[推荐学习]2019版高考物理二轮复习专题二功和能动量和能量专题突破练5动能定理机械能守恒定律功能关
专题突破练5 动能定理机械能守恒定律功能关系的应用(时间:45分钟满分:100分)一、选择题(共11小题,每小题6分,共66分。
在每小题给出的四个选项中,第1~5小题只有一个选项符合题目要求,第6~11小题有多个选项符合题目要求,全部选对的得6分,选对但不全的得3分,有选错或不答的得0分)1.(2018山东济宁期末)一物体被竖直上抛,已知抛起的初速度与回到抛出点时的速度的大小之比为k,物体在运动过程中所受的空气阻力大小不变,则空气阻力与重力之比为()A.kB.C.-D.-2.(2018江苏淮安、宿迁期中质检)如图所示,x轴在水平地面上,y轴在竖直方向。
图中画出了从y轴上不同位置沿x轴正向水平抛出的三个质量相等小球a、b和c的运动轨迹。
小球a从(0,2L)抛出,落在(2L,0)处;小球b、c从(L,0)抛出,分别落在(2L,0)和(L,0)处。
不计空气阻力,下列说法正确的是()A.b的初速度是a的初速度的两倍B.b的初速度是a的初速度的倍C.b的动能增量是c的动能增量的两倍D.a的动能增量是c的动能增量的倍3.(2018江苏徐州考前打靶)如图所示,在投球游戏中,小红坐在可升降的椅子上,向正前方的圆桶水平抛出篮球。
已知某次抛出点的实际高度为2.0 m,桶的高度为0.4 m,桶到抛出点的水平距离为1.6 m,篮球恰好落入桶内,篮球质量为500 g,小红对篮球做功约为()A.0.2 JB.2 JC.20 JD.200 J4.(2018四川攀枝花一模)一辆汽车在平直公路上匀速行驶,在t1时刻突然将汽车的功率减小一半,并保持该功率继续行驶,到t2时刻汽车又开始匀速行驶。
若汽车所受阻力保持不变,则从t1到t2的过程中,汽车的()A.速度增加,加速度减小B.速度减小,加速度增加C.速度减小,加速度减小D.速度增加,加速度增加5.(2018河南南阳期末)如图所示,固定在竖直平面内的圆管形轨道的外轨光滑,内轨粗糙。
一小球从轨道的最低点以初速度v0向右运动,球的直径略小于圆管的直径,球运动的轨道半径为R,空气阻力不计,重力加速度大小为g,下列说法一定正确的是()A.若v0<2,小球运动过程中机械能不可能守恒B.若v0=3,小球运动过程中机械能守恒C.若v0<小球不可能到达最高点D.若v0=2,小球恰好能到达最高点6.(2018山东临沂期中)如图所示,竖直平面内放一直角杆,杆的水平部分粗糙,杆的竖直部分光滑,两部分各套有质量均为1 kg的小球A和B,A、B间用细绳相连,A与水平杆之间的动摩擦因数μ=0.2,初始A、B均处于静止状态,已知:OA=3 m,OB=4 m。
若A球在水平拉力F的作用下向右缓慢地移动1 m(g取10 m/s2),那么该过程中()A.小球A受到的摩擦力大小为7.5 NB.小球B上升的距离为1 mC.拉力F做功为12 JD.拉力F做功为14 J7.(2018山东泰安期中)一物体在竖直方向的升降机中,由静止开始竖直向上做直线运动,运动过程中小球的机械能E与其上升高度h关系的图象如图所示,其中0~h1过程的图线为曲线,h1~h2过程中的图线为直线。
下列说法正确的是()A.0~h1过程中,升降机对小球的支持力一定做正功B.0~h1过程中,小球的动能一定在增加C.h1~h2过程中,小球的动能可能不变D.h1~h2过程中,小球重力势能可能不变8.(2018陕西西安一中一模)一赛车在平直赛道上以恒定功率加速,其功率为200 kW,设所受到的阻力不变,加速度a和速度的倒数的关系如图所示,则赛车()A.做匀加速直线运动B.质量为500 kgC.所受阻力大小为2 000 ND.速度大小为50 m/s时牵引力大小为3 000 N9.(2017河南中原联考)如图所示,一个质量为2m的甲球和一个质量为m的乙球,用长度为2R的轻杆连接,两个球都被限制在半径为R的光滑圆形竖直轨道上,轨道固定于水平地面。
初始时刻,轻杆竖直,且质量为2m的甲球在上方。
此时,受扰动两球开始运动,重力加速度为g,则下列说法正确的是()A.甲球下滑过程中减少的机械能总等于乙球增加的机械能B.甲球下滑过程中减少的重力势能总等于乙球增加的重力势能C.整个运动过程中甲球的最大速度为D.甲球运动到最低点前,轻杆对乙球一直做正功10.(2018四川攀枝花统考)物体由地面以120 J的初动能竖直向上抛出,当它从抛出至上升到某一点A的过程中,动能减少40 J,机械能减少10 J。
设空气阻力大小不变,以地面为零势能面,则物体()A.落回到地面时机械能为70 JB.到达最高点时机械能为90 JC.从最高点落回地面的过程中重力做功为60 JD.从抛出到落回地面的过程中克服摩擦力做功为60 J11.(2018江苏南京、盐城一模)如图所示,光滑细杆上套有两个质量均为m的小球,两球之间用轻质弹簧相连,弹簧原长为L,用长为2L的细线连结两球。
现将质量为M的物块用光滑的钩子挂在细线上,从细线绷直开始释放,物块向下运动。
则物块()A.运动到最低点时,小球的动能为零B.速度最大时,弹簧的弹性势能最大C.速度最大时,杆对两球的支持力为(M+2m)gD.运动到最低点时,杆对两球的支持力小于(M+2m)g二、计算题(本题共2个小题,共34分)12.(16分)(2018江苏徐州抽测)如图所示,轻质弹簧一端固定在墙壁上的O点,另一端自由伸长到A 点,OA之间的水平面光滑。
固定曲面在B处与水平面平滑连接。
AB之间的距离s=1 m。
质量m=0.2kg的小物块开始时静止在水平面上的B点,物块与水平面间的动摩擦因数μ=0.4。
现给物块一个水平向左v0=5 m/s的初速度,g取10 m/s2。
(1)求弹簧被压缩到最短时所具有的弹性势能E p;(2)求物块返回B点时的速度大小;(3)若物块能冲上曲面的最大高度h=0.2 m,求木块沿曲面上滑过程所产生的热量。
13.(18分)如图所示,左侧竖直墙面上固定半径为R=0.3 m的光滑半圆环,右侧竖直墙面上与圆环的圆心O等高处固定一光滑直杆。
质量为m a=100 g的小球a套在半圆环上,质量为m b=36 g的滑块b套在直杆上,二者之间用长为L=0.4 m的轻杆通过两铰链连接。
现将a从圆环的最高处由静止释放,使a沿圆环自由下滑,不计一切摩擦,a、b均视为质点,重力加速度g取10 m/s2。
求:(1)小球a滑到与圆心O等高的P点时的向心力大小;(2)小球a从P点下滑至杆与圆环相切的Q点的过程中,杆对滑块b做的功。
专题突破练5动能定理机械能守恒定律功能关系的应用一、选择题(共11小题,每小题6分,共66分。
在每小题给出的四个选项中,第1~5小题只有一个选项符合题目要求,第6~11小题有多个选项符合题目要求,全部选对的得6分,选对但不全的得3分,有选错或不答的得0分)1.C解析设物体的质量为m,空气阻力大小为f,上升的最大高度为h,根据动能定理得,上升过程:-(mg+f)h=0-,下降过程:(mg-f)h=mv2,由题意知:=k,联立解得:-,故选C。
2.B解析a、b的水平位移相同,但运动时间不同,根据t=可知,根据v0=可知,故A错误,B正确;bc的竖直位移相同,根据动能定理ΔE k=mgh可知,b的动能增量等于c的动能增量,选项C错误;a的竖直位移等于c的2倍,根据动能定理可知,a的动能增量等于c的2倍,选项D 错误;故选B。
3.B解析篮球做平抛运动,因为恰好落入桶中,故在水平方向上有x=v0t,即在竖直方向上有h=gt2,人对篮球做的功等于篮球抛出时具有的动能,W=mv2,故联立解得W=2 J,B正确。
4.C解析t1时刻之前功率为P,由于做匀速直线运动,所以牵引力F等于阻力f,当汽车的功率突然减小一半,由于速度来不及变化,根据P=Fv知,此时牵引力减小为原来的一半,则F'=<f。
此时a=-<0,即加速度a与运动方向相反,汽车开始做减速运动,速度减小。
根据=F'v可知速度减小又导致牵引力增大,根据牛顿第二定律知,加速度a=-减小,当牵引力增大到等于阻力时,加速度减小到0,又做匀速直线运动。
由此可知在t1~t2的这段时间内汽车的加速度逐渐减小,速度逐渐减小,故C正确。
