高考物理二轮复习专题限时训练：
专题限时训练5 功、功率、动能定理
时间：45分钟
一、单项选择题
1．滑雪运动深受人民群众喜爱．如图所示，某滑雪运动员(可视为质点)由坡道进入竖直面内的圆弧形滑道AB，从滑道的A点滑行到最低点B的过程中，由于摩擦力的存在，运动员的速率不变，则运动员沿AB下滑过程中( C )
A．所受合外力始终为零 B．所受摩擦力大小不变 C．合外力做功一定为零 D．机械能始终保持不变
2．(2019·全国卷Ⅲ)从地面竖直向上抛出一物体，物体在运动过程中除受到重力外，还受到一大小不变、方向始终与运动方向相反的外力作用．距地面高度h在3 m以内时，物体上升、下落过程中动能Ek随h的变化如图所示．重力加速度取10 m/s.该物体的质量为( C )
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A．2 kg B．1.5 kg C．1 kg D．0.5 kg
解析：设物体的质量为m，则物体在上升过程中，受到竖直向下的重力mg和竖直向下的恒定外力F，由动能定理结合题图可得－(mg＋F)×3 m＝(36－72)J；物体在下落过程中，受到竖直向下的重力mg和竖直向上的恒定外力F，再由动能定理结合题图可得(mg－F)×3 m＝(48－24)J，联立解得m＝1 kg、F＝2 N，选项C正确，A、B、D均错误．
3．人与平衡车的总质量为m，在平直路面上行驶时，所受阻力不变．当平衡车加速度为a，速度为v时，平衡车的功率为P1，则当功率为P2时，平衡车行驶的最大速度为( B )
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A.C.
P2v P1P1v P2
B.D.
P2v
P1－mavP1v
P2－mav解析：对平衡车受力分析，设受到的阻力的大小为Ff，由牛顿第二定律可得，F－Ff＝
P1
ma，所以F＝Ff＋ma，所以功率P1＝Fv＝(Ff＋ma)v，解得Ff＝－ma，当功率恒为P2时，设
v最大速度为v′，则P2＝F′v′＝Ffv′，所以v′＝＝
P2P2v，选项B正确．
FfP1－mav4．一物块放在水平面上，在水平恒力F的作用下从静止开始运动，物块受到的阻力与速度成正比，则关于拉力F的功率随时间变化的规律正确的是( C )
解析：由题知，阻力与速度的关系式为：f＝kv，根据牛顿第二定律得：F－f＝F－kv＝ma，解得：a＝－v，在运动的过程中，速度增大，加速度减小，物块做加速度减小的加速运动，可知速度时间图线的切线斜率逐渐减小，根据P＝Fv知，F不变，则P-t图线的形状与v-t图线的形状相同，故C正确，A、B、D错误．
5．质量为2 kg的物体放在动摩擦因数为μ＝0.1的水平面上，在水平拉力F的作用下，物体从O点由静止开始运动，拉力做的功W和物体发生的位移x之间的关系如图所示，g取10 m/s.下列说法中正确的是( A )
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Fkmm
A．此物体在OA段做匀加速直线运动，且整个过程中拉力的最大功率为15 W B．此物体在AB段做匀速直线运动，且整个过程中拉力的最大功率为6 W
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C．此物体在AB段做匀加速直线运动，且整个过程中拉力的最大功率为15 W D．此物体在OA段做匀速直线运动，且整个过程中拉力的最大功率为15 W
解析：物体受到的摩擦力f＝μFN＝0.1×2×10 N＝2 N，由图象可知，斜率表示的是物体受到的拉力的大小，OA段的拉力为5 N，AB段的拉力为2 N，所以物体在OA段做匀加速直线运动，在AB段做匀速直线运动，选项C、D错误；在OA段的拉力为5 N，物体做加速12F－f运动，当速度最大时，拉力的功率最大，由v＝at，x＝at，a＝，解得v＝3 m/s，此
2m时拉力的功率最大，为P＝Fv＝5×3 W＝15 W，在AB段，物体匀速运动，速度为3 m/s，拉力为2 N，所以此时拉力的功率为P＝Fv＝2×3 W＝6 W，所以在整个过程中拉力的最大功率为15 W，选项A正确，B错误．
6．如图所示为某游乐园滑草场的示意图，某滑道由上、下两段倾角不同的斜面组成，斜面倾角θ1>θ2，滑车与坡面草地之间的动摩擦因数处处相同．载人滑车从坡顶A处由静止开始自由下滑，经过上、下两段滑道后，最后恰好滑到滑道的底端C点停下．若在A、C点位置不变的情况下，将两段滑道的交接点B向左平移一小段距离，使第一段AB的倾角稍稍变大，第二段BC的倾角稍稍变小．不计滑车在两段滑道交接处的机械能损失，则平移后( B )
