高考物理备考之百所名校组合卷系列专题16_功和动能定理

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1、 高考物理备考之百所名校组合卷系列高考物理备考之百所名校组合卷系列专题专题 1616 功和动能定理功和动能定理【试题 1】机车由静止开始沿平直轨道做匀加速运动，所受的阻力始终不变，在此过 程中，下列说法正确的是( ) A.机车输出功率逐渐增大 B.机车输出功率不变 C.在任意两相等的时间内，机车动能的变化相等 D.在任意两相等的时间内，机车动量的变化大小相等 【解析】机车的牵引力Ffma恒定不变，故输出功率均匀增大；由动能定理得， EkF合s，在连续相等的时间间隔里，位移越来越大，故选项 C 错误；又由动量定理 pF合t 知，选项 D 正确. 【答案】AD 【试题出处】2011扬州一中模拟 【

2、试题 2】某汽车以恒定功率P、初速度v0冲上倾角一定的斜坡时，汽车受到的阻力 恒定不变，则汽车上坡过程的vt图象不可能 是下图中的( ) 【试题出处】2011河南郑州一中模拟 【试题 3】一物体静止在升降机的地板上，当升降机加速上升时，地板对物体的支持 力所做的功等于( ) A.重力做的功 B.物体动能的增加量 C.物体动能的增加量加上重力做的功 D.物体动能的增加量加上克服重力所做的功 【解析】设支持力做的功为W，克服重力做的功为WG，由动能定理得： WWGEk 解得：WEkWG. 【答案】D 【试题出处】2011山东东营一中模拟 【试题 4】两个木箱A、B的质量分别为mA、mB，且mAmB

3、，两木箱与水平冰面间的动 摩擦因数相等.现使它们以相同的初动能在水平冰面上滑行，则两木箱滑行的距离sA、sB 的大小关系是( ) A.sAsB B.sAsB C.sAsB D.条件不足，无法比较【解析】设木箱滑行的距离为s，由动能定理得： mgs0Ek解得：sEk mg1 m 由于mAmB，故可知sA2mg时，匀加速过程拉力做的功比匀速上升过程拉力做的 功大. 【答案】D 【试题出处】2011柳州一中模拟 【试题 8】在水平粗糙的地面上，使同一物体由静止开始做匀加速直线运动，第一次 是斜向上的拉力F，第二次是斜向下的推力F.两次力的作用线与水平方向的夹角相同，力 的大小相同，位移的大小也相同.

4、则在这两次力的作用过程中( ) A.力F对物体做的功相同，合力对物体做的总功也相同 B.力F对物体做的功相同，合力对物体做的总功不相同 C.力F对物体做的功不相同，合力对物体做的总功相同 D.力F对物体做的功不相同，合力对物体做的总功也不相同 【解析】两力对物体做的功WFscos 相同，合外力做的功：第一次W1(Fcos mgFsin )s；第二次W2(Fcos mgFsin )s. 【答案】B 【试题出处】2011威海一中模拟 【试题 9】如图所示，滑块以 6 m/s 的初速度从曲面上的A点滑下，运动到B点(比A 点低)时速度仍为 6 m/s.若滑块以 5 m/s 的初速度仍由A点下滑，则它

5、运动到B点时的速 度( ) A.大于 5 m/s B.等于 5 m/s C.小于 5 m/s D.无法确定【试题出处】2011厦门一中模拟 【试题 10】如图所示，质量为m的物体用穿过光滑小孔的细绳牵引，使其在光滑水平面上做匀速圆周运动，拉力为某个值F时，转动半径为R；当拉力逐渐减小到 时，物体仍F 4 做匀速圆周运动，半径为 2R.则此过程中外力对物体所做的功为( )A.FR B.FR C.FR D.01 41 45 8【试题出处】2011福州一中模拟 【试题 11】据科技日报2007 年 12 月 23 日报道，时速为 300 公里的“和谐号”动 车组是在引进、消化和吸收国外时速 200

6、公里动车组技术平台的基础上，由中国自主研发 制造的世界上运营速度最高的动车组列车之一.如果列车受到的阻力与其运行速度的二次方 成正比，当速度由原来的 200 km/h 提高到现在的 300 km/h 后，机车发动机的功率要变为 原来的( )A. 倍 B.( )2倍 C.( )3倍 D.( )4倍3 23 23 23 2 【解析】当列车匀速运动时，动力大小等于受到的阻力，故： 机车功率PFvkv2v()3( )3.P Pv v3 2 答案：C 【试题出处】2011莆田一中模拟 【试题 12】如图所示，质量为 m的小车在水平恒力F的推动下，从山坡底部A处由静 止起运动至高为h的坡顶B，获得速度为v

7、，A、B的水平距离为s.下列说法正确的是( ) A.小车克服重力所做的功是mghB.推力对小车做的功是mv21 2 C.推力对小车做的功是FsmghD.阻力对小车做的功是mv2mghFs1 2 【解析】重力对小车做的功WGmgh，故选项 A 正确.由功的定义知W推Fs，由动能定理有W推mghW阻mv2，故W阻mv2mghFs.故选项 B、C 错误，选项 D 正确.1 21 2 【答案】AD 【试题出处】2011洛阳一中模拟 【试题 13】如图所示，ABCD是一个盆式容器，盆内侧壁与盆底BC的连接处都是一段与BC相切的圆弧，BC水平，其长d0.50 m，盆边缘的高度h0.30 m.在A处放一个质

