2012高考物理二輪復(fù)習(xí) 專題5 功 功率與動(dòng)能定理限時(shí)集訓(xùn)

1、專題限時(shí)集訓(xùn)(五)專題五功、功率與動(dòng)能定理圖533如圖53所示，一質(zhì)量為m1的木板置于固定在地面的光滑斜面上，木板的上端用細(xì)繩拴在斜面的頂端，有一只質(zhì)量為m2的小貓站在木板上剪斷細(xì)繩，木板開始下滑，同時(shí)小貓沿木板向上爬，設(shè)從靜止開始的一段時(shí)間內(nèi)木板向下滑，而小貓?jiān)谀景迳舷鄬?duì)于地面的高度不變，忽略空氣阻力，則圖54中能正確反映在這段時(shí)間內(nèi)小貓做功的功率隨時(shí)間變化的關(guān)系的是()圖544一質(zhì)點(diǎn)開始時(shí)做勻速直線運(yùn)動(dòng)，從某時(shí)刻起受到一恒力作用此后，該質(zhì)點(diǎn)的動(dòng)能可能()A一直增大B先逐漸減小至零，再逐漸增大C先逐漸增大至某一最大值，再逐漸減小D先逐漸減小至某一非零的最小值，再逐漸增大圖555A、B兩個(gè)物體

2、的質(zhì)量分別為m1和m2，并排靜止在水平地面上，用同向水平拉力F1、F2分別作用于物體A和B上，分別作用一段時(shí)間后撤去，兩物體各自滑行一段距離后停止下來，兩物體運(yùn)動(dòng)的速度時(shí)間圖象分別如圖55中圖線a、b所示，已知拉力F1、F2分別撤去后，物體做減速運(yùn)動(dòng)過程的速度時(shí)間圖線彼此平行(相關(guān)數(shù)據(jù)已在圖中標(biāo)出)，由圖中信息可以得出()A若F1F2，則m1<m2B若m1m2，則力F1對(duì)物體A所做的功較多C若m1m2，則整個(gè)過程中摩擦力對(duì)物體B做的功較多D若m1m2，則整個(gè)過程中摩擦力對(duì)物體A和B做的功一樣多6汽車發(fā)動(dòng)機(jī)的額定功率為60 kW，汽車質(zhì)量為5 t汽車在水平面上行駛時(shí)，阻力與車重成正比，g1

3、0 m/s2.當(dāng)汽車以額定功率勻速行駛至速度達(dá)12 m/s時(shí)，突然減小油門，使發(fā)動(dòng)機(jī)功率減小到40 kW.對(duì)接下去汽車的運(yùn)動(dòng)情況的描述，正確的有()A先做勻減速運(yùn)動(dòng)再做勻加速運(yùn)動(dòng)B先做加速度增大的減速運(yùn)動(dòng)再做勻速運(yùn)動(dòng)C先做加速度減小的減速運(yùn)動(dòng)再做勻速運(yùn)動(dòng)D最后的速度大小是8 m/s7如圖56所示，用恒力F拉著質(zhì)量為m的物體沿水平面從A移到B的過程中，下列說法正確的是()圖56A有摩擦力時(shí)比無摩擦力時(shí)F做的功多B物體加速運(yùn)動(dòng)時(shí)比減速運(yùn)動(dòng)時(shí)F做的功多C物體無論是加速運(yùn)動(dòng)、減速運(yùn)動(dòng)還是勻速運(yùn)動(dòng)，力F做的功一樣多D有摩擦力時(shí)比無摩擦力時(shí)F做功的平均功率大8靜止在水平面上的物塊在如圖57甲所示的水平拉力

4、作用下做直線運(yùn)動(dòng)，其速度時(shí)間圖象如圖乙所示，若物塊與水平面間的動(dòng)摩擦因數(shù)處處相同，則()圖57AF1F32F2BF1F32F2C全過程中拉力做的功等于物塊克服摩擦力做的功D全過程中拉力做的功等于零9如圖58所示，內(nèi)壁光滑的細(xì)管彎成半徑為R0.4 m的半圓形軌道CD，豎直放置，其內(nèi)徑略大于小球的直徑，水平軌道與豎直半圓軌道在C點(diǎn)平滑連接置于水平軌道上的彈簧左端與豎直墻壁相連，B處為彈簧的自然狀態(tài)將一個(gè)質(zhì)量為m0.8 kg的小球放在彈簧的右側(cè)后，用力向左側(cè)推小球而壓縮彈簧至A處，然后將小球由靜止釋放，小球運(yùn)動(dòng)到C處后對(duì)軌道的壓力為F158 N水平軌道以B處為界，左側(cè)AB段長(zhǎng)為x0.3 m，與小球的

