专题22 力的观点和能量观点的综合应用（测）-2019年高考物理一轮复习讲练测

专题22 力的观点和能量观点的综合应用（测）-2019年高考物理一轮复习讲练测

‎ ‎ 第22讲 力的观点和能量观点的综合应用——测 ‎【满分：110分 时间：90分钟】‎ 一、选择题(本大题共12小题，每小题5分，共60分。在每小题给出的四个选项中. 1~8题只有一项符合题目要求； 9~12题有多项符合题目要求。全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。)‎ ‎1．质量为1 500 kg的汽车在平直的公路上运动，v－t图象如图所示．由此下列选项中不可求的是(　　)‎ A． 前25 s内汽车的平均速度 B． 前10 s内汽车的加速度 C． 前10 s内汽车所受的阻力 D． 15～25 s内合力对汽车所做的功 ‎【答案】 C ‎【解析】‎ ‎【详解】‎ ‎【点睛】‎ 在v-t图象中，直线的斜率表示物体的加速度的大小，图象与横坐标围成的图形的面积表示物体经过的位移，由动能定理研究功。‎ ‎2．如图为测定运动员体能的装置，轻绳拴在腰间沿水平线跨过定滑轮（不计滑轮的质量与摩擦），下悬重力为G的物体。设人的重心相对地面不动，人用力向后蹬传送带，使水平传送带以速率为v逆时针转动，则（ ）‎ A． 人对重物做功功率为Gv B． 人对传送带的摩擦力大小等于G，方向水平向右 C． 人对传送带的摩擦力对传送带不做功 D． 人对传送带做功的功率大小为Gv ‎【答案】 D ‎【解析】‎ ‎【详解】‎ ‎【点睛】‎ 通过在力的方向上有无位移判断力是否做功．人的重心不动，则知人处于平衡状态，摩擦力与拉力平衡．根据恒力做功功率公式可以求得人对传送带做功功率为P=Fv．‎ ‎3．如图所示，取一块长为L的表面粗糙的木板，第一次将其左端垫高，让一小物块从板左端的A点以初速度沿板下滑，滑到板右端的B点时速度为；第二次保持板右端位置不变，将板放置水平，让同样的小物块从A点正下方的C点也以初速度向右滑动，滑到B点时的速度为．下列说法正确的是 A． 一定大于 B． 物块第一次损失的机械能大于第二次损失的机械能 C． 第一次的平均速度一定比第二次的平均速度小 D． 两次物块损失的机械能相同 ‎【答案】 D ‎【解析】‎ ‎【分析】‎ 根据对物体的受力分析，根据功的计算方法计算重力、摩擦力对物体的做功的情况，进而判断机械能变化情况，先判断v1和v2的关系，再根据匀变速直线运动平均速度公式判断平均速度大小．‎ ‎【详解】‎ ‎【点睛】‎ 该题中可知物体在滑动的过程中各个力做功的情况以及能量的转化与转移关系，其中两次过程中摩擦力不相等，但不能直接由此判断出摩擦力做功不同．‎ ‎4．假设某次罚点球直接射门时，球恰好从横梁下边缘踢进，此时的速度为v.横梁下边缘离地面的高度为h，足球质量为m，运动员对足球做的功为W1，足球运动过程中克服空气阻力做的功为W2，选地面为零势能面，下列说法正确的是(　　)‎ A． 运动员对足球做的功为W1＝mgh＋mv2‎ B． 足球机械能的变化量为W1－W2‎ C． 足球克服空气阻力做的功为W2＝mgh＋mv2－W1‎ D． 运动员刚踢完球的瞬间，足球的动能为mgh＋mv2‎ ‎【答案】 B ‎【解析】A、对运动员踢球到球恰好从横梁下边缘踢进这一过程，由动能定理：，即，故A错误；‎ B、足球机械能的变化量等于重力以外的其他力做的功，即，故B正确；‎ C、由，可得，故C错误；‎ D、设刚踢完球瞬间足球的动能为Ek，由动能定理：，，故D错误；‎ 故选B。‎ ‎【点睛】动能的变化量等于合外力做的功；机械能的变化量等于除重力以外的力做功之和；重力势能的增量等于克服重力所做的功；运动员踢球过程中只有运动员对球做功，由动能定理得出踢完瞬间足球的动能。‎ ‎5．