5.B解析若小球上升到与圆心等高处时速度为零,此时小球只与外轨作用,不受摩擦力,只有重力做功,由机械能守恒定律得:=mgR,解得v0=<2当v0<,机械能是可以守恒的,故A错误;小球如果不挤压内轨,则小球到达最高点速度最小时,小球的重力提供向心力,由牛顿第二定律得:mg=m,由于小球不挤压内轨,则小球在整个运动过程中不受摩擦力作用,只有重力做功,机械能守恒,从最低点到最高点过程中,由机械能守恒定律得:mv2+mg·2R,解得:v0=,则小球要不挤压内轨,速度应大于等于,故B正确;如果内圆光滑,小球在运动过程中不受摩擦力,小球在运动过程中机械能守恒,如果小球运动到最高点时速度为零,由机械能守恒定律得:=mg·2R,解得:v0=2。
现在内壁粗糙,小球运动过程中一定受到摩擦力作用,故小球在到达最高点前速度已为零,不能到达最高点,故D错误;由D项分析可知,当2<v0<时,若小球的动能大于从最低点到最高点过程中重力和摩擦力做的功,则可以达到最高点,故C项错误。
6.BD解析对AB整体受力分析,受拉力F、重力G、支持力N、向左的摩擦力f和向左的弹力N1,如图,根据共点力平衡条件,有竖直方向:N=G1+G2,水平方向:F=f+N1,其中f=μN,解得N=(m1+m2)g=20 N,f=μN=0.2×20 N=4 N,A错误;移动前,绳长L==5 m,A球移动1 m后,OA=4 m,故OB长为L=- m=3 m,所以小球B上升1 m,B正确;对整体在整个运动过程中运用动能定理列式,得到W F-fs-m2gh=0,故有W F=fs+m2gh=4×1 J+1×10×1 J=14 J,C错误,D正确。
7.AC解析设支持力大小为F,由功能关系得Fh=E,所以E-h图象的斜率的绝对值等于小球所受支持力的大小,从图中可知机械能增大,所以升降机对小球的支持力做正功,由图可知在0~h1内斜率的绝对值逐渐减小,故在0~h1内小球所受的支持力逐渐减小。
所以开始先加速运动,当支持力减小后,可能做匀速运动,也可能会减速,A正确、B错误;由于小球在h1~h2内E-h图象的斜率不变,所以小球所受的支持力保持不变,故物体可能做匀速运动,动能不变,C正确;由于小球在h1~h2内高度增大,重力势能随高度的增大而增大,所以重力势能增大,故D错误。
8.BC解析由题图可知,加速度变化,故做变加速直线运动,选项A错误;对赛车受力分析,受重力、支持力、牵引力和摩擦力,根据牛顿第二定律,有:F-f=ma,其中:F=,联立得:a=,以恒定功率加速时,当赛车的速度最大时,加速度为零,故结合图象可以知道,a=0时,=0.01,v=100 m/s,所以最大速度为100 m/s,由图象可知:-=-4,0=,解得:m=500 kg,f=2×103 N,选项BC正确;由P=Fv可知,F= N=4 000 N,选项D错误。
2019年高三物理二轮专项检测(最新重点题汇编)专项五功功率与动能定理(全解析)
2019年高三物理二轮专项检测（最新重点题汇编）专项五功功率与动能定理（全解析）注意事项：认真阅读理解，结合历年的真题，总结经验，查找不足！重在审题，多思考，多理解！无论是单选、多选还是论述题，最重要的就是看清题意。
在论述题中，问题大多具有委婉性，尤其是历年真题部分，在给考生较大发挥空间的同时也大大增加了考试难度。
考生要认真阅读题目中提供的有限材料，明确考察要点，最大限度的挖掘材料中的有效信息，建议考生答题时用笔将重点勾画出来，方便反复细读。
只有经过仔细推敲，揣摩命题老师的意图，积极联想知识点，分析答题角度，才能够将考点锁定，明确题意。
特别说明：因时间关系，本资料试题未经校对流程，使用时请注意。
1、【2018•江西检测】如下图，质量为m 的物体在与水平方向成θ的恒力F 作用下以加速度a 做匀加速度直线运动，物体和地面间的动摩擦因数为μ，物体在地面上运动距离为x 的过程中力F 做功为〔〕 A 、μmgx B 、()θμx μg a m tan 1-+C 、()θμx μg a m tan 1+-D 、θμμmgxtan 1+【答案】B【解析】以物体为研究对象，竖直方向有N sin F mg θF =+，水平方向有ma μF θF =-N cos ，联立解得()θμθμg a m F sin cos -+=，在此过程中F 做功()θμxμg a m θFx W tan 1cos -+==，故正确选项为B 。
2、【2018•江苏调考】小明同学骑电动自行车沿平直公路行驶，因电瓶“没电”，故改用脚蹬车匀速前行。
设小明与车的总质量为100kg ，骑行过程中所受阻力恒为车和人总重的0.02倍，g 取l0m/s 2。
通过估算可知，小明骑此电动车做功的平均功率最接近 A 、10WB 、100WC 、300WD 、500W 【答案】B【解析】由P=Fv 可知，要求骑车人的功率，一要知道骑车人的动力，二要知道骑车人的速度，前者由于自行车匀速行驶，由二力平衡的知道可和F=f=20N ，后者对于骑车人的速度我们应该有一个定性估测，约为5m/s ，所以205100P Fv W W ==⨯=、3、【2018•广东潮州期末】错误！未指定书签。
2019届高考物理二轮复习第二部分热点训练五动量和能量2
热点五 动量和能量能量观点是解决力学问题的重要途径之一，功能关系(含动能定理和机械能守恒定律)是近几年高考理科综合物理命题的焦点，选择题、计算题中均有体现，试题灵活性强，难度较大，能力要求高，且经常与牛顿运动定律、圆周运动、电磁学等知识综合命题。
冲量和动量作为选修3－5的热点考核内容，考查频率特别高，现在作为必考内容后，其内容充实了力学解题的思路，在力学中的地位也日益显现出来，随着新课改的逐步推进，其冲量和动量的考查也会日渐重要。
考向一 与弹簧相关的功能关系竖直平面内有一14光滑椭圆轨道，如图1所示，一轻弹簧一端固定在椭圆的中心O ，另一端系一小球，小球套在光滑椭圆轨道上。
在Q 点安装一光电计时器，已知OP 是椭圆的半短轴，长度为a ，OQ 是椭圆的半长轴，长度为b ，轻弹簧的原长等于a ，小球的直径为d ，质量为m ，轻弹簧形变量为x 时，其弹性势能可表示为E p ＝12kx 2(轻弹簧始终在弹性限度内，k 为轻弹簧的劲度系数)。
小球从图中P 点由静止释放，经过Q 处光电计时器时的挡光时间为t ，下列说法正确的是图1A ．小球到达Q 点时的动能等于mgbB ．小球到达Q 点时弹簧的弹性势能为12kb 2C ．小球从P 点运动到Q 点的过程中弹簧弹力不做功D ．该轻弹簧的劲度系数k ＝2mgb (b －a )2－md2(b －a )2t2[解析] 小球到达Q 点时弹簧的弹性势能为12k (b －a )2，由功能关系可知，小球到达Q点时的动能等于mgb －12k (b －a )2，选项A 、B 错误；小球到达Q 点时的速度v ＝d t ，小球到达Q 点时的动能E k ＝12mv 2＝md22t2，由功能关系可知，小球从P 点运动到Q 点的过程中克服弹簧弹力做的功W ＝E p ＝mgb －md 22t 2，C 错误；由功能关系可知12k (b －a )2＝mgb －md 22t 2，解得k ＝2mgb (b －a )2－md 2(b －a )2t2，D 正确。
2019年高考物理冲刺大二轮练习：专题二 能量与动量 专题跟踪训练5 Word版含解析
专题跟踪训练(五)一、选择题1．(2018·贵阳市高三监测)(多选)如图所示，位于水平面上的同一物体在恒力F1的作用下，做速度为v1的匀速直线运动；在恒力F2的作用下，做速度为v2的匀速直线运动，已知F1和F2的功率相同．则可能有()A．F1＝F2，v1<v2B．F1＝F2，v1>v2C．F1<F2，v1<v2D．F1>F2，v1>v2[解析]设F1与水平面间的夹角为α，根据题述，F1与F2的功率相同，则有F1v1cosα＝F2v2.若F1＝F2，则有v1cosα＝v2，即v1>v2；若F1>F2且v1>v2，F1v1cosα＝F2v2可能成立，选项BD正确，A错误．若F1<F2且v1<v2，则F1v1cosα＝F2v2肯定无法成立，选项C错误．[答案]BD2．(2018·襄阳市高三调研)如图1所示，物体受到水平推力F的作用在粗糙水平面上做直线运动．监测到推力F、物体速度v随时间t变化的规律如图2、3所示，g＝10 m/s2，则()A．第1 s内推力做的功为1 JB．第2 s内物体克服摩擦力做的功W＝2 JC．第1.5 s时推力F做功的功率为2 WD．第2 s内推力F做功的平均功率P－＝1.5 W[解析]由题图3可知，第1 s内物体的速度为零，故位移为零，推力不做功，A错误；第2 s内推力为3 N，第3 s内推力为2 N且物体做匀速直线运动，则可知摩擦力f＝2 N，物体第2 s内的位移x＝1 m，则克服摩擦力所做的功W＝fx＝2 J，B正确；第1.5 s时推力为3 N，速度v＝1 m/s，则推力F做功的功率P＝3×1 W＝3 W，C错误；第2 s内推力F做功的平均功率P－＝F v－＝3 W，D错误．