高三物理一輪復習收尾二輪專題突破檢測功功率動能定理(均為高考題及模擬題)

1、學習必備歡迎下載功功率動能定理(45 分鐘100 分)一、選擇題 ( 本大題共8 小題 , 每小題 8 分, 共 64 分。多選題已在題號后標出)1. 如圖所示 , 三個固定的斜面底邊長度相等, 斜面傾角分別為30°、 45°、 60°, 斜面的表面情況都一樣。完全相同的三物體( 可視為質點 )A 、 B、C 分別從三斜面的頂部滑到底部, 在此過程中 ()A. 物體 A 克服摩擦力做的功最多B. 物體 B 克服摩擦力做的功最多C. 物體 C 克服摩擦力做的功最多D. 三物體克服摩擦力做的功一樣多2.(2012 ·福建高考 ) 如圖 , 表面光滑的固定斜面

2、頂端安裝一定滑輪,小物塊 A、B 用輕繩連接并跨過滑輪( 不計滑輪的質量和摩擦) 。初始時刻 ,A 、B 處于同一高度并恰好處于靜止狀態(tài)。剪斷輕繩后 ,A 下落、B 沿斜面下滑 , 則從剪斷輕繩到物塊著地, 兩物塊 ()A. 速率的變化量不同B. 機械能的變化量不同C. 重力勢能的變化量相同D. 重力做功的平均功率相同3.( 多選 )(2013 ·長寧一模 ) 自動電梯以恒定速度v0勻速上升 , 一個質量為m的人沿電梯勻速往上走, 在時間 t 內走過此電梯。 電梯長為l , 電梯斜面傾角為 , 則 ()A. 電梯對該人做功為mgl sin B. 電梯對該人做功為mgv0tsinC.

3、重力的功率為mglsintD. 重力的功率為mgv0sin 學習必備歡迎下載4.(2013 ·德陽一模 ) 太陽能汽車是靠太陽能來驅動的汽車。當太陽光照射到汽車上方的光電板上時 , 光電板中產(chǎn)生的電流經(jīng)電動機帶動汽車前進。設汽車在平直的公路上由靜止開始勻加速行駛 , 經(jīng)過時間 t, 速度為 v 時功率達到額定功率 , 并保持不變。之后汽車又繼續(xù)前進了距離 s, 達到最大速度 vmax。設汽車質量為m,運動過程中所受阻力恒為f,則下列說法正確的是()A. 汽車的額定功率為fvB. 汽車勻加速運動過程中, 克服阻力做功為fvtC. 汽車從靜止開始到速度達到最大值的過程中, 牽引力所做的功

4、為m-mv2D. 汽車從靜止開始到速度達到最大值的過程中, 合力所做的功為m5.( 多選 )(2013 ·寧波一模 ) 將一個蘋果斜向上拋出 , 蘋果在空中依次飛過三個完全相同的窗戶1、 2、 3。圖中曲線為蘋果在空中運動的軌跡。若不計空氣阻力的影響, 以下說法正確的是()A. 蘋果通過第1個窗戶所用的時間最短B. 蘋果通過第3個窗戶的平均速度最大C. 蘋果通過第1個窗戶重力做的功最大D. 蘋果通過第3個窗戶重力的平均功率最小6.(2013·安溪一模) 質量為m的物塊在平行于斜面的力F 作用下, 從固定斜面的底端A 由靜止開始沿斜面上滑, 經(jīng)B 點時速率為v,此時撤去F,

5、物塊滑回斜面底端時速率也為v,斜面傾角為 ,A、 B 間距離為s,則 ()A. 整個過程中重力做功為mgssin B. 整個過程中物塊克服摩擦力做功為FsC. 上滑過程中克服重力做功為(Fs-mv2)D. 從撤去 F 到物塊滑回斜面底端, 摩擦力做功為-mgssin 7.(2013 ·廣元三模 ) 如圖所示 , 豎直平面內有一個半徑為道 OQP,其中 Q是半圓形軌道的中點, 半圓形軌道與水平軌道R 的半圓形軌OE在 O點相切。質量為m的小球沿水平軌道運動, 通過O點進入半圓形軌道, 恰好能夠通過最高點P, 然后落到水平軌道上, 不計一切摩擦阻力。下列說法不正確的是 ()A. 小球落地

6、時的動能為2.5mgR學習必備歡迎下載B. 小球落地點離O點的距離為2RC. 小球運動到半圓形軌道最高點P 時 , 向心力恰好為零D. 小球到達Q點的速度大小為8.( 多選 ) 某汽車研發(fā)機構在汽車的車輪上安裝了小型發(fā)電機,將減速時的部分動能轉化并儲存在蓄電池中, 以達到節(jié)能的目的。某次測試中 , 汽車以額定功率行駛一段距離后關閉發(fā)動機,測出了汽車動能Ek 與位移 x 的關系圖像如圖, 其中是關閉儲能裝置時的關系圖線, 是開啟儲能裝置時的關系圖線。已知汽車的質量為1000kg, 設汽車運動過程中所受地面阻力恒定, 空氣阻力不計。根據(jù)圖像所給的信息可求出()A. 汽車行駛過程中所受地面的阻力為1

