2019-2020年高考物理二輪復(fù)習(xí) 專題三 動能定理和能量守恒定律 3.6 功 功率 動能定理課時作業(yè).doc

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2019-2020年高考物理二輪復(fù)習(xí) 專題三 動能定理和能量守恒定律 3.6 功 功率 動能定理課時作業(yè) 一、選擇題 1.汽車在平直公路上以速度v0勻速行駛，發(fā)動機(jī)功率為P，快進(jìn)入鬧市區(qū)時，司機(jī)減小了油門，使汽車的功率立即減小為，并保持此功率繼續(xù)在平行公路上行駛．設(shè)汽車行駛時所受的阻力恒定，則能正確反映從減小油門開始汽車的速度隨時間變化的圖象是(　　) 解析：汽車勻速行駛時牽引力等于阻力．功率減小為時，根據(jù)公式P＝Fv得牽引力立即減小一半，小于阻力，合力向后，汽車做減速運(yùn)動，選項(xiàng)D錯誤；由公式P＝Fv可知，功率一定時，速度減小后，牽引力增大(仍小于阻力)，合力減小，加速度減小，即汽車做加速度不斷減小的減速運(yùn)動，當(dāng)牽引力增大到等于阻力時，速度為，加速度減為零，汽車重新做勻速直線運(yùn)動，選項(xiàng)B正確，A、C錯誤． 答案：B 2．如圖所示，小球在水平拉力作用下，以恒定速率v沿豎直光滑圓軌道由A點(diǎn)運(yùn)動到B點(diǎn)，在此過程中拉力的瞬時功率變化情況是(　　) A．逐漸減小 B．逐漸增大 C．先減小，后增大 D．先增大，后減小 解析：因?yàn)樾∏蚴且院愣ㄋ俾蔬\(yùn)動，即它做勻速圓周運(yùn)動，那么小球受到的重力G、水平拉力F、軌道的支持力三者的合力必是沿半徑指向O點(diǎn)．設(shè)小球與圓心的連線與豎直方向夾角為θ，則＝tanθ(F與G的合力必與軌道的支持力在同一直線上)，得F＝Gtanθ，而水平拉力F的方向與速度v的方向夾角也是θ，所以水平力F的瞬時功率是P＝Fvcosθ＝Gvsinθ.顯然，從A點(diǎn)到B點(diǎn)的過程中，θ是不斷增大的，所以水平拉力F的瞬時功率是一直增大的，故B正確，A、C、D錯誤． 答案：B 3.(多選)如圖所示，n個完全相同，邊長足夠小且互不粘連的小方塊依次排列，總長度為l，總質(zhì)量為M，它們一起以速度v在光滑水平面上滑動，某時刻開始滑上粗糙水平面．小方塊與粗糙水平面之間的動摩擦因數(shù)為μ，若小方塊恰能完全進(jìn)入粗糙水平面，則摩擦力對所有小方塊所做功的數(shù)值為(　　) A.Mv2 B．Mv2 C.μMgl D．μMgl 解析：小方塊恰能完全進(jìn)入粗糙水平面，說是小方塊進(jìn)入粗糙水平面后速度為零．以所有小方塊為研究對象，由動能定理可知，所有小方塊克服摩擦力做功Wf＝Mv2，A項(xiàng)正確；將所有小方塊等效為質(zhì)量集中在重心的質(zhì)點(diǎn)，恰能完全進(jìn)入粗糙水平面，重心位移為l，摩擦力做功為－μmgl，做功數(shù)值大小為μmgl，C項(xiàng)正確． 答案：AC 4．如圖所示，中間有孔的物塊A套在光滑的豎直桿上，通過滑輪用不可伸長的輕繩將物塊拉著向上勻速運(yùn)動，則關(guān)于拉力F及拉力F的功率P，下列說法正確的是(　　) A．F增大，P不變 B．F增大，P增大 C．F不變，P減小 D．