（新課標(biāo)）2020版高考物理大二輪復(fù)習(xí) 專題強(qiáng)化訓(xùn)練5 動(dòng)能定理、機(jī)械能守恒定律

《（新課標(biāo)）2020版高考物理大二輪復(fù)習(xí) 專題強(qiáng)化訓(xùn)練5 動(dòng)能定理、機(jī)械能守恒定律》由會(huì)員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《（新課標(biāo)）2020版高考物理大二輪復(fù)習(xí) 專題強(qiáng)化訓(xùn)練5 動(dòng)能定理、機(jī)械能守恒定律（11頁珍藏版）》請(qǐng)?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。

1、專題強(qiáng)化訓(xùn)練(五)一、選擇題1(2019深圳寶安區(qū)期中檢測(cè))一滑塊在水平地面上沿直線滑行，t0時(shí)其速度為1 m/s，從此刻開始在滑塊運(yùn)動(dòng)方向上再施加一水平作用力F，力F和滑動(dòng)的速度v隨時(shí)間t的變化規(guī)律分別如下圖甲、乙所示，則以下說法正確的是()A第1 s內(nèi)，F(xiàn)對(duì)滑塊做的功為3 JB第2 s內(nèi)，F(xiàn)對(duì)滑塊做功的平均功率為4 WC第3 s末，F(xiàn)對(duì)滑塊做功的瞬時(shí)功率為1 WD前3 s內(nèi)，F(xiàn)對(duì)滑塊做的總功為零解析由題圖可知，第1 s內(nèi)，滑塊位移為1 m，F(xiàn)對(duì)滑塊做的功為2 J，A錯(cuò)誤；第2 s內(nèi)，滑塊位移為1.5 m，F(xiàn)做的功為4.5 J，平均功率為4.5 W，B錯(cuò)誤；第3 s內(nèi)，滑塊的位移為1.5 m

2、，F(xiàn)對(duì)滑塊做的功為1.5 J，第3 s末，F(xiàn)對(duì)滑塊做功的瞬時(shí)功率PFv1 W，C正確；前3 s內(nèi)，F(xiàn)對(duì)滑塊做的總功為8 J，D錯(cuò)誤答案C2(2019湖北八校二聯(lián))如右圖，小球甲從A點(diǎn)水平拋出，同時(shí)將小球乙從B點(diǎn)自由釋放，兩小球先后經(jīng)過C點(diǎn)時(shí)速度大小相等，方向夾角為30，已知B、C高度差為h，兩小球質(zhì)量相等，不計(jì)空氣阻力，由以上條件可知()A小球甲做平拋運(yùn)動(dòng)的初速度大小為2 B甲、乙兩小球到達(dá)C點(diǎn)所用時(shí)間之比為1CA、B兩點(diǎn)高度差為D兩小球在C點(diǎn)時(shí)重力的瞬時(shí)功率大小相等解析甲、乙兩球經(jīng)過C點(diǎn)的速度v甲v乙，甲球平拋的初速度v甲xv甲sin30，故A項(xiàng)錯(cuò)誤；甲球經(jīng)過C點(diǎn)時(shí)豎直方向的速度v甲yv甲c

3、os30，運(yùn)動(dòng)時(shí)間t甲，乙球運(yùn)動(dòng)時(shí)間t乙，則t甲t乙2，故B項(xiàng)錯(cuò)誤；A、B兩點(diǎn)的高度差hgtgt，故C項(xiàng)正確；甲和乙兩球在C點(diǎn)時(shí)重力的瞬時(shí)功率分別為P甲mgv甲ymg，P乙mgv乙mg，故D項(xiàng)錯(cuò)誤答案C3(2019全國卷) 從地面豎直向上拋出一物體，物體在運(yùn)動(dòng)過程中除受到重力外，還受到一大小不變、方向始終與運(yùn)動(dòng)方向相反的外力作用距地面高度h在3 m以內(nèi)時(shí)，物體上升、下落過程中動(dòng)能Ek隨h的變化如圖所示重力加速度取10 m/s2.該物體的質(zhì)量為()A2 kg B1.5 kgC1 kg D0.5 kg解析設(shè)物體的質(zhì)量為m，則物體在上升過程中，受到豎直向下的重力mg和豎直向下的恒定外力F，由動(dòng)能定理

