物理二輪復(fù)習(xí)作業(yè)手冊(cè)（新課標(biāo)·全國(guó)卷地區(qū)專用）限時(shí)集訓(xùn)限時(shí)集訓(xùn)(四) 第4講 功、功率與動(dòng)能定理 含解析

學(xué)必求其心得，業(yè)必貴于專精學(xué)必求其心得，業(yè)必貴于專精學(xué)必求其心得，業(yè)必貴于專精專題限時(shí)集訓(xùn)（四）［第4講功、功率與動(dòng)能定理］（時(shí)間：40分鐘)1．如圖4－1所示，光滑固定斜面C傾角為θ,質(zhì)量均為m的兩物塊A、B一起以某一初速度沿斜面向上做勻減速直線運(yùn)動(dòng)．已知物塊A上表面是水平的，則在該減速運(yùn)動(dòng)過(guò)程中,下列說(shuō)法正確的是（)圖4－1A．物塊B對(duì)A的摩擦力做負(fù)功B．物塊A對(duì)B的支持力做負(fù)功C．物塊B的重力和摩擦力做功的代數(shù)和為0D．兩物塊A、B之間的摩擦力大小為mgsinθcosθ2．質(zhì)點(diǎn)甲固定在原點(diǎn),質(zhì)點(diǎn)乙在x軸上運(yùn)動(dòng)，乙受到甲的作用力F只與甲、乙之間的距離x有關(guān)，在2.2×10－10m≤x≤5.0×10－10m范圍內(nèi),F與x的關(guān)系如圖4－2所示．若乙自P點(diǎn)由靜止開(kāi)始運(yùn)動(dòng)，假設(shè)乙除受力F外不受其他外力作用，圖4－2A．乙運(yùn)動(dòng)到Q點(diǎn)時(shí),動(dòng)能最大B．乙運(yùn)動(dòng)到R點(diǎn)時(shí),動(dòng)能最大C．乙運(yùn)動(dòng)到Q點(diǎn)后,靜止于該處D．乙運(yùn)動(dòng)到R點(diǎn)時(shí),速度方向一定沿－x方向3．如圖4－3所示，從F處釋放一個(gè)無(wú)初速度的電子，電子向B板方向運(yùn)動(dòng)，指出下列對(duì)電子運(yùn)動(dòng)的描述中哪項(xiàng)是正確的（設(shè)電源電動(dòng)勢(shì)為E）（）圖4－3A．電子到達(dá)B板時(shí)的動(dòng)能是2EeB．電子從B板到達(dá)C板動(dòng)能增大C．電子到達(dá)D板時(shí)動(dòng)能是3EeD．電子在A板和D板之間做往復(fù)運(yùn)動(dòng)4．如圖4－4所示，固定斜面傾角為θ，整個(gè)斜面分為AB、BC段，且2AB＝BC，小物塊P(可視為質(zhì)點(diǎn))與AB、BC兩段斜面之間的動(dòng)摩擦因數(shù)分別為μ1、μ2.已知P由靜止開(kāi)始從A點(diǎn)釋放，恰好能滑動(dòng)到C點(diǎn)而停下，那么θ、μ1、μ2間應(yīng)滿足的關(guān)系是()圖4－4A．tanθ＝2μ1－μ2B．tanθ＝2μ2－μ1C．tanθ＝eq\f(2μ1＋μ2,3）D．tanθ＝eq\f(μ1＋2μ2，3）5．質(zhì)量為2kg的物體，放在動(dòng)摩擦因數(shù)μ＝0。1的水平面上，在水平拉力的作用下由靜止開(kāi)始運(yùn)動(dòng)，水平拉力做的功W和物體隨位置x變化的關(guān)系如圖4－5所示．重力加速度g取10m/s圖4－5A．x＝0m至x＝3m的過(guò)程中B．x＝0m至x＝3m的過(guò)程中C．x＝6m時(shí),物體的速度約為2eq\r（5)D．x＝3m至x＝9圖4－66．質(zhì)量相同的甲、乙兩個(gè)木塊僅在摩擦力作用下沿同一水平面滑動(dòng)，它們的動(dòng)能Ek隨位移x的變化如圖4－6所示，則兩個(gè)木塊的速度－時(shí)間圖像正確的是(）圖4－7圖4－87．