5、動(dòng)摩擦因數(shù)為0.5，右側(cè)BC段光滑g10 m/s2，求：(1)彈簧在壓縮時(shí)所儲(chǔ)存的彈性勢(shì)能(2)小球運(yùn)動(dòng)到軌道最高處D點(diǎn)時(shí)對(duì)軌道的壓力圖5810如圖59所示，在豎直平面內(nèi)，粗糙的斜面軌道AB的下端與光滑的圓弧軌道BCD相切于B, C是最低點(diǎn)，圓心角BOC37°，D與圓心O等高，圓弧軌道半徑R1.0 m，現(xiàn)有一個(gè)質(zhì)量為m0.2 kg的可視為質(zhì)點(diǎn)的小物體從D點(diǎn)的正上方E點(diǎn)處自由下落，DE距離h1.6 m，物體與斜面AB之間的動(dòng)摩擦因數(shù)0.5.取sin37o0.6，cos37o0.8, g10 m/s2.(1)求物體第一次通過C點(diǎn)時(shí)軌道對(duì)物體的支持力FN的大??； (2)要使物體不從斜面頂端

6、飛出，斜面的長(zhǎng)度LAB至少要多長(zhǎng)？(3)若斜面已經(jīng)滿足(2)要求，物體從E點(diǎn)開始下落，直至最后在光滑圓弧軌道做周期性運(yùn)動(dòng)，求在此過程中系統(tǒng)因摩擦所產(chǎn)生的熱量Q的大小圖5911如圖510所示，長(zhǎng)L1.2 m、質(zhì)量M3 kg的木板靜止放在傾角為37°的光滑斜面上， 質(zhì)量m1 kg、帶電荷量q2.5×104 C的物塊放在木板的上端，木板和物塊間的動(dòng)摩擦因數(shù)0.1，所在空間加有一個(gè)方向垂直斜面向下、場(chǎng)強(qiáng)E4.0×104 N/C的勻強(qiáng)電場(chǎng)現(xiàn)對(duì)木板施加一平行于斜面向上的拉力F10.8 N. 取g10 m/s2，斜面足夠長(zhǎng)(cos37°0.8，sin37°0

7、.6)求：(1)物塊經(jīng)多長(zhǎng)時(shí)間離開木板？(2)物塊離開木板時(shí)木板獲得的動(dòng)能. (3)物塊在木板上運(yùn)動(dòng)的過程中，由于摩擦而產(chǎn)生的熱量圖51012如圖511所示，遙控電動(dòng)賽車(可視為質(zhì)點(diǎn))從A點(diǎn)由靜止出發(fā)，經(jīng)過時(shí)間t后關(guān)閉電動(dòng)機(jī)，賽車?yán)^續(xù)前進(jìn)至B點(diǎn)水平飛出，恰好在C點(diǎn)沿著切線方向進(jìn)入固定在豎直平面內(nèi)的圓形光滑軌道，通過軌道最高點(diǎn)D后回到水平地面EF上，E點(diǎn)為圓形軌道的最低點(diǎn)已知賽車在水平軌道AB部分運(yùn)動(dòng)時(shí)受到恒定阻力f0.4 N，賽車的質(zhì)量m0.4 kg，通電后賽車的電動(dòng)機(jī)以額定功率P2 W工作，軌道AB的長(zhǎng)度L2 m，B、C兩點(diǎn)的高度差h0.45 m，連線CO和豎直方向的夾角37°，圓

8、形軌道的半徑R0.5 m，空氣阻力可忽略，取重力加速度g10 m/s2，sin37°0.6，cos37°0.8，求：(1)賽車運(yùn)動(dòng)到C點(diǎn)時(shí)速度vC的大小；(2)賽車經(jīng)過最高點(diǎn)D處時(shí)對(duì)軌道壓力FN的大小；(3)賽車電動(dòng)機(jī)工作的時(shí)間t.圖511專題限時(shí)集訓(xùn)(五)1A【解析】 若一個(gè)雞蛋大約55 g，雞蛋拋出的高度大約為60 cm，則將一只雞蛋拋出至最高點(diǎn)的過程中對(duì)雞蛋做的功等于雞蛋重力勢(shì)能的增加量，即Wmgh55×103×10×60×102 J0.33 J，A正確2BD【解析】 小木塊和木板勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)，拉力最小，做功最少對(duì)小木塊受力分析，

9、根據(jù)平衡條件有FTf1，木塊與木板之間的滑動(dòng)摩擦力f1mg.對(duì)木板和小木塊整體，由平衡條件有：Ff22T，地面對(duì)木板的滑動(dòng)摩擦力f2(mM)g3mg，解得拉力F5mg，拉力做的功WFFmgl.所以選項(xiàng)BD正確3B【解析】 貓相對(duì)斜面位置不變，根據(jù)平衡條件知，木板對(duì)其沿斜面向上的力大小為Fm2gsin，由牛頓第三定律可知，貓對(duì)木板沿斜面向下的作用力F Fm2gsin，又知木板向下做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，有vat，所以小貓做功的功率PFvm2gsin·at，即小貓做功的功率與時(shí)間成正比，選項(xiàng)B正確4ABD【解析】 當(dāng)所加恒力的方向與物體運(yùn)動(dòng)的方向成銳角時(shí)，該力一直做正功，其動(dòng)能一直增大，A正確