[答案] B3．(2018·江苏卷)(多选)如图所示，轻质弹簧一端固定，另一端连接一小物块，O点为弹簧在原长时物块的位置．物块由A点静止释放，沿粗糙程度相同的水平面向右运动，最远到达B点．在从A 到B的过程中，物块()A．加速度先减小后增大B．经过O点时的速度最大C．所受弹簧弹力始终做正功D．所受弹簧弹力做的功等于克服摩擦力做的功[解析]物块在从A到B的运动过程中，弹簧对物块的弹力先大于摩擦力后小于摩擦力，其所受合外力先减小后增大，根据牛顿第二定律，物块的加速度先减小后增大，选项A正确；物块受到弹簧的弹力等于摩擦力时速度最大，此位置一定位于A、O之间，选项B错误；物块所受弹簧的弹力先做正功后做负功，选项C 错误；对物块从A 到B 的运动过程，由动能定理可知，物块所受弹簧弹力做的功等于克服摩擦力做的功，选项D 正确．[答案] AD4．(2018·四川重点中学检测)(多选)质量为m 1的小环A 套在光滑的直角杆上，MN 部分竖直，小环A 与物块B 用细绳连接，如图所示．物块B 的质量为m 2，小环A 在M 点由静止释放，MN 间距为h ，ON 水平，OM 与竖直方向夹角为θ，则有( )A ．小环A 运动到N 点时，小环A 的速度为零B ．小环A 运动到N 点时，物块B 的速度为零C ．小环A 运动到N 点时，小环A 的速度为2[m 2(1－sin θ)－m 1]gh m 1cos θD ．小环A 从M 点运动到N 点的过程中，绳的拉力对A 做的功为m 2gh (1－sin θ)cos θ[解析] 小环A 到达N 点时由速度的合成与分解可知，竖直速度v 1不为零，水平速度v 2为零，即B 的速度为零，故A 错误，B 正确；由题图中几何关系可得：MO ＝h cos θ，NO ＝h tan θ，以AB 为整体，由动能定理可知：－m 1gh ＋m 2gh ⎝ ⎛⎭⎪⎫1cos θ－tan θ＝12m 1v 2，v ＝2[m 2(1－sin θ)－m 1cos θ]gh m 1cos θ，故C 错误；对A 由动能定理可知：W －m 1gh ＝12m 1v 2－0，代入解得：W ＝m 2gh (1－sin θ)cos θ，故D 正确，故选BD.[答案] BD5．(2018·山东淄博摸底考试)如图所示，质量为m 的物体P 以初速度v 在水平面上运动，运动x 距离后与一固定的橡皮泥块Q 相碰撞(碰后物体静止)．已知物体运动时所受到的水平面的阻力大小恒为f ，则下列说法正确的是( )A ．水平面阻力做的功为fxB ．物体克服水平面阻力做的功为－fxC ．橡皮泥块对物体做的功为fx －12m v 2 D ．物体克服橡皮泥块的阻力做的功为12m v 2＋fx [解析] 根据功的定义式，物体P 受到的水平面的阻力做的功W 1＝fx cos180°＝－fx ，选项A 错误；物体克服水平面阻力做的功W 2＝－W 1＝fx ，选项B 错误；设橡皮泥块对物体做的功为W 3，根据动能定理，有W 1＋W 3＝0－12m v 2，解得W 3＝fx －12m v 2，选项C 正确；物体克服橡皮泥块的阻力做的功为W 4＝－W 3＝－⎝ ⎛⎭⎪⎫fx －12m v 2＝12m v 2－fx ，选项D 错误．[答案] C6．(2018·潍坊模拟)质量为m＝2 kg的物体沿水平面向右做直线运动，t＝0时刻受到一个水平向左的恒力F，如图甲所示，此后物体的v－t图象如图乙所示，取水平向右为正方向，g取10 m/s2，则()A．物体与水平面间的动摩擦因数为μ＝0.5B．10 s末恒力F的瞬时功率为6 WC．10 s末物体在计时起点左侧4 m处D．0～10 s内恒力F做功的平均功率为0.6 W[解析]由题图乙可知0～4 s内的加速度：a1＝84m/s2＝2 m/s2，可得：F＋μmg＝ma1；4～10 s内的加速度：a2＝66m/s2＝1 m/s2，可得：F－μmg＝ma2；解得：F＝3 N，μ＝0.05，选项A错误；10 s末恒力F的瞬时功率为P10＝F|v10|＝3×6 W＝18 W，选项B错误；0～4 s内的位移x1＝12×4×8 m＝16 m,4～10 s内的位移x2＝－12×6×6m＝－18 m，x＝x1＋x2＝－2 m，故10 s末物体在计时起点左侧2 m处，选项C错误；0～10 s内恒力F做功的平均功率为P－＝F|x|t＝3×210W＝0.6 W，选项D正确．[答案] D7．(2018·河北名校联盟)质量为m 的汽车在平直路面上启动，启动过程的速度—时间图象如图所示，从t 1时刻起汽车的功率保持不变，整个运动过程中汽车所受阻力恒为F f ，则( )A ．0～t 1时间内，汽车的牵引力等于m v 1t 1B ．t 1～t 2时间内，汽车的功率等于F f v 1C ．汽车运动的最大速度等于⎝ ⎛⎭⎪⎫m v 1F f t 1＋1v 1 D ．t 1～t 2时间内，汽车的平均速度小于v 1＋v 22[解析] 由题图可知，汽车运动的最大速度为v 2，则有P ＝F f v 2.在0～t 1时间内，汽车做匀加速直线运动，加速度大小为a ＝v 1t 1，由牛顿第二定律可得F －F f ＝ma ，汽车的牵引力F ＝F f ＋ma ＝F f ＋m v 1t 1，选项A 错误；t 1～t 2时间内，汽车的功率保持不变，汽车功率P ＝F f v 2，选项B 错误；题图上A 点和B 点都对应汽车功率P ＝F v 1＝F f v 2，而F ＝F f ＋m v 1t 1，联立解得v 2＝⎝ ⎛⎭⎪⎫m v 1F f t 1＋1v 1，选项C 正确；根据速度—时间图象的面积表示位移，t 1～t 2时间内，汽车的位移为曲边梯形ABt 2t 1的面积，汽车的平均速度大于v 1＋v 22，选项D 错误．[答案] C8．(2018·江西十校联考)(多选)一物体静止在粗糙水平面上，某时刻受到一沿水平方向的恒定拉力作用开始沿水平方向做直线运动，已知在第1 s内合力对物体做的功为45 J，在第1 s末撤去拉力，物体整个运动过程的v－t图象如图所示，g取10 m/s2，则()A．物体的质量为5 kgB．物体与水平面间的动摩擦因数为0.1C．第1 s内摩擦力对物体做的功为60 JD．第1 s内拉力对物体做的功为60 J[解析]由动能定理有W合＝m v22，第1 s末速度v＝3 m/s，解出m＝10 kg，故A错误；撤去拉力后物体的位移x2＝12×3×3 m＝4.5 m，由动能定理可得：－fx2＝0－12m v2，可解得：f＝10 N，又f＝μmg，解出μ＝0.1，故B正确；第1 s内物体的位移x1＝1.5 m，第1 s内摩擦力对物体做的功W＝－fx1＝－15 J，故C错误；由Fx1－f(x1＋x2)＝0，可得F＝40 N，所以第1 s内拉力对物体做的功W′＝Fx1＝60 J，故D正确．[答案]BD9.如图所示，固定斜面倾角为θ，整个斜面分为AB、BC两段，且BC＝1.5AB.小物块P(可视为质点)与AB、BC两段斜面之间的动摩擦因数分别为μ1、μ2.已知小物块P从A点由静止释放，恰好能滑动到C点而停下，则θ、μ1、μ2间应满足的关系是()A．tanθ＝2μ1＋3μ25B．tanθ＝2μ1＋μ23C．tanθ＝2μ1－μ2D．tanθ＝2μ2－μ1[解析]由A点释放恰好能滑动到C点，小物块P受重力、支持力、滑动摩擦力作用．设斜面AC长为L，则AB＝25L，BC＝35L.对全过程，根据动能定理有mgL sinθ－μ1mg cosθ×25L－μ2mg cosθ×35L＝0，得tanθ＝2μ1＋3μ25.[答案] A10. (2018·辽宁五校联考)某物体的质量为5 kg，在力F作用下沿x轴做直线运动，力F随坐标x的变化情况如图所示．物体在x＝0处，速度为1 m/s，不计一切摩擦，则物体运动到x＝16 m处时，速度大小为()A．2 2 m/s B．3 m/s C．4 m/s D.17 m/s[解析]由图象可知变力F做的正功W1＝10×4 J＋10×4×1 2J＝60 J，变力F做的负功大小W2＝10×4×12J＝20 J，由动能定理得：W1－W2＝12m v22－12m v21，代入数据解得：v2＝17 m/s，故D正确．[答案] D二、非选择题11．(2018·临沂二模)如图所示，倾角θ＝45°的粗糙平直导轨AB 与半径为R的光滑圆环轨道相切，切点为B，整个轨道处在竖直平面内．