專題14 動(dòng)能定理和功能關(guān)系

1、20152020年六年高考物理分類解析專題14、動(dòng)能定理和功能關(guān)系一.2020年高考題（2020高考江蘇物理）如圖所示，一小物塊由靜止開始沿斜面向下滑動(dòng)，最后停在水平地面上。斜面和地面平滑連接，且物塊與斜面、物塊與地面間的動(dòng)摩擦因數(shù)均為常數(shù)。該過(guò)程中，物塊的動(dòng)能E上與水平位 移x關(guān)系的圖象是（）A2.（2020高考全國(guó)理綜I） 一物塊在高3.0 m、長(zhǎng)5.0 m的斜面頂端從靜止開始沿斜面下滑，其重力勢(shì)能和動(dòng)能隨下滑距離s的變化如圖中直線1、11所示，重力加速度取10 m/s2。則A物塊下滑過(guò)程中機(jī)械能不守恒物塊與斜面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為0.5物塊下滑時(shí)加速度的大小為6.0 m/s2當(dāng)物塊下滑2.0

2、 m時(shí)機(jī)械能損失了 12 J3. （20分）（2020高考全國(guó)理綜II）如圖，一豎直圓管質(zhì)量為M，下端距水平地面的高度為H，頂端塞有一質(zhì)量為m的小球。圓管由靜止自由下落，與地面發(fā)生多次彈性碰撞，且每次碰撞時(shí)間均極短；在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，管始終保持豎直。已知M =4m，球和管之間的滑動(dòng)摩擦力大小為4mg, g為重力加速度的大小，不計(jì)空氣阻力。（1）求管第一次與地面碰撞后的瞬間，管和球各自的加速度大小；（2）管第一次落地彈起后，在上升過(guò)程中球沒有從管中滑出，求管上升的最大高度；（3）管第二次落地彈起的上升過(guò)程中，球仍沒有從管中滑出，求圓管長(zhǎng)度應(yīng)滿足的條件。H二.2019年高考題（2019全國(guó)理綜II卷1

3、4）從地面豎直向上拋出一物體，其機(jī)械能E總等于動(dòng)能Ek與重力勢(shì)能之和。 取地面為重力勢(shì)能零點(diǎn)，該物體的E總和Ep隨它離開地面的高度h的變化如圖所示。重力加速度取10 m/s2。由圖中數(shù)據(jù)可得物體的質(zhì)量為2 kgh=0時(shí)，物體的速率為20 m/sh=2 m時(shí)，物體的動(dòng)能E =40 Jk從地面至h=4 m，物體的動(dòng)能減少100 J（2019全國(guó)理綜III卷17）從地面豎直向上拋出一物體，物體在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中除受到重力外，還受到一大小不變、方向始終與運(yùn)動(dòng)方向相反的外力作用。距地面高度h在3 m以內(nèi)時(shí)，物體上升、下落過(guò)程中動(dòng)能Ek隨h的變化如圖所示。重力加速度取10 m/s2。該物體的質(zhì)量為 kA. 2

4、kgB. 1.5 kgC. 1 kgD. 0.5 kg（2019高考理綜天津卷）（16分）完全由我國(guó)自行設(shè)計(jì)、建造的國(guó)產(chǎn)新型航空母艦已完成多次海試，并 取得成功。航母上的艦載機(jī)采用滑躍式起飛，故甲板是由水平甲板和上翹甲板兩部分構(gòu)成，如圖1所示。 為了便于研究艦載機(jī)的起飛過(guò)程，假設(shè)上翹甲板8。是與水平甲板AB相切的一段圓弧，示意如圖2, AB 長(zhǎng)氣=150m，BC水平投影L = 63m，圖中。點(diǎn)切線方向與水平方向的夾角。=12。俄山12%0.21 ）。 若艦載機(jī)從A點(diǎn)由靜止開始做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，經(jīng)t = 6s到達(dá)B點(diǎn)進(jìn)入BC。已知飛行員的質(zhì)量m = 60 kg， g = 10 m/s2，求A*-

5、 R國(guó)2（1）艦載機(jī)水平運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中，飛行員受到的水平力所做功W ；（2）艦載機(jī)剛進(jìn)入BC時(shí)，飛行員受到豎直向上的壓力七多大。3.（20分）（2019高考北京理綜卷24）雨滴落到地面的速度通常僅為幾米每秒，這與雨滴下落過(guò)程中受到空氣阻力有關(guān)。雨滴間無(wú)相互作用且雨滴質(zhì)量不變，重力加速度為g。（1）質(zhì)量為m的雨滴由靜止開始，下落高度力時(shí)速度為u，求這一過(guò)程中克服空氣阻力所做的功W。（2）將雨滴看作半徑為,的球體，設(shè)其豎直落向地面的過(guò)程中所受空氣阻力krv，其中v是雨滴的速度，k是比例系數(shù)。設(shè)雨滴的密度為Q,推導(dǎo)雨滴下落趨近的最大速度皿與半徑，的關(guān)系式；示意圖中畫出了半徑為r1、r2 (r1r2)的

