1、温馨提示： 此套题为Word版，请按住Ctrl,滑动鼠标滚轴，调节合适的观看比例，答案解析附后。关闭Word文档返回原板块。课时巩固过关练 六功功率动能定理(20分钟50分)一、选择题(本大题共6小题,每小题6分,共36分。其中第14题为单选,第5、6题为多选)1.(2017邯郸一模)某同学参加学校运动会立定跳远项目比赛,起跳直至着地过程如图,测量得到比赛成绩是2.5m,目测空中脚离地最大高度约0.8m,忽略空气阻力,则起跳过程该同学所做功约为()A.65 JB.350 JC.700 JD.1 250 J【解析】选C。由动能定理知起跳过程该同学做的功转化为该同学的动能,所以求该同学做的功应该求
2、该同学起跳后斜抛的初速度。竖直方向由h=gt2得t=0.4s,水平方向由x=vx2t得vx=3.125m/s,竖直方向vy=gt=4m/s,所以该同学初速度v的平方为:v2=+=25.8m2/s2,取该同学质量为m=60kg,则Ek=mv2=25.830J=774 J,所以该同学所做功约为700J,故选项C正确。2.一小球以一定的初速度从图示位置进入光滑的轨道,小球先进入圆轨道1,再进入圆轨道2,圆轨道1的半径为R,圆轨道2的半径是轨道1的1.8倍,小球的质量为m,若小球恰好能通过轨道2的最高点B,则小球在轨道1上经过A处时对轨道的压力为()世纪金榜导学号49294144A.2mgB.3mgC
3、.4mgD.5mg【解析】选C。小球恰好能通过轨道2的最高点B时,有mg=,小球在轨道1上经过A处时,有F+mg=,根据动能定理,有1.6mgR=m-m,解得F=4mg,C项正确。【加固训练】(多选)如图所示,M为固定在水平桌面上的有缺口的方形木块,abcd为半径是R的光滑圆弧形轨道,a为轨道的最高点,地面水平且有一定长度。今将质量为m的小球在d点的正上方高为h处由静止释放,让其自由下落到d处切入轨道内运动,不计空气阻力,则()A.只要h大于R,释放后小球就能通过a点B.只要改变h的大小,就能使小球通过a点后,既可能落回轨道内,又可能落到de面上C.无论怎样改变h的大小,都不可能使小球通过a点
4、后落回轨道内D.调节h的大小,可以使小球飞出de面之外(即e的右侧)【解析】选C、D。小球恰能通过a点的条件是小球的重力提供向心力,根据牛顿第二定律mg=m,解得v=,根据动能定理得mg(h-R)=mv2,解得h=R,若要释放后小球能通过a点,需满足hR,故选项A错误;小球离开a点时做平抛运动,由平抛运动的规律,水平方向x=vt,竖直方向R=gt2,解得x=RR,故无论怎样改变h的大小,都不可能使小球通过a点后落回轨道内,小球将通过a点不可能到达d点,只要改变h的大小,就能改变小球到达a点的速度,就有可能使小球通过a点后,落在de之外,故选项B错误,C、D正确。3.上海市第十三届“未来之星上图
5、杯”创新模型大赛在上海图书馆举行,比赛中某型号遥控车启动过程中速度与时间图象和牵引力的功率与时间图象如图所示,设遥控车所受阻力大小一定,则该遥控车的质量为()A.kgB.kgC.kgD.kg【解析】选B。遥控车在前2s内做匀加速直线运动,2 s末的速度v2=6m/s,功率P2=30W,由公式P=Fv可知:前2s内的动力F1=5N,后4s内做匀速直线运动,动力等于阻力,则Ff=F=N,在前2s内,根据牛顿第二定律得:F1-Ff=ma,又a=3m/s2,解得m=kg,选项B正确。【加固训练】汽车以恒定的功率在平直公路上行驶,所受到的摩擦阻力恒等于车重的0.1倍,汽车能达到的最大速度为vm。则当汽车
6、速度为时,汽车的加速度为(重力加速度为g)()A.0.1gB.0.2gC.0.3gD.0.4g【解析】选A。设汽车质量为m,则汽车行驶时的阻力Ff=0.1mg,当汽车速度为最大vm时,汽车所受的牵引力F=Ff,则有P=Ffvm,当速度为时有P=F,由以上两式可得F=2Ff,根据牛顿第二定律得F-Ff=ma,解得a=0.1g,故A正确,B、C、D均错误。4.列车在空载情况下以恒定功率P经过一段平直的路段,通过某点时速率为v,加速度为a1;当列车满载货物再次经过同一点时,功率和速率均与原来相同,但加速度变为a2。重力加速度大小为g。设阻力是列车重力的k倍,则列车满载与空载时的质量之比为()A. B
