高考物理总复习 第五章 专题探究五 动力学和能量观点的综合应用练习（含解析）-人教版高三全册物理试题.doc

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1、专题探究五动力学和能量观点的综合应用1.将一小球竖直向上抛出,小球在运动过程中所受到的空气阻力不可忽略.a为小球运动轨迹上的一点,小球上升和下降经过a点时的动能分别为Ek1和Ek2.从抛出开始到小球第一次经过a点时重力所做的功为W1,从抛出开始到小球第二次经过a点时重力所做的功为W2.下列选项正确的是(B)A.Ek1=Ek2,W1=W2B.Ek1Ek2,W1=W2C.Ek1Ek2,W1Ek2,W1Wf1,可知Ek1Ek2,故B正确,A,C,D错误.2.(多选)如图所示,质量为M,长度为L的小车静止在光滑的水平面上,质量为m的小物块放在小车的最左端,现用一水平力F作用在小物块上,小物块与小车之间

2、的摩擦力为Ff,经过一段时间小车运动的位移为x,小物块刚好滑到小车的右端,则下列说法中正确的是(BD)A.小物块滑到右端时,小物块的动能为F(x+L)B.小物块滑到右端时,小车的动能为FfxC.整个过程中,小物块和小车增加的机械能为Fx-FfLD.整个过程中,因摩擦而产生的热量为FfL解析:小物块运动的位移为x+L,拉力和摩擦力做功,由动能定理得(F-Ff)(x+L)=Ek1,故选项A错误;小车仅受摩擦力,由动能定理得Ffx=Ek2,选项B正确;小物块和小车组成的系统的机械能增加量等于F,Ff做的功,即(F-Ff)(x+L)+Ffx=F(x+L)-FfL,选项C错误;因摩擦而产生的热量为摩擦力

3、与相对路程之积,即Q=FfL,选项D正确.3.如图所示,BC是竖直面内的四分之一圆弧形光滑轨道,下端C与水平直轨道相切.一个小物块从B点正上方R处的A点处由静止释放,从B点刚好进入圆弧形光滑轨道下滑,已知圆弧形轨道半径为R=0.2 m,小物块的质量为m=0.1 kg,小物块与水平面间的动摩擦因数 =0.5,取g=10 m/s2.小物块在水平面上滑动的最大距离是(D)A.0.1 mB.0.2 mC.0.6 mD.0.8 m解析:设小物块在水平面上滑动的最大距离为x,由动能定理得mg2R-mgx=0,x=0.8 m,选项D正确.4.(多选)如图所示,一质量为1 kg的小物块自斜面上A点由静止开始下

4、滑,经2 s运动到B点后通过光滑的衔接弧面恰好滑上与地面等高的传送带,传送带以4 m/s的恒定速率运行.已知A,B间距离为2 m,传送带长度(即B,C间距离)为10 m,小物块与传送带间的动摩擦因数为0.2,取g=10 m/s2.下列说法正确的是(BCD)A.小物块在传送带上运动的时间为2.32 sB.小物块在传送带上因摩擦产生的热量为2 JC.小物块在传送带上运动过程中传送带对小物块做的功为6 JD.小物块滑上传送带后,传动系统因此而多消耗的能量为8 J解析:小物块自斜面上A点由静止开始下滑,由x=at2,v=at,得出小物块滑上传送带时的速度v=2 m/s2,小物块滑上传送带后做匀加速直线

5、运动,加速度a1=g=0.210 m/s2=2 m/s2,加速时间t1=1 s,加速运动的位移x1=vt1+a1=3 m,匀速运动时间t2=1.75 s,小物块在传送带上运动的时间为t=t1+t2=2.75 s,选项A错误;小物块相对传送带的位移x=v0t1-x1=1 m,小物块在传送带上因摩擦产生的热量为Q=Ffx=mgx=2 J,选项B正确;由动能定理,小物块在传送带上运动过程中传送带对小物块做的功为W=m-mv2=6 J,选项C正确;根据能量守恒定律,小物块滑上传送带后,传动系统因此而多消耗的能量为E=Q+W=2 J+6 J=8 J,选项D正确.5.(2019河北北戴河模拟)(多选)水平

6、面上质量为m=10 kg的物体受到的水平拉力F随位移s变化的规律如图所示,物体匀速运动一段时间后,拉力逐渐减小,当s=7.5 m时拉力减为零,物体也恰好停下.取g=10 m/s2,下列结论正确的是(AB)A.物体与水平面间的动摩擦因数为0.12B.合外力对物体所做的功约为-40 JC.物体匀速运动时的速度为2 m/sD.物体运动的时间为0.4 s解析:由于02.5 m内物体匀速运动,可得F=mg,=0.12;由于Fs图线与s轴所围面积表示力F所做的功,可得WF约为50 J,设物体匀速运动的速度为v,在整个运动过程中,由动能定理可得W总=WF-mgs=0-mv2,即W总=-40 J,v=2 m/