4、結(jié)合題圖可得(mgF)3 m(3672) J；物體在下落過程中，受到豎直向下的重力mg和豎直向上的恒定外力F，再由動(dòng)能定理結(jié)合題圖可得(mgF)3 m(4824) J，聯(lián)立解得m1 kg、F2 N，選項(xiàng)C正確，A、B、D均錯(cuò)誤答案C4(多選)(2019撫州階段性檢測(cè))如圖甲所示，輕彈簧豎直放置，下端固定在水平地面上，一質(zhì)量為m的小球，從離彈簧上端高h(yuǎn)處由靜止釋放某同學(xué)在研究小球落到彈簧上后繼續(xù)向下運(yùn)動(dòng)到最低點(diǎn)的過程，他以小球開始下落的位置為原點(diǎn)，沿豎直向下方向建立坐標(biāo)軸Ox，作出小球所受彈力F大小隨小球下落的位置坐標(biāo)x的變化關(guān)系如圖乙所示，不計(jì)空氣阻力，重力加速度為g.以下判斷正確的是()A當(dāng)

5、xh2x0時(shí)，小球的動(dòng)能最小B最低點(diǎn)的坐標(biāo)xh2x0C當(dāng)xh2x0時(shí)，小球的加速度為g，且彈力為2mgD小球動(dòng)能的最大值為mgh解析由題圖乙可知mgkx0，解得x0，由Fx圖線與橫軸所圍圖形的面積表示彈力所做的功，則有W彈k(xh)2，小球由靜止釋放到最低點(diǎn)的過程，由動(dòng)能定理得mgxk(xh)20，即mgx(xh)20，解得xhx0，故最低點(diǎn)坐標(biāo)不是h2x0，且此處動(dòng)能不是最小，故A、B錯(cuò)誤；由題圖乙可知，mgkx0，由對(duì)稱性可知當(dāng)xh2x0時(shí)，小球加速度為g，且彈力為2mg，故C正確；小球在xhx0處時(shí)，動(dòng)能有最大值，根據(jù)動(dòng)能定理有mg(hx0)W彈Ekm0，依題可得W彈mgx0，所以Ekm

6、mghmgx0，故D正確答案CD5(多選)(2019青島重點(diǎn)中學(xué)期中聯(lián)測(cè))質(zhì)量為m的小球穿在足夠長(zhǎng)的水平直桿上，小球與桿之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為，受到方向始終指向O點(diǎn)的拉力F作用，且Fks，k為比例系數(shù)，s為小球和O點(diǎn)的距離小球從A點(diǎn)由靜止出發(fā)恰好運(yùn)動(dòng)到D點(diǎn)；小球在d點(diǎn)以初速度v0向A點(diǎn)運(yùn)動(dòng)，恰好運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)已知OC垂直于桿且C為垂足，B點(diǎn)為AC的中點(diǎn)，OCd，CDBCl.不計(jì)小球的重力，下列說法正確的是()A小球從A運(yùn)動(dòng)到D的過程中只有兩個(gè)位置F的功率為零B小球從A運(yùn)動(dòng)到B與從B運(yùn)動(dòng)到C的過程克服摩擦力做功相等Cv02 D小球在D點(diǎn)的速度至少要2v0才能運(yùn)動(dòng)到A點(diǎn)解析小球從A運(yùn)動(dòng)到D的過程中，在A點(diǎn)