7、.C. D.【解析】选A。设列车空载与满载时的质量分别为m1和m2,当空载加速度为a1时,由牛顿第二定律和功率公式P=Fv得-km1g=m1a1,当满载加速度为a2时,由牛顿第二定律和功率公式P=Fv得-km2g=m2a2,联立解得=,故选项A正确。5.(2017济宁一模)如图甲所示,静止在水平地面上的物块A,受到水平拉力F的作用,F与时间t的关系如图乙所示。设物块与地面间的最大静摩擦力Ffm的大小与滑动摩擦力大小相等,则t1t3时间内()世纪金榜导学号49294145A.t1时刻物块的速度为零B.t2时刻物块的加速度最大C.t3时刻物块的动能最大D.t1t3时间内F对物块先做正功后做负功【解
8、析】选A、B、C。由题图乙知,t1时刻F=Ffm,物块A刚要动,所以速度为零,故A选项正确。A一旦动起来由牛顿第二定律知F-Ffm=ma,则t2时刻a最大,故B选项正确。t1t3时间内,FFfm,加速运动,故t3时刻动能最大,C选项正确。t1t3时间内,F的方向与位移的方向相同,一直做正功,故D选项错误。6.(2017淮南一模)a、b为紧靠着的、且两边固定的两张相同薄纸,如图所示。一个质量为1kg的小球从距纸面高为60cm的地方自由下落,恰能穿破两张纸。若将a纸的位置升高,b纸的位置不变,在相同条件下要使小球仍能穿破两张纸,则a纸距离b纸可能是()A.15 cmB.20 cmC.30 cmD.
9、60 cm【解析】选A、B、C。小球穿过两张纸时,由动能定理得mgh-2W=0,将a纸向上移,若恰能穿过第一张纸,则mgh-W=0,解得下落的高度h=h,因此两张纸的距离不能超过h=30cm,选项A、B、C正确。二、计算题(14分。需写出规范的解题步骤)7.如图所示,在倾角=37的绝缘斜面所在空间存在着竖直向上的匀强电场,场强E=4.0103N/C,在斜面底端有一与斜面垂直的绝缘弹性挡板。质量m=0.20kg的带电滑块从斜面顶端由静止开始滑下,滑到斜面底端以与挡板相碰前的速率返回。已知斜面的高度h=0.24m,滑块与斜面间的动摩擦因数=0.30,滑块带电荷量q=-5.010-4C,重力加速度g
10、=10m/s2,sin37=0.60,cos37=0.80。求:世纪金榜导学号49294146(1)滑块从斜面最高点滑到斜面底端时的速度大小。(2)滑块在斜面上运动的总路程s和系统产生的热量Q。【解析】(1)滑块沿斜面滑下的过程中,受到的滑动摩擦力Ff=(mg+qE)cos 37=0.96 N,设到达斜面底端时的速度为v,根据动能定理得(mg+qE)h-Ff=mv2,解得v=2.4m/s。(2)滑块最终将静止在斜面底端,因此重力势能和电势能的减少量等于克服摩擦力做的功,(mg+qE)h=Ffs。解得滑块在斜面上运动的总路程:s=1m,系统产生的热量Q=Ffs=0.96J。答案:(1)2.4m/
11、s(2)1 m0.96 J(25分钟50分)1.(7分)(多选)一质量为2kg的物体,在水平恒定拉力的作用下以一定的初速度在粗糙的水平面上做匀速运动,当运动一段时间后,拉力逐渐减小,且当拉力减小到零时,物体刚好停止运动,图中给出了拉力随位移变化的关系图象。已知重力加速度g=10m/s2,由此可知()A.物体与水平面间的动摩擦因数约为0.35B.减速过程中拉力对物体所做的功约为13 JC.匀速运动时的速度约为6 m/sD.减速运动的时间约为1.7 s【解析】选A、B、C。物体匀速运动时,受力平衡,则F=mg,=0.35,选项A正确;因为WF=Fx,故拉力的功等于F-x图线包含的面积,由图线可知小
12、格数为13,则功为131J=13 J,选项B正确;由动能定理可知:WF-mgx=0-m,其中x=7m,则解得v0=6m/s,选项C正确;由于不知道具体的运动情况,无法求出减速运动的时间,故D错误。2.(7分)(多选)如图所示,光滑的水平轨道AB,与半径为R的光滑的半圆形轨道BCD相切于B点,AB水平轨道部分存在水平向右的匀强电场,半圆形轨道在竖直平面内,B为最低点,D为最高点。一质量为m、带正电的小球从距B点x的位置在电场力的作用下由静止开始沿AB向右运动,恰能通过最高点,则()世纪金榜导学号49294147A.R越大,x越大B.R越大,小球经过B点后瞬间对轨道的压力越大C.m越大,x越大D.