7、 000 NB. 汽車的額定功率為80 kWC. 汽車加速運動的時間為22.5 sD. 汽車開啟儲能裝置后向蓄電池提供的電能為5× 105J二、計算題( 本大題共2小題,共36 分。需寫出規(guī)范的解題步驟)9.(18分 )(2013·寧波二模) 有一質量為m=0.2kg 的小球, 從水平軌道上的A 點出發(fā), 經(jīng)過一段橫截面是圓形、內部光滑的固定管道后離開管道( 小球半徑略小于管道半徑),管道由呈拋物線狀的BC段、呈圓弧形的CDE和呈圓形的 EF段組成 ,C 點、 E 點為連接點 ,E 點與圓心O在同一水平線上,CO 與水平方向夾角為30° ,BC段的高度為h1=0.

8、2m,CDE和 EF 段的半徑均為R=0.3m, 如圖所示。小球與水平軌道間的動摩擦因數(shù) =0.2,AB段長度為l =0.5m, 小球半徑和管道的內徑均遠小于上述高度或半徑, 管壁厚度不計 , 所有管道與水平軌道在同一豎直面內, 重力加速度g=10m/s2。(1) 若要使小球恰能從管道的 F 端離開 , 求小球從 A 點出發(fā)的最小速度 ;(2)若小球以最小速度的2 倍從 A 點出發(fā) , 求小球經(jīng)過 C 點的速度和經(jīng)過最低點D 點時小球對管道的壓力 ;(3)若要使小球落到離F 端水平距離為 0.5m 的 M點 , 求小球從 A 點出發(fā)的速度為多大。10.(18 分 )(2013 ·嘉興

9、一模 )20XX 年我們中國有了自己的航空母艦“遼寧號”, 航空母艦上艦載機的起飛學習必備歡迎下載問題一直備受關注。某學習小組的同學通過查閱資料對艦載機的起飛進行了模擬設計。如圖 , 艦載機總質量為 m,發(fā)動機額定功率為 P, 在水平軌道運行階段所受阻力恒為 f 。艦載機在 A 處以額定功率啟動 , 同時開啟電磁彈射系統(tǒng) , 它能額外給艦載機提供水平向右、 大小為 F 的恒定推力。 經(jīng)歷時間 t 1, 艦載機運行至 B 處 , 速度達到 v1, 電磁彈射系統(tǒng)關閉。艦載機繼續(xù)以額定功率加速運行至 C 處 , 經(jīng)歷的時間為 t 2, 速度達到 v2。此后 , 艦載機進入傾斜曲面軌道, 在 D 處離

10、開航母起飛。請根據(jù)以上信息求解下列問題。(1)電磁彈射系統(tǒng)關閉的瞬間艦載機的加速度。(2)水平軌道 AC的長度。(3)若不啟用電磁彈射系統(tǒng) , 艦載機在 A 處以額定功率啟動 , 經(jīng)歷時間 t 到達 C處 , 假設速度大小仍為v2, 則艦載機的質量應比啟用電磁彈射系統(tǒng)時減少多少?( 該問 AC間距離用 x 表示 )答案解析1. 【解析】 選 D。設斜面傾角為 , 斜面底邊長為x0, 則物體下滑過程中克服阻力做功W= mgcos= mgx0, 可見 W與斜面傾角 無關 ,D 正確。2. 【解題指南】解答本題時應明確以下三點:(1) 矢量和標量的描述不同。(2) 對平均功率的計算公式的理解。(3)

11、 據(jù)平衡狀態(tài)得兩物塊的質量關系?！窘馕觥?選 D。設 A、 B 離地高度為h, 由于斜面表面光滑,A 、 B 運動過程機械能守恒。機械能不變, 物塊著地時速率相等狀態(tài) , 因此有, 均為mAg=mBgsin, 因此速率變化量相等 , 重力勢能變化量不相等,A 、B 錯。由于初始時刻A、 B 處于同一高度并處于靜止,C 錯。從剪斷輕繩到兩物塊著地過程的平均速度大小為=, 則=mAg,=mBgsin,=, 故選D。3. 【解析】 選B、 C。在人走過此電梯的過程中, 人的動能未變, 但重力勢能增加了mgl sin 。在此時間t內電梯只運動了v0t的位移 , 也就是說電梯只能把人送到v0tsin 的

12、高度, 所以B正確,A錯誤 ; 重力的作用學習必備歡迎下載點在人身上 , 故 C 正確 ,D 錯誤。4. 【解析】 選 D。當汽車達到最大速度時牽引力與阻力平衡, 功率為額定功率, 額定功率為P 額 =fv max, 則可知選項 A 錯誤 ; 汽車勻加速行駛過程中通過的位移x=vt, 克服阻力做功為W= fvt,選項 B 錯誤 ; 根據(jù)動能定理可得 WF-Wf =m-0,W f =fvt+fs,可知選項C錯誤、 D 正確。5. 【解析】 選 A、D。由 WG=mgh可知 , 蘋果通過3 個窗戶重力做的功相等, 選項 C 錯誤 ; 斜拋運動在豎直方向上是勻減速運動, 設蘋果在豎直方向上的平均速度