6、雨滴在空氣中無(wú)初速下落的uT圖線，其中對(duì)應(yīng)半徑為r1的雨滴(選填、)；若不計(jì)空氣阻力，請(qǐng)?jiān)趫D中畫出雨滴無(wú)初速下落的u-t 圖線。由于大量氣體分子在各方向運(yùn)動(dòng)的幾率相等，其對(duì)靜止雨滴的作用力為零。將雨滴簡(jiǎn)化為垂直于 運(yùn)動(dòng)方向面積為S的圓盤，證明：圓盤以速度u下落時(shí)受到的空氣阻力 -V2 (提示：設(shè)單位體積 內(nèi)空氣分子數(shù)為n，空氣分子質(zhì)量為m0)。(2019年4月浙江選考)某砂場(chǎng)為提高運(yùn)輸效率，研究砂粒下滑的高度與砂粒在傳送帶上運(yùn)動(dòng)的關(guān)系， 建立如圖所示的物理模型。豎直平面內(nèi)有一傾角0=370的直軌道AB，其下方右側(cè)放置一水平傳送帶，直軌 道末端B與傳送帶間距可近似為零，但允許砂粒通過(guò)。轉(zhuǎn)輪半徑R

7、=0.4m、轉(zhuǎn)軸間距L=2m的傳送帶以恒定 的線速度逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，轉(zhuǎn)輪最低點(diǎn)離地面的高度H=2.2m?，F(xiàn)將一小物塊放在距離傳送帶高h(yuǎn)處?kù)o止釋放， 假設(shè)小物塊從直軌道B端運(yùn)動(dòng)到達(dá)傳送帶上C點(diǎn)時(shí)，速度大小不變，方向變?yōu)樗较蛴?。已知小物塊與直 軌道和傳送帶間的動(dòng)摩擦因數(shù)均為p=0.5。(sin370=0.6)若h=2.4m，求小物塊到達(dá)B端時(shí)速度的大??；若小物塊落到傳送帶左側(cè)地面，求h需要滿足的條件改變小物塊釋放的高度h，小物塊從傳送帶的D點(diǎn)水平向右拋出，求小物塊落地點(diǎn)到D點(diǎn)的水平 距離x與h的關(guān)系式及h需要滿足的條件。三.2018年高考題1. (2018全國(guó)高考III卷)如圖，在豎直平面內(nèi)，半徑為

8、R的光滑圓弧軌道ABC和水平軌道PA在A點(diǎn)相切。BC為圓弧軌道的直徑。O為圓心，OA和OB之間的夾角為a, sina= 3/5, 一質(zhì)量為m的小球沿水平軌道向右運(yùn)動(dòng)，經(jīng)A點(diǎn)沿圓弧軌道通過(guò)C點(diǎn)，落至水平軌道；在整個(gè)過(guò)程中，除受到重力及軌道作用力外， 小球還一直受到一水平恒力的作用，已知小球在C點(diǎn)所受合力的方向指向圓心，且此時(shí)小球?qū)壍赖膲毫?恰好為零。重力加速度大小為g。求：（1）水平恒力的大小和小球到達(dá)C點(diǎn)時(shí)速度的大小;（2）小球到達(dá)A點(diǎn)時(shí)動(dòng)量的大??；（3）小球從C點(diǎn)落至水平軌道所用的時(shí)間。四.2017年高考題（2017全國(guó)III卷16）如圖，一質(zhì)量為m、長(zhǎng)度為l的均勻柔軟細(xì)繩PQ豎直懸掛。用

9、外力將繩的下端1 7Q緩慢地豎直向上拉起至M點(diǎn)，M點(diǎn)與繩的上端P相距31。重力加速度大小為g。在此過(guò)程中，外力做的功為（）A. 9mglC. 3mgl& 6mglD. 1 mgl（2017 海南卷）將一小球豎直向上拋出，小球在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中所受到的空氣阻力不可忽略m為小球運(yùn)動(dòng) 軌跡上的一點(diǎn)，小球上升和下降經(jīng)過(guò)。點(diǎn)時(shí)的動(dòng)能分別為Ek1和Ek2。從拋出開始到小球第一次經(jīng)過(guò)。點(diǎn) 時(shí)重力所做的功為叫，從拋出開始到小球第二次經(jīng)過(guò)。點(diǎn)時(shí)重力所做的功為W2。下列選項(xiàng)正確的是 A. Ek1=Ek2,叫=吧B. Ek1Ek2,叫=吧E.，yE?，y 2mgR，質(zhì)點(diǎn)不能到達(dá)Q點(diǎn)、:一 /W= 1 mgR，質(zhì)點(diǎn)到達(dá)Q點(diǎn)后，繼續(xù)上升一段距離1W-mgR，質(zhì)點(diǎn)到達(dá)Q點(diǎn)后，繼續(xù)上升一段距離2. （2015-浙江）如圖所示，用一塊長(zhǎng)L1=1.0m的木板在墻和桌面間架設(shè)斜面，桌面高H=0.8m，長(zhǎng)L2=1.5mo 斜面與水平桌面的傾角e可在060。間調(diào)節(jié)后固定。將質(zhì)量m=0.2kg的小物塊從斜面頂端靜止釋放，物塊與 斜面間的動(dòng)摩擦因數(shù)8=0.05，物塊與桌面間的動(dòng)摩擦因數(shù)的，忽略物塊在斜面與桌面交接處的能量損失。（重力加速度取g=10