【高中物理】2019屆高考物理專題九功和功率、動(dòng)能及動(dòng)能定理精準(zhǔn)培優(yōu)專練

阻力。對(duì)于第①次和第②次提升過程（）A.阻力。對(duì)于第①次和第②次提升過程（）A.礦車上升所用的時(shí)間之比為4:5卜i° % 2%t高中物理培優(yōu)點(diǎn)九功和功率、動(dòng)能及動(dòng)能定理一一、考點(diǎn)分析.近幾年對(duì)本部分內(nèi)容的考查，在選擇題部分主要考查功和功率、動(dòng)能定理的理解和計(jì)算，計(jì)算題側(cè)重于動(dòng)力學(xué)、電磁學(xué)等主干知識(shí)和典型模型相結(jié)合進(jìn)行綜合考查，難度較大。.注意要點(diǎn)：⑴分析機(jī)車啟動(dòng)問題時(shí)，抓住兩個(gè)關(guān)鍵，一是汽車的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，即根據(jù)牛頓第二定律找出牽引力與加速度的關(guān)系；二是抓住功率的定義式，即牽引力與速度的關(guān)系。⑵應(yīng)用動(dòng)能定理時(shí)，列動(dòng)能定理方程要規(guī)范，注意各功的正負(fù)號(hào)問題。二二、考題再現(xiàn)典例1.（2018?全國(guó)II卷-14）如圖，某同學(xué)用繩子拉動(dòng)木箱，使它從靜止開始沿粗糙TOC\o"1-5"\h\z水平路面運(yùn)動(dòng)至具有某一速度，木箱獲得的動(dòng)能一定（） QA.小于拉力所做的功 B.等于拉力所做的功 W―C.等于克服摩擦力所做的功 D.大于克服摩擦力所做的功【解析】木箱受力如圖所示，木箱在移動(dòng)的過程中有兩個(gè)力做功，拉力做正『功，摩擦力做負(fù)功，根據(jù)動(dòng)能定理可知：,-=2心-0，所以動(dòng)能小于拉 口一，力做的功，故A正確；無(wú)法比較動(dòng)能與摩擦力做功的大小，C、D錯(cuò)誤。 ”【答案】A典例2.（2018?全國(guó)III卷-19）地下礦井中的礦石裝在礦車中，用電機(jī)通過豎井運(yùn)送至地面。某豎井中礦車提升的速度大小v隨時(shí)間t的變化關(guān)系如圖所示，其中圖線①②分別描述兩次不同的提升過程，它們變速階段加速度的大小都相同；兩次提升的高度相同，提升的質(zhì)量相等。不考慮摩擦阻力和空氣1

B.電機(jī)的最大牽引力之比為2:1C.電機(jī)輸出的最大功率之比為2:1D.電機(jī)所做的功之比為4:5【解析】設(shè)第②次所用時(shí)間為t,根據(jù)速度圖象的面積等于位移可得：t=5t°/2,所以第①次和第②次提升過程所用時(shí)間之比為2to:5to/2=4：5,選項(xiàng)A正確；由于兩次提升變速階段的加速度大小相同，在勻加速階段，由牛頓第二定律，尸.作二.，可得提升的最大牽引力之比為1：1,選項(xiàng)B錯(cuò)誤；由功率公式，P=Fv,電機(jī)輸出的最大功率之比等于最大速度之比，為2：1,選項(xiàng)C正確；加速上升過程的加速度〃=二，加速上升過程1t0的牽引力F=ma+mg,減速上升過程的加速度a=-4，減速上升過程的牽引力11 2t0F2=ma+mg,勻速運(yùn)動(dòng)過程的牽引力F3=mg。第①次提升過程做功W「mgv°t。；第②次提升過程做功W2=mgvOt。；兩次做功相同，選項(xiàng)D錯(cuò)誤?！敬鸢浮緼C三三、對(duì)點(diǎn)速練.物體在水平拉力F作用下，沿x軸由坐標(biāo)原點(diǎn)開始運(yùn)動(dòng)，設(shè)拉力F隨x的變化分別如圖甲、乙、丙所示,其中圖甲為一半圓圖形,對(duì)應(yīng)拉力做功分別為%、W乙、W丙,則以下說(shuō)法正確的是（）A.