1、A组基础题一、单项选择题1(2016高考四川卷)韩晓鹏是我国首位在冬奥会雪上项目夺冠的运动员他在一次自由式滑雪空中技巧比赛中沿“助滑区”保持同一姿态下滑了一段距离，重力对他做功1 900 J，他克服阻力做功100 J韩晓鹏在此过程中()A动能增加了1 900 JB动能增加了2 000 JC重力势能减小了1 900 JD重力势能减小了2 000 J解析：根据动能定理W合Ek可知，韩晓鹏在此过程中动能增加了Ek1 900 J100 J1 800 J，选项A、B错误；重力做正功，重力势能减小了1 900 J，选项C正确，D错误答案：C2.质量为10 kg的物体，在变力F作用下沿x轴做直线运动，力随坐
2、标x的变化情况如图所示物体在x0处，速度为1 m/s，一切摩擦不计，则物体运动到x16 m处时，速度大小为()A2 m/sB3 m/sC4 m/s D. m/s解析：由Fx图象可知，拉力F在物体运动的16 m内所做的总功W104 J40 J由动能定理可得Wmv2mv02，解得v3 m/s，B正确答案：B3.(2017成都高三月考)如图所示，斜面的倾角为，质量为m的滑块距挡板P的距离为x0，滑块以初速度v0沿斜面上滑，滑块与斜面间的动摩擦因数为，滑块所受摩擦力小于重力沿斜面向下的分力若滑块每次与挡板相碰均无机械能损失，滑块经过的总路程是()A.(x0tan ) B.(x0tan )C.(x0ta
3、n ) D.(x0cot )解析：滑块最终要停在斜面底部，设滑块经过的总路程为x，对滑块运动的全程应用功能关系，全程所产生的热量为Qmv02mgx0sin ，又由全程产生的热量等于克服摩擦力所做的功，即Qmgxcos ，解以上两式可得x(x0tan )，选项A正确答案：A4.(2017甘肃兰州一中月考)如图所示，质量为M3 kg的小滑块，从斜面顶点A由静止沿ABC下滑，最后停在水平面上的D点，不计滑块从AB面滑上BC面以及从BC面滑上CD面时的机械能损失已知ABBC5 m，CD9 m，53，37(sin 370.6，cos 370.8，重力加速度g取10 m/s2)，在运动过程中，小滑块与所有
4、接触面间的动摩擦因数相同则()A小滑块与接触面间的动摩擦因数0.5B小滑块在AB面上运动的加速度a1与小滑块在BC面上运动的加速度a2之比C小滑块在AB面上的运动时间小于小滑块在BC面上运动时间D小滑块在AB面上运动时克服摩擦力做功小于小滑块在BC面上运动时克服摩擦力做功解析：根据动能定理得Mg(sABsin sBCsin )Mg(sABcos sBCcos )MgsCD0，解得，选项A错误；小滑块在AB面上运动的加速度a1gsin gcos m/s2，小滑块在BC面上运动的加速度a2gsin gcos m/s2，则a1a24320，选项B错误；小滑块在AB面上的运动的平均速度小于小滑块在BC
5、面上的平均速度，故小滑块在AB面上的运动时间大于小滑块在BC面上的运动时间，选项C错误；小滑块对AB面正压力小于小滑块对BC面的正压力，故在AB面上运动时克服摩擦力做功小于在BC面上运动时克服摩擦力做功，选项D正确答案：D二、多项选择题5.某人通过光滑滑轮将质量为m的物体，沿光滑斜面由静止开始匀加速地由底端拉上斜面，物体上升的高度为h，到达斜面顶端的速度为v，如图所示则在此过程中()A物体所受的合力做功为mghmv2B物体所受的合力做功为mv2C人对物体做的功为mghD人对物体做的功大于mgh解析：对物体应用动能定理可得W合W人mghmv2，故W人mghmv2，B、D选项正确答案：BD6.(2
