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2020版高考物理一轮总复习限时规范专题练4动力学和能量问题综合应用

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限时规范专题练(四) 动力学和能量问题综合应用

时间:45分钟 满分:100分

一、选择题(本题共10小题,每小题7分,共70分。其中1~6为单选,7~10为多选)

1.在倾角为30°的斜面上,某人用平行于斜面的力把原静止于斜面上的质量为2 kg的物体沿斜面向下推了2 m 的距离,并使物体获得1 m/s的速度,已知物体与斜面间的动摩擦因数为

32

,g取10 m/s,则3

在这过程中( )

A.人对物体做功21 J B.合外力对物体做功1 JC.物体克服摩擦力做功21 J D.物体重力势能减小40 J

答案 B

121

解析 根据动能定理可知,合外力对物体做的功等于物体动能的增加量,即W合=mv=×2 kg×(1 22m/s)=1 J,所以选项B正确;对物体受力分析,根据物体在垂直斜面方向上的合力为零求出物体与斜面间的正压力FN=mgcosθ,从而计算出斜面对物体沿斜面向上的滑动摩擦力大小为Ff=μFN=μmgcosθ,所以物体克服摩擦力做功WFf=Ffs=μmgscosθ,代入数据可得WFf=20 J,所以选项C错误;物体重力势能的减12

小量等于重力做的功WG=mgssinθ=2 kg×10 m/s×2 m×=20 J,选项D错误;对物体受力分析可知,

2物体共受到四个力的作用,其中只有3个力对物体做功,即人对物体的推力做正功,摩擦力做负功,重力做正功,它们三个力做功的代数和就等于合外力做的功,所以若设人对物体做功为W人,则应满足W人+WG-

2

WFf=W合,代入数据可得W人=1 J,即人对物体做功1 J,选项A错误。

2.[2016·温州模拟]滑板是现在非常流行的一种运动,如图所示,一滑板运动员以7 m/s的初速度从曲面的A点下滑,运动到B点时速度仍为7 m/s,若他以6 m/s 的初速度仍由A点下滑,则他运动到B点

时的速度( )

B.等于6 m/sA.大于6 m/s C.小于6 m/s

D.条件不足,无法计算

答案 A

解析 当初速度为7 m/s时,由功能关系知,运动员克服摩擦力做的功等于减少的重力势能。运动员做曲线运动可看成圆周运动,当初速度变为6 m/s时,所需的向心力变小,因而运动员对轨道的压力变小,最新教育教学资料精选

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由Ff=μFN知运动员所受的摩擦力减小,故从A到B过程中克服摩擦力做的功减少,而重力势能变化量不

变,故运动员在B点的动能大于他在A点的动能,A正确。

3.如图甲所示,在倾角为θ的光滑斜面上,有一个质量为m的物体在沿斜面方向的力F的作用下由静止开始运动,物体的机械能E随位移x的变化关系如图乙所示。其中0~x1 过程的图线是曲线,x1~x2过

程的图线为平行于x轴的直线,则下列说法中正确的是( )

A.物体在沿斜面向上运动

B.在0~x1过程中,物体的加速度一直减小

C.在0~x2过程中,物体先减速再匀速D.在x1~x2过程中,物体的加速度为gsinθ

答案 D

解析 由图乙可知,在0~x1过程中,物体机械能减少,故力F在此过程中做负功,因此,物体沿斜面向下运动。因在E-x图线中的0~x1阶段,图线的斜率变小,故力F在此过程中逐渐减小,由mgsinθ-F=ma可知,物体的加速度逐渐增大,A、B、C错误;x1~x2过程中,物体机械能保持不变,F=0,故此过程

中物体的加速度a=gsinθ,D正确。

4.如图所示,在倾斜θ=30°的光滑斜面上有一垂直于斜面的固定挡板C,质量相等的两木块A、B用一劲度系数为k的轻弹簧相连,系统处于静止状态,弹簧压缩量为l。如果用平行斜面向上的恒力F(F=

mAg)拉A,当A向上运动一段距离x后撤去F,A运动到最高处B刚好不离开C,重力加速度为g,则下列说

法正确的是( )

g

A.A沿斜面上升的初始加速度大小为

2

B.A上升的竖直高度最大为2lC.拉力F的功率随时间均匀增加

D.l等于x

答案 D

F

解析 A原来处于静止状态,加外力F后的初始加速度a==g,故A选项错误;刚开始,弹簧压缩

mA量为l,对A沿斜面方向列平衡方程有:mAgsinθ=kl,最后B恰好不离开C,对B沿斜面方向列平衡方程有:mBgsinθ=kx1,其中x1为弹簧伸长量,因mA=mB,所以x1=l,则A沿斜面上升2l,而竖直高度h=2lsinθ最新教育教学资料精选

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=l,故B选项错误;因弹簧初始的压缩量为l,后来的伸长量为l,所以弹性势能没变。由能量守恒得:

F做的功转化成了A的重力势能。即Fx=mAg·2l·sinθ,所以x=l,故D选项正确;拉力F的功率P=Fv,

由于A不是匀变速运动,故P不是随时间均匀增加,故C选项错误。

5.[2017·陕西宝鸡质检]如图所示,一劲度系数为k的轻质弹簧一端固定在墙上,另一端连接物体A。一细绳平行于光滑桌面并通过光滑定滑轮连接物体A和B。两物体的质量均为m,开始时用手托住B,让细绳恰好伸直,A、B物体都静止。现由静止释放B,直至B获得最大速度(A始终在桌面上运动),已知弹簧的

12

弹性势能Ep=kx,x是弹簧的形变量。下列有关该过程的分析正确的是( )

2

A.A、B物体组成的系统的机械能守恒

2mg

B.当A的速度最大时,弹簧的伸长量为x=

k

C.物体A的最大速度值vm=gm2k

D.细绳拉力对A做的功等于A物体机械能的变化

答案 C

解析 对于A物体、B物体以及弹簧组成的系统,只有弹簧的弹力和重力做功,系统的机械能守恒,由于弹簧的弹性势能不断增大,所以A物体与B物体组成的系统机械能不断减少,选项A错误;以A、B组成的系统为研究对象,有mBg-kx=(mA+mB)a,由于弹簧的伸长量x逐渐变大,故加速度逐渐减小,当加速度mg12m2g21减为零时,物体速度达到最大,x=,ΔEp=kx=,根据系统机械能守恒知mgx=·2mv2m+ΔEp,

k22k2解得vm=gm

,选项B错误、C正确;整个系统中,根据功能关系可知,B减少的机械能转化为A的机械2k

能以及弹簧的弹性势能,故细绳拉力对A做的功等于A物体增加的机械能和弹簧增加的弹性势能之和,选

项D错误。

6.如图所示,A和B两个小球固定在一根轻杆的两端,A球的质量为m,B球的质量为2m,此杆可绕穿过O点的水平轴无摩擦地转动。现使轻杆从水平位置由静止释放,则在杆从释放到转过90°的过程中,下

列说法正确的是( )

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A.A球的机械能减少

B.杆对A球始终不做功

2020版高考物理一轮总复习限时规范专题练4动力学和能量问题综合应用

最新教育教学资料精选限时规范专题练(四)动力学和能量问题综合应用时间:45分钟满分:100分一、选择题(本题共10小题,每小题7分,共70分。其中1~6为单选,7~10为多选)1.在倾角为30°的斜面上,某人用平行于斜面的力把原静止于斜面上的质量为2kg的物体沿斜面向下推了2m的距离,并使物体获得
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