用甲洶JW丙A.用甲洶JW丙B.亞甲＞亞尸丙C.亞甲二亞尸丙D.無(wú)法比較它們的大小【答案】B.（多選）如圖所示，在離地面高為H處以水平速度V0拋出一質(zhì)量為m的小球，經(jīng)時(shí)間t,小球離水平地面的高度變?yōu)閔,此時(shí)小球的動(dòng)能為“重力勢(shì)能為Ep（選水平地面為零勢(shì)能參考面，不計(jì)空氣阻力）。下列圖象中大致能反映小球動(dòng)能E「勢(shì)能Ep變化規(guī)律的是（）高中物理【答案】AD【解析】由動(dòng)能定理可知，mg【解析】由動(dòng)能定理可知，mg(H-h)=Ek-Eko,即Ek=Eko+mgH—mgh,Ek-h圖象為一次函數(shù)圖象，B項(xiàng)錯(cuò)誤；又上4+3'可知J圖象為開口向上的拋物線，A項(xiàng)正確;由重力勢(shì)能定義式有：E=pTOC\o"1-5"\h\zmgh,E-h為正比例函數(shù)，所以D項(xiàng)正確；由平拋運(yùn)動(dòng)規(guī)律有：H-h=1gt2,所以E=mg(Hp 2 P1gt2),所以E-t圖象不是直線，C項(xiàng)錯(cuò)誤。2 p3.(多選)質(zhì)量為2kg的遙控玩具電動(dòng)汽車在平直路面上由靜止開始沿直線運(yùn)動(dòng)，汽車受到的阻力恒為重力的1,若牽引力做功W和汽車位移x之間的關(guān)系如圖所示，已知重力加速度g=10m/s2,則( )A.汽車在0?1m位移內(nèi)，牽引力是恒力，1?3m位移內(nèi)，牽引力是變力B.汽車位移為0.5m時(shí)，加速度的大小a=5m/s2C.汽車位移在0?3m的過程中，牽引力的最大功率為20%'WWD.汽車位移在0?3m的過程中，牽引力的平均功率為10MmW【答案】BCD【解析】根據(jù)公式W=Fx可知，題中W-x圖象的斜率表示汽車牽引力的大小，0?1m位移內(nèi)，牽引力F1=20N,1?3m位移內(nèi)，牽引力F2=10N,所以A錯(cuò)誤；0?1m位移內(nèi)，a=5m/s2,B正確；0?1m位移內(nèi)，汽車做勻加速運(yùn)動(dòng)，1?3m位移內(nèi)，汽車受力平衡，做勻速運(yùn)動(dòng)，則速度剛達(dá)到最大時(shí)，牽引力功率最大，此時(shí)v1=4運(yùn)=黃0m/s,Pmax=高中物理

]=20標(biāo)W,C正確；牽引力做的總功W=40J,時(shí)間t=t1+t2=云FW，一一$,平均功率為P=7=10v10W,D正確。4.（多選）如圖甲所示，質(zhì)量為1kg的物體靜止在粗糙的水平地面上，在一水平外力F的作用下運(yùn)動(dòng)，外力F和物體克服摩擦力f所做的功與物體位移的關(guān)系如圖乙所示，重力加速度g取10m/s2。下列分析正確的是（）A.物體與地面之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為0.2B.物體運(yùn)動(dòng)的位移為13mC.物體在前3m運(yùn)動(dòng)過程中的加速度為3m/s2D.x=9m時(shí)，物體的速度為3j2m/s【答案】ACD【解析】由摩擦力做功的圖象可知，W=umg?x=20J,解得：U=0.2,A正確；由f=umg=2N,f-x=Wf=27J可得：x=13.5m,B錯(cuò)誤；又Wf=F?x,可解得：前3m.一15 1內(nèi)，F(xiàn)=—N=5N,由F—f=ma可得：a=3m/s2,C正確；由動(dòng)能定理可得：W—fx=-3 f2mv2,解得：x=9m時(shí)物體的速度v=3v12m/s,D正確。5.（多選）物體受到水平推力F的作用在粗糙水平面上做直線運(yùn)動(dòng)。通過力和速度傳感器監(jiān)測(cè)到推力F、物體速度v隨時(shí)間t變化的規(guī)律分別如圖甲、乙所示。取g=10m/s2,則下列說(shuō)法正確的是（）A.物體的質(zhì)量m=0.5kgB.物體與水平面間的動(dòng)摩擦因數(shù)U=0.4C.第2s內(nèi)物體克服摩擦力做的功W=2J高中物理