一质量为m的小滑块(可以看作质点)从导轨上离地面高为h＝3R的D处无初速度下滑进入圆环轨道．接着小滑块从圆环最高点C 水平飞出，恰好击中导轨上与圆心O等高的P点，不计空气阻力，已知重力加速度为g.求：(1)滑块运动到圆环最高点C时的速度大小；(2)滑块运动到圆环最低点时对圆环轨道压力的大小；(3)滑块在斜面轨道BD间运动的过程中克服摩擦力做的功．[解析] (1)小滑块从C 点飞出后做平抛运动，设水平速度为v 0.竖直方向上：R ＝12gt 2 水平方向上：2R ＝v 0t解得：v 0＝gR .(2)设小滑块在最低点时速度为v ，由动能定理得：－mg ·2R ＝12m v 20－12m v 2 解得：v ＝5gR在最低点由牛顿第二定律得：F N －mg ＝m v 2R解得：F N ＝6mg由牛顿第三定律得：F N ′＝6mg .(3)从D 到最低点过程中，设DB 过程中克服摩擦阻力做功W f ，由动能定理得：mgh －W f ＝12m v 2－0 解得：W f ＝12mgR . [答案] (1)gR (2)6mg (3)12mgR 12．(2018·广东湛江四校联考)一半径为R ＝1 m 、圆心角等于143°的竖直圆弧形光滑轨道与斜面AB 相切于B 点，圆弧轨道的最高点为M ，斜面倾角θ＝37°，如图甲所示．t ＝0时，有一物块(可视为质点)从A 点以8 m/s 的初速度沿斜面上滑，其在斜面上运动的速度变化规律如图乙所示，若物块恰能通过M 点，g 取10 m/s 2，sin37°＝0.6，cos37°＝0.8，求：(计算结果可以保留根号)(1)物块与斜面间的动摩擦因数．(2)物块经过M 点的速度大小．(3)斜面AB 的长度．[解析] (1) 设物块的质量为m ，由题图乙可知，物块在斜面上运动时，加速度大小为a ＝10 m/s 2，方向沿斜面向下，由牛顿第二定律得mg sin37°＋μmg cos37°＝ma解得μ＝0.5.(2)设物块恰好能到达M 点时的速度大小为v M ，则有mg ＝m v 2M R解得v M ＝gR ＝10 m/s.(3)设斜面长度为L ，物块从A 点运动到M 点的过程中，由动能定理得－mgL (sin37°＋μcos37°)－mgR (1＋cos37°)＝12m v 2M －12m v 2A 解得L ＝0.9 m.[答案] (1)0.5 (2)10 m/s (3)0.9 m。
2019高考物理大二轮复习 阶段训练2 功和能 动量
阶段训练(二) 功和能动量(时间:45分钟满分: 100分)一、选择题(本题共8小题,每小题7分,共56分。
在每小题给出的四个选项中,1~5题只有一个选项符合题目要求,6~8题有多个选项符合题目要求。
全部选对的得7分,选对但不全的得4分,有选错的得0分)1.(2018·全国卷Ⅰ)高铁列车在启动阶段的运动可看作初速度为零的匀加速直线运动。
在启动阶段,列车的动能()A.与它所经历的时间成正比B.与它的位移成正比C.与它的速度成正比D.与它的动量成正比2.小球P和Q用不可伸长的轻绳悬挂在天花板上,P球的质量大于Q球的质量,悬挂P球的绳比悬挂Q球的绳短。
将两球拉起,使两绳均被水平拉直,如图所示。
将两球由静止释放。
在各自轨迹的最低点,()A.P球的速度一定大于Q球的速度B.P球的动能一定小于Q球的动能C.P球所受绳的拉力一定大于Q球所受绳的拉力D.P球的向心加速度一定小于Q球的向心加速度3.如图所示,水平传送带两端点A、B间的距离为l。
若传送带处于静止状态,把一个小物块放到右端的A点,某人用恒定的水平拉力F1使小物块以速度v1匀速滑到左端的B点。
若传送带的上表面以v2的速度匀速向左运动,此人用水平恒力F2拉物块,使物块以相对于传送带为v1的速度从A滑到B,下列说法正确的是()A.F2大于F1B.F2做的功等于F1做的功C.F2的功率等于F1的功率D.两种情况下物块与皮带之间因摩擦而产生的热量相同4.如图所示,竖直平面内的轨道Ⅰ和Ⅱ都由两段细直杆连接而成,两轨道长度相等,用相同的水平恒力将穿在轨道最低点B的静止小球,分别沿Ⅰ和Ⅱ推至最高点A,所需时间分别为t1、t2,动能增量分别为ΔE k1、ΔE k2。
假定球在经过轨道转折点前后速度大小不变,且球与Ⅰ和Ⅱ轨道间的动摩擦因数相等,则()2A.ΔE k1>ΔE k2,t 1>t 2B.ΔE k1=ΔE k2,t 1>t 2C.ΔE k1>ΔE k2,t 1<t 2D.ΔE k1=ΔE k2,t 1<t 25.质量为10 kg 的物体,在变力F 的作用下沿x 轴做直线运动,力F 随坐标x 的变化情况如图所示。
2019届高考物理二轮复习第一部分专题二能量与动量第一讲功和能课件
中拉力F做功为
()
A．4 J
B．6 J
C．10 J
D．14 J
解析
考点二 动能定理的应用
情景新颖、过程复杂、知识综合性强(如诊断卷第6题) 等是本考点高考命题的典型特点，考生失分的原因不是不 会做，而是不会“分步”做，这个“分步”就是按照一定 流程认真做好运动分析和过程分析，再根据动能定理结合 其他力学规律列出方程，进而分步解决问题。建议对本考 点重点攻坚。
(四)突破三类连接体模型
求解连接体问题的方法是先找到两物体的速度关系，从而确 定系统动能的变化，其次找到两物体上升或下降的高度关系，从 而确定系统重力势能的变化，然后按照系统动能的增加量(减少 量)等于重力势能的减少量(增加量)列方程求解。其中寻找两物体 的速度关系是求解问题的关键。连接体一般可分为三种：
()
A．如果仅改变木板下落的高度，使其从2h高度落下，物
块下滑的长度将为2l
B．如果仅改变木板对物块的压力，使其变为原来一半，
物块下滑的长度将大于2l
C．如果仅改变物块的质量，使其变为原来2倍，物块
下滑的距离将为2l
D．如果仅改变木板的质量，使其变为原来一半，物块
下滑距离将大于2l
解析：设物块受到的滑动摩擦力为f，根据动能定理，有
W (1)平均功率：P＝ t 。 (2)瞬时功率：P＝ Fvcos α 。 (3)应用：机车启动，P＝ Fv 。
(二)解题思维运用好
1．求总功W时，可以先求出合力，再求总功(合力应为恒力)； 也可采用分段法分别求出各阶段力做的功，总功就等于这些功的代
数和；还可以根据动能定理求解，如诊断卷第2题，设物块在t＝0
(一)判断机械能守恒的两个角度 1．若只有物体重力和弹簧弹力做功，则物体和弹簧组成
2019高考物理大二轮优选新题：专题二 功和能 动量 专题能力训练5 Word版含答案
专题能力训练5功功率动能定理(时间:45分钟满分:100分)一、选择题(本题共8小题,每小题8分,共64分。
在每小题给出的四个选项中,1~5题只有一个选项符合题目要求,6~8题有多个选项符合题目要求。
全部选对的得8分,选对但不全的得4分,有选错的得0分)1.(2018·全国卷Ⅱ)如图所示,某同学用绳子拉动木箱,使它从静止开始沿粗糙水平路面运动至具有某一速度。
木箱获得的动能一定()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2.如图所示,一倾角为45°的粗糙斜面与粗糙水平轨道平滑对接,有一质量为m的物体由斜面的A点静止滑下,物体与斜面和地面间的动摩擦因数相同。
已知A距离地面的高度为4 m,当物体滑至水平地面的C点时速度恰好为0,且B、C距离为4 m。
若将BC水平轨道抬起,与水平面间夹角为30°,其他条件不变,则物体能沿BD斜面上升的最大高度为()A.(8-4) mB.(8-2) mC. mD.8 m3.下列各图是反映汽车从静止开始匀加速启动,最后做匀速运动的过程中,其速度随时间以及加速度、牵引力和功率随速度变化的图象,(汽车运动过程中所受阻力恒定)其中不正确的是()4.如图所示,跳水运动员最后踏板的过程可以简化为下述模型:运动员从高处落到处于自然状态的跳板(A位置)上,随跳板一同向下运动到最低点(B位置)。
对于运动员从开始与跳板接触到运动至最低点的过程中,下列说法正确的是()A.运动员到达最低点时,其所受外力的合力为0B.在这个过程中,运动员的动能一直在减小C.在这个过程中,跳板的弹性势能一直在增加D.在这个过程中,运动员所受重力对她做的功大于跳板的作用力对她做的功5.某同学参加学校运动会立定跳远项目比赛,起跳直至着地过程如图所示。
