2020屆物理高考二輪專(zhuān)題復(fù)習(xí)與測(cè)試：專(zhuān)題強(qiáng)化練(五)功和功率動(dòng)能定理

1、 專(zhuān)題強(qiáng)化練（五） 考點(diǎn) 1 功和功率的計(jì)算 1. （20佃玉溪模擬）一物體所受的力F隨位移x變化的圖象如圖所 示，在這一過(guò)程中，力 F 對(duì)物體做的功為（ ） B. 6 J 1 1 即 W1 = 2x (3 + 4) )x 2 J= 7 J, W2=- 2x (5 4)x 2 J= 1 J,所以力 F 對(duì)物體做的功為 W= 7 J 1 J= 6 J,故 B 正確，A、C、D 錯(cuò)誤. 答案：B 2. （20 佃廈門(mén)模擬）用鐵錘把小鐵釘釘入木板，設(shè)木板對(duì)鐵釘?shù)淖?力與鐵釘進(jìn)入木板的深度成正比.已知鐵錘第一次使鐵釘進(jìn)入木板的 深度為 d,接著敲第二錘， 如果鐵錘第二次敲鐵釘時(shí)對(duì)鐵釘做的功與第 一次相

2、同， 那么，第二次使鐵釘進(jìn)入木板的深度為 （ ） A. ( 3 1)d 5 1 C2 d B. ( 2 1)d 2 DQd 解析：由題意可知， 阻力與深度 d 成正比，則有 Ff = kd,阻力做 解析：力 F 對(duì)物體做的功等于圖線與橫軸 x 圍C. 7 J 3. （多選） （） （2019 南昌模擬）一質(zhì)量為 m 的物體靜止在光滑水平面上， 從 t= 0 時(shí)刻開(kāi)始受到水平外力的作用.力的大小 F 與時(shí)間 t 的關(guān)系如 圖所示，力的方向保持不變，則下列說(shuō)法中正確的是 （ ） A. 物體在 oto和 to2to水平外力做功之比是 1 : io B. 物體在 oto和 to2to水平外力做功之比是

3、 1 : 8 C .外力在 to和 2to時(shí)刻的瞬時(shí)功率之比是 1 : 8 D .外力在 to和 2to時(shí)刻的瞬時(shí)功率之比是 1 : 6 解析：oto時(shí)間內(nèi)的加速度 a1 =辛，to時(shí)刻的速度為v 1 = a1to = 竿，to2to時(shí)間內(nèi)的加速度為 a2=罕，2to時(shí)的速度為v2 = v 1+ a2to =卑三 根據(jù)動(dòng)能定理得，外力在 oto時(shí)間內(nèi)做的功為 W1 = mv 1 = I，外力在 2to時(shí)間內(nèi)做的功為 W2 = ；mv2- 力在 0to和鮎2to時(shí)間內(nèi)做功之比是 1 : 8,故 A 錯(cuò)誤，B 正確；外 力在to時(shí)刻的瞬時(shí)功率為 Pi = Fovi = Fm, 2to時(shí)刻瞬時(shí)功率為

4、 P2 = 2Fov2= 6Fm，所以外力在 to和 2to時(shí)刻的瞬時(shí)功率之比是 1 : 6,故 C 錯(cuò)誤，D 正確. 答案：BD 4. （多選）（）（2o19 菏澤模擬）所以夕- 2 1 V m 質(zhì)量為 m 的物體靜止在粗糙的水平地面 上，從 t= o 時(shí)刻開(kāi)始受到方向恒定的水平拉力 F 作用，F(xiàn) 與時(shí)間 t 的2 ， 關(guān)系如圖甲所示.物體在 Ito時(shí)刻開(kāi)始運(yùn)動(dòng)，其 v-1 圖象如圖乙所示, 若可認(rèn)為滑動(dòng)摩擦力等于最大靜摩擦力，則（ ） C .物體所受合外力在 to時(shí)刻的功率為 2Fvo 解析：物體在殳時(shí)刻開(kāi)始運(yùn)動(dòng)，說(shuō)明此時(shí)阻力等于水平拉力，即 Ff= Fo,動(dòng)摩擦因數(shù) 尸眾；眾；，故 A