10、；當(dāng)所加恒力的方向與物體運(yùn)動(dòng)的方向相反時(shí)，物體先做勻減速運(yùn)動(dòng)后做反向的勻加速運(yùn)動(dòng)，其動(dòng)能先逐漸減小至零，再逐漸增大，B正確；當(dāng)所加恒力的方向與物體運(yùn)動(dòng)的方向成鈍角(不等于180°)時(shí)，其動(dòng)能先逐漸減小至某一非零的最小值，再逐漸增大，D正確；物體不可能出現(xiàn)動(dòng)能先逐漸增大至某一最大值，再逐漸減小的情況，C錯(cuò)誤5AD【解析】 撤去外力后，物體做勻減速運(yùn)動(dòng)，由圖象知兩物體的加速度相同，ag1 m/s2，所以120.1，拉力作用時(shí)的加速度ag，因a1>a2，故F1F2時(shí)有m1<m2，選項(xiàng)A正確；由圖象知，兩物體運(yùn)動(dòng)過程的總位移xAxB5 m，對(duì)整個(gè)過程中應(yīng)用動(dòng)能定理有WFmgx，當(dāng)

11、m1m2時(shí)，即兩個(gè)力做功相等，選項(xiàng)BC錯(cuò)誤，D正確6CD【解析】 發(fā)動(dòng)機(jī)功率減小，由公式PFv知，在速度不能突變的情況下，只能牽引力F突然變小，f >F，汽車做減速運(yùn)動(dòng)，使得汽車速度v變小，由公式PFv，v變小而P不變，則F變大，由fFma，可知汽車減速運(yùn)動(dòng)的加速度變小，當(dāng)再次出現(xiàn)Ff時(shí)，汽車做勻速運(yùn)動(dòng)，選項(xiàng)AB錯(cuò)誤，C正確；由f5×103 N，而Pfv，解得v8 m/s，選項(xiàng)D正確7C【解析】 恒力F做的功為WFx，與運(yùn)動(dòng)過程是否受摩擦力無關(guān)，與運(yùn)動(dòng)過程的速度變化無關(guān)，選項(xiàng)AB錯(cuò)誤，C正確；物體與水平面之間存在摩擦力時(shí)，物體由A運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)的時(shí)間較長(zhǎng)，恒力F的平均功率較小，選項(xiàng)

12、D錯(cuò)誤8AC【解析】 勻速運(yùn)動(dòng)階段，根據(jù)平衡條件有，F(xiàn)2mg.由速度圖象，勻加速階段的加速度a1，勻減速階段的加速度a2；根據(jù)牛頓第二定律，有F1mgma1，F(xiàn)3mgma2，解得F1F32F2.對(duì)全運(yùn)動(dòng)過程應(yīng)用動(dòng)能定理WFmgx0，得WFmgx.所以選項(xiàng)AC正確9(1)11.2 J(2)10 N方向豎直向上【解析】 (1)對(duì)小球在C處，由牛頓第二定律得F1mgm解得v15 m/s從A到B由動(dòng)能定理得Epmgxmv故Epmvmgx11.2 J(2)從C到D由機(jī)械能守恒定律得mv2mgRmv故v23 m/s由于v2>2 m/s，所以小球在D處對(duì)軌道外壁有壓力小球在D處，由牛頓第二定律得F2m

13、gm故F2m10 N由牛頓第三定律可知，小球在D點(diǎn)對(duì)軌道的壓力大小為10 N，方向豎直向上10(1)12.4 N(2)2.4 m(3)4.8 J【解析】 (1)物體從E到C，由能量守恒得：mg(hR)mv在C點(diǎn)，由牛頓第二定律得：FNmg聯(lián)立解得 FN12.4 N(2)從E到A過程，由動(dòng)能定理得WGWf0WGmg(hRcos37°LABsin37°)Wfmgcos37°·LAB聯(lián)立解得LAB2.4 m(3)因?yàn)閙gsin37°mgcos37°，所以物體不會(huì)停在斜面上物體最后以C為中心、B為一側(cè)最高點(diǎn)沿圓弧軌道做往返運(yùn)動(dòng)從E點(diǎn)開始直至穩(wěn)

14、定，系統(tǒng)因摩擦所產(chǎn)生的熱量即為損失的機(jī)械能，QEpEpmg(hRcos37°)聯(lián)立解得Q4.8 J11(1) s(2)27 J(3)2.16 J【解析】 (1)物塊向下做加速運(yùn)動(dòng)，設(shè)其加速度為a1，木板的加速度為a，則由牛頓第二定律對(duì)物塊：mgsin37°(mgcos37°qE)ma1對(duì)木板：Mgsin37°(mgcos37°qE)FMa又a1t2at2L解得物塊滑過木板所用時(shí)間t s(2)物塊離開木板時(shí)木板的速度v2at3 m/s其動(dòng)能為EkMv27 J(3)由摩擦而產(chǎn)生的熱量為Qfx(mgcos37°qE)L2.16 J12(1)5 m/s(2)1.6