2014届高三物理一轮复习收尾二轮专题突破检测 功 功率 动能定理(均为2013年高考题及模拟题)
功 功率 动能定理(45分钟 100分)一、选择题(本大题共8小题,每小题8分,共64分。
多选题已在题号后标出)1.如图所示,三个固定的斜面底边长度相等,斜面倾角分别为30°、45°、60°,斜面的表面情况都一样。
完全相同的三物体(可视为质点)A 、B 、C 分别从三斜面的顶部滑到底部,在此过程中( )A.物体A 克服摩擦力做的功最多B.物体B 克服摩擦力做的功最多C.物体C 克服摩擦力做的功最多D.三物体克服摩擦力做的功一样多2.(2012·福建高考)如图,表面光滑的固定斜面顶端安装一定滑轮,小物块A 、B 用轻绳连接并跨过滑轮(不计滑轮的质量和摩擦)。
初始时刻,A 、B 处于同一高度并恰好处于静止状态。
剪断轻绳后,A 下落、B 沿斜面下滑,则从剪断轻绳到物块着地,两物块( ) A.速率的变化量不同 B.机械能的变化量不同 C.重力势能的变化量相同 D.重力做功的平均功率相同3.(多选)(2013·长宁一模)自动电梯以恒定速度v0匀速上升,一个质量为m 的人沿电梯匀速往上走,在时间t 内走过此电梯。
电梯长为l ,电梯斜面倾角为α,则( )A.电梯对该人做功为mg l sin αB.电梯对该人做功为mgv 0tsin αC.重力的功率为mg sin tlD.重力的功率为mgv0sinα4.(2013·德阳一模)太阳能汽车是靠太阳能来驱动的汽车。
当太阳光照射到汽车上方的光电板上时,光电板中产生的电流经电动机带动汽车前进。
设汽车在平直的公路上由静止开始匀加速行驶,经过时间t,速度为v时功率达到额定功率,并保持不变。
之后汽车又继续前进了距离s,达到最大速度v max。
设汽车质量为m,运动过程中所受阻力恒为f,则下列说法正确的是( )A.汽车的额定功率为fvB.汽车匀加速运动过程中,克服阻力做功为fvtC.汽车从静止开始到速度达到最大值的过程中,牵引力所做的功为m-mv2D.汽车从静止开始到速度达到最大值的过程中,合力所做的功为m5.(多选)(2013·宁波一模)将一个苹果斜向上抛出,苹果在空中依次飞过三个完全相同的窗户1、2、3。
图中曲线为苹果在空中运动的轨迹。
若不计空气阻力的影响,以下说法正确的是( )A.苹果通过第1个窗户所用的时间最短B.苹果通过第3个窗户的平均速度最大C.苹果通过第1个窗户重力做的功最大D.苹果通过第3个窗户重力的平均功率最小6.(2013·安溪一模)质量为m的物块在平行于斜面的力F作用下,从固定斜面的底端A由静止开始沿斜面上滑,经B点时速率为v,此时撤去F,物块滑回斜面底端时速率也为v,斜面倾角为θ,A、B间距离为s,则( )A.整个过程中重力做功为mgssinθB.整个过程中物块克服摩擦力做功为FsC.上滑过程中克服重力做功为(Fs-mv2)D.从撤去F到物块滑回斜面底端,摩擦力做功为-mgssinθ7.(2013·广元三模)如图所示,竖直平面内有一个半径为R的半圆形轨道OQP,其中Q是半圆形轨道的中点,半圆形轨道与水平轨道OE在O点相切。
质量为m的小球沿水平轨道运动,通过O点进入半圆形轨道,恰好能够通过最高点P,然后落到水平轨道上,不计一切摩擦阻力。
下列说法不正确的是( )A.小球落地时的动能为2.5mgRB.小球落地点离O点的距离为2RC.小球运动到半圆形轨道最高点P时,向心力恰好为零D.小球到达Q点的速度大小为8.(多选)某汽车研发机构在汽车的车轮上安装了小型发电机,将减速时的部分动能转化并储存在蓄电池中,以达到节能的目的。
某次测试中,汽车以额定功率行驶一段距离后关闭发动机,测出了汽车动能E k与位移x的关系图像如图,其中①是关闭储能装置时的关系图线,②是开启储能装置时的关系图线。
已知汽车的质量为1000kg,设汽车运动过程中所受地面阻力恒定,空气阻力不计。
根据图像所给的信息可求出( )A.汽车行驶过程中所受地面的阻力为1 000 NB.汽车的额定功率为80 kWC.汽车加速运动的时间为22.5 sD.汽车开启储能装置后向蓄电池提供的电能为5×105J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.(18分)(2013·宁波二模)有一质量为m=0.2kg的小球,从水平轨道上的A点出发,经过一段横截面是圆形、内部光滑的固定管道后离开管道(小球半径略小于管道半径),管道由呈抛物线状的BC段、呈圆弧形的CDE 和呈圆形的EF段组成,C点、E点为连接点,E点与圆心O在同一水平线上,CO与水平方向夹角为30°,BC 段的高度为h1=0.2m,CDE和EF段的半径均为R=0.3m,如图所示。
小球与水平轨道间的动摩擦因数μ=0.2,AB 段长度为l=0.5m,小球半径和管道的内径均远小于上述高度或半径,管壁厚度不计,所有管道与水平轨道在同一竖直面内,重力加速度g=10m/s2。
(1)若要使小球恰能从管道的F端离开,求小球从A点出发的最小速度;(2)若小球以最小速度的2倍从A点出发,求小球经过C点的速度和经过最低点D点时小球对管道的压力;(3)若要使小球落到离F端水平距离为0.5m的M点,求小球从A点出发的速度为多大。
10.(18分)(2013·嘉兴一模)2012年我们中国有了自己的航空母舰“辽宁号”,航空母舰上舰载机的起飞问题一直备受关注。
某学习小组的同学通过查阅资料对舰载机的起飞进行了模拟设计。
如图,舰载机总质量为m,发动机额定功率为P,在水平轨道运行阶段所受阻力恒为f。
舰载机在A处以额定功率启动,同时开启电磁弹射系统,它能额外给舰载机提供水平向右、大小为F的恒定推力。
经历时间t1,舰载机运行至B处,速度达到v1,电磁弹射系统关闭。
舰载机继续以额定功率加速运行至C处,经历的时间为t2,速度达到v2。
此后,舰载机进入倾斜曲面轨道,在D处离开航母起飞。
请根据以上信息求解下列问题。
(1)电磁弹射系统关闭的瞬间舰载机的加速度。
(2)水平轨道AC的长度。
(3)若不启用电磁弹射系统,舰载机在A处以额定功率启动,经历时间t到达C处,假设速度大小仍为v2,则舰载机的质量应比启用电磁弹射系统时减少多少?(该问AC间距离用x表示)答案解析1.【解析】选D。
设斜面倾角为θ,斜面底边长为x0,则物体下滑过程中克服阻力做功W=μmgcosθ=μmgx0,可见W与斜面倾角θ无关,D正确。
2.【解题指南】解答本题时应明确以下三点:(1)矢量和标量的描述不同。
(2)对平均功率的计算公式的理解。
(3)据平衡状态得两物块的质量关系。
【解析】选D。
设A、B离地高度为h,由于斜面表面光滑,A、B运动过程机械能守恒。
机械能不变,物块着地时速率相等,均为,因此速率变化量相等,A、B错。
由于初始时刻A、B处于同一高度并处于静止状态,因此有m A g=m B gsinθ,重力势能变化量不相等,C错。
从剪断轻绳到两物块着地过程的平均速度大小为=,则=m A g,=m B gsinθ,=,故选D。
3.【解析】选B、C。
在人走过此电梯的过程中,人的动能未变,但重力势能增加了mg l sinα。
在此时间t 内电梯只运动了v0t的位移,也就是说电梯只能把人送到v0tsinα的高度,所以B正确,A错误;重力的作用点在人身上,故C正确,D错误。