测量得到比赛成绩是2.5 m,目测空中脚离地最大高度约0.8 m,忽略空气阻力,则起跳过程该同学所做功约为()A.65 JB.350 JC.700 JD.1 250 J6.在离水平地面h高处将一质量为m的小球水平抛出,在空中运动的过程中所受空气阻力大小恒为F f,落地前瞬间小球距抛出点的水平距离为x,速率为v,那么,在小球运动的过程中()A.重力做的功为mghB.克服空气阻力做的功为F f·C.落地时,重力的瞬时功率为mgvD.重力势能和机械能都逐渐减少7.右图为牵引力F和车速倒数的关系图象。
2019版高考物理二轮复习专题二功和能动量和能量第1讲动能定理机械能守恒定律功能关系的应用课件
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【命题规律研究及预测】 分析高考试题可以看出,动能定理是 高考的重点,经常与直线运动等综合起来进行考查。功能关系也是 高考的重点,更是高考的热点。题型一般为选择题或计算题。 在2019年的备考过程中要重视动能定理和功能关系的复习。
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考点一
考点二
考点三
功、功率、机车启动及相关图象问题的分析 题型1 功、功率及相关图象问题(H) 规律方法 计算功和功率时应注意的两个问题 1.功的计算 (1)恒力做功一般用功的公式或动能定理求解。 (2)变力做功一般用动能定理或图象法求解,用图象法求外力做功 时应注意横轴和纵轴分别表示的物理意义。 2.功率的计算 (1)明确是求瞬时功率还是平均功率。 ������ (2) P= 侧重于平均功率的计算,P=Fvcos α(α为F和v的夹角)侧 ������ 重于瞬时功率的计算。要注意P=Fvcos α可理解成力F的瞬时功率 等于该力乘以该力方向上的瞬时速度。
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考点一
考点二
考点三
思维点拨根据功的公式W=Fx分析可知,在OA段和AB段物体受到恒 力的作用,并且图象的斜率表示的是物体受到的力的大小,由此可 以判断物体受到的拉力的大小,再由功率的公式可以判断功率的大 小。
分
讲
考点及题型 考点一 动量、冲量、动 量定理(L) 考点二 动量守恒定律 及应用(H) 考点三 动量与能量的 综合应用(M)
考题统计 2017 卷Ⅲ20 2017 卷Ⅰ14;2017 卷Ⅱ15 2018 卷Ⅱ15
2019 考情 预测
第2讲 动量和 能量观 点的应 用
分
讲 考点及题型 考点一 综合应用动 力学方法和能量观点 解决多过程问题(H) 考点二 力学三 大观点 的综合 应用 (H) 题型 1 阻 力作用与能 量耗散模型 问题 题型 2 用 力学三大观 点综合解决 问题
2019届《新步步高》物理二轮专题复习与增分策略专题突破习题：专题5 动力学 动量和能量观点的综合应用(1)
专题定位本专题综合应用动力学、动量和能量的观点来解决物体运动的多过程问题.本专题是高考的重点和热点，命题情景新，联系实际密切，综合性强，侧重在计算题中命题，是高考的压轴题.应考策略本专题在高考中主要以两种命题形式出现：一是综合应用动能定理、机械能守恒定律和动量守恒定律，结合动力学方法解决多运动过程问题；二是运用动能定理和能量守恒定律解决电场、磁场内带电粒子运动或电磁感应问题.由于本专题综合性强，因此要在审题上狠下功夫，弄清运动情景，挖掘隐含条件，有针对性的选择相应的规律和方法.1.动量定理的公式Ft＝p′－p除表明两边大小、方向的关系外，还说明了两边的因果关系，即合外力的冲量是动量变化的原因.动量定理说明的是合外力的冲量与动量变化的关系，反映了力对时间的累积效果，与物体的初、末动量无必然联系.动量变化的方向与合外力的冲量方向相同，而物体在某一时刻的动量方向跟合外力的冲量方向无必然联系.动量定理公式中的F是研究对象所受的包括重力在内的所有外力的合力，它可以是恒力，也可以是变力，当F为变力时，F应是合外力对作用时间的平均值.2.动量守恒定律(1)内容：一个系统不受外力或者所受外力之和为零，这个系统的总动量保持不变.(2)表达式：m1v1＋m2v2＝m1v1′＋m2v2′；或p＝p′(系统相互作用前总动量p等于相互作用后总动量p′)；或Δp＝0(系统总动量的增量为零)；或Δp1＝－Δp2(相互作用的两个物体组成的系统，两物体动量的增量大小相等、方向相反).(3)守恒条件①系统不受外力或系统虽受外力但所受外力的合力为零.②系统合外力不为零，但在某一方向上系统合力为零，则系统在该方向上动量守恒.③系统虽受外力，但外力远小于内力且作用时间极短，如碰撞、爆炸过程.3.解决力学问题的三个基本观点(1)力的观点：主要是牛顿运动定律和运动学公式相结合，常涉及物体的受力、加速度或匀变速运动的问题.(2)动量的观点：主要应用动量定理或动量守恒定律求解，常涉及物体的受力和时间问题，以及相互作用物体的问题.(3)能量的观点：在涉及单个物体的受力和位移问题时，常用动能定理分析；在涉及系统内能量的转化问题时，常用能量守恒定律.1.力学规律的选用原则(1)单个物体：宜选用动量定理、动能定理和牛顿运动定律.若其中涉及时间的问题，应选用动量定理；若涉及位移的问题，应选用动能定理；若涉及加速度的问题，只能选用牛顿第二定律.(2)多个物体组成的系统：优先考虑两个守恒定律，若涉及碰撞、爆炸、反冲等问题时，应选用动量守恒定律，然后再根据能量关系分析解决.2.系统化思维方法，就是根据众多的已知要素、事实，按照一定的联系方式，将其各部分连接成整体的方法.(1)对多个物理过程进行整体思维，即把几个过程合为一个过程来处理，如用动量守恒定律解决比较复杂的运动.(2)对多个研究对象进行整体思维，即把两个或两个以上的独立物体合为一个整体进行考虑，如应用动量守恒定律时，就是把多个物体看成一个整体(或系统).解题方略1.弹性碰撞与非弹性碰撞碰撞过程遵从动量守恒定律.如果碰撞过程中机械能守恒，这样的碰撞叫做弹性碰撞；如果碰撞过程中机械能不守恒，这样的碰撞叫做非弹性碰撞.2.应用动量守恒定律的解题步骤(1)明确研究对象(系统包括哪几个物体及研究的过程)；(2)进行受力分析，判断系统动量是否守恒(或某一方向上动量是否守恒)；(3)规定正方向，确定初、末状态动量；(4)由动量守恒定律列式求解；(5)必要时对结果进行讨论.例1如图1所示，光滑水平面上有一质量为m＝1 kg的小车，小车右端固定一水平轻质弹簧，弹簧左端连接一质量为m0＝1 kg的物块，物块与上表面光滑的小车一起以v0＝5 m/s的速度向右匀速运动，与静止在光滑水平面上、质量为M＝4 kg的小球发生弹性正碰，若碰撞时间极短，弹簧始终在弹性限度内.求：(1)碰撞结束时，小车与小球的速度；(2)从碰后瞬间到弹簧被压至最短的过程，弹簧弹力对小车的冲量大小.图1解析 (1)设碰撞后瞬间小车的速度大小为v 1，小球的速度大小为v ，由动量守恒及机械能守恒有：m v 0＝M v ＋m v 1 12m v 20＝12m v 21＋12M v 2 解得v 1＝m －Mm ＋M v 0＝－3 m/s ，小车速度方向向左.v ＝2m m ＋M v 0＝2 m/s ，小球速度方向向右. (2)当弹簧被压缩到最短时，物块与小车有共同进度， 设小车的速度大小为v 2，根据动量守恒定律有： m 0v 0＋m v 1＝(m 0＋m )v 2，解得v 2＝1 m/s.设碰撞后瞬间到弹簧最短的过程，弹簧弹力对小车的冲量大小为I ，根据动量定理有I ＝m v 2－m v 1，解得I ＝4 N·s.答案 (1)小车：3 m/s ，方向向左 小球：2 m/s ，方向向右 (2)4 N·s预测1 (2019·全国乙卷·35(2))某游乐园入口旁有一喷泉，喷出的水柱将一质量为M 的卡通玩具稳定地悬停在空中.为计算方便起见，假设水柱从横截面积为S 的喷口持续以速度v 0竖直向上喷出；玩具底部为平板(面积略大于S )；水柱冲击到玩具底板后，在竖直方向水的速度变为零，在水平方向朝四周均匀散开.忽略空气阻力.已知水的密度为ρ，重力加速度大小为g .求： (1)喷泉单位时间内喷出的水的质量；(2)玩具在空中悬停时，其底面相对于喷口的高度. 答案 (1)ρv 0S (2)v 202g －M 2g 2ρ2v 20S2解析 (1)在刚喷出一段很短的Δt 时间内，可认为喷出的水柱保持速度v 0不变. 