7、、D點(diǎn)速度為零，拉力的功率為零，在C點(diǎn)拉力的方向和速度方向垂直，功率為零，故有三處，A錯(cuò)誤；因?yàn)椴挥?jì)小球的重力，所以F在垂直于桿方向上的分力即為小球與桿之間的正壓力，NFsin(為F與桿的夾角)，故摩擦力FfNFsinkssinkd，從A到B克服摩擦力做功為Wf1Fflkdl，同理，從B到C克服摩擦力做功為Wf2Fflkdl，B正確；從DB的過程根據(jù)動(dòng)能定理可得Ff2l2kdl0mv，解得v02 ，C正確；設(shè)小球在D點(diǎn)的速度為v時(shí)恰好能運(yùn)動(dòng)到A點(diǎn)，根據(jù)動(dòng)能定理可得3kdl0mv2，又v02 ，解得vv0，D錯(cuò)誤答案BC6(多選)(2019廣西北海一模)如圖甲所示，質(zhì)量為0.1 kg的小球從最低

8、點(diǎn)A沖入豎直放置在水平地面上、半徑為0.4 m的半圓軌道，小球速度的平方與其高度的關(guān)系圖像如圖乙所示已知小球恰能到達(dá)最高點(diǎn)C，軌道粗糙程度處處相同，空氣阻力不計(jì)g取10 m/s2，B為AC軌道中點(diǎn)下列說法正確的是()A圖乙中x5 m2s2B小球從B點(diǎn)到C點(diǎn)損失了0.125 J的機(jī)械能C小球從A點(diǎn)到C點(diǎn)合外力對(duì)其做的功為1.05 JD小球從C點(diǎn)拋出后，落地點(diǎn)到A點(diǎn)的距離為0.8 m解析因?yàn)樾∏蚯∧艿竭_(dá)最高點(diǎn)C，有mgm，解得v m/s2 m/s，則xv24 m2s2，故A錯(cuò)誤小球從A到C，動(dòng)能減少量為Ekmvmv21.05 J，重力勢(shì)能的增加量為Epmg2r10.8 J0.8 J，則機(jī)械能減少0

9、.25 J，由于小球從A點(diǎn)到B點(diǎn)過程中對(duì)軌道的壓力大于從B點(diǎn)到C點(diǎn)過程中對(duì)軌道的壓力，則小球從A點(diǎn)到B點(diǎn)過程中受到的摩擦力大于從B點(diǎn)到C點(diǎn)過程中受到的摩擦力，可知小球從B點(diǎn)到C點(diǎn)的過程克服摩擦力做功較小，機(jī)械能損失小于0.125 J，故B錯(cuò)誤小球從A點(diǎn)到C點(diǎn)合外力對(duì)其做的功等于動(dòng)能的變化量，則Wmv2mv1.05 J，故C正確小球經(jīng)過C點(diǎn)時(shí)的速度v2 m/s，小球從C點(diǎn)拋出后做平拋運(yùn)動(dòng)，根據(jù)2rgt2得，t0.4 s，則落地點(diǎn)到A點(diǎn)的距離xvt20.4 m0.8 m，故D正確答案CD7(多選)(2019河北名校聯(lián)盟)一質(zhì)量不計(jì)的直角形支架兩端分別連接質(zhì)量為m和2m的小球A和B. 支架的兩直角邊

10、長(zhǎng)度分別為2l和l，支架可繞固定軸O在豎直平面內(nèi)無摩擦轉(zhuǎn)動(dòng)，如右圖所示開始時(shí)OA邊處于水平位置，由靜止釋放，則()AA球的最大速度為2BA球速度最大時(shí)，兩小球的總重力勢(shì)能最小CA球速度最大時(shí)，兩直角邊與豎直方向的夾角為45DA、B兩球的最大速度之比vAvB21解析 設(shè)當(dāng)桿轉(zhuǎn)過角時(shí)，兩球的速度最大，如圖所示，根據(jù)機(jī)械能守恒定律得mv2mvmg2lsin2mgl(1cos)，又vA2vB，得mv2mgl(sincos)2mgl，當(dāng)45時(shí)，vA ，速度最大，兩小球的總動(dòng)能最大，總重力勢(shì)能最小，B、C、D正確 答案BCD8(多選)(2019江西六校期末統(tǒng)測(cè))如圖所示，輕彈簧放置在傾角為30的斜面上，下