4.【解析】选D。
当汽车达到最大速度时牵引力与阻力平衡,功率为额定功率,额定功率为P额=fv max,则可知选项A错误;汽车匀加速行驶过程中通过的位移x=vt,克服阻力做功为W=fvt,选项B错误;根据动能定理可得W F-W f=m-0,W f=fvt+fs,可知选项C错误、D正确。
5.【解析】选A、D。
由W G=mgh可知,苹果通过3个窗户重力做的功相等,选项C错误;斜抛运动在竖直方向上是匀减速运动,设苹果在竖直方向上的平均速度为v y,则>>,选项A正确,选项B错误;由=mg得,选项D正确。
6.【解析】选D。
因为物块又回到了A点,故在整个过程中其总位移为零,重力做功为零,A错;对整个过程利用动能定理得Fs-W f=mv2-0,故W f=Fs-mv2,B错;在上滑过程中,由动能定理知Fs-W f-W G=0得W G=Fs-W f=(Fs+mv2),C错;从撤去F到物块滑回斜面底端,由动能定理得mgssinθ+W′f=0,故W′f=-mgs sinθ,D对。
7.【解析】选C。
小球恰好通过P点,则有mg=m,得v0=。
根据动能定理有mg·2R=mv2-m,得mv2=2.5mgR,A正确。
由平抛运动知识得t=,落地点与O点距离x=v0t=2R,B正确。
P处小球重力提供向心力,C错误。
从Q到P由动能定理得-mgR=m()2-m,解得v Q=,D正确。
8.【解题指南】解答本题时应把握以下关键点:(1)明确E k-x图像的意义,知道直线①斜率的意义。
(2)明确最大动能时对应汽车的匀速运动状态。
(3)灵活运用动能定理列方程求解。
【解析】选B、C、D。
由题图可知,汽车的最大动能是E k=8×105J=m,因此,汽车运动过程中的最大速度为v m=40m/s,在关闭发动机过程中,关闭储能装置时,汽车动能全部转化为内能,则f阻·s=m,根据图像知s=4×102m,那么f阻=2×103N,当汽车速度达到最大时,牵引力等于阻力,即F=f阻=2×103N,汽车的额定功率为P额=F·v m=f阻·v m=2×103×40W=80kW,选项A错误,选项B正确;在汽车加速运动过程中,根据动能定理得,P额·t-f阻·s1=m,其中s1=500m,加速时间t=22.5s,选项C正确;根据开启储能装置时的关系图线知,E=E k-f阻·s′=8×105J-2×103×1.5×102J=5×105J,选项D正确。
【方法技巧】两种功率表达式的比较1.功率的定义式:P=,所求出的功率是时间t内的平均功率。
2.功率的计算式:P=Fvcosθ,其中θ是力与速度间的夹角,该公式有两种用法:(1)求某一时刻的瞬时功率。
这时F是该时刻的作用力大小,v取瞬时值,对应的P为F在该时刻的瞬时功率。
(2)当v为某段位移(时间)内的平均速度时,则要求这段位移(时间)内F必须为恒力,对应的P为F在该段时间内的平均功率。
9.【解析】(1)由于要求小球恰能从管道的F端离开,只要小球在管口F端时的速度为零即可,设小球从A 点出发的最小速度为v1。
(2分)对小球从A到F过程中,由动能定理得:-μmg l-mg(R+Rsin30°-h1)=0-m (2分)解得:v1=m/s (1分)(2)当小球以最小速度的2倍(2m/s)从A点出发时,设小球经过C点和D点的速度分别为v2、v3。
高考物理二轮总复习 专项能力训练 专题5 功 功率 动能定理(含解析)
专题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,只有一个选项符合题目要求)1.(2014·黑龙江大庆质量检测)光滑水平面上质量为m=1 kg的物体在水平拉力F的作用下从静止开始运动,如图甲所示,若力F随时间的变化情况如图乙所示,则下列说法正确的是( )A.拉力在前2 s内和后4 s内做的功之比为1∶1B.拉力在前2 s内和后4 s内做的功之比为1∶3C.拉力在4 s末和6 s末做功的功率之比为2∶3D.拉力在前2 s内和后4 s内做功的功率之比为1∶12.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点时速度恰好为零,且BC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.物体在合外力作用下做直线运动的v t图象如图所示。
下列表述正确的是( )A.在0~1 s内,合外力做正功B.在0~2 s内,合外力总是做负功C.在1~2 s内,合外力不做功D.在0~3 s内,合外力总是做正功5.(2014·安徽皖南八校联考)如图,一质量为m的小石块从半径为R的圆弧轨道上与圆心等高处A静止释放,经时间t下滑到轨道最低点B时对轨道的压力为2mg,此后水平飞出恰好垂直击中倾角为θ=30°的斜面,空气阻力不计。
则下列关于石块运动的说法中,正确的是( )A.从A到B平均速度为B.石块在圆弧轨道上运动时先超重后失重C.石块在圆弧轨道上运动时克服阻力做的功为D.石块从圆弧轨道飞出到击中斜面的时间为6.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,落地时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增加7.(2014·重庆八中第一次月考)如图所示,幼儿园的小朋友在做滑梯游戏时,三个小朋友分别经A、B、C三条不同的路径从滑梯的顶端滑到底端。
高考物理二轮专题复习 专题三 功和能检测试题(含解析)
2014年高考物理二轮专题复习检测试题：专题三功和能 Word版含解析本卷分第Ⅰ卷(选择题)和第Ⅱ卷(非选择题)两部分。
满分100分，考试时间90分钟。
第Ⅰ卷(选择题共40分)一、选择题(共10小题，每小题4分，共40分，在每小题给出的四个选项中，有的小题只有一个选项符合题目要求，有的小题有多个选项符合题目要求，全部选对的得4分，选不全的得2分，有选错或不答的得0分)1.物体在合外力作用下做直线运动的v－t图象如图所示。
下列表述正确的是( )A．在0～2s内，合外力总是做负功B．在1～2s内，合外力不做功C．在0～3s内，合外力做功为零D．在0～1s内比1～3s内合外力做功快[答案]CD[解析]根据物体的速度图象可知，根据动能定理可知在0～2s内物体先加速后减速，合外力先做正功后做负功，A错；根据动能定理得0～3s内合外力做功为零，1～2s内合外力做负功，C对，B错；在0～1s内比1～3s内合外力做功快，D对。
2．(2013·浙江高考模拟冲刺)在一场英超联赛中，我国球员孙继海大力踢出的球飞行15m 后，击在对方球员劳特利奇的身上。
假设球击中身体时的速度约为22m/s，离地面高度约为1.5m，估算孙继海踢球时脚对球做的功为( )A．15J B．150JC．1500J D．15000J[答案]B[解析]孙继海踢球时脚对球做的功等于球增加的机械能。
足球的质量大约为0.5kg，则足球增加的机械能E＝mgh＋12mv2＝0.5×10×1.5J＋12×0.5×222J＝128.5J，故B正确。
3.如图所示是一种清洗车辆用的手持喷水枪。
设枪口截面积为0.6cm 2，喷出水的速度为20m /s (水的密度为1×103kg /m 3)。
