驗(yàn)最大的加速度,故B錯(cuò)誤; C、當(dāng)擺錘在下擺的過(guò)程中,由于電動(dòng)機(jī)做正功,擺錘的機(jī)械能一定不守恒,故C正確; D、當(dāng)擺錘在上擺過(guò)程中,擺錘向上做勻減速運(yùn)動(dòng),加速度方向向下,游客體驗(yàn)失重,故D錯(cuò)誤; 故選C。 11.2015年莫斯科世錦賽上,我國(guó)男子短道速滑隊(duì)時(shí)隔15年再次站到5000m接力的冠軍頒獎(jiǎng)臺(tái)上。觀察發(fā)現(xiàn),“接棒”的運(yùn)動(dòng)員甲提前站在“交棒”的運(yùn)動(dòng)員乙前面,
13、并且開(kāi)始向前滑行,待乙追上甲時(shí),乙猛推甲,甲獲得更大的速度向前沖出。在乙推甲的過(guò)程中,忽略運(yùn)動(dòng)員與冰面間在水平方向上的相互作用,則( ?)。 A. 甲對(duì)乙的作用力與乙對(duì)甲的作用力相同 B. 甲對(duì)乙的作用力一定做正功,乙的動(dòng)能增大 C. 乙對(duì)甲的作用力一定做正功,甲的動(dòng)能增大 D. 甲的動(dòng)能增加量一定等于乙的動(dòng)能減少量 【答案】C 【解析】A、由牛頓第三定律可知,作用力與反作用力大小相等,方向相反,所以甲對(duì)乙的作用力與乙對(duì)甲的作用力大小相等,方向相反,故A錯(cuò)誤; B、甲對(duì)乙的作用力一定做負(fù)功,乙的動(dòng)能減小,故B錯(cuò)誤; C、乙對(duì)甲的作用力一定做正功,甲的動(dòng)能增大,故C
14、正確; D、甲、乙間的作用力大小相等,不知道甲、乙的質(zhì)量關(guān)系,不能求出甲乙動(dòng)能變化關(guān)系,故D錯(cuò)誤; 故選C。 12.太陽(yáng)能路燈是采用晶體硅太陽(yáng)能電池供電,用于代替?zhèn)鹘y(tǒng)公用電力照明的路燈,白天太陽(yáng)能電池對(duì)蓄電池充電,晚上蓄電池的電能供給路燈照明。太陽(yáng)光垂直照射到地面上時(shí),單位面積的輻射功率為。某一太陽(yáng)能路燈供電系統(tǒng)對(duì)一盞LED燈供電,太陽(yáng)能電池的光電轉(zhuǎn)換效率為15%左右,電池板面積1m2,采用一組24V的蓄電池(總?cè)萘?00Ah),LED路燈規(guī)格為“40W,24V”,蓄電池放電預(yù)留20%容量。下列說(shuō)法正確的是() A. 蓄電池的放電電流約為0.6A B. 一盞LED燈每天消耗的電能約為
15、0.96kWh C. 該太陽(yáng)能電池板把光能轉(zhuǎn)換為電能的功率約為40W D. 把蓄電池完全充滿電,太陽(yáng)照射電池板的時(shí)間不少于38.4h 【答案】D 【解析】蓄電池的放電電流為,故A錯(cuò)誤;一盞LED燈的功率為40W,每天平均使用按10小時(shí)算,每天消耗的電能約為:W=Pt=40W×10h=400W?h=0.40kWh,故B錯(cuò)誤;太陽(yáng)能電池板把光能轉(zhuǎn)化為電能的功率P=P0S×15%=1.0×103×1×15%=150W,故C錯(cuò)誤;把蓄電池完全充滿電,假設(shè)太陽(yáng)能電池板全部用于對(duì)蓄電池充電,需能量為:E=(1-0.2)qU=0.8×300×24Wh=5760Wh,而太陽(yáng)能電池的即使一直垂直照射,功
16、率為150W,故用時(shí)約:t==38.4h,故D正確,故選D. 13.載人飛行包是一個(gè)單人低空飛行裝置,如圖所示,其發(fā)動(dòng)機(jī)使用汽油作為燃料提供動(dòng)力,可以垂直起降,也可以快速前進(jìn),若飛行包(包括人)在豎直勻速降落的過(guò)程中(空氣阻力不可忽略),下列的說(shuō)法正確的是( ) A. 發(fā)動(dòng)機(jī)對(duì)飛行包做正功 B. 飛行包的重力做負(fù)功 C. 空氣阻力對(duì)飛行包做負(fù)功 D. 飛行包的合力做負(fù)功 【答案】C 【解析】飛行包(包括人)在豎直勻速降落的過(guò)程中,發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力向上,則發(fā)動(dòng)機(jī)對(duì)飛行包做負(fù)功.故A錯(cuò)誤.高度下降,飛行包的重力做正功,故B錯(cuò)誤.空氣阻力豎直向上,與位移方向相反,則空氣阻力對(duì)飛行
17、包做負(fù)功,故C正確.飛行包勻速運(yùn)動(dòng),合力為零,則飛行包的合力不做功,故D錯(cuò)誤.故選C. 14.某質(zhì)量為m的電動(dòng)玩具小車在平直的水泥路上由靜止沿直線加速行駛.經(jīng)過(guò)時(shí)間t前進(jìn)的距離為x,且速度達(dá)到最大值vm,設(shè)這一過(guò)程中電動(dòng)機(jī)的功率恒為P,小車受阻力恒為F,則t時(shí)間內(nèi)( ?。? A. 小車做勻加速運(yùn)動(dòng) B. 小車受到的牽引力逐漸增大 C. 合外力對(duì)小車所做的功為 Pt D. 牽引力對(duì)小車所做的功為 Fx+mvm2 【答案】D 【解析】電動(dòng)機(jī)功率恒定,P=F牽v,結(jié)合牛頓第二定律可知F牽-F=ma,v=at可知,當(dāng)速度增大時(shí),牽引力減小,加速度減小,故小車做加速度減小的變加速運(yùn)動(dòng),故
18、AB錯(cuò)誤;整個(gè)過(guò)程中,牽引力做正功,阻力做負(fù)功,故合力做功為W=mvm2,Pt為牽引力所做的功,故C錯(cuò)誤;整個(gè)過(guò)程中,根據(jù)動(dòng)能定理可知Pt?Fx=mvm2,解得Pt=Fx+mvm2,故D正確;故選D.xk.w 點(diǎn)睛:小車的恒定功率啟動(dòng)方式是一種最快的啟動(dòng)方式,是加速度不斷減小的加速運(yùn)動(dòng),運(yùn)動(dòng)學(xué)公式不再適用,但可以根據(jù)動(dòng)能定理列式求解. 15.極限跳傘(sky diving)是世界上最流行的空中極限運(yùn)動(dòng),它的獨(dú)特魅力在于跳傘者可以從正在飛行的各種飛行器上跳下,也可以從固定在高處的器械、陡峭的山頂、高地甚至建筑物上縱身而下,并且通常起跳后傘并不是馬上自動(dòng)打開(kāi),而是由跳傘者自己控制開(kāi)傘時(shí)間,這樣