11、端固定于斜面底端重10 N的滑塊從斜面頂端a點(diǎn)由靜止開始下滑，到b點(diǎn)接觸彈簧，滑塊將彈簧壓縮最低至c點(diǎn)，然后又回到a點(diǎn)已知ab1 m，bc0.2 m下列說法正確的是()A整個(gè)過程中滑塊動(dòng)能的最大值為6 JB整個(gè)過程中彈簧彈性勢(shì)能的最大值為6 JC從b點(diǎn)向下到c點(diǎn)的過程中，滑塊的機(jī)械能減少量為6 JD從c點(diǎn)向上返回a點(diǎn)的過程中，彈簧、滑塊與地球組成的系統(tǒng)機(jī)械能守恒解析當(dāng)滑塊受到的合力為0時(shí)，滑塊速度最大，設(shè)滑塊在d點(diǎn)受到合力為0，d點(diǎn)在b和c之間，滑塊從a到d，運(yùn)用動(dòng)能定理得mghadW彈Ekd0，mghadmghac101.2sin30 J6 J，W彈0，所以Ekd6 J，故A錯(cuò)誤滑塊從a到c

12、，運(yùn)用動(dòng)能定理得mghacW彈0，解得W彈6 J，彈簧彈力做的功等于彈性勢(shì)能的變化，所以整個(gè)過程中彈簧彈性勢(shì)能的最大值為6 J，故B正確從b點(diǎn)到c點(diǎn)彈簧的彈力對(duì)滑塊做功為6 J，根據(jù)功能關(guān)系知，滑塊的機(jī)械能減少量為6 J，故C正確整個(gè)過程中彈簧、滑塊與地球組成的系統(tǒng)，沒有與系統(tǒng)外發(fā)生能量轉(zhuǎn)化，故機(jī)械能守恒，D正確答案BCD9(多選)(2019鄂南高中一模)如圖所示，光滑直角細(xì)桿POQ固定在豎直平面內(nèi)，OP桿水平，與OQ桿在O點(diǎn)用一小段圓弧桿平滑相連，質(zhì)量均為m的兩小環(huán)A、B用長(zhǎng)為L(zhǎng)的輕繩相連，分別套在OP和OQ桿上初始時(shí)刻，將輕繩拉至水平位置伸直，然后同時(shí)釋放兩小環(huán)，A環(huán)到達(dá)O點(diǎn)后，在圓弧桿作

13、用下速度大小不變，方向變?yōu)樨Q直向下(時(shí)間極短)，已知重力加速度為g.下列說法正確的是()AB環(huán)下落時(shí)，A環(huán)的速度大小為BA環(huán)從開始釋放至到達(dá)O點(diǎn)的過程中，B環(huán)先加速后減速CA環(huán)到達(dá)O點(diǎn)時(shí)速度大小為D當(dāng)A環(huán)經(jīng)過O點(diǎn)后，再經(jīng) 的時(shí)間能追上B環(huán)解析設(shè)B環(huán)下落一段距離后繩子與水平方向之間的夾角為，如圖所示，當(dāng)B環(huán)下落L時(shí)，sin，則30.由運(yùn)動(dòng)的合成與分解得，vA1cosvBsin，在此過程中以A環(huán)、B環(huán)整體為系統(tǒng)，機(jī)械能守恒，由機(jī)械能守恒定律得mgmvmv，解得vA1，選項(xiàng)A正確；A環(huán)從開始釋放至到達(dá)O點(diǎn)的過程中，B環(huán)開始時(shí)的速度為零，當(dāng)輕繩與水平方向的夾角為90時(shí)，B環(huán)的速度為零，故B環(huán)先加速后減