当它工作时，估计水枪的功率约为( )A ．250WB ．300WC ．350WD ．400W[答案] A[解析] 每秒钟喷出水的动能为E k ＝12mv 2＝12ρSvt·v 2，代入数据得E k ＝240J ，故选项A正确。
2014届高考物理(浙江专用)一轮复习题库第五章功和能机械能及其守恒定律第一节功和功率(Word版含答案)
课时作业15 功和功率一、不定项选择题1．如图所示，在向右加速运动的车厢中，一人用力向前推车厢(人与车厢始终保持相对静止)，则下列说法正确的是( )A ．人对车厢做正功B ．人对车厢做负功C ．车厢对人做正功D ．推力对车厢做正功2.如图所示，物体A 放在足够长的木板B 上，木板B 放在水平地面上，在拉力F 的作用下，使物体A 做匀加速直线运动。
当物体A 相对于地面运动了0.1 m 时，B 对A 的摩擦力做的功为10 J ，则A 对B 的摩擦力做功的大小可能是( )A ．0B ．10 JC ．小于10 JD ．无法确定3．解放前后，机械化生产水平较低，人们经常通过“驴拉磨”的方式把粮食颗粒加工成粗面来食用。
如图所示，假设驴拉磨的平均用力大小为500 N ，运动的半径为1 m ，驴拉磨转动一周所用时间约为10 s ，则驴拉磨转动一周的平均功率约为( )A ．0B ．50 WC ．50π WD ．100π W 4．(2012·四川理综)如图所示，劲度系数为k 的轻弹簧的一端固定在墙上，另一端与置于水平面上质量为m 的物体接触(未连接)，弹簧水平且无形变。
用水平力F 缓慢推动物体，在弹性限度内弹簧长度被压缩了x 0，此时物体静止。
撤去F 后，物体开始向左运动，运动的最大距离为4x 0。
物体与水平面间的动摩擦因数为μ，重力加速度为g 。
则( )A ．撤去F 后，物体先做匀加速运动，再做匀减速运动B ．撤去F 后，物体刚运动时的加速度大小为kx 0m－μgC ．物体做匀减速运动的时间为2x 0μgD ．物体开始向左运动到速度最大的过程中克服摩擦力做的功为μmg (x 0－μmgk)5．如图所示，2012年10号台风“达维”向西偏北转西北方向移动，逐渐向江苏北部到山东半岛南部沿海靠近，于8月2日夜间在江苏盐城到山东青岛一带沿海登陆。
受其影响，下午6时左右到达沂水县，水平风速达到40 m/s 。
一块质量为2 kg 的石块从灵泉山顶无初速被吹下悬崖，假设山高2 000 m ，若风速不变，不计空气阻力，取g ＝10 m/s 2，则下列说法中正确的是( )A ．石块做平抛运动B ．石块下落过程中加速度恒定不变C ．石块落到地面时与初始位置的水平距离小于800 mD ．石块落地时重力的瞬时功率为400 W 6．(2012·福建厦门质量检查)汽车在平直公路上以速度v 0匀速行驶，发动机功率为P ，快进入闹市区时，司机减小了油门，使汽车的功率立即减小一半并保持该功率继续行驶。
高考物理二轮复习 功 功率 动能定理课时达标自测(含试题,含详解)
【三维设计】2014年高考物理二轮复习功功率动能定理课时达标自测（含2013试题，含详解）一、单项选择题1．(2012·哈尔滨二模)一位同学在二楼教室窗口把一个篮球用力水平抛出，篮球落地时重力的瞬时功率约为( )A．5 W B．50 WC．500 W D．5 000 W解析：选B 一个篮球的质量约为m＝600 g＝0.6 kg，二楼教室窗口距地面约为h＝4.5 m。
故球落地时的竖直速度v y＝2gh≈9.4 m/s，因此篮球落地时重力的瞬时功率为P＝mg·v y≈55 W，故B正确。
2．(2013·上海高考)汽车以恒定功率沿公路做直线运动，途中通过一块沙地。
汽车在公路及沙地上所受阻力均为恒力，且在沙地上受到的阻力大于在公路上受到的阻力。
汽车在驶入沙地前已做匀速直线运动，它在驶入沙地到驶出沙地后的一段时间内，位移s随时间t 的变化关系可能是( )图1解析：选A 在驶入沙地后，由于阻力增大，速度减小，驶出沙地后阻力减小，速度增大，在驶入沙地到驶出沙地后的一段时间内，位移s随时间t的变化关系可能是A。
3．(2013·吉林省实验中学模拟)质量为2 kg的物体静止在足够大的水平地面上，物体与地面间的动摩擦因数为0.2，最大静摩擦力与滑动摩擦力大小视为相等。
从t＝0时刻开始，物体受到方向不变、大小呈周期性变化的水平拉力F的作用，F随时间t的变化规律如图2所示。
重力加速度g取10 m/s2，则在t＝0至t＝12 s这段时间拉力F对物体做的功为( )图2A．72 J B．144 JC．360 J D．720 J解析：选C 物体的滑动摩擦力F f＝μmg＝4 N，对应Ft图像可知，物体在0～3 s内静止不动，3～6 s 内做匀加速直线运动，a ＝F －F f m＝2 m/s 2，第6～9 s 内做匀速运动，第9～12 s 内再做匀加速直线运动，故12 s 内的总位移，x ＝12at 22＋at 2·t 3＋at 2·t 4＋12at 42＝54 m ，末速度v ＝a (t 2＋t 4)＝12 m/s ，由动能定理得：W F －F f ·x ＝12mv 2，解得W F ＝360 J ，C 正确。
高考物理一轮复习课时跟踪检测(二十)动能定理的理解及应用含答案
课时跟踪检测（二十） 动能定理的理解及应用一、立足主干知识，注重基础性和综合性1．静止在地面上的物体在不同合外力F 的作用下通过了相同的位移x 0，下列情况中物体在x 0位置时速度最大的是( )解析：选C F -x 图线与x 轴所围面积表示合外力F 所做的功，由动能定理可知，物体在x 0位置速度最大的情况一定对应F -x 图线与x 轴所围面积最大的情况，故C 正确。
2．(2023·新课标卷)无风时，雨滴受空气阻力的作用在地面附近会以恒定的速率竖直下落。
一质量为m 的雨滴在地面附近以速率v 下落高度h 的过程中，克服空气阻力做的功为(重力加速度大小为g )( )A ．0B ．mgh C.12m v 2－mgh D.12m v 2＋mgh 解析：选B 地面附近的雨滴做匀速运动，根据动能定理得mgh －W f ＝0，故雨滴克服空气阻力做功为mgh 。
故选B 。
3.如图所示，AB 为14圆弧轨道，BC 为水平直轨道，BC 恰好在B点与AB 相切，圆弧的半径为R ，BC 的长度也是R 。
一质量为m 的物体与两个轨道间的动摩擦因数都为μ，它由轨道顶端A 从静止开始下滑，恰好运动到C 处停止，重力加速度为g ，那么物体在AB 段克服摩擦力所做的功为( )A.μmgR 2B.mgR 2C ．mgRD ．(1－μ)mgR解析：选D 设物体在AB 段克服摩擦力所做的功为W AB ，物体从A 到C 的全过程，根据动能定理有mgR －W AB －μmgR ＝0－0，所以W AB ＝mgR －μmgR ＝(1－μ)mgR ，故D 正确。
4.如图所示，在轻弹簧的下端悬挂一个质量为m 的小球A ，若将小球A 从弹簧的原长位置由静止释放，小球A 能够下降的最大高度为h 。
若将小球A 换为质量为3m 的小球B ，仍从弹簧原长位置由静止释放，则小球B 下降h 时的速度为(重力加速度为g ，不计空气阻力)( )A.2ghB.4gh3C.ghD.gh 2解析：选B 设小球A 下降h 的过程中克服弹簧弹力做功为W 1，根据动能定理，有mgh －W 1＝0；小球B 下降过程，由动能定理，有3mgh －W 1＝12·3m v 2－0。