5、正確；在 to時(shí)刻由牛頓第二定律可 2F 一 F F 知，2F。 Ff= ma, a= m f =祥，故 B 錯(cuò)誤；物體在 t。時(shí)刻受到的 合外力為 F合=2Fo Ff= Fo,功率為 P= Fovo,故 C 錯(cuò)誤；2t。時(shí)刻速 度為v 1 = vo + mto，在 to2to時(shí)間內(nèi)的平均速度為 v =也+也= 故平均功率為 P= 2Fov = Fo2vo +嚴(yán),故 D 正確. m j 答案：AD D .水平力 F 在 to到 2to這段時(shí)間內(nèi)的平均功率為 F oto Fo 2vo+ = B.物體在 to時(shí)刻的加速度大小為 2v o + 2 ， 考點(diǎn) 2 機(jī)車(chē)啟動(dòng)問(wèn)題 5. （2oi8 徐州模

6、擬）一輛汽車(chē)在平直的公路上以某一初速度運(yùn)動(dòng),1 運(yùn)動(dòng)過(guò)程中保持恒定的牽引功率，其加速度 a 和速度的倒數(shù)1圖象如圖 v 所示.若已知汽車(chē)的質(zhì)量，則根據(jù)圖象所給的信息，不能求出的物理 量是（ ） A .汽車(chē)的功率 B.汽車(chē)行駛的最大速度 C .汽車(chē)所受到的阻力 D .汽車(chē)運(yùn)動(dòng)到最大速度所需的時(shí)間 p i F 解析：由 F Ff= ma, P= Fv 可得：a= ，對(duì)應(yīng)題圖圖線 1 P 一 0 時(shí) =0.05,可得：Vm = 20 m/s,再由 Vm= u，可求出汽車(chē)受到的阻 V m F f 力 Ff,但無(wú)法求出汽車(chē)運(yùn)動(dòng)到最大速度的時(shí)間. 答案：D 6. （多選）（）（2019 衡水模擬）節(jié)能混合

7、動(dòng)力車(chē)是一種可以利用汽油及 所儲(chǔ)存電能作為動(dòng)力來(lái)源的汽車(chē).有一質(zhì)量 m = 1 000 kg 的混合動(dòng)力 轎車(chē)，在平直公路上以 v 1 = 90 km/h 勻速行駛，發(fā)動(dòng)機(jī)的輸出功率為 P =50 kW當(dāng)駕駛員看到前方有 80 km/h 的限速標(biāo)志時(shí)，保持發(fā)動(dòng)機(jī)功 率不變，立即啟動(dòng)利用電磁阻尼帶動(dòng)的發(fā)電機(jī)工作給電池充電，使轎 車(chē)做減速運(yùn)動(dòng)，運(yùn)動(dòng) L = 72 m 后，速度變?yōu)関2= 72 km/h.此過(guò)程中發(fā) 動(dòng)機(jī)功率的五分之一用于轎車(chē)的牽引， 五分之四用于供給發(fā)電機(jī)工作， 發(fā)動(dòng)機(jī)輸送給發(fā)電機(jī)的能量最后有 50%轉(zhuǎn)化為電池的電能.假設(shè)轎車(chē) 在上述運(yùn)動(dòng)過(guò)程中所受阻力保持不變.下列說(shuō)法正確的是 （

8、 ） 1 f m v m P 可知，m = |k|= 40,已知汽車(chē)的質(zhì)量，故可求出汽車(chē)的功率 P,由 a= A.轎車(chē)以 90 km/h 在平直公路上勻速行駛時(shí)，所受阻力 F阻的大 小為 2X 103 N B. 駕駛員啟動(dòng)電磁阻尼轎車(chē)做勻減速運(yùn)動(dòng)，速度變?yōu)?v2= 72 km/h 過(guò)程的時(shí)間為 3.2 s C. 轎車(chē)從 90 km/h 減速到 72 km/h 過(guò)程中， 獲得的電能 E電= 6.3 x 104 J D .轎車(chē)僅用其在上述減速過(guò)程中獲得的電能 E電維持 72 km/h 勻 速運(yùn)動(dòng)的距離為 31.5 m 解析：轎車(chē)以 90 km/h 在平直公路上勻速行駛時(shí)，由 P= Fe 1, F

9、阻 = F1可得：F阻=2x 103 N，故 A 項(xiàng)正確；駕駛員啟動(dòng)電磁阻尼后， 1P 5 F 阻一 F 轎車(chē)減速運(yùn)動(dòng)，牽引力 F =，且逐漸增大，加速度 a=廠逐漸減 小，做加速度減小的減速運(yùn)動(dòng)，故 B 項(xiàng)錯(cuò)誤；轎車(chē)從 90 km/h 減速到 4 1 獲得的電能 E電=5Pt1，聯(lián)立解得：E電二 6.3X 104 J故 C 項(xiàng)正確；據(jù) E電=F阻x 可得，轎車(chē)僅用其在上述減速過(guò)程中獲得的電 能 E電勻速運(yùn)動(dòng)的距離 x= 31.5 m,故 D 項(xiàng)正確. 答案：ACD 7. （多選）一輛質(zhì)量為 m 的汽車(chē)在平直公路上以功率 P、速度vo 勻速行駛時(shí)，牽引力為 Fo現(xiàn)汽車(chē)以恒定的功率 P 駛上傾角