19、冒險(xiǎn)者就可以把刺激域值的大小完全控制在自己手中。傘打開(kāi)前可看做是自由落體運(yùn)動(dòng),打開(kāi)傘后減速下降,最后勻速下落。如果用h表示人下落的高度,t表示下落的時(shí)間,Ep表示人的重力勢(shì)能,Ek表示人的動(dòng)能,E表示人的機(jī)械能,v表示人下落的速度,在整個(gè)過(guò)程中,忽略傘打開(kāi)前空氣阻力,如果打開(kāi)傘后空氣阻力與速度平方成正比,則下列圖象可能符合事實(shí)的是( ) A. B. C. D. 【答案】B 點(diǎn)睛:解決本題的關(guān)鍵知道圖象的物理意義,搞清運(yùn)動(dòng)員的運(yùn)動(dòng)情況,通過(guò)加速度變化判斷合力的變化,通過(guò)下降的高度判斷重力勢(shì)能的變化. 16.一個(gè)人站在高為H的平臺(tái)上,以一定的初速度將一個(gè)
20、質(zhì)量為m的小球拋出.測(cè)出落地時(shí)小球的速度大小是V,不計(jì)空氣阻力,人對(duì)小球做的功W及小球被拋出時(shí)的初速度大小V0分別為( ?。? A. , B. , C. , D. , 【答案】A 【解析】對(duì)小球在空中運(yùn)動(dòng)過(guò)程,有:;解得:,,故A正確。 點(diǎn)晴:本題考查了動(dòng)能定理的直接應(yīng)用,在不涉及到運(yùn)動(dòng)時(shí)間和運(yùn)動(dòng)過(guò)程以及變力做功時(shí)運(yùn)用動(dòng)能定理解題較為簡(jiǎn)潔、方便.該題難度不大,屬于基礎(chǔ)題。 17.如圖所示,在光滑的水平面上靜止放一質(zhì)量為m的木板B,木板表面光滑,左端固定一輕質(zhì)彈簧。質(zhì)量為2m的木塊A以速度v0從板的右端水平向左滑上木板B。在木塊A與彈簧相互作用的過(guò)程中,下列判斷正確的是
21、 A. 彈簧壓縮量最大時(shí),B板運(yùn)動(dòng)速率最大 B. 板的加速度一直增大 C. 彈簧給木塊A的沖量大小為 D. 彈簧的最大彈性勢(shì)能為 【答案】D 【解析】在木塊A與彈簧相互作用的過(guò)程中,從彈簧的壓縮量達(dá)到最大到彈簧恢復(fù)原狀的過(guò)程中,彈簧對(duì)木板B有向左的彈力,B板仍在加速,所以彈簧壓縮量最大時(shí),B板運(yùn)動(dòng)速率不是最大,當(dāng)彈簧恢復(fù)原長(zhǎng)時(shí)B板的速率最大,故A錯(cuò)誤;彈簧壓縮量先增加后減小,彈簧對(duì)B板的彈力先增大后減小,故B板的加速度先增加后減小,故B錯(cuò)誤;設(shè)彈簧恢復(fù)原長(zhǎng)時(shí)A與B的速度分別為v1和v2.取向左為正方向,根據(jù)動(dòng)量守恒定律,有:2mv0=2mv1+mv2?; 根據(jù)機(jī)械能守恒定律,有
22、:?2m?v02=?2m?v12+mv22?;解得:v1=v0,v2=v0.對(duì)滑塊A,根據(jù)動(dòng)量定理,有:I=2mv1-2mv0=-mv0(負(fù)號(hào)表示方向向右),故C錯(cuò)誤;當(dāng)滑塊與長(zhǎng)木板速度相等時(shí),彈簧的壓縮量最大;根據(jù)動(dòng)量守恒定律,有:2mv0=(m+2m)v?; 系統(tǒng)機(jī)械能守恒,根據(jù)守恒定律,有:Ep=?2m?v02-(2m+m)v2??;由以上兩式解得:Ep=mv02,故D正確;故選D. 18.某人身系彈性繩自高空p點(diǎn)自由下落,圖中a點(diǎn)是彈性繩的原長(zhǎng)位置,b點(diǎn)是人靜止懸吊著的位置,c點(diǎn)是人所到達(dá)的最低點(diǎn),空氣阻力不計(jì),則人( ) A. 從p至c過(guò)程中人的動(dòng)能不斷增大 B.
23、從p至a過(guò)程中人的機(jī)械能不守恒 C. 從p至c過(guò)程中重力所做的功等于人克服彈性繩彈力所做的功 D. 從a至c過(guò)程中人的重力勢(shì)能減少量等于彈性繩的彈性勢(shì)能增加量 【答案】C 【解析】A、從p至a過(guò)程中人做自由落體運(yùn)動(dòng),b點(diǎn)是人靜止懸吊著的位置,即平衡位置,那么過(guò)了b點(diǎn)后,人就開(kāi)始減速運(yùn)動(dòng)了,c點(diǎn)是人所到達(dá)的最低點(diǎn),所以人的動(dòng)能是先增大后減小,故A錯(cuò)誤; B、從p至a過(guò)程中人做自由落體運(yùn)動(dòng),所以機(jī)械能守恒,故B錯(cuò)誤; C、從P至點(diǎn)c的過(guò)程中,重力和彈力做功,由于初速度和末速度都是0.根據(jù)動(dòng)能定理,重力所做功等于人克服彈力所做功,故C正確; D、從a到c過(guò)程,機(jī)械能守恒,動(dòng)能減少,重力
24、勢(shì)能減少,彈性勢(shì)能增加,故重力勢(shì)能減少量小于彈性勢(shì)能增加量,故D錯(cuò)誤。 綜上所述本題答案是:C 19.如圖所示,一個(gè)質(zhì)量為m,均勻的細(xì)鏈條長(zhǎng)為L(zhǎng),置于光滑水平桌面上,用手按住一端,使長(zhǎng)部分垂在桌面下,(桌面高度大于鏈條長(zhǎng)度),則鏈條上端剛離開(kāi)桌面時(shí)的動(dòng)能為( ?。? A. 0 B. mgL C. mgL D. mgL 【答案】D 【解析】將鏈條分成水平部分和豎直部分兩段,水平部分的重力勢(shì)能為零,豎直部分的重心中豎直段的中間,高度為,而豎直部分的重力為,這樣豎直部分的重力勢(shì)能為,這樣鏈條總的重力勢(shì)能為,鏈條上端剛離開(kāi)桌面時(shí),鏈條總的重力勢(shì)能為,由機(jī)械能守恒得鏈條上端
25、剛離開(kāi)桌面時(shí)的動(dòng)能為,故D正確,ABC錯(cuò)誤, 故選D。 20.如圖所示,光滑水平面上放著足夠長(zhǎng)的木板B,木板B上放著木塊A,A、B接觸面粗糙.現(xiàn)用一水平拉力F作用在B上,使其由靜止開(kāi)始運(yùn)動(dòng),用f1代表B對(duì)A的摩擦力,f2代表A對(duì)B的摩擦力,下列說(shuō)法正確的有 A. F做的功一定等于A、B系統(tǒng)動(dòng)能的增加量 B. F做的功一定小于A、B系統(tǒng)動(dòng)能的增加量 C. f1對(duì)A做的功等于A動(dòng)能的增加量 D. f2對(duì)B做的功等于B動(dòng)能的增加量 【答案】C 【解析】由于開(kāi)始運(yùn)動(dòng)后,A是否會(huì)相對(duì)于B發(fā)生運(yùn)動(dòng),從題中給出的條件不能判斷,所以也就是如果兩者發(fā)生運(yùn)動(dòng),對(duì)整體分析可知,F(xiàn)做功轉(zhuǎn)化為轉(zhuǎn)化為