8、 量为m的小物块并让其由静止开始下滑.已知盆内侧壁是光滑的，而盆底BC面与小物块间 的动摩擦因数0.10.小物块在盆内来回滑动，最后停止下来，则小物块停止时的位置 到B的距离为( ) A.0.50 m B.0.25 m C.0.10 m D.0 【解析】对小物块从A点出发到最后停下来的整个过程，由动能定理有： mghmgs0所以s3 mh 而d0.50 m，刚好三个来回，所以最终停在B点. 【答案】D 【试题出处】2011承德一中模拟 【试题 14】如图所示，一内壁粗糙的环形细圆管位于竖直平面内，环的半径为R(比细 管的直径大得多)，在圆管中有一个直径与细管内径相同的小球(可视为质点)，小球的

9、质量 为m.设某一时刻小球通过轨道的最低点时对管壁的压力为 6mg，此后小球便做圆周运动， 经过半个圆周恰能通过最高点，则在此过程中小球克服摩擦力所做的功是( )A.3mgR B.2mgR C.mgR D.mgR1 2【试题出处】2011德州一中模拟 【试题 15】如图所示，物体的质量为 1 kg，动滑轮和细绳的质量均不计.现用一竖直 向上的拉力F拉动细绳，使物体从静止开始以 5 m/s2的加速度匀速上升，则拉力F在 1 s 末的瞬时功率是(g取 10 m/s2)( )A.150 W B.75 W C.37.5 W D.25 W 【解析】设与重物连接的悬绳的拉力为F，由牛顿第二定律得： Fmg

10、ma 解得：F15 N. 方法一 每时刻拉力做功的功率都等于悬绳对重物做功的功率，故 PFvFat75 W.方法二 由动滑轮的特点知，FF，拉力F作用点上升的加速度为 10 m/s2，故1 2PFv101 W75 W.15 2 【答案】B 【试题出处】2011启东中学模拟 【试题 16】在光滑的水平面上有一静止的物体，现以水平恒力F1推这一物体，作用一 段时间后换成相反方向的水平恒力F2推这一物体，当恒力F2作用的时间与恒力F1作用的 时间相等时，物体恰好回到原处，此时物体的动能为 32 J，则在整个过程中，恒力F1、F2 做的功分别为( ) A.16 J、16 J B.8 J、24 J C.

11、32 J、0 J D.48 J、16 J【试题出处】2011黄冈中学模拟 【试题 17】如图甲所示，质量m1 kg 的物体静止在倾角30 的粗糙斜面体上， 两者一起向右做匀速直线运动，则在通过水平位移s1 m 的过程中， (1)物体所受的重力、弹力、摩擦力对物体各做了多少功？(取g10 m/s2) (2)斜面对物体做了多少功？【解析】(1)物体的受力情况如图乙所示，由平衡条件得： FNmgcos ，fmgsin f与s的夹角为，FN与s的夹角为(90) 由WFscos 得： 重力对物体做的功W1mgscos 900 弹力FN对物体做的功为： W2mgcos scos (90)4.3 J 摩擦力

12、f对物体做的功W3mgsin scos 4.3 J. 乙(2)解法一 斜面对物体的作用力即FN与f的合力，由平衡条件可知，其方向竖直向 上，大小等于mg，其做的功为： W面F合scos 900. 解法二 斜面对物体做的功等于斜面对物体各力做功的代数和，即W面W2W30. 【答案】(1)0 4.3 J 4.3 J (2)0 【试题出处】2011曲靖一中模拟 【试题 18】弹射器是航母制造中的关键技术之一，重型喷气式战斗机在水平跑道上需 要滑行 450 m 以上才能达到起飞速度，而即使当今最大的“尼米兹”级航空母舰甲板的长 度也不过 300 余米，依靠弹射器是重型战斗机在航母上起飞的必不可少的环节

13、。已知美军 F14 战斗机重 3.0107 kg，在地面跑道上靠自身发动机提供动力需滑行 450 m 才能到达 250 km/h 的起飞速度，而这种战斗机在“尼米兹”号航母上，在蒸汽弹射器和自身发动机 动力的共同作用下，可在 45 m 内将速度加到 250 km/h.若 F14 战斗机加速度滑行时，发 动机动力和飞机受到的阻力都恒定，则“尼米兹”号上蒸汽弹射器使一架 F14 战斗机起 飞至少要做多少功？【解析】设 F14 战斗机自身发动机的牵引力为F，受到的阻力为f，在水平地面跑道 上起飞时，由动能定理有：(Ff)s1mv201 2 在“尼米兹”号航母甲板上起飞时，有：WFs2fs2mv21

14、2 解得：弹射器至少需做的功W6.51010 J. 【答案】6.51010 J 【试题出处】2011衡水中学模拟 【试题 19】如图所示，竖直放置的半圆形绝缘轨道的半径为R，下端与光滑绝缘水平 面平滑连接，整个装置处于方向竖直向上的场强大小为E的匀强电场中.现有一质量为m、 带电荷量为q的物块(可视为质点)从水平面上的A点以初速度v0水平向左运动，沿半圆形轨道恰好通过最高点C，已知E.mg q(1)试计算物块在运动过程中克服摩擦力做的功. (2)证明物块离开轨道落回水平面的水平距离与场强大小E无关，且为一常量.【答案】(1)mv (Eqmg)R1 22 05 2 (2)物块离开轨道落回水平面的水平距离与场强大小E无关，恒为 2R 【试题出处】2011北京西城区模拟 【试题 20】一质量为 500 t 的机车，以恒定功率 375 kW 由静止出发，经过 5 min 速 度达到最大值 54 km/h，设机车所受阻力f恒定不变，取g10 m/s2，试求： (1)机车受到的阻力f的大小. (2)机车在这 5 min 内行驶的路程.【试题出处】2011上海模拟