F增大，P減小 解析：設(shè)物塊勻速運(yùn)動的速度大小為v0，則輕繩與豎直桿的夾角為θ時，由物塊A受力平衡有Fcosθ＝mg，物塊上升過程，θ增大，F(xiàn)增大，選項(xiàng)C錯誤；根據(jù)速度的合成與分解，得輕繩的速度大小v＝v0cosθ，拉力F的功率P＝Fv＝mgv0，即P不變，選項(xiàng)A正確，B、D均錯誤． 答案：A 5．如圖所示，將一質(zhì)量為m的小球以一定的初速度自O(shè)點(diǎn)水平向右拋出，小球在運(yùn)動過程中恰好通過A點(diǎn)，OA與豎直方向夾角為53，已知sin37＝0.6，cos37＝0.8，則小球拋出時的動能與到達(dá)A點(diǎn)時動能的比值為(　　) A. B. C. D. 解析：小球做平拋運(yùn)動，則v0t＝gt2tan53，vy＝gt，v＝v＋v，可得＝，只有選項(xiàng)D正確． 答案：D 6．(多選)如圖所示，小球A沿高為h、傾角為θ的光滑斜面以初速度v0從頂端滑到底端，而相同的小球B以同樣大小的初速度從同一高度豎直上拋，不計空氣阻力，則(　　) A．兩球落地時速率相同 B．從開始運(yùn)動至落地過程中，重力對它們做功相同 C．兩球落地時，重力的瞬時功率相同 D．從開始運(yùn)動至落地過程中，重力對它們做功的平均功率相同 解析：兩個小球在運(yùn)動的過程中都是只有重力做功，機(jī)械能守恒，則兩球落地時速率相同，選項(xiàng)A正確；重力做功只與初、末位置有關(guān)，小球的起點(diǎn)和終點(diǎn)各在同一水平線上，所以重力做的功相同，選項(xiàng)B正確；兩種情況下落地時速度方向不同，根據(jù)公式P＝Fvcosθ知，瞬時功率不同，選項(xiàng)C錯誤；平均功率等于做功的大小與所用的時間的比值，小球重力做的功相同，但是時間不一定相等，所以平均功率不一定相同，選項(xiàng)D錯誤． 答案：AB 7．(多選)如圖所示，質(zhì)量為m的滑塊在水平面上以速率v撞上勁度系數(shù)為k的輕質(zhì)彈簧，當(dāng)滑塊將彈簧壓縮了x0時速度減小到零，然后彈簧又將滑塊向右推開．已知滑塊與水平面間的動摩擦因數(shù)為μ，整個過程彈簧未超過彈性限度且二者未拴接，則下列判斷正確的是(　　) A．滑塊向右運(yùn)動過程中，滑塊的機(jī)械能先增大后減小 B．滑塊與彈簧接觸過程中，滑塊的機(jī)械能先減小后增大 C．滑塊與彈簧接觸過程中，滑塊與彈簧組成的系統(tǒng)的機(jī)械能一直減小 D．滑塊最終停在距離彈簧右端－2x0處 解析：滑塊向右運(yùn)動至彈簧彈力與摩擦力平衡時，滑塊的動能最大，機(jī)械能最大，因而滑塊機(jī)械能先增大再減小，選項(xiàng)A正確；滑塊與彈簧接觸過程中，滑塊向左運(yùn)動時，滑塊的動能逐漸減小為零，滑塊向右運(yùn)動時，滑塊的動能先增大后減小，因而滑塊的機(jī)械能先減小再增大最后減小，選項(xiàng)B錯誤；對于滑塊與彈簧，在整個過程中，滑動摩擦力做負(fù)功，因而滑塊和彈簧的機(jī)械能一直減小，選項(xiàng)C正確；設(shè)滑塊最終停止的位置距離彈簧右端的距離為x，根據(jù)動能定理有－μmg(x＋2x0)＝0－mv2，解得x＝－2x0，選項(xiàng)D正確． 答案：ACD 8．(多選)如圖所示，用豎直向下的恒力F通過跨過光滑定滑輪的細(xì)線拉動在光滑水平面上的物體，物體沿水平面移動過程中經(jīng)過A、B、C三點(diǎn)，設(shè)AB＝BC，物體經(jīng)過A、B、C三點(diǎn)時的動能分別為EkA、EkB、EkC，則它們間的關(guān)系是(　　) A．EkB－EkA＝EkC－EkB B．