6、017宁夏银川第二中学、第九中学、育才中学第一次联考)如图所示，竖直平面内固定着一个螺旋形光滑轨道，一个小球从足够高处落下，刚好从A点进入轨道，则关于小球经过轨道上的B点和C点时，下列说法正确的是()A轨道对小球不做功B小球在B点的速度小于在C点的速度C小球在B点对轨道的压力小于在C点对轨道的压力D改变小球下落的高度，小球在B、C两点对轨道的压力差保持不变解析：由于轨道对小球的作用力与小球运动方向始终垂直，故轨道对小球不做功，故A正确；由于B点的高度高于C点，则由机械能守恒定律可知，小球在B点的速度小于在C点的速度，故B正确；根据向心力公式可知mgFNm，由于B点的速度小于C点的速度，在B点的
7、轨道半径大于在C点的轨道半径，故小球在B点对轨道的压力小于在C点对轨道的压力，故C正确；改变小球的高度，则小球在B、C两点的速度平方的差值恒定，但由于半径不同，故小球在B、C两点对轨道的压力差不同，故D错误答案：ABC7.(2016高考浙江卷)如图所示为一滑草场某条滑道由上下两段高均为h，与水平面倾角分别为45和37的滑道组成，滑草车与草地之间的动摩擦因数为.质量为m的载人滑草车从坡顶由静止开始自由下滑，经过上、下两段滑道后，最后恰好静止于滑道的底端(不计滑草车在两段滑道交接处的能量损失，sin 370.6，cos 370.8)则()A动摩擦因数B载人滑草车最大速度为 C载人滑草车克服摩擦力做
8、功为mghD载人滑草车在下段滑道上的加速度大小为g解析：在滑草车由静止开始下滑到最后静止于底端的过程中，由动能定理有2mgh(mgcos 45mgcos 37)0，解得，A正确；载人滑草车到达上段滑道底端时速度最大，设为vm，则vm22(gsin45gcos 45)，得vm，B正确；整个过程克服摩擦力做功为2mgh，C错误；下段滑道的加速度大小为agcos 37gsin 37g，D错误答案：AB8.(2017河北衡水中学调研)如图所示，x轴在水平地面上，y轴竖直向上，在y轴上的P点分别沿x轴正方向和y轴正方向以相同大小的初速度抛出两个小球a和b，不计空气阻力，若b上升的最大高度等于P点离地的高
9、度，则从抛出到落地有()Aa的运动时间是b的运动时间的倍Ba的位移大小是b的位移大小的倍Ca、b落地时的速度相同，因此动能一定相同Da、b落地时的速度不同，但动能相同解析：设P点离地的高度为h，对于b：b做竖直上抛运动，上升过程与下落过程对称，则b上升到最大高度的时间为t1，从最高点到落地的时间为t22，故b运动的总时间tbt1t2(1)；对于a：a做平抛运动，运动时间为ta.则有tb(1)ta，故A错误对于b：h，则v0；对于a：水平位移为xv0ta2h，a的位移为xah，而b的位移大小为h，则a的位移大小是b的位移大小的倍，故B正确根据动能定理有WEkEk0，则Ekmghmv02，可知两球
10、落地时动能相同，而速度方向不同，则落地时速度不同，故C错误，D正确答案：BDB组能力题一、选择题9.(2015高考海南卷)如图所示，一半径为R的半圆形轨道竖直固定放置，轨道两端等高；质量为m的质点自轨道端点P由静止开始滑下，滑到最低点Q时，对轨道的正压力为2mg，重力加速度大小为g.质点自P滑到Q的过程中，克服摩擦力所做的功为()A.mgRB.mgRC.mgR D.mgR解析：质点在轨道最低点时受重力和支持力作用，根据牛顿第三定律可知，支持力FN2mg.如图所示，FNmgm，得v.对质点的下滑过程应用动能定理有，mgRWmv2，得WmgR，C正确答案：C10.(多选)(2017河南信阳高级中学
11、大考)如图所示，一质量为m的小球，用长为l的轻绳悬挂于O点，初始时刻小球静止于P点，第一次小球在水平拉力F作用下，从P点缓慢地移动到Q点，此时轻绳与竖直方向夹角为，张力大小为T1；第二次在水平恒力F作用下，从P点开始运动并恰好能到达Q点，至Q点时轻绳中的张力大小为T2.关于这两个过程，下列说法中正确的是(不计空气阻力，重力加速度为g)()A第一个过程中，拉力F在逐渐变大，且最大值一定大于FB两个过程中，轻绳的张力均变大CT1，T2mgD第二个过程中，重力和水平恒力F的合力的功率先增大后减小解析：第一次小球在水平拉力F作用下，从P点缓慢地移动到Q点，则小球处于平衡状态，根据平衡条件得Fmgtan
