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

1、培優(yōu)點(diǎn)九功和功率、動(dòng)能及動(dòng)能定理 、考點(diǎn)分析1.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。2.注意要點(diǎn)：（1）分析機(jī)車啟動(dòng)問(wèn)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。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(wèn)題。卜二、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（）A.小于拉力所做的

2、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【解析】木箱受力如圖所示，木箱在移動(dòng)的過(guò)程中有兩個(gè)力做功，拉力做正12功，摩擦力做負(fù)功，根據(jù)動(dòng)能定理可知：WF-Wfmv -0，所以動(dòng)能小于2拉力做的功，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(guò)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，其中圖線分別描述兩次不同的提升過(guò)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阻力。對(duì)于第次和

3、第次提升過(guò)程（）A. 礦車上升所用的時(shí)間之比為4 : 5宀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 : 502【解析】設(shè)第次所用時(shí)間為t,根據(jù)速度圖象的面積等于位移可得：t= 5to/2，所以第次和第次提升過(guò)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，F(xiàn) _mg二ma，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(guò)程的加速度a

4、1=:蟲，加速上升過(guò)程的牽引t0力F二ma mg,減速上升過(guò)程的加速度a?二一色，減速上升過(guò)程的牽引力F?二mq，mg,t0勻速運(yùn)動(dòng)過(guò)程的牽引力F3=mg第次提升過(guò)程做功W=mgvoto;第次提升過(guò)程做功W=mg voto;兩次做功相同，選項(xiàng) D 錯(cuò)誤?！敬鸢浮緼C卜三、對(duì)點(diǎn)速練1 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甲、W乙、W丙，則以下說(shuō)F/N F,F/N rvFmF/N0曲 j/mO甲A.B.Wf甲W =WbC.W=W= W 丙2.（多選）如圖所示，在離地面高為H處以水平速度vo拋出一質(zhì)量

5、為m的小球，經(jīng)時(shí)間t,小球離水平地面的高度變?yōu)椤敬餉D【解由動(dòng)能定理可知,mg H- h）=丘一氐，即E=氐+mgH- mgh丘一h圖象為一次函法正確的是（)【答案】BD .無(wú)法比較它們的大小丙參考面，不計(jì)空氣阻力）。777777777777777777777777777777777h,此時(shí)小球的動(dòng)能為丘，重力勢(shì)能為 昭選水平地面為零勢(shì)能31B 項(xiàng)錯(cuò)誤；又& =氐+2m&2,可知Et圖象為開口向上的拋物線， A 項(xiàng)正確；由數(shù)圖象,4重力勢(shì)能定義式有：&=一 12mgh巳一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=qgt，所以 巳=mc（H12Ct2），

6、所以&t圖象不是直線，C項(xiàng)錯(cuò)誤。3.（多選）質(zhì)量為 2 kg 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1的阻力恒為重力的 2,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= 10 m/s2,則（）A.汽車在 01 m 位移內(nèi)，牽引力是恒力，13 m 位移內(nèi)，牽引力是變力2B. 汽車位移為 0.5 m 時(shí)，加速度的大小a= 5 m/sC.汽車位移在 03 m 的過(guò)程中，牽引力的最大功率為20 10 WD.汽車位移在 03 m 的過(guò)程中，牽引力的平均功率為10 10 W【答案】BCD【解析】 根據(jù)公式W Fx可知，題中Wx圖象的斜率表示汽車牽引力的大小

7、，01 m 位移內(nèi)，牽引力F1= 20 N , 13 m 位移內(nèi)，牽引力F2= 10 N，所以 A 錯(cuò)誤；01 m 位移內(nèi)，a2=5 m/s , B 正確；01 m 位移內(nèi)，汽車做勻加速運(yùn)動(dòng),平均功率為P= 件 10 10 W, D 正確。4.（多選）如圖甲所示，質(zhì)量為 1 kg 的物體靜止在粗糙的水平地面上，在一水平外力f所做的功與物體位移的關(guān)系如圖乙所示，重力加速度13 m 位移內(nèi)，汽車受力平衡，做勻速運(yùn)動(dòng)，貝 U 速度剛達(dá)到最大時(shí)，牽引力功率最大，此時(shí)=20 10 W, C 正確；牽引力做的總功W40 J，時(shí)間V12ax1=10 m/s ,Pmax=F1V11 2t=11+12= s+

8、s業(yè)寸 102410s，F(xiàn)的作用下運(yùn)動(dòng)，外力F和物體克服摩擦力5【答案】ACD2 _g取 10 m/s。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 13 mC. 物體在前 3 m 運(yùn)動(dòng)過(guò)程中的加速度為3 m/s2D.x= 9 m時(shí)，物6【解析】由摩擦力做功的圖象可知， W=Umg-x= 20 J,解得：I =0.2,A 正確；由f=mg、,15=2 N,f-x=W=27 J 可得：x= 13.5 m B 錯(cuò)誤；又W=F-x，可解得：前 3 m 內(nèi)，F(xiàn)= 331N=5 N，由F-f=ma可得：a= 3 m/s2, C 正確；由動(dòng)能定理可得：Wfx= mV，解