26、兩個(gè)物體的動(dòng)能及系統(tǒng)的內(nèi)能;故F做的功大于AB系統(tǒng)動(dòng)能的增加量,AB錯(cuò)誤;由動(dòng)能定理可知,對(duì)A做的功等于A動(dòng)能的增加量,C正確;對(duì)B做負(fù)功,和拉力做功的總功等于B動(dòng)能的增加量,D錯(cuò)誤. 21.前不久,中印邊界發(fā)生了一次雙方軍隊(duì)互相斗毆的接觸事件,其中有一個(gè)我軍邊防戰(zhàn)士跳起來(lái),一腳踹翻印軍士兵的精彩視頻廣泛傳播,如果其起跳的最大高度堪比運(yùn)動(dòng)員,請(qǐng)根據(jù)體育和生活常識(shí)估算該英勇戰(zhàn)士起跳瞬間消耗的能量是最接近于 A. 10J B. 1000J C. 10000J D. 1J 【答案】B 【解析】戰(zhàn)士的質(zhì)量約75kg,其受到的重力G=mg=75×10N=750N,跳起的高度h=
27、1m,水平位移x=2m,則在豎直方向上,運(yùn)動(dòng)時(shí)間,水平方向上:,合速度,動(dòng)能,故,與1000J最接近,故B正確,ACD錯(cuò)誤; 故選B。 22.如圖所示,表面光滑的固定斜面頂端安裝一定滑輪,小物塊A、B用輕繩連接并跨過(guò)滑輪(不計(jì)滑輪的質(zhì)量和摩擦).初始時(shí)刻,A、B處于同一高度并恰好處于靜止?fàn)顟B(tài).剪斷輕繩后,A自由下落、B沿斜面下滑,則從剪斷輕繩到物塊著地,兩物塊( ) A. 速度的變化量大小相等 B. 機(jī)械能的變化量不同 C. 重力勢(shì)能的變化量相同 D. 重力做功的平均功率不同 【答案】A 【解析】試題分析:剪斷輕繩后A自由下落,B沿斜面下滑,AB都只有重力做功,機(jī)械能守恒
28、,重力勢(shì)能變化量等于重力所做的功,重力做功的平均功率等于重力做功與時(shí)間的比值. 設(shè)斜面傾角為,剛開(kāi)始AB處于靜止?fàn)顟B(tài),所以,所以,剪斷輕繩后A自由下落,B沿斜面下滑,AB都只有重力做功,根據(jù)動(dòng)能定理得,則,所以速率的變化量為,可知兩個(gè)物體落地速度大小相等,但方向不同,A正確;剪斷細(xì)線,A、B兩物體都只有重力做功,機(jī)械能守恒,則機(jī)械能的變化量都為零,B錯(cuò)誤;重力勢(shì)能變化量,由于AB的質(zhì)量不相等,所以重力勢(shì)能變化不相同,C錯(cuò)誤;A運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為,所以A重力做功的平均功率為,B運(yùn)動(dòng)有,解得,所以B重力做功的平均功率為:,而,所以重力做功的平均功率相等,D錯(cuò)誤. 23.小明騎電動(dòng)自行車沿平直公路行駛
29、,因電瓶“沒(méi)電”,故改用腳蹬車勻速前行。設(shè)小明與車的總質(zhì)量為100kg,騎行過(guò)程中所受阻力恒為車和人總重的0.02倍,g取10m/s2。通過(guò)估算可知,小明騎此電動(dòng)車做功的平均功率最接近( ) A. 500 W B. 300 W C. 100 W D. 50 W 【答案】C 【解析】試題分析:人在勻速行駛時(shí),受到的阻力的大小和腳蹬車的力的大小相等,由可以求得此時(shí)人受到的阻力的大小. 設(shè)人汽車的速度大小為5m/s,人在勻速行駛時(shí),人和車的受力平衡,阻力的大小為,此時(shí)的功率,C正確. 24.如圖所示,一個(gè)質(zhì)量為m的剛性圓環(huán)套在粗糙的豎直固定細(xì)桿上,圓環(huán)的直徑略大于細(xì)
30、桿的直徑,圓環(huán)的兩邊與兩個(gè)相同的輕質(zhì)彈簧的一端相連,輕質(zhì)彈簧的另一端相連在和圓環(huán)同一高度的墻壁上的P、Q兩點(diǎn)處,彈簧的勁度系數(shù)為k,起初圓環(huán)處于O點(diǎn),彈簧處于原長(zhǎng)狀態(tài)且原長(zhǎng)為L(zhǎng),細(xì)桿上面的A、B兩點(diǎn)到O點(diǎn)的距離都為L(zhǎng),將圓環(huán)拉至A點(diǎn)由靜止釋放,重力加速度為g,對(duì)于圓環(huán)從A點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)的過(guò)程中,下列說(shuō)法正確的是( ) A. 圓環(huán)通過(guò)O點(diǎn)的加速度小于g B. 圓環(huán)在O點(diǎn)的速度最大 C. 圓環(huán)在A點(diǎn)的加速度大小為 D. 圓環(huán)在B點(diǎn)的速度為 【答案】D 【解析】A項(xiàng),圓環(huán)在O點(diǎn)處時(shí)兩彈簧處于原長(zhǎng),圓環(huán)水平方向沒(méi)有受到力的作用,因此沒(méi)有滑動(dòng)摩擦力。此時(shí)圓環(huán)僅受到豎直向下的重
31、力影響,因此通過(guò)O點(diǎn)的加速度大小為g,故A項(xiàng)錯(cuò)誤。 B項(xiàng),圓環(huán)在受力平衡處時(shí)速度最大,而O點(diǎn)圓環(huán)受力不平衡做加速運(yùn)動(dòng),故B項(xiàng)錯(cuò)誤。 C項(xiàng),圓環(huán)在整個(gè)過(guò)程中與粗糙細(xì)桿之間無(wú)壓力,不受摩擦力影響,在A點(diǎn)對(duì)圓環(huán)進(jìn)行受力分析,其受重力及兩彈簧拉力作用,合力向下,滿足,解得圓環(huán)在A點(diǎn)的加速度大小為,故C項(xiàng)錯(cuò)誤。 D項(xiàng),圓環(huán)從A到B時(shí),根據(jù)機(jī)械能守恒,重力勢(shì)能轉(zhuǎn)化為動(dòng)能,即,解得圓環(huán)在B點(diǎn)的速度為,故D項(xiàng)正確。 綜上所述本題答案是:D 25.物體靜止在光滑的水平面上,先對(duì)物體施加一個(gè)水平恒力F1,作用時(shí)間t后撤去F1,立即對(duì)物體施加一個(gè)方向與F1相反的水平恒力F2,又經(jīng)時(shí)間2t物體回到出發(fā)點(diǎn),在