D.前2s內(nèi)推力F做功的平均功率P=3W【答案】ABC【解析】由題圖甲、乙可知，在1?2s,推力F2=3N,物體做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，其加速度a=2m/s2,由牛頓運(yùn)動(dòng)定律可得，F(xiàn)2—umg=ma；在2?3s,推力,=2N,物體做勻速直線運(yùn)動(dòng)，由平衡條件可知，umg=F3；聯(lián)立解得物體的質(zhì)量m=0.5kg,物體與水平面間的動(dòng)摩擦因數(shù)口=0.4,選項(xiàng)A、B正確；由速度一時(shí)間圖象所圍的面積表示位移可得，第2s內(nèi)物體位移x=11^克服摩擦力做的功Wf=umgx=2J,選項(xiàng)C正確；第1s內(nèi)，由于物體靜止，推力不做功；第2s內(nèi)，推力做功W=F2x=3J,即前2s內(nèi)推力F做功W’ 3 .一…為W，=3J,前2s內(nèi)推力F做功的平均功率P=—=-W=1.5W,選項(xiàng)D錯(cuò)誤。t26.如圖所示，豎直平面內(nèi)放一直角桿MON,OM水平、ON豎直且光滑，。 q―用不可伸長(zhǎng)的輕繩相連的兩小球A和B分別套在OM和ON桿上，B球的廠質(zhì)量為m=2kg,在作用于A球的水平力F的作用下，A、B均處于靜止?fàn)顟B(tài)，此時(shí)OA=0.3m,OB=0.4m,改變水平力F的大小，使A球向右n加速運(yùn)動(dòng)，已知A球向右運(yùn)動(dòng)0.1m時(shí)速度大小為3m/s,則在此過程中繩對(duì)B球的拉力所做的功為(取g=10m/s2)()A.11JB.16J C.18JD.9J【答案】C【解析】A球向右運(yùn)動(dòng)0.1m時(shí)，由幾何關(guān)系得，B上升距離：h=0.4m—%.,',0,52-0.42m3 .4 .3=0.1m,此時(shí)細(xì)繩與水平方向夾角。的正切值tan。=不則得cos9=-,sin0=-,4 5 5由運(yùn)動(dòng)的合成與分解知識(shí)可知：4sin0=VAcos0,可得VB=4m/s。以B球?yàn)檠芯繉?duì)象，由動(dòng)能定理得：W-mgh=；mv2,代入數(shù)據(jù)解得：W=18J,即繩對(duì)B球的拉力所做的功為2B18J,故選C。7.(多選)如圖所示，在傾角為0的斜面上，輕質(zhì)彈簧一端與斜面底端固定，另一端與質(zhì)量為M的平板A連接，一個(gè)質(zhì)量為m的物體B靠在平板的右側(cè)，A、B高中物理與斜面之間的動(dòng)摩擦因數(shù)均為口。開始時(shí)用手按住物體B使彈簧處于壓縮狀態(tài)，現(xiàn)放手，使A和B一起沿斜面向上運(yùn)動(dòng)距離L時(shí)，A和B達(dá)到最大速度v。則以下說(shuō)法正確的是()A.A和B達(dá)到最大速度v時(shí)，彈簧是自然長(zhǎng)度B.若運(yùn)動(dòng)過程中A和B能夠分離，則A和B恰好分離時(shí)，二者加速度大小均為g(sin0+Ucos0)C.從釋放到A和B達(dá)到最大速度v的過程中，彈簧對(duì)A所做的功等于1Mv2+MgLsin0+口MgLcos0D.從釋放到A和B達(dá)到最大速度v的過程中，B受到的合力對(duì)它做的功等于1mv2【答案】BD【解析】A和B達(dá)到最大速度v時(shí)，A和B的加速度為零。