9、得：x=9 m 時(shí)物體的速度v= 3 寸 2 m/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(guò)力和速度傳感器監(jiān)2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= 10 m/s，則下列說(shuō)法正確的是（）加速運(yùn)動(dòng)，已知A球向右運(yùn)動(dòng) 0.1 m 時(shí)速度大小為 3 m/s，則在此過(guò)程中繩對(duì)B球的拉力所2做的功為（取g= 10 m/s ）（）A. 物體的質(zhì)量 m= 0.5 kgB.物體與水平面間的動(dòng)摩擦因數(shù)卩=0.4C.第 2 s 內(nèi)物體克服摩擦力做的功W= 2 JD. 前 2 s 內(nèi)推力F做功的平均功率P= 3 W【答案】ABC【解析】由題圖甲、

10、乙可知，在 12 s，推力a= 2 m/s2,由牛頓運(yùn)動(dòng)定律可得，線運(yùn)動(dòng)，由平衡條件可知，F(xiàn)2= 3 N,物體做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，其加速度F2mg= ma在 23 s，推力F3= 2 N，物體做勻速直卩m=F3；聯(lián)立解得物體的質(zhì)量m= 0.5 kg，物體與水平面間的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2 s內(nèi)物體位移x= 1 m,克服摩擦力做的功體靜止，推力不做功；第 2 s 內(nèi)，推力做功W?J,前 2 s 內(nèi)推力F做功的平均功率P=6如圖所示，豎直平面內(nèi)放一直角桿用不可伸長(zhǎng)的輕繩相連的兩小球W=1mgx=2 J，選項(xiàng) C 正確；第 1 s 內(nèi)，由于物W=F2X

11、= 3 J，即前 2 s 內(nèi)推力F做功為W= 3 =2 W=1.5 W，選項(xiàng) D 錯(cuò)誤。MONOM水平、ON豎直且光滑，A和B分別套在OM和ON桿上，B球的A、B均處于靜止質(zhì)量為 m= 2 kg,在作用于A球的水平力F的作用下,狀態(tài)，此時(shí)OA=0.3 mOB=0.4 m 改變水平力F的大小，使A球向右7【答案】【解析】A球向右運(yùn)動(dòng) 0.1 m 時(shí)，由幾何關(guān)系得，B上升距離：h= 0.4 m 0.52-0.42m343=0.1 m，此時(shí)細(xì)繩與水平方向夾角0的正切值 tan0=4，則得 cos0= _, sin0= _,455由運(yùn)動(dòng)的合成與分解知識(shí)可知：VBsin0=VACOS0，可得VB=4 m

12、/s。以B球?yàn)檠芯繉?duì)象，由動(dòng)能定理得：WmghR；mv2,代入數(shù)據(jù)解得：W18 J，即繩對(duì)B球的拉力所做的功為 18J，故選 Co7.（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與斜面之間的動(dòng)摩擦因 數(shù)均為 卩。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(guò)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+（Icos0）12C.從釋放到A和B

13、達(dá)到最大速度v的過(guò)程中，彈簧對(duì)A所做的功等于 2“V+Mglsin0+Mglcos012D.從釋放到A和B達(dá)到最大速度v的過(guò)程中，B受到的合力對(duì)它做的功等于 2mv【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=（mMgsin0+卩（mMgcos0，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，mgjin0+卩mgpos0=ma得a=gsin0+卩gcos0，故 B 正確；從釋放到A和B達(dá)到最大速 度v的過(guò)程中，對(duì)AB整體，根據(jù)動(dòng)能定理得W彈（mMgLsin0-

14、卩（mM）gcos0L1212=2（mM）v,所以彈簧對(duì)A所做的功W彈=2（m+Mv+ （ m+MgLsin0+ 卩（mM）gcos0L,故 C 錯(cuò)誤；從釋放到A和B達(dá)到最大速度v的過(guò)程中，對(duì)于B,根據(jù)動(dòng)能定理得BA. 11 J16 J C . 18 J D . 9 J58一 12受到的合力對(duì)它做的功 叫=Ek=2mV,故D正確。&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(guò)程，根據(jù)測(cè)得的多組2 2V0和S,作出s-V0圖象如圖乙所示，滑塊與平臺(tái)間的動(dòng)摩擦因數(shù)為10 m/s2。/ 研人mT)

15、“I- - 1-U 12 22乙(1)求平臺(tái)離地的高度h及滑塊在平臺(tái)上滑行的距離d；(2)若將滑塊的質(zhì)量增大為原來(lái)的2 倍，滑塊從A點(diǎn)以 4 m/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。-amgd=；mV；mv2滑塊離開平臺(tái)后做平拋運(yùn)動(dòng)，則有:12h=2gts=Vt聯(lián)立以上二式得：s=Vo 4 卩hdg2h2h2由圖象得：圖象的斜率等于g,即：g= 0.2gg2212解得：h= 1 m且當(dāng)s= 0 時(shí)，v2= 12,代入式解得：d= 2 m。由得：V=2 m/s一12滑塊離開平臺(tái)后做平拋運(yùn)動(dòng)，則有：h=2gt得：t=2h=55s 滑塊滑離平臺(tái)后

16、落地時(shí)的速度為：v=V2+gt2= 2 6 m/s2f5落地點(diǎn)離平臺(tái)的水平距離s的大小為：s=Vt=m。0.3，重力加速度g=【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)能定甲99.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) 5 m 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= 0.4 m 連接處相切?，F(xiàn)將一質(zhì)量m=0.1 kg 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2側(cè)水平面間的動(dòng)摩擦因數(shù)卩=0.2，取g= 10 m/s。（1）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；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(wèn)A B之間的距離應(yīng)調(diào)整為多少?mg2m乜而W= Ep= 2 J解得：FN=6 N由牛頓第三定律可知，滑塊對(duì)軌道的壓力大小為6 N，方