32、這一過(guò)程中,F(xiàn)1和F2分別對(duì)物體做功W1和W2,則下列說(shuō)法正確的是:( ) A. W1:W2=1:1 B. W1:W2=1:2 C. W1:W2=5:4 D. W1:W2=4:5 【答案】D 【解析】設(shè)恒力F1作用ts后物體的速度為v1,恒力F2又作用2ts后物體的速度為v2 所以物體在第一個(gè)ts內(nèi)的位移為:x1=,物體在第二個(gè)ts內(nèi)的位移為:x2= 根據(jù)題意物體在第2個(gè)ts內(nèi)回到出發(fā)點(diǎn),故有: x1=?x2 整理得:v1=?v2 根據(jù)動(dòng)能定理有力F1做的功等于物體動(dòng)能的變化有:W1= 力F2對(duì)物體做的功為:W2= 解得:W1:W2=4:5
33、 故選:D。 點(diǎn)睛:物體先做勻加速運(yùn)動(dòng),后做勻減速運(yùn)動(dòng)回到原處,整個(gè)過(guò)程中的位移為零.根據(jù)運(yùn)動(dòng)學(xué)公式即可確定兩個(gè)過(guò)程末速度的關(guān)系,根據(jù)動(dòng)能定理可求兩個(gè)過(guò)程兩個(gè)力做功的關(guān)系。 26.如圖所示,在半徑為0.2m的固定半球形容器中,一質(zhì)量為l kg的小球(可視為質(zhì)點(diǎn))自邊緣上的A點(diǎn)由靜止開(kāi)始下滑,到達(dá)最低點(diǎn)B時(shí),它對(duì)容器的正壓力大小為l5 N。取重力加速度為g=10m/s2,則球自A點(diǎn)滑到B點(diǎn)的過(guò)程中克服摩擦力做的功為 A. 0.5 J B. 1.0 J C. 1.5 J D. 1.8 J 【答案】C 【解析】試題分析:小球在B點(diǎn)豎直方向上受重力和支持力,根據(jù)合力提供
34、向心力求出B點(diǎn)的速度,再根據(jù)動(dòng)能定理求出摩擦力所做的功. 在B點(diǎn)有.得.A滑到B的過(guò)程中運(yùn)用動(dòng)能定理得,得,所以球自A點(diǎn)滑到B點(diǎn)的過(guò)程中克服摩擦力做的功為1.5J,C正確. 27.27.如圖所示,小球位于光滑的曲面上,曲面體位于光滑的水平地面上,從地面上看,在小球沿曲面下滑的過(guò)程中,曲面體對(duì)小球的作用力 A. 垂直于接觸面,做功為零 B. 垂直于接觸面,做負(fù)功 C. 不垂直于接觸面,做功為零 D. 不垂直于接觸面,做正功 【答案】A 【解析】曲面體與小球之間的作用力為彈力,垂直于它們之間的接觸面,由于速度沿切線方向,所以彈力垂直于速度方向,故彈力不做功,A正確. 28.如
35、圖所示,用一根長(zhǎng)桿和兩個(gè)小定滑輪組合成的裝置來(lái)提升質(zhì)量為m的重物A,長(zhǎng)桿的一端放在地面上,并且通過(guò)鉸鏈連接形成轉(zhuǎn)軸,其端點(diǎn)恰好處于左側(cè)滑輪正下方的O點(diǎn)處,在桿的中點(diǎn)C處拴一細(xì)繩,通過(guò)兩個(gè)滑輪后掛上重物A,C點(diǎn)與O點(diǎn)的距離為,滑輪上端B點(diǎn)距O點(diǎn)的距離為.現(xiàn)在桿的另一端用力,使其沿逆時(shí)針?lè)较蛴韶Q直位置以角速度勻速轉(zhuǎn)至水平位置(轉(zhuǎn)過(guò)了 角).則在此過(guò)程中,下列說(shuō)法正確的是( ) A. 重物A的速度先增大后減小,最大速度是 B. 重物A做勻速直線運(yùn)動(dòng) C. 繩的拉力對(duì)A所做的功為 D. 繩的拉力對(duì)A所做的功為 【答案】A ,則此時(shí)速度為;故此時(shí)動(dòng)能的增加量為,因此繩子對(duì)物體A所做
36、的功為,故CD錯(cuò)誤;選A. 【點(diǎn)睛】本題應(yīng)明確重物的速度來(lái)自于繩子的速度,注意在速度的分解時(shí)應(yīng)明確桿的轉(zhuǎn)動(dòng)線速度為線速度,而繩伸長(zhǎng)速度及轉(zhuǎn)動(dòng)速度為分速度,再由運(yùn)動(dòng)的合成與分解得出合速度與分速度的關(guān)系。 29.如圖所示,一個(gè)半徑為R的半圓形軌道豎直固定放置,直徑POQ水平,軌道的內(nèi)表面動(dòng)摩擦因數(shù)為μ。一質(zhì)量為m的小滑塊(可看作質(zhì)點(diǎn))自P點(diǎn)正上方由靜止釋放,釋放高度為R,小滑塊恰好從P點(diǎn)進(jìn)入軌道。小滑塊(可看作質(zhì)點(diǎn))滑到軌道最低點(diǎn)N時(shí)對(duì)軌道的壓力為4mg,g為重力加速度的大小。用W表示質(zhì)點(diǎn)從P點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到N點(diǎn)的過(guò)程中克服摩擦力所做的功。則(? ?) A. 小滑塊恰好可以到達(dá)Q點(diǎn) B.
37、小滑塊不能到達(dá)Q點(diǎn) C. D. 【答案】C 【解析】從最高點(diǎn)到N,由動(dòng)能定理有, 在N處,, 聯(lián)立上述兩式,可得,故C正確,D錯(cuò)誤; 質(zhì)點(diǎn)從P到N再到Q的過(guò)程中,重力與摩擦力做功,由于質(zhì)點(diǎn)做圓周運(yùn)動(dòng),由運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)可知,質(zhì)點(diǎn)在PN段與軌道之間的壓力大于NQ段之間質(zhì)點(diǎn)與軌道之間的壓力,根據(jù)可知,質(zhì)點(diǎn)在PN段受到的摩擦力比較大,所以質(zhì)點(diǎn)在PN段摩擦力做的功比較多,則摩擦力在NQ段做的功, 從N到Q,由動(dòng)能定理得, 解得,小滑塊到達(dá)Q點(diǎn)后,還能繼續(xù)上升,故AB錯(cuò)誤; 故選C。 30.質(zhì)量為m的汽車,啟動(dòng)后沿平直路面行駛,如果發(fā)動(dòng)機(jī)的功率恒為P,且行駛過(guò)程中受到的摩擦阻力大
38、小一定,汽車速度能夠達(dá)到的最大值為v,那么當(dāng)汽車的車速為時(shí).汽車的瞬時(shí)加速度的大小為( ?。? A. B. C. D. 【答案】C 【解析】解:汽車速度達(dá)到最大后,將勻速前進(jìn),根據(jù)功率與速度關(guān)系公式P=Fv和共點(diǎn)力平衡條件有: F1=f…① P=F1v…② 當(dāng)汽車的車速為時(shí)有: …③ 根據(jù)牛頓第二定律有: F2﹣f=ma…④ 由①~④式,可求得: 所以ABD錯(cuò)誤,C正確; 31.一質(zhì)量為m的運(yùn)動(dòng)員從下蹲狀態(tài)向上起跳,經(jīng)時(shí)間,身體伸直并剛好離開(kāi)地面,速度為v,在此過(guò)程中( ) A. 地面對(duì)他的沖量為mv+mgΔt,地面對(duì)他做的功為 B. 地