如圖4－8所示,固定在地面上的半圓軌道直徑ab水平，質(zhì)點(diǎn)P與半圓軌道的動(dòng)摩擦因數(shù)處處一樣,當(dāng)質(zhì)點(diǎn)P從a點(diǎn)正上方高H處自由下落，經(jīng)過(guò)軌道后從b點(diǎn)沖出豎直上拋，上升的最大高度為eq\f（H，2),空氣阻力不計(jì)．當(dāng)質(zhì)點(diǎn)下落再經(jīng)過(guò)軌道a點(diǎn)沖出時(shí)，能上升的最大高度h為()A．h＝eq\f(H，2)B．從a點(diǎn)能沖出半圓軌道,但h<eq\f(H，2）C．不能從a點(diǎn)沖出半圓軌道D．無(wú)法確定能否從a點(diǎn)沖出半圓軌道8．如圖4－9所示，QB段為一半徑為R＝1m的光滑圓弧軌道，AQ段為一長(zhǎng)度為L(zhǎng)＝1m的粗糙水平軌道,兩軌道相切于Q點(diǎn)，Q在圓心O的正下方,整個(gè)軌道位于同一豎直平面內(nèi)。物塊P的質(zhì)量為m＝1kg（可視為質(zhì)點(diǎn)),P與AQ間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ＝0。1，若物塊P以速度v0從A點(diǎn)滑上水平軌道，到C點(diǎn)后又返回A點(diǎn)時(shí)恰好靜止．((1）v0的大??；(2)物塊P第一次剛通過(guò)Q點(diǎn)時(shí)對(duì)圓弧軌道的壓力．圖4－99．如圖4－10甲所示，質(zhì)量足夠大、截面是直角梯形的物塊靜置在光滑水平地面上，其兩個(gè)側(cè)面恰好與兩個(gè)固定在地面上的壓力傳感器X和Y相接觸，圖中AB高H＝0。3m，AD長(zhǎng)L＝0.5m，斜面傾角θ＝37°。有一質(zhì)量m＝1kg的小物塊P（圖中未畫(huà)出）,它與斜面的動(dòng)摩擦因數(shù)μ可以通過(guò)更換斜面的材料進(jìn)行調(diào)節(jié),調(diào)節(jié)范圍是0≤μ≤1，sin37°＝0.6，cos37°＝0.8（1）在A點(diǎn)給P一個(gè)沿斜面向上的初速度v0＝3m/s，使之恰好能到達(dá)D點(diǎn)(2)在第(1)問(wèn)中，若μ＝0。5，求P落地時(shí)的動(dòng)能；(3）對(duì)于不同的μ，每次都在D點(diǎn)給P一個(gè)沿斜面向下足夠大的初速度以保證它能滑離斜面．在P沿斜面下滑過(guò)程中，通過(guò)壓力傳感器能讀出X或Y對(duì)物塊的水平壓力F，取水平向左為正方向，試寫(xiě)出F隨μ變化的關(guān)系表達(dá)式,并在坐標(biāo)系中畫(huà)出其函數(shù)圖像．甲乙圖4－10

專題限時(shí)集訓(xùn)(四）1．D［解析]以A、B為整體，加速度a＝gsinθ，方向沿斜面向下，對(duì)B,摩擦力f＝macosθ＝mgsinθcosθ,方向水平向左,選項(xiàng)D正確；物塊B對(duì)A的摩擦力水平向右，做正功，選項(xiàng)A錯(cuò)誤;物塊A對(duì)B的支持力豎直向上，做正功,選項(xiàng)B錯(cuò)誤；物塊B的重力做負(fù)功，摩擦力水平向左，也做負(fù)功，兩力做功的代數(shù)和小于0，選項(xiàng)C錯(cuò)誤．2．A［解析]對(duì)乙,由動(dòng)能定理WF＝eq\f(1，2)mv2，乙運(yùn)動(dòng)到Q點(diǎn)F做的功最多,動(dòng)能和速度最大,選項(xiàng)A正確，選項(xiàng)B、C錯(cuò)誤；乙從P運(yùn)動(dòng)到R點(diǎn)，由F－x圖像面積可知F做功大于0,R點(diǎn)的速度方向沿＋x方向，選項(xiàng)D錯(cuò)誤．3．