7、s;物体匀速运动的时间t匀= s= s0.4 s.6.(2019北方重工三中月考)(多选)一物体静止在水平地面上,现给物体施加一竖直向上的拉力作用,不计空气阻力,物体机械能E与物体升高的高度h之间的关系图像如图所示,其中图线在A点处的切线的斜率最大,在B点处的切线水平,h2h3的图线为平行于横轴的直线,则下列说法正确的是(AD)A.h2h3过程中拉力的功率为零B.0h2过程中物体所受拉力始终大于重力C.在h2处物体的速度最大D.在h1处物体所受的拉力最大解析:h2h3过程中,物体的机械能守恒,根据机械能守恒的条件可知,拉力为零,则拉力的功率为零,故A正确.根据功能关系知,Fh=E,得F=,可知

8、图像的斜率大小等于拉力大小.0h2过程中,图像的斜率先增大后减小,拉力先增大后减小,直至为零,所以拉力先大于重力,后小于重力,物体先加速后减速,在拉力等于重力时,速度最大,该位置在h1h2之间,故B,C错误.在h1处,图像的斜率最大,则物体所受的拉力最大,故D正确.7.(2019河北石家庄模拟)在工厂中常用如图所示水平传送带传送工件,可大大提高工作效率,传送带以恒定的速度v=2 m/s运行,质量为m=0.5 kg的工件以v0=1 m/s的初速度从位置A滑上传送带,工件与传送带之间的动摩擦因数=0.2,每当前一个工件在传送带上停止相对滑动时,后一个工件立即滑上传送带,取g=10 m/s2,则下列

9、说法中正确的是(A)A.工件经0.5 s停止相对滑动B.正常运行时传送带上相邻工件相距0.5 mC.摩擦力对每个工件做正功为1 JD.每个工件与传送带间因摩擦产生的内能为0.75 J解析:工件进入水平传送带先匀加速运动后匀速运动,加速度大小为a=g=2 m/s2,加速时间为t=0.5 s,选项A正确;正常运行时相邻两工件间的距离为d=vt=1 m,选项B错误;由动能定理知摩擦力对每个工件做正功为Wf=mv2-m=0.75 J,选项C错误;在t=0.5 s内,工件对地位移为x1=t=0.75 m,传送带对地位移为x2=vt=1 m,所以每个工件与传送带间因摩擦产生的内能为Q=mg(x2-x1)=

10、0.25 J,选项D错误.8.(2019广西南宁外国语学校月考)如图所示,表面粗糙的斜面体固定在水平地面上.一物体在沿斜面向上且平行斜面的力F1作用下,沿斜面向上做速度为v1的匀速运动,F1的功率为P0.若该物体在沿斜面斜向上的且与斜面夹角为的力F2(如图)作用下,在同一斜面上做沿斜面向上的速度为v2的匀速运动,F2的功率也为P0,则下列说法中正确的是(B)A.F2大于F1B.v1一定小于v2C.v1可能小于v2D.在相同的时间内,物体增加的机械能相同解析:设斜面与物体之间的动摩擦因数是,物体在沿斜面向上且平行斜面的力F1作用下,在斜面上做速度为v1的匀速运动,则F1=mgsin +mgcos

11、 ;在与斜面夹角为的力F2作用下运动时,有F2sin +N=mgcos ,F2cos =mgsin +N,由此可知,当tan =时,对物体的拉力有最小值,所以F2不一定大于F1,故A错误.在第二种情况下,摩擦力比较小,则沿斜面向下的合外力较小,则F2cos 较小,由于两种情况下,功率相等,由P=Fv可知速度v2较大,所以v1一定小于v2,在相等的时间内力F和摩擦力做的总功较大,即增加的机械能较大,所以在相同的时间内,物体增加的机械能不相同,故C,D错误,B正确.9.(2018山东威海三模)(多选)水平地面上固定一倾角为=37的足够长的光滑斜面,如图所示,斜面上放一质量为mA=2.0 kg、长l

12、=3 m的薄板A.质量为mB=1.0 kg的滑块B(可视为质点)位于薄板A的最下端,B与A之间的动摩擦因数=0.5,开始时用外力使A,B静止在斜面上,某时刻给滑块B一个沿斜面向上的初速度v0=5 m/s,同时撤去外力,已知重力加速度g=10 m/s2,sin 37=0.6,cos 37=0.8.下列说法正确的是(CD)A.在滑块B向上滑行的过程中,A,B的加速度大小之比为35B.从A,B开始运动到A,B相对静止的过程所经历的时间为0.5 sC.从A,B开始运动到A,B相对静止的过程中滑块B克服摩擦力所做的功为 JD.从A,B开始运动到A,B相对静止的过程中因摩擦产生的热量为 J解析:当滑块B沿薄板向上运动时,B对A的摩擦力Ff=mBgcos 37=4.0 N,方向沿斜面向上,Ffv3,故小物块从半圆形轨道最高点做平抛运动h+2R=gt2,x=v2t联立解得x=4.9 m故小物块落地点距车左端为x-L=3.4 m.答案:(1)104.4 N方向竖直向下(2)3.4 m