39、面對(duì)他的沖量為,地面對(duì)他做的功為 C. 地面對(duì)他的沖量為為,地面對(duì)他做的功為零 D. 地面對(duì)他的沖量為為,地面對(duì)他做的功為零 【答案】C 【解析】人從下蹲起跳,經(jīng)時(shí)間速度為v,對(duì)此過(guò)程應(yīng)用動(dòng)量定理得: 故在此過(guò)程中,地面對(duì)他的沖量 人在起跳過(guò)程中,受到地面對(duì)人的支持力但沒(méi)有產(chǎn)生位移,地面對(duì)他做的功為零。 綜上,選C 點(diǎn)睛:動(dòng)量定理中沖量應(yīng)是所有力的沖量,不能漏去重力的沖量。 32.如圖所示,滑塊以初速度v0滑上表面粗糙的固定斜面,到達(dá)最高點(diǎn)后又返回到出發(fā)點(diǎn).則下列能大致描述滑塊整個(gè)運(yùn)動(dòng)過(guò)程中的速度v、加速度a、動(dòng)能Ek、重力對(duì)滑塊所做的功W與時(shí)間t或位移x之間關(guān)系的圖象是(取
40、初速度方向?yàn)檎较颍? A. B. C. D. 【答案】D 【解析】物體上滑時(shí)的加速度大小 a1==gsinθ+μgcosθ,方向沿斜面向下.下滑時(shí)的加速度大小 a2==gsinθ-μgcosθ,方向沿斜面向下,則知a1>a2,方向相同,均為負(fù)方向.因v-t線的斜率等于加速度,可知選項(xiàng)AB錯(cuò)誤;動(dòng)能是標(biāo)量,不存在負(fù)值.故C錯(cuò)誤.重力做功W=-mgh=-mgxsinθ,故D正確.故選D.x.kw 點(diǎn)睛:解決本題的關(guān)鍵根據(jù)牛頓第二定律得出上滑和下滑的加速度,判斷出物體的運(yùn)動(dòng)情況.要通過(guò)列方程分析圖象的物理意義. 33.如圖所示,x軸在水平地面上,y軸在豎直方向.圖
41、中畫出了從y軸上不同位置沿x軸正向水平拋出的三個(gè)質(zhì)量相等小球a、b和c的運(yùn)動(dòng)軌跡.小球a從(0,2L)拋出,落在(2L, 0)處;小球b、c從(L, 0)拋出,分別落在(2L,0)和(L,0)處.不計(jì)空氣阻力,下列說(shuō)法正確的是 A. b的初速度是a的初速度的兩倍 B. b的初速度是a的初速度的倍 C. b的動(dòng)能增量是c的動(dòng)能增量的兩倍 D. a的動(dòng)能增量是c的動(dòng)能增量的倍 【答案】B 【解析】ab的水平位移相同,但時(shí)間不同,根據(jù)可知,根據(jù)可知,故A錯(cuò)誤,B正確;bc的豎直位移相同,根據(jù)動(dòng)能定理可知,b的動(dòng)能增量等于c的動(dòng)能增量,選項(xiàng)C錯(cuò)誤;a的豎直位移等于c的2倍,根據(jù)動(dòng)能定理
42、可知,a的動(dòng)能增量等于c的2倍,選項(xiàng)D錯(cuò)誤;故選B. 34.如圖所示為建筑材料被吊車豎直向上提升過(guò)程的速度一時(shí)間圖象,則下列判斷正確的是( ) A. 前的平均速度是 B. 的平均速度小于的平均速度 C. 鋼索拉力的功率不變 D. 前鋼索最容易發(fā)生斷裂 【答案】D 【解析】由速度時(shí)間圖線可知,10s末的速度為,則5s末的速度為,根據(jù)平均速度的推論知,前5s內(nèi)的平均速度,A錯(cuò)誤;根據(jù)平均速度的推論,知內(nèi)和內(nèi)平均速度相等,B錯(cuò)誤;內(nèi)做勻減速運(yùn)動(dòng),拉力不變,速度減小,根據(jù),知拉力的功率減小,C錯(cuò)誤;前內(nèi)加速度方向向上,拉力大于重力,內(nèi)做勻速直線運(yùn)動(dòng),拉力等于重力,內(nèi)加速度方向向下,
43、拉力小于重力,可知前10s內(nèi)鋼索最容易發(fā)生斷裂,D正確,選D.
【點(diǎn)睛】根據(jù)圖線得出5s末的速度,結(jié)合平均速度的推論求出前5s內(nèi)的平均速度,根據(jù)拉力和重力的大小關(guān)系確定哪段時(shí)間內(nèi)鋼索最容易斷裂,根據(jù)判斷拉力功率的變化.
35.物體在恒定的合外力F作用下做直線運(yùn)動(dòng),在時(shí)間Δt1內(nèi)速度由0增大到v,在時(shí)間Δt2內(nèi)速度由v增大到2v。設(shè)F在Δt1內(nèi)做的功是W1,沖量是I1;在Δt2內(nèi)做的功是W2,沖量是I2;那么 ( )
A. I1 44、有I1=FΔt1=mv,I2=FΔt2=2mv-mv=mv,所以I1=I2;由動(dòng)能定理有,,所以W1 45、s,此時(shí)拉力等于摩擦力,則有,根據(jù)速度時(shí)間圖線知,物體做勻加速直線運(yùn)動(dòng)的加速度,根據(jù)牛頓第二定律得,F(xiàn)1-f=ma,又P=F1v,聯(lián)立解得P=(2m+3)?2t,由P-t圖線知,2(2m+3)==10,解得:m=1kg,則動(dòng)摩擦因數(shù),故B正確,ACD錯(cuò)誤.故選B.
點(diǎn)睛:本題考查了牛頓第二定律、速度時(shí)間圖線以及功率公式的基本運(yùn)用,知道速度時(shí)間圖線的斜率等于加速度,根據(jù)P-t圖線的斜率結(jié)合牛頓第二定律求出物體的質(zhì)量是關(guān)鍵.
37.如圖所示,可視為質(zhì)點(diǎn)的小球質(zhì)量為m,用不可伸縮的輕質(zhì)細(xì)繩(繩長(zhǎng)為L(zhǎng))綁著,另一端懸于O點(diǎn),繩由水平從靜止釋放,運(yùn)動(dòng)至最低點(diǎn)的過(guò)程中(繩與水平的夾角為θ),下列說(shuō)法正 46、確的是(不計(jì)空氣阻力影響)
A. 輕繩拉力先增大后減小
B. 小球水平方向的加速度先增后減,且θ=45°時(shí)有最大值
C. 小球重力的瞬時(shí)功率一直增加
D. 小球在最低點(diǎn)繩的張力由繩長(zhǎng)和小球質(zhì)量一起決定
【答案】B
零,到最低點(diǎn)加速度豎直向上,水平方向上的加速度為零,故水平方向上的加速度先增大后減小,,對(duì)求導(dǎo)可得,當(dāng)時(shí),,即最大,故此時(shí)水平加速度最大,故B正確;剛開(kāi)始運(yùn)動(dòng)時(shí),豎直方向上的速度為零,到最低點(diǎn)豎直方向上的速度為零,故在豎直方向上的分速度先增大后減小,即重力的功率先增大后減小,C錯(cuò)誤.