如图所示，从倾角为θ=30°的斜面顶端以初动能E1=6J向下坡方向平抛出一个小球，则小球落到斜面上时的动能E2为（   ）‎ A． 8J B． 12J C． 14J D． 16J ‎【答案】 C ‎【解析】‎ ‎【分析】‎ ‎【点睛】‎ 解决本题的关键知道平抛运动在水平方向和竖直上的运动规律，抓住竖直位移与水平位移的关系进行求解．‎ ‎6．在奥运比赛项目中，高台跳水是我国运动员的强项.质量为m的跳水运动员进入水中后受到水的阻力而做减速运动，设水对他的阻力大小恒为F，那么在他减速下降高度为h的过程中，下列说法正确的是（g为当地的重力加速度)(       )‎ A． 他的动能减少了Fh B． 他的重力势能减少了mgh C． 他的机械能减少了(F一mg)h D． 他的机械能增加了Fh ‎【答案】 B ‎【解析】‎ ‎【分析】‎ 能够运用动能定理求出动能的变化量．能够通过重力做功量度重力势能的变化．知道除了重力和弹簧弹力之外的力做功量度机械能的变化．‎ ‎【详解】‎ ‎【点睛】‎ 解这类问题的关键要熟悉功能关系，也就是什么力做功量度什么能的变化，并能建立定量关系．我们要正确的对物体进行受力分析，能够求出某个力做的功．‎ ‎7．如图所示，斜轨道与半径为R的半圆轨道平滑连接，点A与半圆轨道最高点C等高，B 为轨道最低点.现让小滑块（可视为质点）从A点开始以速度v0沿斜面向下运动，不计一切摩擦，关于滑块运动情况的分析，正确的是 A． 若v0=0，小滑块恰能通过C点，且离开C点后做自由落体运动 B． 若v0=0，小滑块恰能通过C点，且离开C点后做平抛运动 C． 若，小滑块能到达C点，且离开C点后自自由落体运动 D． 若，小滑块能到达C点，且离开C点后做平抛运动 ‎【答案】 D ‎【解析】‎ ‎【分析】‎ 滑块进入右侧半圆轨道后做圆周运动，由圆周运动的临界条件可知物块能到达C点的临界值；再由机械能守恒定律可得出其在A点的速度．‎ ‎【详解】‎ 滑块恰好通过最高点C，由，可得：，根据机械能守恒可知：，即若，则滑块无法达到最高点C； 若，则可以通过最高点做平抛运动，故ABC错误，D正确；故选D。‎ ‎【点睛】‎ 机械能守恒定律与圆周运动的结合题目较为常见，在解题时一定要把握好竖直平面内圆周运动的临界值的分析．‎ ‎8．‎ 小车静止在光滑的水平导轨上，一个小球用细绳悬挂在车上由图中位置无初速释放，在小球下摆到最低点的过程中，下列说法正确的是( )‎ A． 绳对球的拉力不做功 B． 球克服绳拉力做的功等于球减少的机械能 C． 绳对车做的功等于球减少的动能 D． 球减少的重力势能等于球增加的动能 ‎【答案】 B ‎9．如图所示，竖直平面内放一直角杆，杆的水平部分粗糙，杆的竖直部分光滑，两部分各套有质量均为1kg的小球A和B，A、B间用细绳相连，A与水平杆之间的动摩擦因数。初始时刻A、B均处于静止状态，已知OA=3m，OB=4m。若A球在水平拉力F的作用下向右缓慢地移动1m（取g=10m/s2），那么该过程中 A． 小球A受到的摩擦力大小为6N B． 小球B上升的距离小于1m C． 拉力F做功为16J D． 拉力F做功为14J ‎【答案】 AC ‎【解析】‎ ‎【详解】‎ 对AB整体受力分析，受拉力F、重力G、支持力N、向左的摩擦力f和向右的弹力N1，如图所示：‎ ‎【点睛】‎ 本题中拉力为变力，先对整体受力分析后根据共点力平衡条件得出摩擦力为恒力，然后根据动能定理求变力做功．‎ ‎10．如图所示，竖直平面内四分之一光滑圆弧轨道AP和水平传送带PC相切于P点，圆弧轨道的圆心为O，半径为R．一质量为m的小物块从圆弧顶点A由静止开始沿轨道下滑，再滑上传送带PC，传送带可以速度沿逆时针方向的传动．小物块与传送带间的动摩擦因数为μ，不计物体经过圆弧轨道与传送带连接处P时的机械能损失，若传送带沿逆时针方向转动，物块恰能滑到右端C，重力加速度为g=10 m/s2．