13、為vy, 則>>, 選項A 正確 , 選項B 錯誤 ; 由=mg得, 選項 D正確。6. 【解析】 選 D。因為物塊又回到了A 點 , 故在整個過程中其總位移為零, 重力做功為零,A 錯 ; 對整個過程利用動能定理得2故 Wf=Fs-2錯 ; 在上滑過程中, 由動能定理知Fs- Wf-WG=0 得Fs-Wf = mv -0,mv,BWG=Fs-Wf=(Fs+mv2),C錯 ; 從撤去F 到物塊滑回斜面底端, 由動能定理得mgssin +W f =0, 故 Wf =-mgs sin ,D 對。7. 【解析】 選 C。小球恰好通過P 點 , 則有 mg=m, 得 v0 =。根據(jù)動能定理

14、有mg· 2R= mv2-m, 得mv2=2.5mgR,A 正確。由平拋運動知識得t=, 落地點與O點距離 x=v 0t=2R,B 正確。P 處小球重力提供向心力 ,C 錯誤。從2Q,D 正確。Q到 P 由動能定理得 -mgR= m() - m, 解得 v =8. 【解題指南】 解答本題時應把握以下關鍵點 :(1) 明確 Ek-x 圖像的意義 , 知道直線斜率的意義。(2) 明確最大動能時對應汽車的勻速運動狀態(tài)。(3) 靈活運用動能定理列方程求解?！窘馕觥?選 B、 C、D。由題圖可知, 汽車的最大動能是Ek=8× 105J=m, 因此 , 汽車運動過程中的最大速度為 vm

15、=40m/s, 在關閉發(fā)動機過程中, 關閉儲能裝置時, 汽車動能全部轉化為內能, 則 f 阻 ·s=m, 根據(jù)圖學習必備歡迎下載像知 s=4×102m,那么 f 阻 =2× 103N, 當汽車速度達到最大時 , 牽引力等于阻力 , 即 F=f 阻 =2×103N, 汽車的額定功率為 P 額 =F·vm=f 阻 ·vm=2 × 103× 40W=80kW,選項 A錯誤 , 選項 B 正確 ; 在汽車加速運動過程中 , 根據(jù)動能定理得 ,P額· t-f阻· s= m, 其中 s =500m,加速時間

16、 t=22.5s,選項 C 正確 ; 根據(jù)開啟儲能裝置時的關系圖115325線知 ,E=Ek -f 阻 ·s =8× 10 J-2 × 10 ×1.5 × 10 J=5× 10 J, 選項 D 正確。1. 功率的定義式 :P= , 所求出的功率是時間 t 內的平均功率。2. 功率的計算式 :P=Fvcos , 其中 是力與速度間的夾角 , 該公式有兩種用法 :(1) 求某一時刻的瞬時功率。 這時 F 是該時刻的作用力大小 ,v 取瞬時值 , 對應的 P為 F 在該時刻的瞬時 功率。(2) 當 v 為某段位移 ( 時間 ) 內的平均速度

17、時 , 則要求這段位移 ( 時間 ) 內 F 必須為恒力 , 對應的 P 為 F 在該段時間內的平均功率。9. 【解析】 (1) 由于要求小球恰能從管道的F 端離開 , 只要小球在管口 F 端時的速度為零即可 , 設小球從 A點出發(fā)的最小速度為v1。(2分 )對小球從A到 F 過程中 , 由動能定理得 :- mgl -mg(R+Rsin30 ° -h 1)=0- m(2分 )解得 :v 1=m/s(1分 )(2) 當小球以最小速度的2 倍(2m/s) 從 A 點出發(fā)時 , 設小球經(jīng)過 C 點和 D 點的速度分別為v 、 v 。23對小球從A到 C 過程中 , 由動能定理得 :- mg

18、l +mgh1=m - m(2v1)2分 )(2解得 :v =m/s(1分)2對小球從A到 D 過程中 , 由動能定理得 :- mgl +mg(h +R-Rsin30 ° )= m - m(2v )2分 )(211又小球在 D點受到重力 (mg) 和軌道的彈力(F N) 作用 , 這兩個力提供小球做圓周運動的向心力。由向心力公式得:F N-mg=m(2分 )學習必備歡迎下載由上述兩式解得:F N=24N所以小球對軌道的壓力大小為24N,方向豎直向下。(1分 )(3) 要使小球落到 M點 , 設小球從 A 點出發(fā)的速度為 v4, 當其到達 F 點時的速度為 v5。由平拋運動可知 :x=v5t(1分 )2R= gt 2(1分 )又小球從A到F 過程中 , 由動能定理得:- mgl -