EkB－EkAEkC－EkB D．EkC<2EkB 解析：由動能定理得EkB－EkA＝WAB，EkC－EkB＝WBC，物體所受的合外力做的功為拉力的水平分力所做的功．由幾何關(guān)系可知，從A運(yùn)動到B的過程中拉力在水平方向的平均分力大小大于從B到C過程中拉力在水平方向的平均分力大小，因此WAB>WBC，選項(xiàng)A、B錯誤，C、D正確． 答案：CD 二、非選擇題 9.如圖所示，一質(zhì)量m＝0.75 kg的小球距地面高h(yuǎn)＝10 m 處由靜止釋放，落到地面后反彈，碰撞時無能量損失．若小球運(yùn)動過程中受到的空氣阻力f大小恒為2.5 N，g＝10 m/s2.求： (1)小球與地面第一次碰撞后向上運(yùn)動的最大高度； (2)小球從靜止開始運(yùn)動到與地面發(fā)生第五次碰撞時通過的總路程． 解析：(1)設(shè)小球與地面第一次碰撞后向上運(yùn)動的高度為h2，從開始靜止釋放到第一次碰撞后運(yùn)動高度h2的過程，由動能定理可得：mg(h－h(huán)2)－f(h＋h2)＝0 解得：h2＝h＝5 m. (2)設(shè)小球與地面第二次碰撞后向上運(yùn)動的距離為h3，從第一次碰撞后運(yùn)動的高度h2處靜止下落到第二次碰撞后向上運(yùn)動距離h3的過程，由動能定理可得：mg(h2－h(huán)3)－f(h2＋h3)＝0 解得：h3＝h2＝()2h 同理得hn＝()n－1h 小球從靜止開始運(yùn)動到與地面發(fā)生第五次碰撞時通過的總路程s＝h＋2(h2＋h3＋h4＋h5)＝28.75 m. 答案：(1)5 m　(2)28.75 m 10.我國擁有航空母艦后，艦載機(jī)的起飛與降落等問題受到了廣泛關(guān)注.2012年11月23日，艦載機(jī)殲－15首降“遼寧艦”獲得成功，隨后艦載機(jī)又通過滑躍式起飛成功．某興趣小組通過查閱資料對艦載機(jī)滑躍起飛過程進(jìn)行了如下的簡化模擬： 假設(shè)起飛時“航母”靜止，飛機(jī)質(zhì)量不變并可看成質(zhì)點(diǎn)．“航母”起飛跑道由圖示的兩段軌道組成(二者平滑連接，不計拐角處的長度)，其水平軌道長AB＝L，水平軌道與斜面軌道末端C的高度差為h.一架殲－15飛機(jī)的總質(zhì)量為m，在C端的起飛速度至少為v.若某次起飛訓(xùn)練中，殲－15從A點(diǎn)由靜止啟動，飛機(jī)發(fā)動機(jī)的推力大小恒為0.6mg，方向與速度方向相同，飛機(jī)受到空氣和軌道平均阻力的合力大小恒為0.1mg.重力加速度為g.求： (1)飛機(jī)在水平軌道AB上運(yùn)動的時間； (2)在水平軌道末端B，發(fā)動機(jī)的推力功率； (3)要保證飛機(jī)正常起飛，斜面軌道的長度滿足的條件．(結(jié)果用m、g、L、h、v表示) 解析：(1)設(shè)飛機(jī)在水平軌道的加速度為a，運(yùn)動時間為t，發(fā)動機(jī)的推力為F，阻力為f 由牛頓第二定律得F－f＝0.6mg－0.1mg＝ma a＝0.5g L＝at2 解得t＝2 (2)設(shè)飛機(jī)在B端的速率為v′，功率為P v′＝at＝ 解得P＝Fv′＝0.6mg (3)設(shè)飛機(jī)恰能在C端起飛時，斜面軌道長為l0 整個過程中，由動能定理有(F－f)(L＋l0)－mgh＝mv2 解得l0＝＋2h－L 所以，斜面軌道長度滿足的條件是l≥＋2h－L. 答案：(1)2 　(2)0.6mg　 (3)l≥＋2h－L