10、為 30的斜 坡，已知汽車(chē)在斜坡上行駛時(shí)所受的摩擦阻力是在平直路面上的 *重 力加速度為 g,則下列說(shuō)法中正確的是（ ） 3 A .汽車(chē)在斜坡上達(dá)到最大速度時(shí)牽引力為”尸尸。 1 1 2 72 km/h 過(guò)程中，運(yùn)動(dòng) L= 72 m,由動(dòng)能定理可得5Pt + （ F阻L）= 2mv2 3 1 B.汽車(chē)在斜坡上達(dá)到最大速度時(shí)牽引力為 4F0 + qmg C .汽車(chē)能達(dá)到的最大速度為 v o 4P D .汽車(chē)能達(dá)到的最大速度為 + 2 3Fo + 2mg 解析：汽車(chē)在平直公路上勻速行駛時(shí)，牽引力等于阻力，則 Ff= 3 Fo,當(dāng)汽車(chē)在斜坡上勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)速度最大，則 F mgsin 30 -4F0 3

11、 1 =0,解得 F = 4Fo+ 2mg,故 A 錯(cuò)誤，B 正確；由 P= Fv 得汽車(chē)的 P 4P 最大速度為vm = F = 3F + 2mg，故 C 錯(cuò)誤，D 正確. 答案：BD 考點(diǎn) 3 動(dòng)能定理的應(yīng)用 8. （2019 濟(jì)南模擬）靜止在地面上的物體在不同合外力 F 的作用下 通過(guò)了相同的位移 Xo，下列情況中物體在 Xo位置時(shí)速度最大的是（ ） 解析：由于 F-x 圖象所包圍的面積表示力做功的大小，已知物體 在不同合外力 F 的作用下通過(guò)的位移相同，C 選項(xiàng)中圖象包圍的面積 1 最大，因此合外力做功最多，根據(jù)動(dòng)能定理 W合=?mv2 0，可得 C 選項(xiàng)物體在 X0位置時(shí)速度最大，故

12、 A、B、D 錯(cuò)誤，C 正確. 2 1 V m 4 2 答案：C 9. （2019 吉林模擬）如圖為某同學(xué)建立的一個(gè)測(cè)量動(dòng)摩擦因數(shù)的模 型.物塊自左側(cè)斜面上 A 點(diǎn)由靜止滑下，滑過(guò)下面一段平面后，最高 沖至右側(cè)斜面上的 B 點(diǎn).實(shí)驗(yàn)中測(cè)量出了三個(gè)角度，左右斜面的傾角 a和B及 AB 連線與水平面的夾角為 Q物塊與各接觸面間動(dòng)摩擦因數(shù)相 同且為卩，忽略物塊在拐角處的能量損失，以下結(jié)論正確的是 （ ） 摩擦因數(shù)大小.設(shè) AB 的水平長(zhǎng)度為 x,豎直高度差為 h,對(duì) A 到 B 的 過(guò)程運(yùn)用動(dòng)能定理得 mgh a mgos aAC a mgCE a mgos 3EB = 0 因?yàn)?AC cos a+

13、 CE + EB cos 3= x,則有 mgh a mg=0,解得 a tan 0,故 C 正確. 答案：C 10. （2019 成都月考）如圖所示，斜面的傾角為 0,質(zhì)量為 m 的滑 塊距擋板 P 的距離為冷，滑塊以初速度v0沿斜面上滑，滑塊與斜面間 的動(dòng)摩擦因數(shù)為 a,滑塊所受摩擦力小于重力沿斜面向下的分力.若 滑塊每次與擋板相碰均無(wú)機(jī)械能損失，則滑塊經(jīng)過(guò)的總路程是 （ ） A. a= tan a B. a= tan C. a= tan 0 , a 3 a= tan 2 解析：對(duì)全過(guò)程運(yùn)用動(dòng)能定理, 結(jié)合摩擦力做功的大小，求出動(dòng) 2 得x= 盤(pán)贏盤(pán)贏+ Man 勺，選項(xiàng) A 正確. 答案