A．滑车到达滑道底端C点之前就会停下来 B．滑车仍恰好到达滑道的底端C点停下
C．滑车到达滑道底端C点后仍具有一定的速度，所以应在C点右侧加安全防护装置 D．若适当增大滑车与草地之间的动摩擦因数，可使滑车仍恰好到达滑道的底端C点停下
解析：对滑车运动的全过程，由动能定理得mgh－μmgcosθ1·AB－μmgcosθ2·BC＝0，即mgh－μmg·xAC＝0，现改变AB和BC的倾角，但A、C位置不变，则xAC不变，滑车仍恰好到达滑道的底端C点停下，选项A、C错误，B正确；若适当增大滑车与草地之间的动摩擦因数，则xAC减小，选项D错误．
二、多项选择题
7．如图所示，轻质弹簧一端固定在水平面上的光滑转轴O上，另一端与套在粗糙固定直杆A处的质量为m的小球(可视为质点)相连．A点距水平面的高度为h，直杆与水平面的夹角为30°，OA＝OC，B为AC的中点，OB等于弹簧原长．小球从A处由静止开始下滑，经过B处的速度为v，并恰好能停在C处．已知重力加速度为g，则下列说法正确的是( BCD )
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A．小球通过B点时的加速度为
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B．小球通过AB段与BC段摩擦力做功相等 12
C．弹簧具有的最大弹性势能为mv
2D．A到C过程中，产生的内能为mgh
解析：因在B点时弹簧处于原长，则小球到达B点时的加速度为a＝gsin30°－
12
gμgcos30° 等，则摩擦力的平均值相等，摩擦力做功相等，选项B正确；设小球从A运动到B的过程中克服摩擦力做功为Wf，弹簧具有的最大弹性势能为Ep，根据能量守恒定律得，对于小球从A1121 到B的过程有：mg·h＋Ep＝mv＋Wf，从A到C的过程有：mgh＝2Wf，解得：Wf＝mgh，则 222 Ep＝mv2.即弹簧具有的最大弹性势能为mv2，故C正确；A到C过程中，产生的内能为2Wf ＝mgh，选项D正确． 8.如图，点O、a、c在同一水平线上，c点在竖直细杆上．一橡皮筋一端固定在O点，水平伸直(无弹力)时，另一端恰好位于a点，在a点固定一光滑小圆环，橡皮筋穿过圆环与套在杆上的小球相连．已知b、c间距离小于c、d间距离，小球与杆间的动摩擦因数恒定，橡皮筋始终在弹性限度内且其弹力跟伸长量成正比．小球从b点上方某处释放，第一次到达 1 212 b、d两点时速度相等，则小球从b第一次运动到d的过程中( BC ) A．在c点速度最大 B．在c点下方某位置速度最大 C．重力对小球做的功一定大于小球克服摩擦力做的功 D．在b、c两点，摩擦力的瞬时功率大小相等 8 解析：在b点，重力和弹力向下的分力之和大于摩擦力，合力向下，向下运动过程中，弹力减小，所以从b到c，小球做加速度减小的加速运动，在c点，弹力与杆垂直，重力和摩擦力的合力仍然向下，所以在c点下方某位置加速度等于0，速度达到最大值，故A错误，B正确；由题意知，第一次到达b、d两点时速度相等，由动能定理可得，重力、弹力和摩擦力合力做功等于0，已知b、c间距离小于c、d间距离，即全过程弹力做负功，所以重力对小球做的功一定大于小球克服摩擦力做的功，故C正确；设∠abc＝θ，则两点的摩擦力分别为Ffb＝μkabsinθ＝μkac＝Ffc，小球在b、c速度不等，由P＝Fv可知，在b、c两点的摩擦力的瞬时功率大小不等，故D错误． 9．一质量为2 kg的物体，在水平恒定拉力的作用下以一定的初速度在粗糙的水平面上做匀速运动，当运动一段时间后，拉力逐渐减小，且当拉力减小到零时，物体刚好停止运动，图中给出了拉力随位移变化的关系图象．已知重力加速度g取10 m/s，由此可知( ABC ) 2 A．物体与水平面间的动摩擦因数为0.35 B．减速过程中拉力对物体所做的功约为13 J C．匀速运动时的速度约为6 m/s D．减速运动的时间约为1.7 s F7 解析：物体匀速运动时，受力平衡，则F＝μmg，μ＝＝＝0.35，选项A正确； mg2×10 因为W＝Fx，故拉力的功等于F-x图线与x坐标轴包围的面积，由图线可知曲线与x轴间小格数约为13，则减速过程中拉力对物体做功为13×1 J＝13 J，选项B正确；由动能定理可12 知：WF－μmgx＝0－mv0，其中x＝7 m，则解得：v0＝6 m/s，选项C正确；由于不知道具体 2的运动情况，无法求出减速运动的时间，故D错误． 8
课标版2020高考物理二轮复习专题限时训练5功功率动能定理含解析
