2020屆高考物理山東版二輪習(xí)題：專題二第4講功能關(guān)系的理解與應(yīng)用

第4講功能關(guān)系的理解與應(yīng)用一、單項選擇題1.（2018課標(biāo)「14,6分）如圖，某同學(xué)用繩子拉動木箱，使它從靜止開始沿粗糙水平路面運(yùn)動至具有某一速度。木箱獲得的動能一定（）A.小于拉力所做的功B.等于拉力所做的功C.等于克服摩擦力所做的功D.大于克服摩擦力所做的功答案A本題考查動能定理。由動能定理可知W拉-Wf=Ek-0,因此,Ek<W拉，故A正確,B錯誤;Ek可能大于、等于或小于Wf,選項C、D錯誤。.（2018天津理綜,2,6分）滑雪運(yùn)動深受人民群眾喜愛。某滑雪運(yùn)動員（可視為質(zhì)點）由坡道進(jìn)入豎直面內(nèi)的圓弧形滑道AB,從滑道的A點滑行到最低點B的過程中，由于摩擦力的存在，運(yùn)動員的速率不變，則運(yùn)動員沿AB下滑過程中（ ）A.所受合外力始終為零B.所受摩擦力大小不變C.合外力做功一定為零D.機(jī)械能始終保持不變答案C本題考查勻速圓周運(yùn)動中的受力分析、 滑動摩擦力的決定因素、動能定理和功能關(guān)系。由于運(yùn)動員在豎直面內(nèi)的圓弧形滑道上運(yùn)動時速率不變 ，故做勻速

圓周運(yùn)動,所受的合外力提供向心力，因此合外力不為零，選項A錯誤;因運(yùn)動員的速率不變，故其所受摩擦力等于重力沿滑道向下的分力，運(yùn)動員沿AB下滑過程中重力沿滑道向下的分力變小，因此滑動摩擦力變小，選項B錯誤;由動能定理知，合外力做的功等于動能的變化量，因速率不變，則動能不變，故合外力做功為零，選項C正確;機(jī)械能的改變量等于摩擦力做的功，故機(jī)械能減少，選項D錯誤。.（2019湖南衡陽三模）如圖所示用錢鏈將三個質(zhì)量均為m的小球A、B、C與兩根長為L的輕桿相連，B、C置于水平地面上，系統(tǒng)靜止時輕桿豎直，現(xiàn)給系統(tǒng)一個微小擾動,B、C在桿的作用下向兩側(cè)滑動，三小球始終在同一豎直平面內(nèi)運(yùn)動，忽略一切摩擦,重力加速度為g,摩擦,重力加速度為g,則此過程中A.球A的機(jī)械能一直減小B.球C的機(jī)械能一直增大C.球B對地面的壓力不可能小于mgD.球A落地的瞬時速度為v2????答案D因為A、B、C組成的系統(tǒng)機(jī)械能守恒，在A落地前,B、C運(yùn)動;在A落地時,B、C停止運(yùn)動。由系統(tǒng)機(jī)械能守恒可知人的機(jī)械能轉(zhuǎn)化為B、C的動能，故A的機(jī)械能不可能一直減小，同理C的機(jī)械能不可能一直增大，故A、B錯誤;在A落地前,B先做加速運(yùn)動再做減速運(yùn)動，B做減速運(yùn)動時輕桿對B有斜向上的拉力，因此B對地面的壓力可小于mg,故C錯誤;根據(jù)動能定理可得：mgL=；mv2,解得:v="2????D正確。.（2019四川成都三模）目前,我國在人工智能和無人駕駛技術(shù)方面已取得較大突破。為早日實現(xiàn)無人駕駛，某公司對汽車性能進(jìn)行了一項測試，讓質(zhì)量為m的汽車沿一山坡直線行駛。測試中發(fā)現(xiàn)，下坡時若關(guān)掉油門，則汽車的速度保持不變；若以恒定的功率P上坡，則由靜止啟動做加速運(yùn)動，發(fā)生位移s時速度剛好達(dá)到最大值vm。設(shè)汽車在上坡和下坡過程中所受阻力的大小分別保持不變 ，下列說法正確的是（ ）A.關(guān)掉油門后的下坡過程，汽車的機(jī)械能守恒B.關(guān)掉油門后的下坡過程，坡面對汽車的支持力的沖量為零C.上坡過程中，汽車速度由?m增至關(guān)所用的時間可能等于3gm2??D.上坡過程中，汽車從靜止后動到剛好達(dá)到最大速度 Vm,所用時間一定小于??