2017届高考物理二轮复习专题复习（练习）专题三　动能定理和能量守恒定律1 Word版含解析

训练 6功功率动能定理一、选择题(本大题共 8 小题，每小题 8 分，共 64 分第 15 题只有一项符合题目要求，第 68 题有多项符合题目要求)1.如图所示，一个纵截面是等腰三角形的斜面体 M 置于水平地面上，它的底面粗糙，两斜面光滑将质量不相等的A、B 两个小滑块( mA>mB)同时从斜面上同一高度处由静止释放，在两滑块滑至斜面底端的过程中，M 始终保持静止，则()AB 滑块先滑至斜面底端B地面对斜面体的摩擦力方向水平向左C两滑块滑至斜面底端时重力的瞬时功率相同D地面对斜面体的支持力等于三个物体的总重力解析：物块 A 下滑的加速度agsin ，位移 x ，根据 x at2 得，hsin 12t .同理，B 下滑的时间 t1sin2hg 1sin，可知两滑块滑至底端的时间相同，2hg故 A 错误；A 对斜面体压力在水平方向的分力大小为 mAgsincos，B 对斜面体在水平方向上的分力为 mBgsincos，因为 mA>mB，则地面对斜面体有向左的摩擦力，故 B 正确；物块 A 滑到底端的速度 vat ，B 滑到底端的速度也为2gh，由于质量不同，两物体的速度大2gh小相同，则重力的瞬时功率 Pmgvsin不同，故 C 错误；因为 A、B 的加速度均沿斜面向下，对整体分析，整体处于失重状态，则支持力小于三个物体的总重力，故 D 错误答案：B2. 假设摩托艇受到的2015·海 南 高 考 阻力的大小正比于它的速率如果摩托艇发动机的输出功率变为原来的 2 倍，则摩托艇的最大速率变为原来的()A4 倍B2 倍C. 倍3D. 倍2解析：设 Ff kv，当阻力等于牵引力时，速度最大，输出功率变化前，有PFvF fv kv·vkv 2，变化后有2PFv kv·v kv 2，联立解得 v v，D 正确2答案：D3光滑斜面上有一个小球自高为 h的 A 处由静止开始滚下，抵达光滑水平面上的 B 点时速度大小为 v0.光滑水平面上每隔相等的距离设置了一个与小球运动方向垂直的活动阻挡条，如图所示，小球越过 n 条活动挡条后停下来若让小球从 h 高处以初速度 v0 滚下，则小球能越过的活动阻挡条的条数是(设小球每次越过活动阻挡条时损失的动能相等)()An B2n C3n D4n解析：设每条阻挡条对小球做的功为 W，当小球在水平面上滚动时，由动能定理得 nW0 mv ，对第二次有12 20NW0 mv 0( mv mgh)，又因12 2 12 20为 mv mgh，联立解得 N2n，选项12 20B 正确答案：B4如图所示，水平木板上有质量m1.0 kg 的物块，受到随时间 t 变化的水平拉力 F 作用，用力传感器测出相应时刻物块所受摩擦力 Ff的大小取重力加速度 g10 m/s 2，下列判断正确的是()A5 s 内拉力对物块做功为零B4 s 末物块所受合力大小为 4.0 NC物块与木板之间的动摩擦因数为0.4D69 s 内物块的加速度大小为2.0 m/s2解析：由 Fft 图象知物块所受的最大静摩擦力为 4 N，滑动摩擦力为 3 N,4 s 末物块所受的合力为零，则 B 项错误；因前 4 s 内物块处于静止状态，5 s 内物块的位移即第 5 s 内物块的位移，不为零，则 5 s 内拉力对物块所做的功不为零，故A 项错误；由 mg3 N，得物块与木板之间的动摩擦因数 0.3，则 C 项错误；69 s 内物块所受的合力为 5 N3 N2 N，由 F 合 ma，得物块的加速度大小a2 m/s 2，故 D 项正确答案：D5位于水平面上的物体在水平恒力F1 作用下，做速度为 v1 的匀速运动；若作用力变为斜向上的恒力 F2，物体做速度为 v2 的匀速运动，且 F1 与 F2 功率相同则可能有( )AF 2 F1， v1>v2 BF 2F 1，v 1F1，v 1>v2 DF 2F1，还是 F2F，故 A 正确；第一2次运动过程中，根据几何关系可知，绳子的拉力 T ，所以轻绳的张力变大，mgcos第二次由于重力和拉力都是恒力，可以把这两个力合成为新的“重力” ，则第二次小球的运动可以等效于单摆运动，当绳子方向与重力和 F的合力方向在同一直线上时，小球处于“最低点” ，最低点的速度最大，此时绳子张力最大，所以第二次绳子张力先增大，后减小，故 B错误；第一次运动到 Q 点时，受力平衡，根据几何关系可知，T 1 ，第二次运mgcos动到 Q 点时，速度为零，则向心力为零，则绳子拉力T2mgcosFsinmgcos·sinmg，故 C 正确；第二mg1 cossin个过程中，重力和水平恒力 F的合力是个恒力，在等效最低点时，合力方向与速度方向垂直，此时功率最小为零，则第二个过程中，重力和水平恒力 F的合力的功率先减小，后增大，故 D 错误答案：AC二、计算题(本大题共 2 小题，共 36分需写出规范的解题步骤)9. 同学们参照伽利略2015·重 庆 高 考 时期演示平抛运动的方法制作了如图所示的实验装置，图中水平放置的底板上竖直地固定有 M 板和 N 板M 板上部有一半径为 R 的 圆弧形的粗糙轨道，P 为14最高点，Q 为最低点，Q 点处的切线水平，距底板高为 H，N 板上固定有三个圆环将质量为 m 的小球从 P 处由静止释放，小球运动至 Q 点飞出后无阻碍地通过各圆环中心，落到底板上距 Q 点水平距离为 L 处不考虑空气阻力，重力加速度为 g.求：(1)距 Q 点水平距离为 的圆环中心到L2底板的高度；(2)小球运动到 Q 点时速度的大小以及对轨道压力的大小和方向；(3)摩擦力对小球做的功解析：(1)设小球在 Q 点的速度为v0，由平抛运动规律有H gt ，L v0t1，得 v0 L .从 Q 点12 21 g2H到距 Q 点水平距离为 的圆环中心的竖直L2高度为 h，则 v 0t2，得L2h gt H12 2 14该位置距底板的高度hHh H34(2)设小球在 Q 点受的支持力为 F，由牛顿第二定律 Fmgm ，得v20RFmg (1 )，由牛顿第三定律可知，L22HR小球对轨道的压力 FF，方向竖直向下(3)设摩擦力对小球做功为 W，则由动能定理得mgR W mv12 20得 W mg( R)L24H答案：(1) H(2) L mg(1 )，34 g2H L22HR竖直向下(3) mg( R)L24H10如图所示，水平传送带的右端与用内壁光滑钢管弯成的“9”字形的固定轨道相接，轨道处于竖直面内，钢管内径很小传送带顺时针运行的速度 v06 m/s，将质量 m1 kg 的小滑块(视为质点)无初速度地放到传送带 A 端，传送带 AB 长度 L12 m，轨道全高 H0.8 m，轨道上半部分的 圆弧半径 R0.2 m，滑块与34传送带间的动摩擦因数 0.3，取重力加速度 g10 m/s 2.(1)求滑块从传送带 A 端运动到 B 端所需要的时间；(2)求滑块滑到轨道最高点 C 时受到轨道的弹力；(3)若滑块从轨道出口 D 点水平抛出后，恰好垂直撞在倾角 45°的斜面上P 点，求 P、 D 两点间的竖直高度 h(结果保留两位有效数字)解析：(1)滑块在传送带上加速运动时，设加速度大小为 a，由牛顿第二定律有 mgma得 ag3 m/s 2加速到与传送带的速度相同所需要的时间 t1 2 sv0a前 2 s 内的位移 x1 at 6 m<L12 21之后滑块做匀速运动的位移x2Lx 16 m所用的时间 t2 1 sx2v0滑块从传送带 A 端运动到 B 端所需要的时间 tt 1t 23 s(2)滑块由 B 滑到 C 的过程中，根据动能定理有mgH mv mv12 2C 12 20在 C 点，设轨道对滑块的弹力方向竖直向下，由牛顿第二定律有 mgNmv2CR得 N 90 N，方向竖直向下(3)滑块从 B 到 D 的过程，由动能定理有mg(H 2R) mv mv12 2D 12 20在 P 点，有 vyvDtan45°又 v 2gh2y联立各式解得 h1.4 m答案：(1)3 s (2)90 N(3)1.4 m