高考物理试题分类解析功和能

高考物理试题分类解析功和能

‎2018年高考物理试题分类解析：功和能 全国1卷 ‎18．如图，abc是竖直面内的光滑固定轨道，ab水平，长度为2R：bc是半径为R的四分之一的圆弧，与ab相切于b点。一质量为m的小球。始终受到与重力大小相等的水平外力的作用，自a点处从静止开始向右运动，重力加速度大小为g。小球从a点开始运动到其他轨迹最高点，机械能的增量为 A．2mgR B．4mgR C．5mgR D．6mgR ‎【解析】当小球从a到c的过程中，根据动能定理，已知，解得 小球从c点运动到其轨迹最高点，设小球升高，则，得。此过程小球在水平方向上的位移，其中，(根据竖直方向的运动算得)，解得 根据机械能的增量为除重力外的外力即力F所做的功，小球从a点开始运动到其轨迹最高点，‎ ‎【答案】18．C ‎ 全国2卷 ‎14．如图，某同学用绳子拉动木箱，使它从静止开始沿粗糙水平路面运动至具有某一速度，木箱获得的动能一定 A．小于拉力所做的功 B．等于拉力所做的功 C．等于克服摩擦力所做的功 D．大于克服摩擦力所做的功 ‎【解析】根据动能定理木箱获得的动能一定拉力所做的功减去克服摩擦力所做的功。‎ ‎【答案】14．A ‎ 全国3卷 ‎19．地下矿井中的矿石装在矿车中，用电机通过竖井运送至地面。某竖井中矿车提升的速度大小v随时间t的变化关系如图所示，其中图线①②分别描述两次不同的提升过程，它们变速阶段加速度的大小都相同；两次提升的高度相同，提升的质量相等。不考虑摩擦阻力和空气阻力。对于第①次和第②次提升过程，‎ A．矿车上升所用的时间之比为4:5B．电机的最大牵引力之比为2:1‎ C．电机输出的最大功率之比为2:1D．电机所做的功之比为4:5‎ ‎【解析】逐项研究 A．矿车上升所用的时间，过程①为，其中加速过程时间为，位移为，则，减速过程为，位移也为，第②次提升加速时间为，位移为，减速过程时间也为，位移也为，则匀速过程时间为，所以矿车上升所用的时间之比为，A正确；‎ B．加速上升时电机的牵引力，加速度相等所以最大牵引力之比为1:1，B错误；‎ C．电机输出的功率为，因为最大牵引力相等，所以最大功率之比等于最大速度之比，为2:1，C正确；‎ D.电机所做的功为，所以相等，D错误。‎ ‎【答案】19．AC ‎ 天津卷 ‎2．滑雪运动深受人民群众的喜爱，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 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 ‎【解析】合外力为向心力，不做功。‎ ‎【答案】2．C ‎ 江苏省卷 ‎4．从地面竖直向上抛出一只小球，小球运动一段时间后落回地面．忽略空气阻力，该过程中小球的动能Ek与时间t的关系图象是 ‎【解析】上升时，，所以 下落时，（从开始下落开始计时），所以 根据数学函数图像知识，选A ‎【答案】4．A ‎ 江苏省卷 ‎7．如图所示，轻质弹簧一端固定，另一端连接一小物块，O点为弹簧在原长时物块的位置．物块由A点静止释放，沿粗糙程度相同的水平面向右运动，最远到达B点．在从A到B的过程中，物块 ‎（A）加速度先减小后增大 ‎（B）经过O点时的速度最大 ‎（C）所受弹簧弹力始终做正功 ‎（D）所受弹簧弹力做的功等于克服摩擦力做的功 ‎【解析】设速度最大位置为C，则加速度为0，，x为弹簧压缩量，C点在O点以左，所以B错误；从A到C,加速度减小，从C到B，加速度增大，所以A正确；从A到O，弹簧弹力做正功，‎ 从O到B，弹簧弹力做负功，C错误；根据动能定理，所受弹簧弹力做的功等于克服摩擦力做的功，D正确。‎ ‎【答案】7．AD ‎ 江苏省卷 ‎14．（16分）如图所示，钉子A、B相距5l，处于同一高度．细线的一端系有质量为M的小物块，另一端绕过A固定于B．质量为m的小球固定在细线上C点，B、C间的线长为3l．用手竖直向下拉住小球，使小球和物块都静止，此时BC与水平方向的夹角为53°．松手后，小球运动到与A、B相同高度时的速度恰好为零，然后向下运动．忽略一切摩擦，重力加速度为g，取sin53°=0.8，cos53°=0.6．求：‎ ‎（1）小球受到手的拉力大小F；‎ ‎（2）物块和小球的质量之比M:m；‎ ‎（3）小球向下运动到最低点时，物块M所受的拉力大小T．‎ ‎【答案】14．（1）设小球受AC、BC的拉力分别为F1、F2‎ F1sin53°=F2cos53° F+mg=F1cos53°+ F2sin53°且F1=Mg 解得 ‎（2）小球运动到与A、B相同高度过程中 小球上升高度h1=3lsin53°，物块下降高度h2=2l 机械能守恒定律mgh1=Mgh2‎ 解得 ‎（3）根据机械能守恒定律，小球回到起始点．设此时AC方向的加速度大小为a，重物受到的拉力为T 牛顿运动定律Mg–T=Ma 小球受AC的拉力T′=T 牛顿运动定律T′–mgcos53°=ma 解得（）‎ 海南物理卷 ‎6.某大瀑布的平均水流量为5900m3/s，水的落差为50m。已知水的密度为1.00×103kg/m3。在大瀑布水流下落过程中，重力做功的平均功率约为 ‎ A. 3×106w B.3×107 w C. 3×108 w D. 3×109 w ‎6.【解析】，，选D ‎【答案】D