2014物理(江苏专版)一轮复习配套题库 5.2 动能和动能定理
5．2 动能和动能定理1．子弹的速度为v ，打穿一块固定的木块后速度刚好变为零．若木块对子弹的阻力为恒力，那么当子弹射入木块的深度为其厚度的一半时，子弹的速度是( )． A ．v2B ．22vC ．v3D ．v 4解析 设子弹质量为m ，木块的厚度为d ，木块对子弹的阻力为F f ．根据动能定理，子弹刚好打穿木块的过程满足－F f d ＝0－12m v 2．设子弹射入木块厚度一半时的速度为v ′，则－F f ·d2＝12m v ′2－12m v 2，得v ′＝22v ，故选B ． 答案 B2． 如图5-2-1所示，一个光滑的水平轨道AB 与光滑的圆轨道BCD 连接，其中图轨道在竖直平面内，半径为R ，B 为最低点，D 为最高点．一个质量为m 的小球以初速度v 0沿AB运动，刚好能通过最高点D ，则（ ） A ．小球质量越大，所需初速度v 0越大 B ．圆轨道半径越大，所需初速度v 0越大C ．初速度v 0与小球质量m 、轨道半径R 无关 图5-2-1D ．小球质量m 和轨道半径R 同时增大，有可能不用增大初速度v 0 解析 球通过最高点的最小速度为v ，有mg=mv 2/R ，v=gR这是刚好通过最高点的条件，根据机械能守恒，在最低点的速度v 0应满足 ½m v 02=mg2R ＋½mv 2，v 0=gR 5 答案 B3．两辆汽车在同一平直路面上行驶，它们的质量之比m 1∶m 2＝1∶2，速度之比v 1∶v 2＝2∶1．当两车急刹车后，甲车滑行的最大距离为l 1，乙车滑行的最大距离为l 2，设两车与路面间的动摩擦因数相等，不计空气阻力，则( )． A ．l 1∶l 2＝1∶2 B ．l 1∶l 2＝1∶1 C ．l 1∶l 2＝2∶1D ．l 1∶l 2＝4∶1解析 由动能定理，对两车分别列式－F 1l 1＝0－12m 1v 21，－F 2l 2＝0－12m 2v 22，F 1＝μm 1g ， F 2＝μm 2g ．由以上四式联立得l 1∶l 2＝4∶1，故选项D 是正确的． 答案 D5. 某汽车后备箱内安装有撑起箱盖的装置，它主要由气缸和活塞组成.开箱时，密闭于气缸内的压缩气体膨胀，将箱盖顶起，如题图所示.在此过程中，若缸内气体与外界无热交换，忽略气体分子间相互作用，则缸内气体A.对外做正功，分子的平均动能减小B. 对外做正功，内能增大C. 对外做负功，分子的平均动能增大D. 对外做负功，内能减小解析改变内能有两种方式：做功和热传递，当气体体积膨胀时，气体对外做功，又没有热传递，所以气体的内能减少，温度降低，而温度又是分子平均动能的标志，所以A正确.答案A.5．质量为1 500 kg的汽车在平直的公路上运动，v t图象如图5-2-2所示．由此可求()．图5-2-2A．前25 s内汽车的平均速度B．前10 s内汽车的加速度C．前10 s内汽车所受的阻力D．15～25 s内合外力对汽车所做的功解析由图可知：可以确定前25 s内汽车的平均速度和前10 s内汽车的加速度，由前25 s 内汽车的平均速度可求0～25 s或15～25 s内合外力对汽车所做的功，W＝ΔE k．不能求出阻力所做的功或阻力的大小．故A、B、D项正确．答案ABD6．如图5-2-3所示，劲度系数为k的弹簧下端悬挂一个质量为m的重物，处于静止状态．手托重物使之缓慢上移，直到弹簧恢复原长，手对重物做的功为W1．然后放手使重物从静止开始下落，重物下落过程中的最大速度为v，不计空气阻力．重物从静止开始下落到速度最大的过程中，弹簧对重物做的功为W 2，则( )．图5-2-3A ．W 1＞m 2g 2kB ．W 1＜m 2g 2kC ． W 2＝12m v 2D ．W 2＝m 2g 2k －12m v 2解析 设物体静止时弹簧伸长的长度为x ，由胡克定律得：mg ＝kx ．手托重物使之缓慢上移，直到弹簧恢复原长，重物的重力势能增加了mgx ＝m 2g 2k ，弹簧的弹力对重物做了功，所以手对重物做的功W 1＜m 2g 2k ，选项B 正确．由动能定理知W 2＋m 2g 2k ＝12m v 2，则C 、D 错．答案 B7．如图5－2－4所示，光滑斜面的顶端固定一弹簧，一物体向右滑行，并冲上固定在地面上的斜面．设物体在斜面最低点A 的速度为v ，压缩弹簧至C 点时弹簧最短，C 点距地面高度为h ，则从A 到C 的过程中弹簧弹力做功是( )图5-2-4A ．mgh －12mv 2B.12mv 2－mgh C ．－mghD ．－(mgh ＋12mv 2)解析 由A 到C 的过程运用动能定理可得：－mgh ＋W ＝0－12mv 2，所以W ＝mgh －12mv 2，故A 正确．答案 A8．刹车距离是衡量汽车安全性能的重要参数之一．如图5-2-5所示的图线1、2分别为甲、乙两辆汽车在紧急刹车过程中的刹车距离l 与刹车前的车速v 的关系曲线，已知紧急刹车过程中车与地面间是滑动摩擦．据此可知，下列说法中正确的是( )．图5-2-5A ．甲车的刹车距离随刹车前的车速v 变化快，甲车的刹车性能好B ．乙车与地面间的动摩擦因数较大，乙车的刹车性能好C ．以相同的车速开始刹车，甲车先停下来，甲车的刹车性能好D ．甲车的刹车距离随刹车前的车速v 变化快，甲车与地面间的动摩擦因数较大 解析 在刹车过程中，由动能定理可知：μmgl ＝12m v 2，得l ＝v 22μg ＝v 22a 可知，甲车与地面间动摩擦因数小(题图线1)，乙车与地面间动摩擦因数大(题图线2)，刹车时的加速度a ＝μg ，乙车刹车性能好；以相同的车速开始刹车，乙车先停下来．B 正确． 答案 B9．如图5-2-6所示，斜面高h ，质量为m 的物块，在沿斜面向上的恒力F 作用下，能匀速沿斜面向上运动，若把此物块放在斜面顶端，在沿斜面向下同样大小的恒力F 作用下物块由静止向下滑动，滑至底端时其动能的大小为( )．图5-2-6A ．mghB ．2mghC ．2FhD ．Fh解析 物块匀速向上运动，即向上运动过程中物块的动能不变，由动能定理知物块向上运动过程中外力对物块做的总功为0，即W F －mgh －W f ＝0①物块向下运动过程中，恒力F 与摩擦力对物块做功与上滑中相同，设滑至底端时的动能为E k ，由动能定理 WF ＋mgh －W f ＝E k －0②将①式变形有W F －W f ＝mgh ，代入②有E k ＝2mgh ． 答案 B10．如图5-2-7，竖直环A 半径为r ，固定在木板B 上，木板B 放在水平地面上，B 的左右两侧各有一挡板固定在地上，B 不能左右运动，在环的最低点静放有一小球C ，A 、B 、C 的质量均为m .现给小球一水平向右的瞬时速度v ，小球会在环内侧做圆周运动，为保证小球能通过环的最高点，且不会使环在竖直方向上跳起(不计小球与环的摩擦阻力)，瞬时速度必须满足( )图5-2-7A ．最小值4grB ．最大值6grC ．最小值5grD ．