14、：A 11. 如圖，在豎直平面內(nèi)由*圓弧 AB 和舟舟圓弧 BC 組成的光滑固定 R 軌道，兩者在最低點(diǎn) B 平滑連接.AB 弧的半徑為 R, BC 弧的半徑為R. R 一小球在 A 點(diǎn)正上方與 A 相距才才處由靜止開(kāi)始自由下落，經(jīng) A 點(diǎn)沿圓 弧軌道運(yùn)動(dòng). 求小球在 B、A 兩點(diǎn)的動(dòng)能之比； (2)通過(guò)計(jì)算判斷小球能否沿軌道運(yùn)動(dòng)到 C 點(diǎn). 解析：( (1)小球下落過(guò)程由動(dòng)能定理得： 小球下落至 A 點(diǎn)的過(guò)程： R mg 4 = EkA - 0 小球下落到 B 點(diǎn)的過(guò)程： R mg 4 + R = EkB- 0, 由以上兩式聯(lián)立解得：E*B=5； EkA 1 1 v o 1 A. 1+ xo

15、tan 0 B. 述 gcos 0 丿 山 2 v o 1 1 C.C.2gcos2gcos 0+ xotan 0 D.- aPgcos 0 丿 a ， v o 莖 亦贏亦贏+ XoCOt 0. ,設(shè)滑塊經(jīng)過(guò)的總路程為 塊運(yùn)動(dòng)的全程應(yīng)用動(dòng)能疋理得： mgxosin 0 a mgxos 0= x,對(duì)滑 1 22gsin + X0tan 2 O (2)小球恰好經(jīng)過(guò) C 點(diǎn)時(shí)，由牛頓第二定律得 2 V0 力 mg= mR， 2 解得 V 0 = gR 小球由開(kāi)始下落至 C 點(diǎn)的過(guò)程，由動(dòng)能定理得 R 1 2 c mg 4 = ?mvc 0, 解得：v C=寸粵 由于 vc = v0，故小球恰好可以沿

16、軌道運(yùn)動(dòng)到 C 點(diǎn). 答案：（1）5 : 1 （2）見(jiàn)解析 12. （20佃南昌模擬）冬奧會(huì)上自由式滑雪是一項(xiàng)極具觀賞性的運(yùn) 動(dòng).其場(chǎng)地由助滑坡 AB（高度差為 10 m）、過(guò)渡區(qū) BDE（兩段半徑不同 的圓弧平滑連接而成， 其中 DE 半徑為 3 m、對(duì)應(yīng)的圓心角為 60和跳 臺(tái) EF （高度可調(diào)，取為 h = 4 m）等組成，如圖所示，質(zhì)量 60 kg 的運(yùn)動(dòng) 員由 A 點(diǎn)靜止出發(fā)，沿軌道運(yùn)動(dòng)到 F 處飛出.運(yùn)動(dòng)員飛出的速度需在 54 km/h 到 68 km/h 之間能在空中完成規(guī)定動(dòng)作，設(shè)運(yùn)動(dòng)員借助滑雪桿 僅在 AB 段做功，不計(jì)摩擦和空氣阻力，g 取 10 m/s2，貝卩： （1）為

17、能完成空中動(dòng)作，則該運(yùn)動(dòng)員在 AB 過(guò)程中至少做多少功？ 為能完成空中動(dòng)作，在過(guò)渡區(qū)最低點(diǎn) D 處，求該運(yùn)動(dòng)員受到的 最小支持力； （3）若將該運(yùn)動(dòng)員在 AB 段和 EF 段視為勻變速運(yùn)動(dòng)，且兩段運(yùn)動(dòng) 時(shí)間之比為 tAB : tEF = 3 : 1,已知 AB= 2EF，則運(yùn)動(dòng)員在這兩段運(yùn)動(dòng) 的加速度之比為多少？ 解析：（1）該運(yùn)動(dòng)員在 AF 過(guò)程中，由動(dòng)能定理得 1 2 mg（hAB h） + W 人=?mv F 0, 運(yùn)動(dòng)員通過(guò) F 的最小速度 v F = 54 km/h= 15 m/s, 解得 W人=3 150 J; 從 D 點(diǎn)到 F 點(diǎn)，由動(dòng)能定理得 s 1 2 1 2 mgh + R(1 cos 60 = qmv F qmvD, 其中 vF取最小速度，在 D 點(diǎn)由牛頓第二定律得 2 V D FN mg= mR , 解得 FN = 7 300 N; (3)在 AB 段和 EF 段運(yùn)動(dòng)的平均速度之比: 設(shè)滑到 B 點(diǎn)的速度為v 1,則滑到 E 點(diǎn)的速度也為v 1,設(shè)滑到 F