该时间内，喷出水柱高度Δl ＝v 0Δt ① 喷出水柱质量Δm ＝ρΔV ②其中ΔV 为水柱体积，满足ΔV ＝ΔlS ③由①②③可得：喷泉单位时间内喷出的水的质量为 ΔmΔt＝ρv 0S . (2)设玩具底面相对于喷口的高度为h由玩具受力平衡得F 冲＝Mg ④ 其中，F 冲为水柱对玩具底面的作用力 由牛顿第三定律：F 压＝F 冲⑤其中，F 压为玩具底面对水柱的作用力，v ′为水柱到达玩具底面时的速度 由运动学公式：v ′2－v 20＝－2gh ⑥在很短Δt 时间内，冲击玩具水柱的质量为Δm Δm ＝ρv 0S Δt ⑦由题意可知，在竖直方向上，对该部分水柱应用动量定理 (F 压＋Δmg )Δt ＝Δm v ′⑧由于Δt 很小，Δmg 也很小，可以忽略，⑧式变为 F 压Δt ＝Δm v ′⑨由④⑤⑥⑦⑨可得h ＝v 202g －M 2g 2ρ2v 20S2.解题方略1.弄清有几个物体参与运动，并划分清楚物体的运动过程.2.进行正确的受力分析，明确各过程的运动特点.3.光滑的平面或曲面，还有不计阻力的抛体运动，机械能一定守恒；碰撞过程、子弹打击木块、不受其他外力作用的两物体相互作用问题，一般考虑用动量守恒定律分析.4.如含摩擦生热问题，则考虑用能量守恒定律分析.例2 如图2所示，光滑水平面上有一质量M ＝4.0 kg 的平板车，车的上表面是一段长L ＝1.5 m 的粗糙水平轨道，水平轨道左侧连一半径R ＝0.25 m 的四分之一光滑圆弧轨道，圆弧轨道与水平轨道在点O ′处相切.现将一质量m ＝1.0 kg 的小物块(可视为质点)从平板车的右端以水平向左的初速度v 0滑上平板车，小物块与水平轨道间的动摩擦因数μ＝0.5，小物块恰能到达圆弧轨道的最高点A .取g ＝10 m/s 2，求：图2(1)小物块滑上平板车的初速度v0的大小；(2)小物块与车最终相对静止时，它距点O′的距离.解析(1)平板车和小物块组成的系统在水平方向上动量守恒，设小物块到达圆弧轨道最高点A 时，二者的共同速度为v1由动量守恒得：m v0＝(M＋m)v1①由能量守恒得：12m v 20－12(M＋m)v21＝mgR＋μmgL②联立①②并代入数据解得：v0＝5 m/s③(2)设小物块最终与车相对静止时，二者的共同速度为v2，从小物块滑上平板车，到二者相对静止的过程中，由动量守恒得：m v0＝(M＋m)v2④设小物块与车最终相对静止时，它距O′点的距离为x，由能量守恒得：12m v 20－12(M＋m)v22＝μmg(L＋x)⑤联立③④⑤并代入数据解得：x＝0.5 m.答案(1)5 m/s (2)0.5 m预测2 如图3所示，小球A质量为m，系在细线的一端，线的另一端固定在O点，O点到光滑水平面的距离为h.物块B和C的质量分别是5m和3m，B与C用轻弹簧拴接，置于光滑的水平面上，且B物块位于O点正下方.现拉动小球使细线水平伸直，小球由静止释放，运动到最低点时与物块B发生正碰(碰撞时间极短)，反弹后上升到最高点时到水平面的距离为h16.小球与物块均视为质点，不计空气阻力，重力加速度为g，求碰撞过程中B物块受到的冲量大小及碰后轻弹簧获得的最大弹性势能.图3答案54m2gh15128mgh解析设小球运动到最低点与物块B碰撞前的速度大小为v1，取小球运动到最低点时的重力势能为零，根据机械能守恒定律有：mgh ＝12m v 21解得：v 1＝2gh设碰撞后小球反弹的速度大小为v 1′，同理有： mg h 16＝12m v 1′2 解得：v 1′＝2gh 4设碰撞后物块B 的速度大小为v 2，取水平向右为正方向，由动量守恒定律有： m v 1＝－m v 1′＋5m v 2 解得：v 2＝2gh 4由动量定理可得，碰撞过程中B 物块受到的冲量大小为：I ＝5m v 2＝54m 2gh碰撞后当B 物块与C 物块速度相等时轻弹簧的弹性势能最大，据动量守恒定律有 5m v 2＝8m v 3据机械能守恒定律得：E pm ＝12×5m v 22－12×8m v 23解得：E pm ＝15128mgh .解题方略力学规律选用的一般原则力学中首先考虑使用两个守恒定律，从两个守恒定律的表达式看出多项都是状态量(速度、位置)，所以守恒定律能解决状态问题，不能解决过程(位移x ，时间t )问题，不能解决力(F )的问题.(1)若是多个物体组成的系统，优先考虑使用两个守恒定律. (2)若物体(或系统)涉及到速度和时间，应考虑使用动量定理.(3)若物体(或系统)涉及到位移和时间，且受到恒力作用，应考虑使用牛顿运动定律.(4)若物体(或系统)涉及到位移和速度，应考虑使用动能定理，系统中摩擦力做功时应用摩擦力乘以相对路程，运用动能定理解决曲线运动和变加速运动问题特别方便.例3(2019·广东理综·36)如图4所示，一条带有圆轨道的长轨道水平固定，圆轨道竖直，底端分别与两侧的直轨道相切，半径R ＝0.5 m ，物块A 以v 0＝6 m /s 的速度滑入圆轨道，滑过最高点Q ，再沿圆轨道滑出后，与直轨上P 处静止的物块B 碰撞，碰后粘在一起运动，P 点左侧轨道光滑，右侧轨道呈粗糙段、光滑段交替排列，每段长度都为L ＝0.1 m ，物块与各粗糙段间的动摩擦因数都为μ＝0.1，A 、B 的质量均为m ＝1 kg(重力加速度g 取10 m/s 2；A 、B 视为质点，碰撞时间极短).图4(1)求A 滑过Q 点时的速度大小v 和受到的弹力大小F ； (2)若碰后AB 最终停止在第k 个粗糙段上，求k 的数值； (3)求碰后AB 滑至第n 个(n ＜k )光滑段上的速度v n 与n 的关系式. 解析 (1)从A →Q 由动能定理得 －mg ·2R ＝12m v 2－12m v 2解得v ＝4 m/s ＞gR ＝ 5 m/s 在Q 点，由牛顿第二定律得 F N ＋mg ＝m v 2R解得F N ＝22 N.(2)A 撞B ，由动量守恒得 m v 0＝2m v ′ 解得v ′＝v 02＝3 m/s设摩擦距离为x ，则 －2μmgx ＝0－12·2m v ′2解得x ＝4.5 m ，所以k ＝xL＝45.(3)AB 滑至第n 个光滑段上，由动能定理得 －μ·2mgnL ＝12·2m v 2n －12·2m v ′2所以v n ＝9－0.2n m/s (n <45). 答案 (1)4 m/s 22 N (2)45 (3)v n ＝9－0.2n m/s (n <45)预测3 如图5所示，内壁粗糙、半径R ＝0.4 m 的四分之一圆弧轨道AB 在最低点B 与光滑水平轨道BC 相切.质量m 2＝0.2 kg 的小球b 左端连接一轻质弹簧，静止在光滑水平轨道上，另一质量m 1＝0.2 kg 的小球a 自圆弧轨道顶端由静止释放，运动到圆弧轨道最低点B 时对轨道的压力为小球a 重力的2倍.忽略空气阻力，重力加速度g ＝10 m/s 2.求：图5(1)小球a 由A 点运动到B 点的过程中，摩擦力做的功W f ；(2)小球a 通过弹簧与小球b 相互作用的过程中，弹簧的最大弹性势能E p ； (3)小球a 通过弹簧与小球b 相互作用的整个过程中，弹簧对小球b 的冲量I 的大小. 答案 (1)－0.4 J (2)0.2 J (3)0.4 N·s解析 (1)小球由静止释放到最低点B 的过程中，根据动能定理得：m 1gR ＋W f ＝12m 1v 21，小球在最低点B ，根据牛顿第二定律得：F N －m 1g ＝m 1v 21R，联立可得：W f ＝－0.4 J.(2)小球a 与小球b 通过弹簧相互作用，达到共同速度v 2时弹簧具有最大弹性势能，此过程中，由动量守恒定律： m 1v 1＝(m 1＋m 2)v 2，由能量守恒定律：12m 1v 21＝12(m 1＋m 2)v 22＋E p联立可得：E p ＝0.2 J.(3)小球a 与小球b 通过弹簧相互作用的整个过程中，a 球最终速度为v 3，b 球最终速度为v 4，由动量守恒定律： m 1v 1＝m 1v 3＋m 2v 4，由能量守恒定律：12m 1v 21＝12m 1v 23＋12m 2v 24， 根据动量定理有：I ＝m 2v 4， 联立可得：I ＝0.4 N·s.专题强化练1.如图1所示，质量为m 的b 球用长为h 的细绳悬挂于水平轨道BC 的出口C 处，质量也为m 的小球a 从距BC 高h 的A 处由静止释放，沿ABC 光滑轨道滑下，在C 处与b 球正碰并与b 粘在一起，已知BC 轨道距地面有一定的高度，悬挂b 球的细绳能承受的最大拉力为2.8mg .试问：图1(1)a 球与b 球碰前瞬间的速度多大？(2)a 、b 两球碰后，细绳是否会断裂？(要求通过计算回答). 