38.一質(zhì)點(diǎn)做速度逐漸增大的勻加速直線運(yùn)動(dòng),在時(shí)間間隔t內(nèi)位移為s,動(dòng)能變?yōu)樵瓉?lái)的 47、16倍。該質(zhì)點(diǎn)的加速度為( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】設(shè)質(zhì)點(diǎn)的初速度為v,動(dòng)能,經(jīng)ts動(dòng)能變?yōu)樵瓉?lái)的16倍,設(shè)此時(shí)速度為,則有,聯(lián)立得,則這段時(shí)間內(nèi)的平均速度,解得,根據(jù)加速度定義式,選B.
39.一汽車的額定功率為P,設(shè)在水平公路行駛所受的阻力恒定,最大行駛速度為vm。則( )
A. 無(wú)論汽車以哪種方式啟動(dòng),加速度與牽引力成正比
B. 若汽車勻加速啟動(dòng),則在剛達(dá)到額定功率時(shí)的速度等于vm
C. 汽車以速度vm勻速行駛,若要減速,則要減少實(shí)際功率
D. 若汽車以額定功率啟動(dòng),則做勻加速直線運(yùn)動(dòng)
【答案】C
【解析 48、】A、根據(jù)牛頓第二定律得,可知加速度與牽引力不成正比關(guān)系,故A錯(cuò)誤;
B、若汽車勻加速啟動(dòng),功率達(dá)到額定功率時(shí),速度沒(méi)有達(dá)到最大,然后做加速度減小的加速運(yùn)動(dòng),當(dāng)加速度為零時(shí),速度最大,故B錯(cuò)誤;
C、汽車勻速行駛時(shí),牽引力等于阻力,若要減速,則需減小牽引力。速度不變,減小實(shí)際功率,牽引力減小,故C正確。
D、若汽車以額定功率啟動(dòng),汽車先做加速度減小的加速運(yùn)動(dòng),加速度減為零后做勻速直線運(yùn)動(dòng),故D錯(cuò)誤。
故選:C。
點(diǎn)睛:根據(jù)牛頓第二定律得出加速度與牽引力的表達(dá)式,從而判斷加速度與牽引力的關(guān)系;汽車以恒定加速度啟動(dòng),當(dāng)功率達(dá)到額定功率時(shí),在勻加速直線運(yùn)動(dòng)中,速度最大,然后做變加速直線運(yùn)動(dòng) 49、,加速度為零時(shí),速度達(dá)到最大;當(dāng)汽車以恒定功率啟動(dòng),結(jié)合牽引力的變化,根據(jù)牛頓第二定律判斷加速度的變化。
40.一個(gè)質(zhì)量為m的物體以a=2g的加速度豎直向下運(yùn)動(dòng),則在此物體下降h高度的過(guò)程中,物體的 ( )
A. 重力勢(shì)能減少了2mgh B. 動(dòng)能增加了2mgh
C. 機(jī)械能保持不變 D. 機(jī)械能減少了mgh
【答案】B
【解析】物體下降h高度的過(guò)程中,重力做功mgh,則重力勢(shì)能減小mgh.故A錯(cuò)誤.根據(jù)牛頓第二定律知,合力為2mg,根據(jù)動(dòng)能定理知,合力做功為2mgh,則動(dòng)能增加2mgh.故B正確.重力勢(shì)能減小mgh,動(dòng)能增加2mgh,則機(jī)械能增加了mgh.故CD錯(cuò) 50、誤.故選B.
點(diǎn)睛:解決本題的關(guān)鍵掌握功能關(guān)系,知道重力做功等于重力勢(shì)能的變化,合力做功等于動(dòng)能的變化;除重力以外的其它力做功等于機(jī)械能的變化.
41.如圖所示,在地面上以速度v0拋出質(zhì)量為m的物體,拋出后物體落到比地面低的海平面上。若以地面為零勢(shì)能面而且不計(jì)空氣阻力,則 ( )
A. 物體到海平面時(shí)的勢(shì)能為mgh B. 重力對(duì)物體做功為﹣mgh
C. 物體在海平面上的動(dòng)能為mgh+mv02 D. 物體在海平面上的機(jī)械能為mgh+mv02
【答案】C
【解析】以地面為零勢(shì)能面,海平面低于地面h,所以物體在海平面上時(shí)的重力勢(shì)能為-mgh,故A錯(cuò)誤.重力做功與路徑無(wú) 51、關(guān),只與始末位置的高度差有關(guān),拋出點(diǎn)與海平面的高度差為h,并且重力做正功,所以從地面到海平面重力對(duì)物體做的功為mgh,故B錯(cuò)誤.從拋出到到達(dá)海平面過(guò)程中,由動(dòng)能定理得:mgh=mv2-mv02,物體到達(dá)海平面時(shí)的動(dòng)能mv2=mv02+mgh,故C正確.不計(jì)空氣阻力,物體運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中機(jī)械能守恒,則物體在海平面上的機(jī)械能等于拋出時(shí)的機(jī)械能,為mv02.故D錯(cuò)誤.故選C.
點(diǎn)睛:此題考查了重力勢(shì)能、重力做功、動(dòng)能定理和機(jī)械能守恒.要明確動(dòng)能定理揭示了外力對(duì)物體所做總功與物體動(dòng)能變化之間的關(guān)系,它描述了力在空間的積累效果.動(dòng)能定理解決的問(wèn)題不受運(yùn)動(dòng)形式和受力情況的限制.還有就是重力勢(shì)能的變化與零勢(shì)能 52、面的選取無(wú)關(guān).
42.質(zhì)量為2kg的物體,放在動(dòng)摩擦因數(shù)為μ=0.1的水平面上,在水平拉力F的作用下,從x=0m處由靜止開(kāi)始運(yùn)動(dòng),拉力做的功W和物體發(fā)生的位移x之間的關(guān)系如圖所示,取g =l0m/s2。 下列說(shuō)法中正確的是( )
A. 此物體在OA段做勻加速直線運(yùn)動(dòng),且整個(gè)過(guò)程中拉力的最大功率為15W
B. 此物體在AB段做勻速直線運(yùn)動(dòng),且整個(gè)過(guò)程中拉力的功為15J
C. 此物體在AB段做勻加速直線運(yùn)動(dòng),且整個(gè)過(guò)程中拉力的最大功率為15W
D. 此物體在OA段做勻速直線運(yùn)動(dòng),且整個(gè)過(guò)程中拉力的最大功率為15W
【答案】A
【解析】對(duì)物體受力分析,物體受到的摩擦力為Ff=μ 53、FN=μmg═0.1×2×10N=2N.由圖象可知,斜率表示的是物體受到的力的大小,OA段的拉力為5N,AB段的拉力為2N,所以物體在AB段做勻速直線運(yùn)動(dòng),在OA段的拉力為5N,物體做加速運(yùn)動(dòng),當(dāng)速度最大時(shí),拉力的功率最大,由v=at,x=at2,a=,代入數(shù)值解得,v=3m/s,此時(shí)的最大功率為POA=FOAv1=5×3W=15W,在AB段,物體勻速運(yùn)動(dòng),速度的大小為3m/s,拉力的大小為2N,
所以此時(shí)的功率為PAB=FABv2=2×3W=6W,所以在整個(gè)過(guò)程中拉力的最大功率為15W,所以A正確,CD錯(cuò)誤;整個(gè)過(guò)程中拉力的功為,選項(xiàng)B錯(cuò)誤;故選A.
點(diǎn)睛:本題考查了對(duì)功的公式W=FL的 54、理解,根據(jù)圖象的分析,要能夠從圖象中得出有用的信息--斜率表示物體受到的拉力的大小,本題很好的考查了學(xué)生讀圖和應(yīng)用圖象的能力.