最大值7gr解析 要保证小球能通过环的最高点，在最高点最小速度满足mg ＝m v 20r ，由最低点到最高点由机械能守恒得，12mv 2min ＝mg ·2r ＋12mv 20，可得小球在最低点瞬时速度的最小值为5gr ；为了不会使环在竖直方向上跳起，在最高点的最大速度时对环的压力为2mg ，满足3mg ＝m v 21r ，从最低点到最高点由机械能守恒得：12mv 2max ＝mg ·2r ＋12mv 21，可得小球在最低点瞬时速度的最大值为7gr .答案 CD11．质量m ＝1 kg 的物体，在水平拉力F (拉力方向与物体初速度方向相同)的作用下，沿粗糙水平面运动，经过位移4 m 时，拉力F 停止作用，运动到位移是8 m 时物体停止，运动过程中E k x 的图线如图5-2-8所示．求：(g 取10 m/s 2)图5-2-8(1)物体的初速度多大？(2)物体和平面间的动摩擦因数为多大？ (3)拉力F 的大小？解析 (1)从图线可知初动能为2 J E k0＝12m v 2＝2 J ，v ＝2 m/s(2)在位移为4 m 处物体的动能为10 J ，在位移为8 m 处物体的动能为零，这段过程中物体克服摩擦力做功．设摩擦力为F f ，则－F f x 2＝0－10 J ＝－10 J F f ＝－10－4 N ＝2．5 N因F f ＝μmg ，故μ＝F f mg ＝2.510＝0．25(3)物体从开始到移动4 m 这段过程中，受拉力F 和摩擦力F f 的作用，合力为F －F f ，根据动能定理有 (F －F f )·x 1＝ΔE k故F ＝ΔE k x 1＋F f ＝(10－24＋2．5)N ＝4．5 N答案 (1)2 m/s (2)0．25 (3)4．5 N12．水上滑梯可简化成如图5-2-9所示的模型，斜槽AB 和水平槽BC 平滑连接，斜槽AB 的竖直高度H ＝6．0 m ，倾角θ＝37°．水平槽BC 长d ＝2．0 m ，BC 面与水面的距离h ＝0．80 m ，人与AB 、BC 间的动摩擦因数均为μ＝0．10．取重力加速度g ＝10 m/s 2，cos 37°＝0．8，sin 37°＝0．6．一小朋友从滑梯顶端A 点无初速地自由滑下，求：图5-2-9(1)小朋友沿斜槽AB 下滑时加速度的大小a ； (2)小朋友滑到C 点时速度的大小v ；(3)在从C 点滑出至落到水面的过程中，小朋友在水平方向位移的大小x ． 解析 (1)小朋友在斜槽上受力如图所示，根据牛顿第二定律得a ＝mg sin θ－F f m又F f ＝μF N F N ＝mg cos θ得小朋友沿AB 下滑时加速度的大小 a ＝g sin θ－μg cos θ＝5．2 m/s 2(2)小朋友从A 滑到C 的过程中，根据动能定理得 mgH －F f H sin θ－μmgd ＝12m v 2－0得小朋友滑到C 点时速度的大小v ＝10 m/s(3)在从C 点滑出至落到水面的过程中，小朋友做平抛运动，设此过程经历的时间为t h ＝12gt 2 小孩在水平方向的位移 x ＝v t 解得x ＝4．0 m答案 (1)5．2 m/s 2 (2)10 m/s (3)4．0 m。
2014年高考物理二轮复习经典试题： 功 功率 动能定理 Word版含解析 Word版含答案
2014年高考物理二轮复习经典试题功 功率 动能定理一、选择题(本题共8小题，每小题8分，共64分，其中第5、6、8小题为多选题．)1．[2012·福建卷]如图所示，表面光滑的固定斜面顶端安装一定滑轮，小物块A 、B 用轻绳连接并跨过滑轮(不计滑轮的质量和摩擦)．初始时刻，A 、B 处于同一高度并恰好处于静止状态．剪断轻绳后A 下落、B 沿斜面下滑，则从剪断轻绳到物块着地，两物块( )A ．速率的变化量不同B ．机械能的变化量不同C ．重力势能的变化量相同D ．重力做功的平均功率相同解析：由题意根据力的平衡有m A g ＝m B g sin θ，所以m A ＝m B sin θ.根据机械能守恒定律mgh ＝12m v 2，得v ＝2gh ，所以两物块落地速率相等，选项A 错；因为两物块的机械能守恒，所以两物块的机械能变化量都为零，选项B 错误；根据重力做功与重力势能变化的关系，重力势能的变化为ΔE p ＝－W G ＝－mgh ，选项C 错误；因为A 、B 两物块都做匀变速运动，所以A 重力的平均功率为P A ＝m A g ·v 2，B 重力的平均功率P B ＝m B g ·v 2cos(π2－θ)，因为m A ＝m B sin θ，所以P A ＝P B ，选项D 正确．答案：D2．[2013·虹口质检]质量为2 kg 的物体做直线运动，沿此直线作用于物体的外力与位移的关系如图所示，若物体的初速度为3 m/s ，则其末速度为( )A ．5 m/s B.23 m/s C. 5 m/s D.35 m/s解析：根据作用于物体的外力与位移的关系图象与横轴所围面积表示功，物体的外力做功W ＝4 J ＋16 J －6 J ＝14 J ．由动能定理，W ＝12m v 22－12m v 21，解得末速度为v 2＝23 m/s ，选项B 正确． 答案：B3．[2013·洛阳统考]如图所示，从光滑的1/4圆弧槽的最高点滑下的小滑块，滑出槽口时速度方向为水平方向，槽口与一个半球顶点相切，半球底面水平，若要使小滑块滑出槽口后不沿半球面下滑，已知圆弧轨道的半径为R 1，半球的半径为R 2，则R 1和R 2应满足的关系是( )A. R 1≤R 22B. R 1≥R 22C. R 1≤R 2D. R 1≥R 2解析：根据动能定理有mgR 1＝12m v 2，解得v ＝2gR 1，若要使小滑块滑出槽口后不沿半球面下滑，则有v ≥gR 2(临界状态可由mg ＝m v 2R 2求得)，代入数据解得R 1≥R 22，选项B 正确． 答案：B4．[2013·浙江省重点中学协作体4月调研]如图所示为某中学科技小组制作的利用太阳能驱动小车的装置．当太阳光照射到小车上方的光电板时，光电板中产生的电流经电动机带动小车前进．若质量为m 的小车在平直的水泥路上从静止开始沿直线加速行驶，经过时间t 前进的距离为l ，且速度达到最大值v m .设这一过程中电动机的功率恒为P ，小车所受阻力恒为F ，那么这段时间内( )A ．小车做匀加速运动B ．小车受到的牵引力逐渐增大C ．小车受到的合外力所做的功为PtD ．小车受到的牵引力做的功为Fl ＋12m v 2m 解析：行驶过程中功率恒为P ，小车做加速度逐渐减小的加速运动，小车受到的牵引力逐渐减小，选项A、B错误；小车受到的合外力所做的功为Pt－Fl，选项C错误；由动能定理，W－Fl＝12m v2m，小车受到的牵引力做的功为W＝Fl＋12m v2m，选项D正确．答案：D5．(多选)如图所示，倾角为30°、高为L的固定斜面底端与水平面平滑相连，质量分别为3m、m的两个小球A、B用一根长为L的轻绳连接，A球置于斜面顶端．现由静止释放A、B两球，B球与弧形挡板碰撞过程时间极短，碰撞过程中无机械能损失，且碰后只能沿斜面下滑，两球最终均滑到水平面上．已知重力加速度为g，不计一切摩擦，则()A. A球刚滑至水平面时的速度大小为125gLB. B球刚滑至水平面时的速度大小为12gLC. 两球在水平面上不可能相撞D. 在A球沿斜面下滑的过程中，轻绳对B球先做正功、后不做功解析：因B球和弧形挡板碰撞过程无能量损失，并且B球的运动方向变为沿斜面向下，又A、B两球用一轻绳连接，所以A、B两球的线速度大小相等(B球上升过程中，A球未到达水平面时)．