D［解析］電子在A、B之間做勻加速運(yùn)動(dòng)，由動(dòng)能定理知eE＝ΔEk,選項(xiàng)A錯(cuò)誤；在B、C之間做勻速運(yùn)動(dòng)，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；在C、D之間做勻減速運(yùn)動(dòng)，由A到D，由動(dòng)能定理eUAD＝0,到達(dá)D板時(shí),速度減為零，選項(xiàng)C錯(cuò)誤，選項(xiàng)D正確．4．D［解析］P由靜止從A點(diǎn)到C點(diǎn)，由動(dòng)能定理知mgsinθ（AB＋BC）－eq\b\lc\（\rc\）(\a\vs4\al\co1(μ1mgcosθ））·AB－eq\b\lc\（\rc\)（\a\vs4\al\co1(μ2mgcosθ）)·BC＝0，而2AB＝BC,則tanθ＝eq\f(μ1＋2μ2，3），選項(xiàng)D正確．5．B［解析]W－x圖線的斜率表示水平拉力F的大小，由圖可知，x＝0至x＝3m的過(guò)程中，水平拉力為F1＝5N，選項(xiàng)A錯(cuò)誤，選項(xiàng)B正確;x＝3m至x＝9m的過(guò)程中,水平拉力為F2＝2N，因?yàn)镕f＝μmg＝2N,所以物體在x＝3m至x＝9m的過(guò)程中做勻速運(yùn)動(dòng),速度大小與x＝3m時(shí)速度相同，v3＝eq\r（\f（2W3,m））＝eq\r(15）m/s6．D［解析]由動(dòng)能定理，－fx＝Ek－Ek0,則某位置動(dòng)能Ek＝－fx－Ek0，由圖像可知甲的初動(dòng)能大，所受的摩擦力相同，則甲、乙加速度相同，甲的初速度大，速度圖像正確的是圖D.7．B［解析]質(zhì)點(diǎn)P從a點(diǎn)正上方高H處自由下落,至運(yùn)動(dòng)到eq\f(H,2）高處的過(guò)程，有mgeq\b\lc\（\rc\）（\a\vs4\al\co1（H－\f（H,2)））－Wf1＝0；從右側(cè)下落再經(jīng)a點(diǎn)沖出，有mgeq\b\lc\（\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f（H，2)－h(huán)）)－Wf2＝0，因摩擦做功損失機(jī)械能，質(zhì)點(diǎn)先后通過(guò)軌道同一點(diǎn)，前一次速率大，向心力大，摩擦力大，則前一次克服摩擦做功多，即Wf1>Wf2，則0<h<eq\f(H，2），選項(xiàng)B正確．8．（1）2m/s(2)12［解析](1）物塊P從A到C又返回A的過(guò)程，由動(dòng)能定理有－μmg·2L＝－eq\f(1，2）mveq\o\al（2,0)解得v0＝eq\r(4μgL)＝2m/s。（2）設(shè)物塊P在Q點(diǎn)的速度為v，支持力為F,由動(dòng)能定理有－μmg·L＝eq\f(1,2）mv2－eq\f（1,2)mveq\o\al(2,0）由牛頓第二定律，有F－mg＝meq\f（v2，R)解得F＝12N，由牛頓第三定律,物塊P對(duì)Q的壓力大小為12N,方向豎直向下．9．(1)eq\f(3，8）(2)3.9J(3)見(jiàn)解析［解析](1)小物塊從A運(yùn)動(dòng)到D,由動(dòng)能定理有－（mgsinθ＋μmgcosθ)L＝0－eq\f（1，2）mveq\o\al(2，0）代入數(shù)據(jù)解得：μ＝eq\f（3，8）.(2)設(shè)小物塊沿斜面上滑位移為s時(shí)速度為零,則由動(dòng)能定理，有－（mgsinθ＋μmgcosθ）s＝0－eq\f(1，2）mveq\o\al（2,0)代入數(shù)據(jù)解得：s＝0。45設(shè)落地時(shí)P的動(dòng)