43.如圖所示,小球沿水平面通過(guò)O點(diǎn)進(jìn)入半徑為R的半圓弧軌道后恰能通過(guò)最高點(diǎn)P,然后落回水平面,不計(jì)一切阻力,下列說(shuō)法正確的是( )
A. 小球落地點(diǎn)離O點(diǎn)的水平距離為R
B. 小球落地點(diǎn)離O點(diǎn)的水平距離為2R
C. 小球運(yùn)動(dòng)到半圓弧最高點(diǎn)P時(shí)向心力恰好為零
D. 若將半圓弧軌道上部的1/4圓截去,其他條件不變,則小球能達(dá)到的最大高度比P點(diǎn)低
【答案】B
【解析】小球恰好通過(guò)最高點(diǎn)P,在P點(diǎn),由重力恰好提供向心力,向心力不為零,則有:mg=m,
55、解得:vP=;小球離開(kāi)最高點(diǎn)后做平拋運(yùn)動(dòng),則有:2R=gt2; x=vt;解得小球落地點(diǎn)離O點(diǎn)的水平距離為:x=2R,故AC錯(cuò)誤,B正確;若將半圓弧軌道上部的1/4圓弧截去,小球到達(dá)最高點(diǎn)時(shí)的速度為零,從O到最高點(diǎn)的過(guò)程,由能量關(guān)系得:
mg(R+h)=mg?2R+mvP2解得:h=1.5R,所以小球能達(dá)到的最大高度比P點(diǎn)高1.5R-R=0.5R,故D錯(cuò)誤;故選B.
點(diǎn)睛:本題關(guān)鍵分析清楚物體的運(yùn)動(dòng)過(guò)程,然后結(jié)合平拋運(yùn)動(dòng)和能量守恒的相關(guān)知識(shí)進(jìn)行研究.要注意小球運(yùn)動(dòng)過(guò)程中,只有重力做功,機(jī)械能是守恒的,也要靈活運(yùn)用.
44.如圖所示,用同種材料制成的一個(gè)軌道ABC,AB段為四分之一圓弧,半 56、徑為R,水平放置的BC段長(zhǎng)為R.一個(gè)物塊質(zhì)量為m,與軌道的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ,它由軌道頂端A從靜止開(kāi)始下滑,恰好運(yùn)動(dòng)到C端停止,物塊在AB段克服摩擦力做功為( ?。?
A. B.
C. D.
【答案】D
【解析】BC段物體受摩擦力f=μmg,位移為R,故BC段摩擦力對(duì)物體做功W=-fR=-μmgR;即物體克服摩擦力做功為μmgR;對(duì)全程由動(dòng)能定理可知,mgR+W1+W=0;解得W1=μmgR-mgR;
故AB段克服摩擦力做功為mgR-μmgR.故選D.
點(diǎn)睛:AB段的摩擦力為變力,故可以由動(dòng)能定理求解;而BC段為恒力,可以直接由功的公式求解;同時(shí)本題需要注意阻力做 57、功與克服阻力做功的關(guān)系.
45.如圖所示,在粗糙水平面上間隔一定距離放置兩個(gè)帶電的物體A、B,帶電量分別為Q和—q(設(shè)兩電荷間的電場(chǎng)力只有庫(kù)侖力),開(kāi)始時(shí),A、B均處于靜止?fàn)顟B(tài),在物體B上作用一水平向右的恒力F,使物體 A、B向右運(yùn)動(dòng).在此過(guò)程中,下列說(shuō)法正確的是 ( )
A. 力F、庫(kù)侖力及摩擦力對(duì)物體A所做的功之和等于物體A的動(dòng)能增量
B. 力F做的功與摩擦力對(duì)物體B做的功之和等于物體B的動(dòng)能增量
C. 力F做的功加上摩擦力對(duì)物體B做的功等于物體B的動(dòng)能增量與電勢(shì)能增量之和
D. 力F做的功及摩擦力對(duì)物體A和B做功的代數(shù)和等于物體A和B的動(dòng)能增量及電勢(shì)能增量之和
【答 58、案】D
【解析】A、力F 沒(méi)有作用在物體A上,故力F對(duì)A不做功,故選項(xiàng)A錯(cuò)誤;
B、根據(jù)動(dòng)能定理,力F做的功與摩擦力對(duì)物體B做的功及庫(kù)侖力對(duì)物體B做的功之和等于物體B的動(dòng)能增量,故選項(xiàng)B錯(cuò)誤;
C、由功能關(guān)系可得,力F做的功加上摩擦力對(duì)物體B做的功等于物體B的動(dòng)能增量與B克服庫(kù)侖力做功之和,故C錯(cuò)誤;
D、根據(jù)能量守恒可知:力F做的功及摩擦力對(duì)物體A和B做功的代數(shù)和等于物體A和B的動(dòng)能增量及電勢(shì)能增量之和,故選項(xiàng)D正確。
點(diǎn)睛:合外力所做的功等于物體動(dòng)能的變化,功是能量轉(zhuǎn)化的量度,對(duì)物體正確受力分析,從能量的角度,應(yīng)用動(dòng)能定理與功能原理即可正確解題。
46.如圖所示為某次NBA比賽 59、時(shí)籃球運(yùn)動(dòng)員起跳投籃時(shí)的情形,運(yùn)動(dòng)員先由站立狀態(tài)曲腿下蹲再豎直向上躍起達(dá)最大高度后將球拋出,不考慮空氣阻力,下列說(shuō)法正確的是( )
A. 運(yùn)動(dòng)員由站立狀態(tài)曲腿下蹲,一直處于失重
B. 運(yùn)動(dòng)員離開(kāi)地面上升的過(guò)程中,一直處于超重
C. 從站立到躍起過(guò)程中,地面對(duì)運(yùn)動(dòng)員做正功
D. 運(yùn)動(dòng)員離開(kāi)地面上升的過(guò)程中,運(yùn)動(dòng)員的機(jī)械能不變
【答案】D
【解析】運(yùn)動(dòng)員由站立狀態(tài)曲腿下蹲,先加速后減速,先處于失重,后處于超重,則A錯(cuò)誤;運(yùn)動(dòng)員離開(kāi)地面上升的過(guò)程中,加速度向下,一直處于失重,則B錯(cuò)誤;從站立到躍起過(guò)程中,地面對(duì)運(yùn)動(dòng)員的作用力沒(méi)有發(fā)生位移,做功為零,則C錯(cuò)誤;運(yùn)動(dòng)員離開(kāi)地面上升的 60、過(guò)程中,只有重力做功,運(yùn)動(dòng)員的機(jī)械能守恒,則D正確,故選D.
點(diǎn)睛:本題從功的概念出發(fā),分析地面對(duì)運(yùn)動(dòng)員沒(méi)有做功.根據(jù)初末機(jī)械能的變化,判斷其機(jī)械能是否守恒.由加速度方向確定是超重狀態(tài)還是失重狀態(tài).