對(duì)AB整體：由平衡條件知kx=(m+M)gsin0+u(m+M)gcos0,所以此時(shí)彈簧處于壓縮狀態(tài)，故A錯(cuò)誤；A和B恰好分離時(shí)，A、B間的彈力為0,A、B的加速度相同，對(duì)B受力分析，由牛頓第二定律知，mgsin0+umgcos0=ma,得a=gsin0+ugcos0,故B正確；從釋放到A和B達(dá)到最大速度v的過程中，對(duì)AB整體，根據(jù)動(dòng)能定理得W彈一(m+M)gLsin0—口(m+M)gcos0-L=1(m+M)v2,所以彈簧對(duì)A所做的功W=1(m+M)vz+(m+M)gLsin0+u(m+2 彈2M)gcos0-L,故C錯(cuò)誤；從釋放到A和B達(dá)到最大速度v的過程中，對(duì)于B,根據(jù)動(dòng)能定理得B受到的合力對(duì)它做的功W=AE=1mv2,故D正確。合 k28.如圖甲所示，一滑塊從平臺(tái)上A點(diǎn)以初速度v0向右滑動(dòng)，從平臺(tái)上滑離后落到地面上的落地點(diǎn)離平臺(tái)的水平距離為s,多次改變初速度的大小，重復(fù)前面的過程，根據(jù)測(cè)得的多組v。和s,作出s2-v02圖象如圖乙所示，滑塊與平臺(tái)間的動(dòng)摩擦因數(shù)為0.3,重力加速度g=10m/s2。高中物理

⑴求平臺(tái)離地的高度h及滑塊在平臺(tái)上滑行的距離d；⑵若將滑塊的質(zhì)量增大為原來(lái)的2倍，滑塊從A點(diǎn)以4m/s的初速度向右滑動(dòng)，求滑塊滑離平臺(tái)后落地時(shí)的速度大小V及落地點(diǎn)離平臺(tái)的水平距離s的大小。【解析】（1）設(shè)滑塊滑到平臺(tái)邊緣時(shí)的速度為V,根據(jù)動(dòng)能定理得:—umgd=]mv2—，2①2 20滑塊離開平臺(tái)后做平拋運(yùn)動(dòng)，則有:I1上h=ggt2②s=vt③2h2h 2——= =02g22—12聯(lián)立以上三式得：2h 2——= =02g22—12由圖象得:2h由圖象得:圖象的斜率等于高，即:O解得：h=1m且當(dāng)s=0時(shí)，丫02=12,代入④式解得：d=2m。⑵由①得：v=2m/s滑塊離開平臺(tái)后做平拋運(yùn)動(dòng)，則有：h=jgt2 ⑥得：t=得：t=s⑦滑塊滑離平臺(tái)后落地時(shí)的速度為：v'=”,'V2+gt2=2-..16m/s高中物理m。落地點(diǎn)離平臺(tái)的水平距離s的大小為：s=vt=9.如圖所示，水平面上某點(diǎn)固定一輕質(zhì)彈簧，A點(diǎn)左側(cè)的水平面光滑，右側(cè)水平面粗糙，在A點(diǎn)右側(cè)5m遠(yuǎn)處（B點(diǎn)）豎直放置一半圓形管狀光滑軌道，軌道半徑R=0.4m,連接處相切?，F(xiàn)將一質(zhì)量m=0.1kg的小滑塊放在彈簧的右端（在A點(diǎn)左側(cè)且不與彈簧拴接），用力向左推滑塊而壓縮彈簧，使彈簧具有的彈性勢(shì)能為2J,放手后滑塊被向右彈出，它與A點(diǎn)右側(cè)水平面間的動(dòng)摩擦因數(shù)口=0.2,取g=10m/s2m。⑴求滑塊運(yùn)動(dòng)到半圓形軌道最低點(diǎn)B時(shí)對(duì)軌道的壓力；TOC\o"1-5"\h\z⑵改變半圓形軌道的位置（左右平移），使得被彈出的滑塊到達(dá)半圓形軌道最高點(diǎn)C時(shí)對(duì)軌道的壓力大小等于滑塊的重力，問A、B之間的距離應(yīng)調(diào)整為多少？ （【解析】（1）小滑塊被彈出至到達(dá)B點(diǎn)的過程，據(jù)動(dòng)能定理有： 八"；k/vwwwvo一m 1 」 "W-umgx=-mv2彈 2Bv2滑塊在B處有：Fn—mg=mq而W彈=