当A球刚到水平面时，B球在竖直高度为L2处，由能量守恒定律得3mgL－mg L 2＝12(3m ＋m )v 21，解得v 1＝125gL ，A 正确；因A 球到达水平面上，B 球还在斜面上，所以B 球到水平面时的速度比A 球大．对B球，由能量守恒定律得12m v 21＋12mgL ＝12m v 22，得v 2＝32gL ，B 错误；由于v 2>v 1，所以B 球可以追上A 球，C 错误；A 球在斜面上下滑过程中，前L 距离轻绳对B 球做正功，A 球到达斜面中点后，轻绳不再对B 球做功，D 正确．答案：AD6．[2013·东北三校联考]如图所示，两根等长的细线拴着两个小球在竖直平面内各自做圆周运动．某一时刻小球1运动到自身轨道的最低点，小球2恰好运动到自身轨道的最高点，这两点高度相同，此时两小球速度大小相同．若两小球质量均为m ，忽略空气阻力的影响，则下列说法正确的是( )A ．此刻两根线拉力大小相同B ．运动过程中，两根线上拉力的差值最大为2mgC ．运动过程中，两根线上拉力的差值最大为10mgD ．若相对同一零势能面，小球1在最高点的机械能等于小球2在最低点的机械能解析：设小球质量为m ，当两小球运动到题中图示位置时，设速度大小为v ，此时两根细线的拉力分别为F 1和F 2，设小球质量为m ，细线长度为L ，则由向心力公式得：F 1－mg ＝m v 2L ，F 2＋mg ＝m v 2L ，故选项A 错误；易知小球1在最高点时细线的拉力F ′1最小，设此时速度大小为v 1，F ′1＋mg ＝m v 21L ，再由机械能守恒定律得：12m v 2＝12m v 21＋2mgL ；小球2在最低点时细线的拉力F ′2最大，设此时速度大小为v 2，F ′2－mg ＝m v 22L ，再由机械能守恒定律得：12m v 22＝12m v 2＋2mgL ，联立解得，运动过程中两根线上拉力的差值最大为F ′2－F ′1＝2mg ＋m v 22－v 21L ＝2mg ＋8mg ＝10mg ，故选项C 正确，B 错误；取题中图示位置为零势能面，由机械能守恒定律知选项D 正确．答案：CD7．[2013·江西盟校二联]如图所示，质量为m 的小车在水平恒力F 推动下，从山坡(粗糙)底部A 处由静止起运动至高为h 的坡顶B ，获得的速度为v ，A 、B 之间的水平距离为s ，重力加速度为g .下列说法正确的是( )A. 小车重力所做的功是mghB. 合外力对小车做的功是12m v 2 C. 推力对小车做的功是12m v 2＋mgh D. 阻力对小车做的功是Fs －12m v 2－mgh 解析：小车重力所做的功为－mgh ，A 错误．由动能定理得合外力对小车做的功W ＝12m v 2，B 正确．推力对小车做的功为Fs ，C 错误．根据动能定理，阻力对小车做的功为－(Fs －12m v 2－mgh )，故D 错误．答案：B8．[2013·石家庄质检二]如图所示为汽车在水平路面上启动过程中的v －t 图象，Oa 为过原点的倾斜直线，ab 段表示以额定功率行驶时的加速阶段，bc 段是与ab 段相切的水平直线，下述说法正确的是( )A ．0～t 1时间内汽车以恒定功率做匀加速运动B ．t 1～t 2时间内的平均速度为v 1＋v 22C ．t 1～t 2时间内汽车牵引力做功大于12m v 22－12m v 21 D ．在全过程中t 1时刻的牵引力及其功率都是最大值解析：0～t 1时间内汽车做匀加速直线运动，汽车牵引力恒定，由功率定义，可知：汽车功率逐渐增大，选项A 错误；由v －t 图象意义可知：图线与坐标轴围成面积的大小等于汽车的位移大小，则由平均速度的定义可得：t 1～t 2时间内的平均速度大于v 1＋v 22，选项B 错误；t 1～t 2时间内，由动能定理可得：W F －W f ＝12m v 22－12m v 21，则W F >12m v 22－12m v 21，选项C 正确；由汽车功率和牛顿第二定律可知：t 1～t 2时间内，牵引力减小、汽车功率不变；t 2～t 3时间内，牵引力不变、汽车功率不变，故选项D 正确．答案：CD二、计算题(本题共2小题，共36分．需写出规范的解题步骤)9．[2013·淄博二模]如图所示，上表面光滑，长度为3 m 、质量M ＝10 kg 的木板，在F ＝50 N 的水平拉力作用下，以v 0＝5 m/s 的速度沿水平地面向右匀速运动．现将一个质量为m ＝3 kg 的小铁块(可视为质点)无初速地放在木板最右端，当木板运动了L ＝1 m 时，又将第二个同样的小铁块无初速地放在木板最右端，以后木板每运动1 m 就在其最右端无初速地放上一个同样的小铁块．(g 取10 m/s 2)求：(1)木板与地面间的动摩擦因数．(2)刚放第三个铁块时木板的速度．(3)从放第三个铁块开始到木板停下的过程，木板运动的距离． 解析：(1)木板做匀速直线运动时，受到地面的摩擦力为f 由平衡条件得F ＝f ①f ＝μMg ②联立并代入数据得μ＝0.5. ③(2)每放一个小铁块，木板所受的摩擦力增加μmg令刚放第三块铁块时木板速度为v 1，对木板从放第一块铁块到刚放第三块铁块的过程，由动能定理得－μmgL －2μmgL ＝12M v 21－12M v 20 ④ 联立代入数据得v 1＝4 m/s. ⑤(3)从放第三个铁块开始到木板停下之前，木板所受的摩擦力均为3μmg从放第三个铁块开始到木板停下的过程，木板运动的距离为x ，对木板由动能定理得－3μmgx ＝0－12M v 21 ⑥ 联立并代入数据得x ＝169m ＝1.78 m ． ⑦ 答案：(1)0.5 (2)4 m/s (3)1.78 m10．[2013·上海市长宁区二模]如图所示，在粗糙水平台阶上静止放置一质量m ＝0.5 kg 的小物块，它与水平台阶表面的动摩擦因数μ＝0.5，且与台阶边缘O 点的距离s ＝5 m ．在台阶右侧固定了1/4个椭圆弧挡板，今以O 点为原点建立平面直角坐标系，挡板的方程满足x 2＋4y 2＝325y .现用F ＝5 N 的水平恒力拉动小物块，一段时间后撤去拉力，小物块最终水平抛出并击中挡板．(1)若小物块恰能击中挡板的右端P 点，则其离开O 点时的速度为多大？(2)为使小物块击中挡板，拉力F 最多作用多长距离？(3)改变拉力F 作用距离，使小物块击中挡板不同位置．试利用平抛运动规律分析，证明：击中挡板的小物块动能均为8 J.解析：(1)v 0＝x 2yg ＝ 1.62×0.810m/s ＝4 m/s. (2)设拉力F 作用的距离为s 1由动能定理有：(F －μmg )s 1－μmg (s －s 1)＝12m v 20 (5－0.5×0.5×10)s 1－0.5×0.5×10(5－s 1)＝12×0.5×42 s 1＝3.3 m或：Fs 1－μmgs ＝12m v 20 5s 1－0.5×0.5×10×5＝12×0.5×42 s 1＝3.3 m.(3)设小物块离开水平台阶的速度为v ，击中挡板时的水平位移为x ，竖直位移为y ，则v ＝x 2yg ①E k＝12m v2＋mgy②x2＋4y2＝325y③由①③代入②即可解得E k＝8 J.答案：(1)4 m/s(2)3.3 m(3)见解析。
