【高中物理】2018高中物理第七章机械能守恒定律7.6专题*舛芏ɡ碛胪枷笪侍饬*新人教版必修.doc

专题*舛芏ɡ碛胪枷笪侍
(答题时间:30 分钟) 1. 如图所示绘出了某辆汽车刹车过程的刹车痕(即刹车距离)与刹车前车速的关系图 象,v 为刹车前的速度,s 为刹车痕长度,已知该车在某次撞车事故现场中警察已经测量 出碰撞前的刹车痕为 20 m,则下列说法中正确的是( )
A. 若已估算出汽车碰撞时的速度为 45 km/h,则原来刹车前的速度至少是 60 km/h B. 若已估算出汽车碰撞时的速度为 45 km/h,则原来刹车前的速度至少是 75 km/h C. 若已知汽车开始刹车时的速度为 108 km/h,则发生碰撞时的速度约为 90 km/h D. 若已知汽车开始刹车时的速度为 108 km/h,则发生碰撞时的速度约为 78 km/h 2. (宿迁一模)质量为 2 kg 的物块放在粗糙水*面上,在水*拉力的作用下由静止开 始运动,物块动能 Ek 与其发生位移 x 之间的关系如图所示。已知物块与水*面间的动摩 擦因数μ=0.2,重力加速度 g 取 10 m/s2,则下列说法正确的是( )
A. x=1 m 时速度大小为 2 m/s B. x=3 m 时物块的加速度大小为 2.5 m/s2 C. 在前 4 m 位移过程中拉力对物块做的功为 9 J D. 在前 4 m 位移过程中物块所经历的时间为 2.8 s 3. 质量分别为 2m 和 m 的 A、B 两物体分别在水*恒力 F1 和 F2 的作用下沿水*面运动,
高中物1理

撤去 F1、F2 后在摩擦力的作用下减速到停止,其 v-t 图象如图所示,则下列说法正确的 是( )
A. F1 和 F2 大小相等 B. F1 和 F2 对 A、B 做功之比为 2∶1 C. A、B 所受摩擦力大小相等 D. 全过程中摩擦力对 A、B 做功之比为 1∶2 4. 物体沿直线运动的 v-t 关系如图所示,已知在第 1 秒内合外力对物体做的功为 W, 则( )
A. 从第 1 秒末到第 3 秒末合外力做功为 4W B. 从第 3 秒末到第 5 秒末合外力做功为-2W C. 从第 5 秒末到第 7 秒末合外力做功为 W D. 从第 3 秒末到第 4 秒末合外力做功为-0.75W 5. 如图所示,在外力作用下某质点运动的 v-t 图象为正弦曲线。从图中可以判断 ()
A. 在 0~t1 时间内,外力做正功
高中物2理

B. 在 0~t1 时间内,外力的功率逐渐增大 C. 在 t2 时刻,外力的功率最大 D. 在 t1~t3 时间内,外力做的总功为零 6. 如图甲所示,一质量为 m=1 kg 的物块静止在粗糙水*面上的 A 点,从 t=0 时刻开 始,物块受到按如图乙所示规律变化的水*力 F 作用并向右运动,第 3 s 末物块运动到 B 点时速度刚好为 0,第 5 s 末物块刚好回到 A 点,已知物块与粗糙水*面之间的动摩擦因 数μ=0.2,(g 取 10 m/s2)求:
(1)A 与 B 间的距离; (2)水*力 F 在 5 s 内对物块所做的功。 7. 总质量为 80 kg 的跳伞运动员从离地 500 m 的直升机上跳下,经过 2 s 拉开绳索开 启降落伞,如图所示是跳伞过程中的 v-t 图象,试根据图象(g 取 10 m/s2),
(1)求 0~2 s 内阻力做的功; (2)估算 14 s 内运动员下落的高度及克服阻力做的功(结果保留 3 位有效数字)。 8. 如图甲所示,长为 4 m 的水*轨道 AB 与半径为 R=0.6 m 的竖直半圆弧轨道 BC 在 B 处相连接,有一质量为 1 kg 的滑块(大小不计),从 A 处由静止开始受水*向右的力 F 作用,F 的大小随位移变化的关系如图乙所示,滑块与 AB 间的动摩擦因数为μ=0.25, 与 BC 间的动摩擦因数未知,取 g=10 m/s2。求:
高中物3理

(1)滑块到达 B 处时的速度大小; (2)滑块在水*轨道 AB 上运动前 2 m 过程所用的时间; (3)若到达 B 点时撤去力 F,滑块沿半圆弧轨道内侧上滑,并恰好能到达最高点 C, 则滑块在半圆弧轨道上克服摩擦力所做的功是多少?
高中物4理

1. BC 解析:由图线知,对初速度为 v1=60 km/h 的汽车停下来对应的刹车时位移是

s1=20

m,由动能定理可得-μmgs1=0-

1 2

mv12

。若刹车一段距离

s=20

m 后,汽车仍有

速度

v=45

km/h,则由-μmgs=

1 2

mv

2



1 2

mv02

,联立以上两式,解得

v0=75

km/h,B

正确,A 错误;类似可解得,若已知汽车开始刹车时的速度为 108 km/h,刹车 20 m 后的

速度(碰撞时的速度)为 90 km/h,C 正确,D 错误。

2. D 解析:对物块由动能定理得 F 合 x=ΔEk,则 F 合= ?Ek ,即图线的斜率等于合外 x

力,在 0~2 s 内,F 合= ?Ek =2 N,设 x=1 m 时速度大小为 v,由动能定理得 F 合 x1= 1 mv2

x

2

-0,v= 2 m/s,A 错误;