47.如圖所示,兩光滑直桿成直角豎直固定,OM水平,ON豎直,兩個(gè)質(zhì)量相同的有孔小球A、B(可視為質(zhì)點(diǎn))串在桿上通過(guò)長(zhǎng)為L(zhǎng)的非彈性輕繩相連,開(kāi)始時(shí)小球A在水平向左的外力作用下處于靜止?fàn)顟B(tài),此時(shí)OB=,重力加速度為g,現(xiàn)將外力增大到原來(lái)的4倍(方向不變),則小球B運(yùn)動(dòng)到與O點(diǎn)的距離為時(shí)的速度大小為()
A. B.
C. D.
【答案】B
【解析】開(kāi)始時(shí)O與A間距離 61、:OA=
設(shè)AB質(zhì)量均為m,對(duì)開(kāi)始時(shí)的B受力分析如圖,則又所以
以開(kāi)始時(shí)的AB兩物體作為整體受力分析:水平方向只受F和N,故F=N
將外力增大到原來(lái)的4倍(方向不變),則x-kw
小球B運(yùn)動(dòng)到與O點(diǎn)的距離為時(shí),
這一過(guò)程中A向左移動(dòng)了,B上升了
此時(shí)繩與豎直方向夾角的正切值,,
此時(shí)AB間的速度關(guān)系為,即
以AB為整體,由功能關(guān)系得:
聯(lián)立解得:
點(diǎn)睛:繩連接、桿連接的物體沿繩(桿)方向的速度分量相等。
48.如圖甲所示,滑輪質(zhì)量、摩擦均不計(jì),質(zhì)量為2 kg的物體在拉力F作用下由靜止開(kāi)始向上做勻加速運(yùn)動(dòng),其速度隨時(shí)間的變化關(guān)系如圖乙所示,取g=10 m/s2,由此可 62、知
A. 物體加速度大小為2 m/s2
B. F的大小為21 N
C. 4 s末F的功率為42 W
D. 4 s內(nèi)F的平均功率為42 W
【答案】C
49.將一個(gè)質(zhì)量為1kg的小球豎直向上拋出,最終落回拋出點(diǎn),運(yùn)動(dòng)過(guò)程中v-t圖像如圖所示, g=10m/s2,則下列說(shuō)法正確的是( )
A. 小球重力和所受阻力之比為5:1
B. 小球上升過(guò)程中克服阻力做功24 J
C. 小球上升與下落所用時(shí)間之比為2:3
D. 小球上升過(guò)程中機(jī)械能的損失大于下落過(guò)程中機(jī)械能的損失
【答案】A
【解析】解:A、速度時(shí)間圖線可知,小球上升的加速度大小a1=12m/s2,根據(jù) 63、牛頓第二定律得,mg+f=ma1,解得阻力f=ma1-mg=12-10N=2N;所以重力和所受阻力之比為5:1
小球勻減速直線運(yùn)動(dòng)的位移:x=1/2×2×24m=24m
B、克服阻力做功:
C、小球下降的加速度:,由得,時(shí)間之比為
D、機(jī)械能損失量等于阻力的功,上下過(guò)程阻力做功一樣多,所以損失機(jī)械能一樣多
50.如圖甲所示的陀螺可在圓軌道的外側(cè)旋轉(zhuǎn)而不脫落,好像軌道對(duì)它施加了魔法一樣,被稱為“魔力陀螺”,該玩具深受孩子們的喜愛(ài)。其物理原理可等效為如圖乙所示的模型:半徑為R的磁性圓軌道豎直固定,質(zhì)量為m的小球(視為質(zhì)點(diǎn))在軌道外側(cè)轉(zhuǎn)動(dòng),A、B兩點(diǎn)分別為軌道上的最高、最低點(diǎn)。鐵球受軌道的 64、磁性引力始終指向圓心且大小不變,不計(jì)摩擦和空氣阻力,重力加速度為g。下列說(shuō)法正確的是
A. 鐵球可能做勻速圓周運(yùn)動(dòng)
B. 鐵球繞軌道轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)機(jī)械能不守恒
C. 鐵球在A點(diǎn)的速度必須大于
D. 要使鐵球不脫軌,軌道對(duì)鐵球的磁性引力至少為5mg
【答案】D
【解析】小鐵球在運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中受到重力、軌道的支持力和磁力的作用,其中鐵球受軌道的磁性引力始終指向圓心且大小不變,支持力的方向過(guò)圓心,它們都始終與運(yùn)動(dòng)的方向垂直,所以磁力和支持力都不能對(duì)小鐵球做功,只有重力會(huì)對(duì)小鐵球做功,所以小鐵球的機(jī)械能守恒,在最高點(diǎn)的速度最小,在最低點(diǎn)的速度最大.小鐵球不可能做勻速圓周運(yùn)動(dòng).故AB錯(cuò)誤;小鐵球在 65、運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中受到重力、軌道的支持力和磁力的作用,在最高點(diǎn)軌道對(duì)小鐵球的支持力的方向可以向上,小鐵球的速度只要大于0即可通過(guò)最高點(diǎn).因此小球在最高點(diǎn)的速度可能等于,故C錯(cuò)誤;由于小鐵球在運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中機(jī)械能守恒,所以小鐵球在最高點(diǎn)的速度越小,則機(jī)械能越小,在最低點(diǎn)的速度也越小,根據(jù):F=m可知小鐵球在最低點(diǎn)時(shí)需要的向心力越?。谧畹忘c(diǎn)小鐵球受到的重力的方向向下,支持力的方向也向下、只有磁力的方向向上.要使鐵球不脫軌,軌道對(duì)鐵球的支持力一定要大于0.所以鐵球不脫軌的條件是:小鐵球在最高點(diǎn)的速度恰好為0,而且到達(dá)最低點(diǎn)時(shí),軌道對(duì)鐵球的支持力恰好等于0.根據(jù)機(jī)械能守恒定律,小鐵球在最高點(diǎn)的速度恰好為0 66、,到達(dá)最低點(diǎn)時(shí)的速度滿足mg?2R=mv2,軌道對(duì)鐵球的支持力恰好等于0,則磁力與重力的合力提供向心力,即:F-mg=
聯(lián)立得:F=5mg,可知,要使鐵球不脫軌,軌道對(duì)鐵球的磁性引力至少為5mg.故D正確.故選D.
點(diǎn)睛:本題屬于結(jié)合機(jī)械能守恒定律考查豎直平面內(nèi)的圓周運(yùn)動(dòng)的情況,在解答的過(guò)程中正確分析得出小球經(jīng)過(guò)最高點(diǎn)和最低點(diǎn)的條件是解答的關(guān)鍵,正確寫出向心力的表達(dá)式是解答的基礎(chǔ).
51.如圖所示,為一選手從距離水面高為20米的懸崖上跳下,選手受到的空氣阻力跟速度成正比(g取10m/s2),則以下說(shuō)法正確的是
A. 研究選手進(jìn)入水中的姿勢(shì),可把選手看作質(zhì)點(diǎn)
B. 選手從開(kāi)始跳下到入水的時(shí)間等于2秒
C. 選手在空中下落過(guò)程合力做正功
D. 選手在空中下落過(guò)程機(jī)械能增大
【答案】C
【解析】研究選手進(jìn)入水中的姿勢(shì),選手的大小和形狀不能忽略,故不能把選手看作質(zhì)點(diǎn),選項(xiàng)A錯(cuò)誤;若選手做自由落體運(yùn)動(dòng),則運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為:,由于空氣阻力,運(yùn)動(dòng)員向下運(yùn)動(dòng)的加速度一定小于g,所以一定的時(shí)間一定大于2s.故B錯(cuò)誤;選手在空中下落過(guò)程合力的方向與速度的方向都向下,合力做正功,故C正確;
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