12、 ，随着增大，F逐渐增大；第二次小球从P点开始运动并恰好能到达Q点，则到达Q点时速度为零，在此过程中，根据动能定理得Flsin mgl(1cos )，解得Fmgtan ，因为90，所以mgtan mgtan ，则FF，故A正确第一次运动过程中，根据几何关系可知，绳子的拉力T，所以轻绳的张力变大；第二次由于重力和拉力都是恒力，可以把这两个力合成为新的“重力”，则第二次小球的运动可以等效于单摆运动，当绳子方向与“重力”方向在同一直线上时，小球处于“最低点”，最低点的速度最大，此时绳子张力最大，所以第二次绳子张力先增大，后减小，故B错误第一次运动到Q点时，受力平衡，根据几何关系可知，T1，第二次运动
13、到Q点时，速度为零，则向心力为零，则绳子拉力T2mgcos Fsin mgcos sin mg，故C正确第二个过程中，重力和水平恒力F的合力是个恒力，在等效最低点时，合力方向与速度方向垂直，此时功率最小为零，到达Q点速度也为零，则第二个过程中，重力和水平恒力F的合力的功率先增大，后减小，再增大，再减小，故D错误答案：AC二、非选择题11小军看到打桩机，对打桩机的工作原理产生了兴趣他构建了一个打桩机的简易模型，如图甲所示他设想，用恒定大小的拉力F拉动绳端B，使物体从A点(与钉子接触处)由静止开始运动，上升一段高度后撤去F，物体运动到最高点后自由下落并撞击钉子，将钉子打入一定深度按此模型分析，若物
14、体质量m1 kg，上升了1 m高度时撤去拉力，撤去拉力前物体的动能Ek与上升高度h的关系图象如图乙所示(g取10 m/s2，不计空气阻力)(1)求物体上升到0.4 m高度处F的瞬时功率(2)若物体撞击钉子后瞬间弹起，且使其不再落下，钉子获得20 J的动能向下运动钉子总长为10 cm.撞击前插入部分可以忽略，不计钉子重力已知钉子在插入过程中所受阻力Ff与深度x的关系图象如图丙所示，求钉子能够插入的最大深度解析：(1)撤去F前，根据动能定理，有(Fmg)hEk0由题图乙得，斜率为kFmg20 N，得F30 N又由题图乙得，h0.4 m时，Ek8 J，则v4 m/sPFv120 W.(2)碰撞后，对
15、钉子，有fx0Ek已知Ek20 Jf又由题图丙得k105 N/m解得x0.02 m.答案：(1)120 W(2)0.02 m12.(2016贵州遵义航天高级中学三模)为了研究过山车的原理，某物理小组提出了下列设想：取一个与水平方向夹角60，长L12 m的倾斜轨道AB，通过微小圆弧与长为L2 m的水平轨道BC相连，然后在C处设计一个竖直完整的光滑圆轨道，出口为水平轨道D，如图所示现将一个小球从距A点高h0.9 m的水平台面上以一定的初速度v0水平弹出，到A点时速度方向恰沿AB方向，并沿倾斜轨道滑下已知小球与AB和BC间的动摩擦因数均为.g取10 m/s2，求：(1)小球初速度的大小；(2)小球滑
16、过C点时的速率；(3)要使小球不离开轨道，则竖直圆轨道的半径应该满足什么条件解析：(1)小球开始时做平抛运动，有vy22gh，代入数据解得vy m/s3 m/s，在A点有tan ，得vxv0 m/s m/s.(2)从水平抛出到C点的过程中，由动能定理得mg(hL1sin )mgL1cos mgL2mvC2mv02，代入数据解得vC3 m/s.(3)小球刚刚过最高点时，重力提供向心力，有mgm，mvC22mgR1mv2，代入数据解得R11.08 m.当小球刚能到达与圆心等高处时，有mvC2mgR2，代入数据解得R22.7 m.当圆轨道与AB相切时R3L2tan 601.5 m，综上所述，要使小球不离开轨道，R应该满足的条件是0R1.08 m.答案：(1) m/s(2)3 m/s(3)0R1.08 m