14、速，選項(xiàng)B正確；A環(huán)到達(dá)O點(diǎn)時(shí)，對(duì)系統(tǒng)由機(jī)械能守恒定律得mgLmv，解得vA2，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；A環(huán)經(jīng)過O點(diǎn)后只受重力，做加速度為g、初速度為vA2的勻加速直線運(yùn)動(dòng)，B做自由落體運(yùn)動(dòng)，設(shè)A追上B所用時(shí)間為t，則vA2tgt2Lgt2，解得t ，選項(xiàng)D正確 答案ABD二、非選擇題10(2019湖北重點(diǎn)中學(xué)調(diào)研)下圖為某游樂場(chǎng)內(nèi)水上滑梯軌道示意圖，整個(gè)軌道在同一豎直平面內(nèi)，表面粗糙的AB段軌道與四分之一光滑圓弧軌道BC在B點(diǎn)水平相切點(diǎn)A距水面的高度為H，圓弧軌道BC的半徑為R，圓心O恰在水面一質(zhì)量為m的游客(視為質(zhì)點(diǎn))可從軌道AB的任意位置滑下，不計(jì)空氣阻力(1)若游客從A點(diǎn)由靜止開始滑下，到B點(diǎn)時(shí)沿

15、切線方向滑離軌道落在水面D點(diǎn)，OD2R，求游客滑到B點(diǎn)時(shí)的速度vB大小及運(yùn)動(dòng)過程軌道摩擦力對(duì)其所做的功Wf；(2)若游客從AB段某處滑下，恰好停在B點(diǎn)，又因受到微小擾動(dòng)，繼續(xù)沿圓弧軌道滑到P點(diǎn)后滑離軌道，求P點(diǎn)離水面的高度h.(提示：在圓周運(yùn)動(dòng)過程中任一點(diǎn)，質(zhì)點(diǎn)所受的向心力與其速率的關(guān)系為F向m)解析(1)游客從B點(diǎn)做平拋運(yùn)動(dòng)，有2RvBtRgt2由式得vB從A到B，根據(jù)動(dòng)能定理有mg(HR)Wfmv0由式得Wf(mgH2mgR)(2)設(shè)OP與OB間夾角為，游客在P點(diǎn)時(shí)的速度為vP，受到的支持力為N，從B到P由動(dòng)能定理有mg(RRcos)mv0過P點(diǎn)時(shí)，根據(jù)向心力公式有mgcosNm又N0co

16、s由式解得hR.答案(1)(mgH2mgR)(2)R11(2019河北石家莊一模)如圖所示，左側(cè)豎直墻面上固定半徑為R0.3 m的光滑半圓環(huán)，右側(cè)豎直墻面上與圓環(huán)的圓心O等高處固定一光滑直桿質(zhì)量為ma100 g的小球a套在半圓環(huán)上，質(zhì)量為mb36 g的滑塊b套在直桿上，二者之間用長(zhǎng)為l0.4 m的輕桿通過兩鉸鏈連接現(xiàn)將a從圓環(huán)的最高處由靜止釋放，使a沿圓環(huán)自由下滑，不計(jì)一切摩擦，a、b均視為質(zhì)點(diǎn)，重力加速度g取10 m/s2.求：(1)小球a滑到與圓心O等高的P點(diǎn)時(shí)的向心力大??；(2)小球a從P點(diǎn)下滑至桿與圓環(huán)相切的Q點(diǎn)的過程中，桿對(duì)滑塊b做的功解析(1)當(dāng)a滑到與O等高的P點(diǎn)時(shí)，a的速度v沿圓環(huán)切向向下，b的速度為零由機(jī)械能守恒可得magRmav2，解得v，對(duì)小球a受力分析，此時(shí)桿的力為0，由牛頓第二定律可得F2mag2 N.(2)桿與圓環(huán)相切時(shí)，如圖所示，此時(shí)a的速度沿桿方向，設(shè)此時(shí)b的速度為vb，則vavbcos.由幾何關(guān)系可得cos0.8，由P點(diǎn)到Q點(diǎn)，球a下降的高度hRcos，a、b及桿組成的系統(tǒng)機(jī)械能守恒，有maghmavmbvmav2，對(duì)滑塊b，由動(dòng)能定理得Wmbv0.1944 J.答案(1)2 N(2)0.1944 J11