《三维设计》2014新课标高考物理一轮总复习课件 第五章实验五 探究动能定理(56张ppt)
让小车在橡皮筋的作用下弹出，D正确。
答案：D
2．探究力对原来静止的物体做的功与物体获得的速度的
关系，实验装置如图实－5－6所示，实验主要过程如 下：
图实－5－6
(1)设法让橡皮筋对小车做的功分别为W、2W、 3W„„
(2)分析打点计时器打出的纸带， 求出小车的速度 v1、 2、 v v3„„ (3)作出 W－v 草图；
图实－5－4
(1)关于该实验，下列说法正确的是
(
)
A．打点计时器可以用直流电源供电，电压为4～6 V B．实验中使用的若干根橡皮筋的原长可以不相等 C．每次实验中应使小车从同一位置由静止弹出
D．利用每次测出的小车最大速度vm和橡皮筋做的功W， 依次作出W－vm、W－vm2、W－vm3、W2－vm、W3－vm„„ 的图象，得出合力做功与物体速度变化的关系 (2)如图实－5－5给出了某次在正确操作情况下打出的纸
[解析]
(1)打点计时器必须用交流电， 选项 A 错误；
实验中使用的橡皮筋必须完全相同，选项 B 错误。
(2)由题图可知，AB＝1.47 cm；BC＝1.66 cm；CD ＝1.62 cm；DE＝1.51 cm，故 BC 段的平均速度最大。 BC vm＝ T ＝0.83 m/s。
[答案] (1)CD (2)0.83
A．木板的长度l
C．木板的质量m2 E．木块运动的时间t G．天平 I．弹簧测力计
B．木块的质量m1
D．重物的质量m3 F．AB段的距离xAB H．秒表
(3)在AB段木板对木块的摩擦力所做的功的关系式WAB ＝________。[用vA、vB和第(2)问中测得的物理量的字
母表示]
解析：重物落地后，木块做匀减速运动，故纸带的右端与木 块相连。 xn＋xn＋1 6.84＋7.48×10 由 vn＝ 得 vA＝ 2T 2×0.1
2014届高考物理的二轮复习权威课件(全国专用)：第4讲 功、功率与动能定理(含解析,含2013高考真题)
A．不变 C．变大
图 2－4－6 B．变小 D．变大变小均可能
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第4讲
功、功率与动能定理
高 频 考 点 探 究
[解析] 设木盒质量为 M，木盒中固定一质量为 m 1 m＋Mgx ＝0－ m＋Mv2，解 的砝码，由动能定理，有－μ 1 2 v2 得 x1 ＝ ；加一个竖直向下的恒力 F(F＝mg)，由动能定 2μ g Mv2 1 2 理，有－μm＋Mgx2＝0－2Mv ，解得 x2＝ ；显然 m＋Mμg 2 x2<x1，B 正确． B
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第4讲
功、功率与动能定理
高 频 考 点 探 究
【教师备用习题】 考查了应用动能定理求解力或动摩擦因数问题． 质量为 m 的物体，从倾角为 θ 的固定斜面底端以某一 初速度沿斜面上滑，当它再次回到出发点时速度的大小减 1 为初速度的n(n＞1)．求物体和斜面之间的动摩擦因数 μ.
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功、功率与动能定理
例 1 如图 2－4－3 所示， 分别用恒力 F1、 2 先后使质 F 量为 m 的物体由静止开始沿同一粗糙的固定斜面从底端运 动至顶端，两次所用时间相同，第一次力 F1 沿斜面向上， 第二次力 F2 沿水平方向向左．则两个过程
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图 2－4－3 A．摩擦力做的功相同 B．全过程重力的功率相同 C．F1 做的功与 F2 做的功相同 D．到达顶端 F1 的功率比 F2 的功率大
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功、功率与动能定理
[点评] 本题考查了用恒力做功公式求解重力、摩擦力 和外力做功，用功率公式分别求解平均功率和瞬时功率．
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2014届高三物理一轮复习 专题突破(5)应用动力学和能量观点处理多过程问题 新人教版
图1 专题5 应用动力学和能量观点处理多过程问题 导学目标 1.掌握多运动过程问题的分析方法.2.能够根据不同运动过程的特点合理选择动力学或能量观点解决问题．考点一 应用动能定理和动力学方法解决多过程问题 考点解读若一个物体参与了多个运动过程，有的运动过程只涉及分析力或求解力而不涉及能量问题，则常常用牛顿运动定律求解；若该过程涉及能量转化问题，并且具有功能关系的特点，则往往用动能定理求解． 典例剖析例1 (2010·浙江理综·22)如图1所示，在一次国际城市运动会中，要求运动员从高为H 的平台上A 点由静止出发，沿着动摩擦因数为μ的滑道向下运动到B 点后水平滑出，最后落在水池中．设滑道的水平距离为L ，B 点的高度h 可由运动员自由调节(取g ＝10m/s 2)．求：(1)运动员到达B 点的速度与高度h 的关系．(2)运动员要达到最大水平运动距离，B 点的高度h 应调为多大？对应的最大水平距离s max 为多少？(3)若图中H ＝4 m ，L ＝5 m ，动摩擦因数μ＝0.2，则水平运动距离要达到7 m ，h 值应为多少？方法突破1．在应用动能定理解题时首先要弄清物体的受力情况和做功情况．2．应用动能定理列式时要注意运动过程的选取，可以全过程列式，也可以分过程列式． 跟踪训练1 (2012·吉林长春市第一次调研测试15题)一宠物毛毛狗“乐乐”在玩耍时不慎从离地h 1＝19.5 m 高层阳台无初速度竖直掉下，当时刚好是无风天气，设它的质量m ＝2 kg ，在“乐乐”开始掉下的同时，几乎在同一时刻刚好被地面上的一位保安发现并奔跑到楼下，奔跑过程用时t 0＝2.5 s ，恰好在距地面高度为h 2＝1.5 m 处接住“乐乐”，“乐乐”缓冲到地面时速度恰好为零，设“乐乐”下落过程中空气阻力为其重力的0.6倍，缓冲过程中空气阻力为其重力的0.2倍，重力加速度g ＝10 m/s 2.求：(1)为了营救“乐乐”允许保安最长的反应时间；(2)在缓冲过程中保安对“乐乐”做的功．考点二 应用机械能守恒定律和动力学方法解决多过程问题 考点解读若一个物体参与了多个运动过程，有的过程只涉及运动和力的问题或只要求分析物体的动力学特点，则要用动力学方法求解；若某过程涉及到做功和能量转化问题，则要考虑应用图2动能定理或机械能守恒定律求解． 典例剖析例2 如图2所示，水平传送带AB 的右端与在竖直面内用内径光滑的钢管弯成的“9”形固定轨道相接，钢管内径很小．传送带的运行速度v 0＝4.0 m/s ，将质量m ＝0.1 kg 的可看做质点的滑块无初速度地放在传送带的A 端．已知传送带长度L ＝4.0 m ，“9”字全高H ＝0.6 m ，“9”字上半部分圆弧半 径R ＝0.1 m ，滑块与传送带间的动摩擦因数μ＝0.2，重力加速度g ＝10 m/s 2，求：(1)滑块从传送带A 端运动到B 端所需要的时间；(2)滑块滑到轨道最高点C 时对轨道作用力的大小和方向．