■答案D關(guān)掉油門后的下坡過程，汽車的速度不變、動能不變，重力勢能減小，則汽車的機(jī)械能減小，故A錯誤;關(guān)掉油門后的下坡過程，坡面對汽車的支持力大小不為零，時間不為零，則沖量不為零，故B錯誤;上坡過程中，汽車速度由？m增至個，所用的時問為t,根據(jù)動能定理可得：Pt-fs=；m（爭24m（?m）2,解得t耳m+那C錯誤;上坡過2224 32：： ：：程中，汽車由靜止啟動到剛好達(dá)到最大速度Vm,功率不變,則速度增大、加速度減小，所用時間為ti,則??'ti<s,解得tiv；2:；故D正確。2 :m.將一小球從某高處水平拋出，最初2s內(nèi)小球動能Ek隨時間t變化的圖像如圖所示不計空氣阻力，取g=10m/s2。根據(jù)圖像信息，下列說法正確的是（A.小球的質(zhì)量為1.25kgB.小球2s末的速度大小為20m/s

C.小球在最初2s內(nèi)下降的高度為40mD.小球2s末所受重力的瞬時功率為25W答案D設(shè)小球的初速度大小為V0,則2s末的速度大小為V2=，？?+(gt)2=，磔+(20)2,根據(jù)圖像可知，小球的初動能Ek0=2m??=5J,2s末的動能Ek2=2m??=30J,解得:m=0.125kg,vo=4v5m/s,v2=4v30m/s,故A、B均錯誤;根據(jù)已知條件小球在最初2s內(nèi)下降的高度為h=1gt2=20m,故C錯誤;2s末重力對小球做功的瞬時功率P=mgvy=1.2520W=25W,故D正確。二、多項選擇題6.(2019山東聊城二模)如圖所示，質(zhì)量相等的甲、乙兩球分別固定于兩輕桿的一端兩桿長度分別為L、2L,且兩桿與水平面夾角相等。兩桿的另一端分別可繞軸 O、?！谪Q直面內(nèi)轉(zhuǎn)動，現(xiàn)將兩球在圖示位置由靜止釋放，不計一切阻力，則在最低點時甲1A.甲、乙兩球的動能之比為1：甲1A.甲、乙兩球的動能之比為1：B.甲、乙兩球的動能之比為1：C.甲、乙兩球?qū)U的拉力之比為D.甲、乙兩球?qū)U的拉力之比為答案BC對甲球從靜止釋放到最低點的過程應(yīng)用動能定理有：mg(L+Lsin0)=m?2-0，對乙球從靜止釋放到最低點的過程應(yīng)用動能定理有 ：mg(2L+2Lsine)=m?2。則在最低點時甲、乙兩球的動能之比為塞薨=2,故選項a錯誤，選工O一，…一，一一，一?八，一 ??…，一，一一，正確;對取低點的甲球受力分析,由牛頓用二止禪可得Fi-mg=m:對取低點的乙球受力分析，由牛頓第二定律可得F2-mg=m^解得最低點時桿對兩球的拉力之比Fi:F2=1：1，根據(jù)牛頓第三定律，最低點時甲、乙兩球?qū)U的拉力之比為 1：1，故選項C正確,選項D錯誤。.（2019山東煙臺一模）我國將于2022年舉辦冬奧會，跳臺滑雪是其中最具觀賞性的項目之一。如圖所示為簡化的跳臺滑雪的雪道示意圖，AB部分是傾角為例=37。的助滑雪道,BC部分是半徑為25m的光滑圓弧軌道，二者相切于B點，圓弧最低點C點的切線沿水平方向，CD部分為傾角色=30°的著陸坡。一運(yùn)動員連同滑板可視為質(zhì)點?從A點由靜止滑下，到C點后沿水平方向飛出，安全落在著陸坡上的E點，不計空氣阻力，已知CE=30m,重力加速度g=10m/s2,sin37°=0.6。則（ ）A.運(yùn)動員到達(dá)C點時，對軌道的壓力大小為運(yùn)動員本身重力的 1.9倍.運(yùn)動員到達(dá)B點時的速度大小為10m/sC.若運(yùn)動員從助滑雪道不同位置由靜止滑下，則運(yùn)動員落在著陸坡上的速度方向與坡面CD的夾角都相同D.若運(yùn)動員從助滑雪道不同位置由靜止滑下且以不同速度 V。從C點飛出時，運(yùn)動員落在著陸坡上的速度大小與V。成正比答案ACD設(shè)運(yùn)動員在C點的速度大小為vc,在CD上由平拋運(yùn)動規(guī)律可得：tan1g?? 1 ?2C,一例=M，CEsin?