答案 (1)2gh (2)会断裂解析 (1)设a 球与b 球碰前瞬间的速度大小为v C ，由机械能守恒定律得mgh ＝12m v 2C ，解得v C ＝2gh ，即a 球与b 球碰前的速度大小为2gh . (2)设b 球碰后的速度为v ，a 、b 碰撞过程中动量守恒，则 m v C ＝(m ＋m )v ，故v ＝12v C ＝122gh ，假设a 、b 球碰撞后将一起绕O 点摆动，若小球在最低点时细绳拉力为F T ，则F T －2mg ＝2m v 2h解得F T ＝3mg ，F T >2.8mg ， 故细绳会断裂，小球做平抛运动.2.如图2所示，可看成质点的A 物体叠放在上表面光滑的B 物体上，一起以v 0的速度沿光滑的水平轨道匀速运动，与静止在同一光滑水平轨道上的木板C 发生完全非弹性碰撞，B 、C 的上表面相平且B 、C 不粘连，A 滑上C 后恰好能达到C 板的最右端，已知A 、B 、C 质量均相等，木板C 长为L ，求：图2(1)A 物体的最终速度； (2)A 在木板C 上滑行的时间. 答案 (1)3v 04 (2)4Lv 0解析 (1)设A 、B 、C 的质量为m ，B 、C 碰撞过程中动量守恒，设B 、C 碰后的共同速度为v 1，则m v 0＝2m v 1，解得v 1＝v 02，B 、C 共速后A 以v 0的速度滑上C ，A 滑上C 后，B 、C 脱离，A 、C 相互作用的过程中动量守恒，设最终A 、C 的共同速度为v 2， 则m v 0＋m v 1＝2m v 2，解得v 2＝3v 04.(2)在A 、C 相互作用的过程中，根据机械能守恒有 F f L ＝12m v 20＋12m v 21－12·2m v 22(F f 为A 、C 间的摩擦力)，代入解得F f ＝m v 2016L.此过程中对C ，根据动量定理有F f t ＝m v 2－m v 1， 代入相关数据解得t ＝4Lv 0.3.如图3所示，整个空间中存在竖直向上的匀强电场，经过桌边的虚线PQ 与桌面成45°角，其上方有足够大的垂直纸面向外的匀强磁场，磁感应强度为B ，光滑绝缘水平桌面上有两个可以视为质点的绝缘小球，A 球对桌面的压力为零，其质量为m ，电量为q ；B 球不带电且质量为km (k >7).A 、B 间夹着质量可忽略的火药.现点燃火药(此时间极短且不会影响小球的质量、电量和各表面的光滑程度).火药炸完瞬间A 的速度为v 0.求：图3(1)火药爆炸过程中有多少化学能转化为机械能； (2)A 球在磁场中的运动时间；(3)若一段时间后A 、B 在桌上相遇，求爆炸前A 球与桌边P 的距离. 答案 (1)k ＋12k m v 20 (2)3πm 2qB (3)2k －2－3π2(k ＋1)·m v 0qB解析 (1)设爆炸之后B 的速度大小为v B ，选向左为正方向， 在爆炸前后由动量守恒可得：0＝m v 0－km v B E ＝12m v 20＋12km v 2B ＝k ＋12km v 20 (2)由A 球对桌面的压力为零可知重力和电场力等大反向，故A 球进入电场中将会做匀速圆周运动，如图所示则T ＝2πm qB有几何知识可得：粒子在磁场中运动了34个圆周 则t 2＝3πm 2qB(3)由0＝m v 0－km v B 可得：v B ＝v 0k由q v 0B ＝m v 20R 知，R ＝m v 0qB设爆炸前A 球与桌边P 的距离为x A ，爆炸后B 运动的位移为x B ，时间为t B则t B ＝x A v 0＋t 2＋R v 0x B ＝v B t B由图可得：R ＝x A ＋x B联立上述各式解得：x A ＝2k －2－3π2(k ＋1)·m v 0qB. 4.如图4所示，在水平面上有一弹簧，其左端与墙壁相连，O 点为弹簧原长位置，O 点左侧水平面光滑.水平段OP 长为L ＝1 m ，P 点右侧一与水平方向成θ＝30°的足够长的传送带与水平面在P 点平滑连接，传送带轮逆时针转动速率为3 m/s ，一质量为1 kg 可视为质点的物块A 压缩弹簧(与弹簧不拴接)，使弹簧获得的弹性势能E p ＝9 J ，物块与OP 段动摩擦因数μ1＝0.1，另一与A 完全相同的物块B 停在P 点，B 与传送带的动摩擦因数μ2＝33，传送带足够长，A 与B 的碰撞时间不计，碰后A 、B 交换速度，重力加速度g ＝10 m/s 2，现释放A ，求：图4(1)物块A 、B 第一次碰撞前瞬间，A 的速率v 0；(2)从A 、B 第一次碰撞后到第二次碰撞前，B 与传送带之间由于摩擦而产生的热量；(3)A 、B 能够碰撞的总次数.答案 (1)4 m/s (2)12.25 J (3)6次解析 (1)设物块质量为m ，A 与B 第一次碰前的速率为v 0，则E p ＝12m v 20＋μ1mgL ， 解得v 0＝4 m/s.(2)设A 、B 第一次碰撞后的速度分别为v A 、v B ，则v A ＝0，v B ＝4 m/s ，碰后B 沿传送带向上做匀减速运动直至速度为零，加速度大小设为a 1，则mg sin θ＋μ2mg cos θ＝ma 1，解得a 1＝g sin θ＋μ2g cos θ＝10 m/s 2.运动的时间t 1＝v B a 1＝0.4 s. 位移x 1＝v B 2t 1＝0.8 m. 此过程相对运动路程Δs 1＝v t 1＋x 1＝2 m.此后B 反向加速，加速度仍为a 1，与传送带共速后匀速运动直至与A 再次碰撞，加速时间为t 2＝v a 1＝0.3 s. 位移为x 2＝v 2t 2＝0.45 m. 此过程相对运动路程Δs 2＝v t 2－x 2＝0.45 m ，全过程摩擦生热Q ＝μ2mg cos θ(Δs 1＋Δs 2)＝12.25 J.(3)B 与A 第二次碰撞，两者速度再次互换，此后A 向左运动再返回与B 碰撞，B 沿传送带向上运动再次返回，每次碰后到再次碰前速率相等，重复这一过程直至两者不再碰撞.则对A 、B 和弹簧组成的系统，从第二次碰撞后到不再碰撞：12m v 2＝2nμ1mgL ，解得第二次碰撞后重复的过程数为n ＝2.25.所以碰撞总次数为N ＝2＋2n ＝6.5＝6次(取整数).。
2019版高考物理：二轮复习专题二功和能动量和能量专题突破练6动量和能量观点的应用38(含答案).doc
专题突破练6 动量和能量观点的应用(时间:45分钟满分:100分)一、选择题(共9小题,每小题6分,共54分。
在每小题给出的四个选项中,第1~5小题只有一个选项符合题目要求,第6~9小题有多个选项符合题目要求,全部选对的得6分,选对但不全的得3分,有选错或不答的得0分)1.(2018四川绵阳二诊)在水平地面上,两个具有相同初动量而质量不同的物体在大小相等的阻力作用下最后停下来。
则质量大的物体()A.滑行的距离小B.滑行的时间长C.滑行过程中的加速度大D.滑行过程中的动量变化快2.(2017辽宁本溪联考)一位质量为m的运动员从下蹲状态向上跳起,经Δt时间,身体伸直并刚好离开地面,速度为v,在此过程中,下列说法正确的是()A.地面对他的冲量为mv+mgΔt,地面对他做的功为mv2B.地面对他的冲量为mv-mgΔt,地面对他做的功为零C.地面对他的冲量为mv,地面对他做的功为mv2D.地面对他的冲量为mv+mgΔt,地面对他做的功为零3.(2018吉林二调)一质量为2 kg的物体受水平拉力F作用,在粗糙水平面上做加速直线运动时的a-t图象如图所示。
若t=0时其速度大小为2 m/s,滑动摩擦力大小恒为2 N,则()A.在t=6 s的时刻,物体的速度为18 m/sB.在0~6 s时间内,合力对物体做的功为400 JC.在0~6 s时间内,拉力对物体的冲量为36 N·sD.在t=6 s的时刻,拉力F的功率为200 W4.(2018山西晋城一模)所谓对接是指两艘同方向以几乎同样快慢运行的宇宙飞船在太空中互相靠近,最后连接在一起。
假设“天舟一号”和“天宫二号”的质量分别为M、m,两者对接前的在轨速度分别为(v+Δv)、v,对接持续时间为Δt,则在对接过程中“天舟一号”对“天宫二号”的平均作用力大小为()A. B.C. D.05.(2018四川攀枝花一模)如图所示,轻质弹簧固定在水平地面上。