跟踪训练2 如图3甲所示，一半径R ＝1 m 、圆心角等于143°的竖直圆弧形光滑轨道，与斜面相切于B 处，圆弧形轨道的最高点为M ，斜面倾角θ＝37°，t ＝0时刻有一物块沿斜面上滑，其在斜面上运动的速度变化规律如图乙所示．若物块恰能到达M 点，取g ＝10 m/s 2，sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8，求：图3(1)物块经过B 点时的速度v B ；(2)物块与斜面间的动摩擦因数μ；(3)AB 间的距离x AB .考点三 综合应用动能定理和机械能守恒定律解题 典例剖析例3 如图4所示，是某公园设计的一个游乐设施，所有轨道均光滑，AB 面与水平面成一定夹角．一无动力小滑车质量为m ＝10 kg ，沿斜面轨道由静止滑下，然后滑入第一个圆形轨道内侧，其轨道半径R ＝2.5 m ，不计通过B 点时的能量损失，根据设计要求，在圆轨道最低点与最高点各放一个压力传感器，测试小滑车对轨道的压力，并通过计算机显示出来．小滑车到达第一个圆形轨道最高点C 处时刚好对轨道无压力，又经过水平轨道滑入第二个圆形轨道内侧，其轨道半径r ＝1.5 m ，然后从水平轨道飞入水池内，水面离水平轨道的距离为h ＝5 m ，g 取10 m/s 2，小滑车在运动全过程中可视为质点．求：图4(1)小滑车在第一个圆形轨道最高点C 处的速度v C 的大小；图5图6图7 (2)在第二个圆形轨道的最高点D 处小滑车对轨道压力F N 的大小；(3)若在水池内距离水平轨道边缘正下方的E 点s ＝12 m 处放一气垫(气垫厚度不计)，要使小滑车既能安全通过圆形轨道又能落到气垫上，则小滑车至少应从离水平轨道多高的地方开始下滑？A 组 动能定理1． 某学校物理兴趣小组用空心透明光滑塑料管制作了如图5所示的“06”造型，固定在竖直平面内，底端与水平地面相切．两个圆的半径均为R .让一质量为m 、直径略小于管径的小球从入口A 处无初速度放入，B 、C 是轨道上的两点，B 是右侧“6”字型的最低点，C 点是左侧“0”字型上与圆心等高的一点．D 为水平出口，其高度与圆最高点相同．已知A 比D 高R ，当地的重力加速度为g ，不计一切阻力．求：(1)小物体从D 点抛出后的水平射程；(2)小球经过B 点时对管道的压力大小；(3)小球经过C 点时的加速度大小．B 组 机械能守恒定律和动力学方法的应用2． 如图6所示是一种闯关游戏，在一个平台与斜面之间悬挂有一个不计质量不可伸长的轻绳，悬点为O ，使绳子在竖直面内摆动，人从斜面顶端以一定速度沿斜面跑到A 点，此时绳子恰好摆到最高点A 处，人立即抓住绳子随绳子一起向下摆动，当摆到最低点B 时，人松开绳子，然后做平抛运动，落到平台上．将人简 化为质点，已知OA 垂直于斜面EF ，OA 与竖直方向OB 的夹角为60°，绳长L ＝5 m ，在最低点B 处，人距离平台C 端水平距离为10 m ，竖直高度为5 m ，欲使人落到平台上，则人沿斜面跑到A 点的速度至少为多大？(g ＝10 m/s 2)3． 如图7所示，BCD 为半径为R 的光滑圆轨道，O 为圆心，CD为竖直直径，∠BOC ＝37°.现从与D 点等高的A 点水平抛出一小球，小球运动至B 点时，刚好沿B 点切线进入圆轨道，并恰好能过D 点，落在水平台上的E 点．空气阻力不计，重力加速度为g ，试求：(1)从A 点抛出时的初速度v 0；(2)BE 间的距离s .图1图3课时规范训练(限时：45分钟)1．如图1所示，遥控电动赛车(可视为质点)从A 点由静止出发，经过时间t 后关闭电动机，赛车继续前进至B 点后进入固定在竖直平面内的圆形光滑轨道，通过轨道最高点P后又进入水平轨道CD 上．已知赛车在水平轨道AB 部分和CD 部分运动时受到阻力恒为车重的0.5倍，即k ＝F f mg＝0.5，赛车的质量m ＝0.4 kg ，通电后赛车的电动机以额定功率P ＝2 W 工作，轨道AB 的长度L ＝2 m ，圆形轨道的半径R ＝0.5 m ，空气阻力可忽略，取g ＝10 m/s 2.某次比赛，要求赛车在运动过程中既不能脱离轨道，又在CD 轨道上运动的路程最短．在此条件下，求：(1)小车在CD 轨道上运动的最短路程；(2)赛车电动机工作的时间．2．如图2所示，为一传送装置，其中AB 段粗糙，AB 段长为L ＝0.2 m ，动摩擦因数μ＝0.6，BC 、DEN 段均可视为光滑，且BC 的始、末端均水平，具有h ＝0.1 m 的高度差，DEN 是半径为r ＝0.4 m 的半圆形轨道，其直径DN 沿竖直方向，C 位于DN 竖直线上，CD 间的距离恰能让小球自由通过．在左端竖直墙上固定一轻质弹簧，现有一可视为质点的小球，小球质量m ＝0.2 kg ，压缩轻质弹簧至A 点后由静止释放(小球和弹簧不粘连)，小球刚好能沿DEN 轨道滑下．求：图2(1)小球到达N 点时的速度；(2)压缩的弹簧所具有的弹性势能．3.如图3所示，光滑曲面轨道置于高度为H ＝1.8 m 的平台上，其末端切线水平．另有一长木板两端分别搁在轨道末端点和水平地面间，构成倾角为θ＝37°的斜面，整个装置固定在竖直平面内．一个可视作质点的质量为m ＝0.1 kg 的小球，从光滑曲面上由静止开始下滑(不计空气阻力，g 取10 m/s 2，sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8)(1)若小球下滑后做平抛运动正好击中木板的末端，则释放小球的高度为多大？(2)试推导小球下滑后做平抛运动第一次撞击木板时的动能与它下滑高度h 的关系表达式．3． 如图4所示，半径R ＝1.0 m 的光滑圆弧轨道固定在竖直平面内，轨道的一个端点B 和圆心O 的连线与水平方向间的夹角θ＝37°，另一端点C 为轨道的最低点．C 点右侧的水平路面上紧挨C点放置一木板，木板质量M＝1kg，上表面与C点等高．质量m＝1 kg的物块(可视为质点)从空中A点以v0＝1.2 m/s的速度水平抛出，恰好从轨道的B端沿切线方向进入轨道．已知物块与木板间的动摩擦因数μ1＝0.2，木板与路面间的动摩擦因数μ2＝0.05，sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8，取g＝10 m/s2.试求：(1)物块经过轨道上的C点时对轨道的压力；(2)设木板受到的最大静摩擦力跟滑动摩擦力相等，则木板至少多长才能使物块不从木板上滑下？复习讲义课堂探究例1 (1)v B ＝2g (H －h －μL )(2)h ＝H －μL 2 s max ＝H －μL ＋L(3)2.62 m 或0.38 m跟踪训练1 (1)0.5 s (2)－168 J 例2 (1)2 s (2)3 N ，方向竖直向上 跟踪训练2 (1)46 m/s (2)0.5(3)0.9 m例3 (1)5 m/s (2)333.3 N (3)7.2 m 分组训练1．(1)22R (2)7mg (3)17g2．5 2 m/s3．(1)gR (2)3(10－1)5R课时规范训练 1．(1)2.5 m (2)4.5 s2．(1)2 5 m/s (2)0.44 J3．(1)0.8 m (2)E k ＝3.25h4．(1)46 N (2)6 m。