由图线知 2~4 m 内加速度恒定,a= F合 ? ?Ek ? 5 m/s2 ? 5 m/s2,B 错误;在前 4

m xm 2 ? 2

4

m 位移过程中由动能定理得 W-μmgx=9 J,W=9 J+0.2×2×10×4 J=25 J,C 错误;



x=2

m 时, 1 2

mv12 =4

J,v1=2

m/s,在 x=4

m 时, 1 2

mv

2 2

=9

J,v2=3

m/s,在前

2 m 内,2 m= v1 t1,t1=2 s,在后 2 m 内,2 m= v1 ? v2 t2,t2=0.8 s,故 t1+t2=2.8 s,

2

2

D 正确。

3. C 解析:设 A 加速时加速度大小为 a,则减速时加速度大小为 0.5a,B 加速时加 速度大小为 0.5a,减速时加速度大小为 a,根据牛顿第二定律,对 A:F1- Ff1 =2ma, Ff1 =2m×0.5a,对 B:F2- Ff2 =0.5ma, Ff2 =ma,解得 F1=3ma,F2=1.5ma, Ff2 = Ff1 ,A 错误,C 正确;外力 F1、F2 做功分别为:W1=F1x1,W2=F2x2,由图线围成的面积可知 x1= 0.5x2,故 W1∶W2=1∶1,B 错误,两物体运动位移相同,故摩擦力做功之比为 Ff1 x∶ Ff2 x =1∶1,D 错误。

4. CD 解析:从第 1 秒末到第 3 秒末物体做匀速直线运动,说明物体所受合外力为零, 故合外力做功为零,A 错误;从第 3 秒末到第 5 秒末物体加速度大小是第 1 秒内加速度的

高中物5理

一半,所以这段时间的合外力是第 1 秒内合外力的一半,而位移是第 1 秒内位移的 2 倍, 考虑位移方向与合外力方向相反,所以这段时间内合外力做功为-W,B 错误;第 3 秒末 到第 4 秒末物体位移是从第 3 秒末到第 5 秒末位移的四分之三,D 正确;第 5 秒末到第 7 秒末合外力方向与位移方向相同,同理可知这段时间的合外力是第 1 秒内合外力的一半, 而位移是第 1 秒内位移的 2 倍,所以这段时间内合外力做功为 W,C 正确。
5. AD 解析:由动能定理可知,在 0~t1 时间内质点速度越来越大,动能越来越大, 外力一定做正功,故 A 项正确;在 t1~t3 时间内,动能变化量为零,可以判定外力做的总 功为零,故 D 项正确;由 P=F·v 知 0、t1、t2、t3 四个时刻功率为零,故 B、C 都错。
6. 解:(1)在 3 s~5 s 内物块在水*恒力 F 作用下由 B 点匀加速运动到 A 点,设加速 度为 a,A 与 B 间的距离为 x,则 F-μmg=ma,
得 a=2 m/s2

x= 1 at2=4 m; 2
(2)设物块回到 A 点时的速度为 vA, 由 v2A=2ax 得 vA=4 m/s 设整个过程中 F 做的功为 WF,

由动能定理得:WF-2μmgx=

1 2

m

v

2 A



解得:WF=24 J。

7.(1)从题图中可以看出,在 0~2 s 内运动员做匀加速运动,其加速度大小为

a= vt = 16 m/s2=8 m/s2, t2

设此过程中运动员受到的阻力大小为 Ff,根据牛顿第二定律,有 mg-Ff=ma 得

Ff=m(g-a)=80×(10-8)N=160 N,

0~2 s 内下落高度 h′= vt t= 16 ×2 m=16 m, t2
阻力做功 W=-Ffh′=-2 560 J;

(2)从题图中估算得出运动员在 14 s 内下落了

h=40×2×2 m=160 m

高中物6理

根据动能定理,有 mgh-Wf= 1 mv2, 2

所以有 Wf=mgh- 1 mv2=(80×10×160- 1 ×80×62)J≈1.27×105 J。

2

2

8. 解:(1)对滑块从 A 到 B 的过程,由动能定理得 F1x1-F3x3-μmgx= 1 mvB2 2

即 20×2 J-10×1 J-0.25×1×10×4 J= 1 ×1×vB2,得 vB=2 10 m/s。 2

(2)在前 2 m 内,有 F1-μmg=ma,且 x1= 1 at12,解得 t1= 8 s。

2

35

(3)当滑块恰好能到达最高点 C 时,应用:mg=m vC2 R
对滑块从 B 到 C 的过程,由动能定理得:

W-mg×2R= 1 mvC2- 1 mvB2

2

2

代入数值得 W=-5 J,即克服摩擦力做的功为 5 J。

高中物7理


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