=2gt2,解得:vc=15m/s,在C點由圓周運(yùn)動的知識可得：FN-mg=mf,根據(jù)牛頓第三定律，運(yùn)動員對軌道的壓力Fn'=Fn,壓力大小與運(yùn)動員本身重力的比為:n=????B得:n=1.9,故A正確;從B到C由動能定理可得：mgR（1-cosOi）=1m??2--2m?2?,解得:vb=5m5m/s,故B錯誤;設(shè)運(yùn)動員落在著陸坡上的速度方向與水平方向的夾角為小由平拋運(yùn)動的規(guī)律可得：tan小=2an電可知小是定值，運(yùn)動員落在著陸坡上的速度方向與坡面CD的夾角都相同，故C正確；設(shè)運(yùn)動員落在著陸坡上的速度大小v,由平拋運(yùn)動的規(guī)律可得v=c?0??因為cos小是定值，所以運(yùn)動員落在著陸坡上的速度大小與V0成正比，故D正確。三、計算題8.(2019山東濟(jì)寧摸底)某中學(xué)生對剛買來的一輛小型遙控車的性能進(jìn)行研究。 他讓這輛小車在水平的地面上由靜止開始沿直線軌道運(yùn)動，并將小車運(yùn)動的全過程通過傳感器記錄下來，通過數(shù)據(jù)處理得到如圖所示的v-t圖像。已知小車在0~2s內(nèi)做勻加速直線運(yùn)動，2~11s內(nèi)小車牽引力的功率保持不變，9~11s內(nèi)小車做勻速直線運(yùn)動，在11s末小車失去動力而自由滑行。已知小車質(zhì)量m=1kg,整個過程中小車受到的阻力大小不變，試求：(1)在2~11s內(nèi)小車牽引力的功率P是多大；(2)小車在2s末的速度vx為多大；(3)小車在2~9s內(nèi)通過的距離x是多少。答案(1)16W(2)4m/s(3)44m解析(1)根據(jù)題意，在11s末撤去牽引力后，小車只在阻力f作用下做勻減速直線運(yùn)動，設(shè)其加速度大小為a,根據(jù)圖彳t可知a=f=2m/s2根據(jù)牛頓第二定律有f=ma解得f=2N設(shè)小車在勻速運(yùn)動階段牽引力為F,則F=f,vm=8m/s根據(jù)P=Fvm解得P=16W(2)0~2s的勻加速直線運(yùn)動過程中，小車的加速度大小為ax二善？'' △??2s設(shè)小車的牽引力為Fx,根據(jù)牛頓第二定律有Fx-f=max根據(jù)題意有P=FxVx解得vx=4m/s(3)在2~9s內(nèi)的變加速運(yùn)動過程中，At二聲由動能定理可得1 1PA-fx=2m??-2m???解得小車通過的距離為x=44m命題拓展預(yù)測1.粗糙的水平地面上固定一半徑為R的圓形光滑軌道，軌道與地面垂直。現(xiàn)使小球緊貼軌道內(nèi)側(cè)做圓周運(yùn)動，若初速度為V0,當(dāng)轉(zhuǎn)過半個圓周時，小球?qū)A軌道的壓力恰好為00則下列說法正確的是()A.小球與地面間的動摩擦因數(shù)為之”正????B.若初速度變?yōu)榉繴0,則小球恰好能沿圓軌道運(yùn)動，回到出發(fā)點C.若初速度變?yōu)?v0,則開始運(yùn)動瞬間，小球的向心加速度大小變?yōu)樵瓉淼?2倍D.若初速度變?yōu)?v0,則小球恰好能沿圓軌道運(yùn)動，回到出發(fā)點1答案B小球受到的滑動摩擦力做負(fù)功，根據(jù)動能定理知fs=^m??,若初速度變?yōu)榉╲0,小球恰好能轉(zhuǎn)過整個圓周舊正確,D錯誤。小球與地面間的動摩擦因數(shù)為小翡?s二冗甩得N居港錯誤。若初速度變?yōu)?v0,則開始運(yùn)動瞬間，根據(jù)a知知小球的向心加速度大小變?yōu)樵瓉淼?倍,C錯誤。2.（多選）彈跳桿運(yùn)動是一項廣受青少年歡迎的運(yùn)動。彈跳桿的結(jié)構(gòu)如圖所示，彈簧的下端固定在跳桿的底部，上端與一個套在跳桿上的腳踏板底部相連接。質(zhì)量為M的小孩站在腳踏板上保持靜止不動時，彈簧的壓縮量為X。。設(shè)小孩和彈跳桿只在豎直方向上運(yùn)動，跳桿的質(zhì)量為m,取重力加速度為g,空氣阻力、彈簧和腳踏板的質(zhì)量及彈簧和腳踏板與跳桿間的摩擦均忽略不計。某次彈跳中，彈簧從最大壓縮量3x0開始豎直向上彈起，不考慮小孩做