13、m与R同时增大,电场力做功增大【解析】选A、C、D。小球在BCD部分做圆周运动,在D点,mg=m,小球由B到D的过程中有:-2mgR=m-m,解得vB=,R越大,小球经过B点时的速度越大,则x越大,选项A正确;在B点有:FN-mg=m,解得FN=6mg,与R无关,选项B错误;由Eqx=m,知m、R越大,小球在B点的动能越大,则x越大,电场力做功越多,选项C、D正确。【总结提升】应用动能定理解题的一般步骤(1)确定研究对象和研究过程。(2)分析研究对象的受力情况和各力的做功情况。(3)写出该过程中合外力做的功,或分别写出各个力做的功(注意功的正负),如果研究过程中物体受力情况有变化,要分别写出该
14、力在各个阶段做的功。(4)写出物体的初、末动能。(5)按照动能定理列式求解。3.(16分)(2017江苏高考)如图所示,两个半圆柱A、B紧靠着静置于水平地面上,其上有一光滑圆柱C,三者半径均为R。C的质量为m,A、B的质量都为,与地面的动摩擦因数均为。现用水平向右的力拉A,使A缓慢移动,直至C恰好降到地面。整个过程中B保持静止。设最大静摩擦力等于滑动摩擦力,重力加速度为g。求:(1)未拉A时,C受到B作用力的大小F。(2)动摩擦因数的最小值min。(3)A移动的整个过程中,拉力做的功W。【解析】(1)C受力平衡2Fcos30=mg解得F=mg(2)C恰好降落到地面时,B受C压力的水平分力最大F
15、xmax=mgB受地面的摩擦力f=mg根据题意fmin=Fxmax,解得min=(3)C下降的高度h=(-1)RA的位移x=2(-1)R摩擦力做功的大小Wf=fx=2(-1)mgR根据动能定理W-Wf+mgh=0-0解得W=(2-1)(-1)mgR答案:(1)mg(2)(3)(2-1)(-1)mgR4.(20分)(2017莱州二模)如图所示,用内壁光滑的薄壁细管弯成的“S”形轨道固定于竖直平面内,其弯曲部分由两个半径均为R=0.2m的半圆平滑对接而成(圆的半径远大于细管内径),轨道底端D点与粗糙的水平地面相切。现有一辆质量为m=1kg的玩具小车以恒定的功率从E点由静止开始出发,经过一段时间t=
16、4s后,出现了故障,发动机自动关闭,小车在水平地面继续运动并进入“S”形轨道,从轨道的最高点飞出后,恰好垂直撞在固定斜面B上的C点,C点与下半圆的圆心O等高。已知小车与地面之间的动摩擦因数为=0.1,E、D之间的距离为x0=10m,斜面的倾角为30。(g取10m/s2)求:世纪金榜导学号49294148(1)小车到达C点时的速度大小为多少?(2)在A点小车对轨道的压力大小是多少,方向如何。(3)小车的恒定功率是多少?【解析】(1)把C点的速度分解为水平方向的vA和竖直方向的vy,有:=2g3R,vC=,解得:vC=4m/s。(2)由(1)知小车在A点的速度大小vA=2m/s;因为vA=,对外轨有压力,轨道对小车的作用力向下,mg+FN=m,解得FN=10N根据牛顿第三定律得,小车对轨道的压力的大小FN=FN=10N,方向竖直向上。(3)从E到A的过程中,由动能定理:Pt-mgx0-mg4R=m解得P=5 W。答案:(1)4 m/s(2)10 N方向竖直向上(3)5W关闭Word文档返回原板块