则下列说法正确的是 A． 若水平传送带沿逆时针方向转动的速度增大，小物块不能滑到传送带右端C B． 传送带PC之间的距离 C． 若传送带速度大小v0不变，顺时针转动，小物块从P点滑到C点所用的时间 D． 若传送带速度大小v0不变，顺时针转动，要让小物块一直在传送带上做匀减速运动，则小物块在圆弧顶点A的最小速度 ‎【答案】 BCD ‎【解析】‎ ‎【分析】‎ 传送带沿逆时针方向转动时，物体在传送带上受到的滑动摩擦力与转速无关，运动情况不变。从A到C对小物块运用动能定理列式，可求得PC之间的距离L；若传送带速度大小v0不变，顺时针转动，先由动能定理求出物块到达P点的速度。分析物块滑上传送带后的运动情况，由牛顿第二定律和运动学公式求物块从P点滑到C点所用的时间t；若传送带速度大小v0不变，要让小物块一直在传送带上做匀减速运动，则小物块滑到传送带右端C时速度恰好与传送带共速，再由运动学公式和动能定理求解小物块在圆弧顶点A的最小速度。‎ ‎【详解】‎ A、若水平传送带沿逆时针方向转动的速度增大，物块受到的滑动摩擦力不变，滑动摩擦力做功与速度变大前一样，故小物块仍然恰能滑到右端C，故A错误；‎ B、从A到C，对小物块运用动能定理可得：，解得：，故B正确；‎ 可得小物块从P点滑到C点所用的时间：，故C正确；‎ D、若传送带速度大小v0不变，要让小物块一直在传送带上做匀减速运动，则小物块滑到传送带右端C时速度恰好与传送带共速为：‎ 对整个过程，由动能定理得：‎ 解得，即小物块在圆弧顶点A的最小速度，故D正确。‎ ‎【点睛】‎ 解决本题的关键是分析清楚小物块的运动情况，应用动能定理、牛顿第二定律、运动学公式进行研究。要注意分析物块与传送带共速的状态。‎ ‎11．如图所示,竖直放置的半径为R的光滑半圆轨道与粗糙水平面平滑连接,水平面上放置一轻弹簧,‎ 其右端固定,左端被质量为m的小物块压缩至P点(弹簧左端与小物块末连接),P点与圆弧最低点A的距离为R.现将小物块由P点静止释放,此后它恰能到达圆弧最高点C．已知物块与弹簧分离的位置在AP之间,物块和水平面间的动摩擦因数为0.5,重力加速度为g.则有关上述过程说法正确的是( )‎ A． 弹簧对物块做的功为3mgR B． 在最高点物块与轨道间有相互作用力 C． 物块在B点对轨道的作用大小为3mg D． 在PA段物块机械能减少了0.5mgR ‎【答案】 ACD 点睛：本题综合考查了动能定理、能量守恒、牛顿第二定律的运用，关键理清物块在整个过程中的运动规律，选择合适的规律进行求解，要抓住最高点的临界条件：重力等于向心力．要灵活选取研究的过程，运用动能定理研究速度．‎ ‎12．某同学在开展研究性学习的过程中，利用加速度传感器研究质量为5 kg的物体由静止开始做直线运动的规律，并在计算机上得到了前4s内物体加速度随时间变化的关系图象，如图所示。设第Is内运动方向为正方向，则物体 A． 先向正方向运动，后向负方向运动 B． 在第3s末的速度最大 C． 在第3 s末距离出发点最远 D． 在第4s末的动能为22.5 J ‎【答案】 BD ‎【解析】‎ ‎【分析】‎ ‎【点睛】‎ 本题关键有两点：一要正确分析物体的运动情况；二抓住a-t图象的“面积”求出速度的变化量，得到第4s末的速度．‎ 二、非选择题（本大题共4小题，第13、14题每题10分；第15、16题每题15分；共50分）‎ ‎13．光滑水平面AB与竖直面内的圆形导轨在B点连接，导轨半径R=0.5m，一个质量m=2kg的小球在A处压缩一轻质弹簧，弹簧与小球不拴接。用手挡住小球不动。此时弹簧弹性势能Ep=49J，如图所示。放手后小球向右运动脱离弹簧，沿圆形轨道向上运动恰能通过最高点C，取g=10m/s2。求：‎ ‎(1)小球脱离弹簧时的速度大小；‎ ‎(2)小球从B到C克服阻力做的功；‎ ‎(3)小球离开C点后落回水平面时的动能。