现将弹簧压缩后,将一质量为m的小球静止放在弹簧上,释放后小球被竖直弹起,小球离开弹簧时速度为v,则小球被弹起的过程中()A.地面对弹簧的支持力冲量大于mvB.弹簧对小球的弹力冲量等于mvC.地面对弹簧的支持力做功大于mv2D.弹簧对小球的弹力做功等于mv26.(2018湖南常德期末)如图所示,在光滑水平面上,质量为m的A球以速度v0向右运动,与静止的质量为5m的B球碰撞,碰撞后A球以v=av(待定系数a<1)的速率弹回,并与固定挡板P发生弹性碰撞,若要0使A球能再次追上B球并相撞,则系数a可以是()A. B. C. D.7.(2018山东烟台期末)质量为M的小车置于光滑的水平面上,左端固定一根轻弹簧,质量为m的光滑物块放在小车上,压缩弹簧并用细线连接物块和小车左端,开始时小车与物块都处于静止状态,此时物块与小车右端相距为L,如图所示,当突然烧断细线后,以下说法正确的是()A.物块和小车组成的系统机械能守恒B.物块和小车组成的系统动量守恒C.当物块速度大小为v时,小车速度大小为vD.当物块离开小车时,小车向左运动的位移为L8.(2017山东菏泽模拟)如图甲所示,一质量为m的物块在t=0时刻,以初速度v0从足够长、倾角为θ的粗糙斜面底端向上滑行,物块速度随时间变化的图象如图乙所示。
(最新)2019年高考物理二轮复习 滚动训练二 能量与动量
滚动训练二能量与动量一、选择题：本题共10小题，每小题5分，在每小题给出的四个选项中，有多项符合题目要求的，全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分．1．[2018·梅河口市期末]下面叙述均选自2008年北京奥运会比赛项目的一段，存在克服重力做功的过程是跳水比赛中 ( )①运动员从10米高的跳台上跃入水中．②运动员从水底迅速浮出水面．③运动员艰难的挺举起110 kg的杠铃．④运动员举起杠铃后向前走了两步停下．⑤马术比赛中运动员骑马迅速冲上山坡．⑥运动员骑马在水平跑道上冲过终点后减速．A．①④⑥B．②③⑤C．⑥②③ D．⑤①③2．(多选)[2018·永春一中第二次联考]如图所示，足够长的固定光滑斜面倾角为θ，质量为m的物体以速度v从斜面底端冲上斜面，达到最高点后又滑回原处，所用时间为t.对于这一过程，下列判断正确的是( )A．斜面对物体的弹力的冲量为零B．物体受到的重力的冲量大小为mgtC．物体受到的合力的冲量大小为零D．物体动量的变化量大小为mg sinθ·t3．(多选)[2018·福建模拟]为了进一步探究课本中的迷你小实验，某同学从圆珠笔中取出轻弹簧，将弹簧一端固定在水平桌面上，另一端套上笔帽，用力把笔帽往下压后迅速放开，他观察到笔帽被弹起并离开弹簧向上运动一段距离．不计空气阻力，忽略笔帽与弹簧间的摩擦，在弹簧恢复原长的过程中( ) A．笔帽一直做加速运动B．弹簧对笔帽做的功和对桌面做的功相等C．弹簧对笔帽的冲量大小和对桌面的冲量大小相等D．弹簧对笔帽的弹力做功的平均功率大于笔帽克服重力做功的平均功率4．[2018·绵阳市高三质检]“复兴号”动车组是我国具有完全自主知识产权的中国标准动车组．由8节车厢组成的“复兴号”动车组在车站从静止匀加速起动出站，一警务员站在站台上第1节车厢前，第1节车厢通过警务员用了t0时间．每节车厢长度都相同，动车组出站过程中受到的阻力大小恒定，出站后发动机实际功率才达到额定功率．则( )A．第2、3和4节车厢通过警务员的时间共为2t0B．第8节车厢通过警务员的时间为22t0C．动车组出站过程中，通过相同的距离，发动机牵引力做功相同D．动车组出站过程中，经过相同的时间，发动机牵引力做功相同5．(多选)如图所示，一男孩站在小车上，并和木箱一起在光滑的水平冰面上向右匀速运动，木箱与小车挨得很近．现男孩用力向右迅速推开木箱．在男孩推开木箱的过程中，下列说法正确的是( ) A．木箱的动量增量等于男孩动量的减少量B．男孩对木箱推力的冲量大小等于木箱对男孩推力的冲量C．男孩推开木箱后，男孩和小车的速度可能变为零D．对于小车、男孩和木箱组成的系统，推开木箱前后的总动能不变6．[2018·湖南模拟]如图所示，物体A、B的质量分别为m、2m，物体B置于水平面上，B物体上部半圆型槽的半径为R，将物体A从圆槽的右侧最顶端由静止释放，一切摩擦均不计．则( )的速率为gR 3的速率为2gR如图所示，轻质弹簧的一端固定在墙上，另一端与质量为B，从高h处由静止开始沿光滑曲面滑下，与分开且沿原曲面上升．下列说法正确的是．弹簧被压缩时所具有的最大弹性势能为mgh)过程中，物体的动能一直减小过程中，物体加速度的大小是先增大后减小再增大1的方向始终与小物体的运动方向一致．重力加速度为g.下列说法正确的是点的过程中克服摩擦力做功为mgR(1－μ点的压力大小相等中点的速度大小等于μgR和m 的A 、B 两滑块，同时从木板的两端以相同的速率v 滑上木板，两滑块相撞后粘连成一个整体一起运动．已知木板C 与水平地面间的动摩擦因数为μ，滑块A 、B 与木板间的动摩擦因数分别为3μ和6μ，则( )A ．木板C 加速运动时的加速度大小为μgB ．木板C 加速运动时的加速度大小为2μg C ．两滑块相撞后瞬间的速度大小一定小于v 3D ．两滑块相撞后瞬间的速度大小可能等于v3二、实验题：本题1小题，共6分．11．[2018·荆州中学4月模拟]图示为验证机械能守恒定律的实验装置：(1)对于该实验，下列操作中对减小实验误差有利的是________． A ．精确测量出重物的质量B ．重物选用质量和密度较大的金属锤C ．两限位孔在同一竖直面内上下对正D ．用手托稳重物，接通电源后，撒手释放重物 (2)某实验小组利用上述装置将打点计时器接到50 Hz 的交流电源上，按正确操作得到了一条完整的纸带，由于纸带较长，图中有部分未画出，如图所示．纸带上各点是打点计时器打出的计时点，其中O 点为纸带上打出的第一个点．重物下落高度应从纸带上计时点间的距离直接测出，利用下列测量值能完成验证机械能守恒定律的选项有________．A ．OC 、BC 和CD 的长度B ．OA 、AD 和EG 的长度C ．BD 、CF 和EG 的长度 D ．AC 、BD 和EG 的长度三、计算题：本题共4小题，共44分．12. (10分)[2018·邯郸市一模]如图所示，粗糙的水平轨道AB 与光滑的半圆轨道BC 平滑连接，且在同一竖直平面内，一质量M ＝0.98 kg 的木块静止在A 点，被一水平向右飞来的质量m ＝20 g 的子弹射中，子弹滞留在木块中，不计子弹在木块中的运动时间，木块沿轨道滑到C 点后水平飞出，并恰好落回A 点．已知A 、B 两点的距离s ＝1.2 m ，半圆轨道的半径r ＝0.4 m ，木块与水平轨道AB 间的动摩擦因数μ＝0.36，重力加速度g ＝10 m /s 2.求：(1)木块在C 点时对轨道的压力大小； (2)子弹射入木块前瞬间的速度大小．13. (10分)[2018·乌鲁木齐市三诊]如图所示，水平桌面离地高度h＝0.8 m，桌面长L＝1.6 m．质量m1＝0.2 kg的滑块A与水平桌面间的动摩擦因数μ＝0.5.滑块A以初速度v0＝5 m/s从桌面左端向右滑去，并与静止于右端、质量m2＝1.0 kg的滑块B相碰，碰撞后A被反弹，B从桌面水平飞出．A被反弹后又滑行了L1＝0.4 m后停在桌面上．滑块可视为质点，空气阻力不计，重力加速度g＝10 m/s2.求(1)滑块A与B碰撞前瞬间、碰撞后瞬间，A的速度大小；(2)滑块B从飞出桌面到落地过程中水平位移的大小．14. (12分)[2018·天津市十二重点中学联考]光滑水平面上放着质量m A＝2.5 kg的物块A与质量m B＝1.5 kg的物块B，A与B均可视为质点，物块A、B相距L0＝0.4 m，A、B间系一长L＝1.0 m的轻质细绳，开始时A、B均处于静止状态，如图所示．现对物块B施加一个水平向右的恒力F＝5 N，物块B运动一段时间后，绳在短暂时间内被拉断，绳断后经时间t＝0.6 s，物块的速度达到v＝3 m/s.求：(1)绳拉断后瞬间的速度v B的大小；(2)绳拉断过程绳对物块B的冲量I的大小；(3)绳拉断过程绳对物块A所做的功W.15. (12分)[2018·山西一模]如图所示，内壁粗糙、半径R＝0.4 m的四分之一圆弧轨道AB在最低点B 与足够长光滑水平轨道BC相切．质量m2＝0.2 kg的小球b左端连接一轻质弹簧，静止在光滑水平轨道上，另一质量m1＝0.2 kg的小球a自圆弧轨道顶端由静止释放，运动到圆弧轨道最低点B时对轨道的压力为小球a重力的2倍．忽略空气阻力，重力加速度g＝10 m/s2.求(1)小球a由A点运动到B点的过程中，摩擦力做功W f；(2)小球a通过弹簧与小球b相互作用的过程中，弹簧的最大弹性势能E p；(3)小球a通过弹簧与小球b相互作用的整个过程中，弹簧对小球b的冲量I的大小．之比为：(－：2：(23：：(员的时间共为选项错误；第节车厢通过警务员的时间为(2速运动，牵引力相同，根据可知，通过相同的距离，发动机牵引力做功相同，的时间位移不同，做功不同，选项错误．。