‎ ‎【答案】 （1） （2） （3）‎ ‎【解析】‎ ‎【详解】‎ ‎(1)根据机械能守恒定律 Ep＝ ①‎ v1＝＝7m/s ②‎ ‎(2)由动能定理得－mg·2R－Wf＝ ③‎ 小球恰能通过最高点，故 ④‎ 由②③④得Wf＝24 J ‎(3)根据动能定理：‎ 解得：‎ 故本题答案是：（1） （2） （3）‎ ‎【点睛】‎ ‎(1)在小球脱离弹簧的过程中只有弹簧弹力做功,根据弹力做功与弹性势能变化的关系和动能定理可以求出小球的脱离弹簧时的速度v;‎ ‎(2)小球从B到C的过程中只有重力和阻力做功,根据小球恰好能通过最高点的条件得到小球在最高点时的速度,从而根据动能定理求解从B至C过程中小球克服阻力做的功;‎ ‎(3)小球离开C点后做平抛运动,只有重力做功,根据动能定理求小球落地时的动能大小 ‎14．如图所示，平台上的小球从A点水平抛出，恰能无碰撞地进入粗糙的BC斜面，经C点进入光滑水平面CD时速率不变，最后进入悬挂在O点并与水平面等高的弧形轻质筐内。已知小球质量为m，A、B两点高度差h；BC斜面高2h，动摩擦因数μ=0.5，倾角α=450；悬挂弧筐的轻绳长为3h，小球看成质点，轻质筐的重量忽略不计，弧形轻质筐的大小远小于悬线长度，重力加速度为g，试求：‎ ‎（1）小球运动至B点的速度大小vB；‎ ‎（2）小球运动至C点的速度大小vC；‎ ‎（3）小球进入轻质筐后瞬间，轻质筐所受拉力F的大小。‎ ‎【答案】 （1）（2）（3）F=3mg ‎【解析】‎ ‎【详解】‎ 解得：F=3mg ‎【点睛】‎ 遇到题目过程非常复杂时，注意把题目细化分解到小的过程．比如此题中，整个过程可分为平抛、沿光滑斜面匀加速、沿水平面匀速、沿圆轨道圆周运动．‎ ‎15．如图所示，质量为m=0.4kg的小物块从A点，在一个水平方向的拉力F作用下，由静止开始沿斜面向上做匀加速直线运动，经t1=2s的时间物块运动到B点后，立即撤去拉力F，物块继续上升到C点后又沿斜面下滑到A点。已知斜面倾角θ=37°，物块与斜面之间的动摩擦因数μ=0.5，AB两点间的距离L=10m，重力加速度的大小g取10m/s2。求：（sin37°=0.6，cos37°=0.8，结果可用根式或小数表示）‎ ‎（1）拉力F的大小；‎ ‎（2）撤去F后又上滑的距离；‎ ‎（3）物块从C点滑回A点所用的时间。‎ ‎【答案】 12N，5m，s ‎【解析】‎ ‎【详解】‎ ‎（1）设物块由A到B运动的加速度为a1，根据运动学公式和牛顿第二定律得：‎ ‎①，②，③，‎ 又有④，‎ ‎①②③④联立解得：F=12N；‎ ‎（2）对物块从A到B的过程，根据运动学公式有⑤，‎ 对物块B到C的过程，根据动能定理得⑥，‎ 解得；‎ ‎（3）物块从C滑到A的过程，有⑦，⑧，‎ ‎⑦⑧联立解得 ‎16．如图1所示。游乐场的过山车可以底朝上在竖直圆轨道上运行.可抽象为图2的模型。倾角为的直轨道AB、半径R=10m的光滑竖直圆轨道和倾角为的直轨道EF，分别通过过水平光滑街接轨道BC．C‘E平滑连接，另有水平减速直轨道FG与EF平滑连接EG间的水平距离l=40m.现有质量m<500kg的过山车，从高h=40m的A点静止下滑，经BCDC‘EF最终停在G点，过山车与轨道AB、EF的动摩擦因数均为 与减速直轨道FG的动摩擦因数均为，过山车可视为质点，运动中不脱离轨道，求 ‎（1）过山车运动至圆轨道最低点C时的速度大小；‎ ‎（2）过山车运动至圆轨道最高点D时对轨道的作用力；‎ ‎（3）减速直轨道FG的长度x（已知，）‎ ‎【答案】 （1）；（2）7000N；（3）x=30m ‎【解析】‎ ‎(1)过山车到达C点的速度为vc,由动能定理 代入数据可得 ‎(2)过山车到达D点的速度为,由机械能守恒定律 点睛：利用动能定理求解运动到某点的速度，并正确受力分析，找到圆周运动中的向心力并求解待求的力的大小。‎ ‎ ‎