2021高考物理二轮复习专题2能量与动量第1讲功和能作业含解析.doc

第1讲 功和能

A 组 基础能力练

1．(2020·宁夏银川三模)如图甲所示，质量为4 kg 的物体在水平推力作用下开始运动，推力大小F 随位移大小x 变化的情况如图乙所示，物体与地面间的动摩擦因数为μ＝0.5，g 取10 m/s 2

，则( B )

A ．物体先做加速运动，推力撤去才开始做减速运动

B ．物体在水平面上运动的最大位移是10 m

C ．物体运动的最大速度为20 m/s

D ．物体在运动中的加速度先变小后不变

【解析】 开始时推力大于摩擦力，随着推力的减小，物体做加速度减小的加速运动，当推力减小到小于摩擦力以后，物体做加速度增大的减速运动，撤去F 后做匀减速运动，故A 、D 错误；由F －x 图像的面积可得推力全过程做功W ＝1

2×100×4 J＝200 J ，由W F －μmgs ＝0，

得s ＝10 m ，故B 正确；由F －x 图像可知F ＝μmg ＝20 N 时，x ＝3.2 m ，此刻速度最大W 1－

μmgx ＝1

2mv 2m ，其中W 1＝

100＋20

2

×3.2 J＝192 J ，得最大速度v m ＝8 m/s ，故C 错误． 2．(多选)(2020·北京海淀区期中)将一质量为m 的排球竖直向上抛出，它上升了H 高度后落回到抛出点．设排球运动过程中受到方向与运动方向相反、大小恒为f 的空气阻力作用，已知重力加速度大小为g ，且f

A ．排球运动过程中的加速度始终小于g

B ．排球从抛出至上升到最高点的过程中，机械能减少了fH

C ．排球整个上升过程克服重力做的功大于整个下降过程重力做的功

D ．排球整个上升过程克服重力做功的平均功率大于整个下降过程重力做功的平均功率 【解析】 排球上升过程中合力F 合＝mg ＋f >mg ，故a >g ，A 错；排球上升过程中机械能的减少量等于空气阻力做的功，W ＝fH ，B 对；重力做功W ＝mgh ，排球上升与下降过程位移大小相等，故重力做功大小均为mgH ，C 错；排球上升与下降两个过程中，重力做功相等，位移大小也相等，但在上升过程中F 1＝mg ＋f ，a 1＝g ＋f m ，下降过程F 2＝mg －f ，a 2＝g －f m

，a 1>a 2，

t 2>t 1，由P ＝W

t

知时间越小功率越大，D 对；故选B 、D ．

3．(2020·内蒙古赤峰二中模拟)一物体在水平面上受恒定的水平拉力和摩擦力作用沿直

线运动，已知在第1秒内合力对物体做的功为45 J ，在第1秒末撤去拉力，其v －t 图像如图所示，g ＝10 m/s 2

，则( A )

A ．物体的质量为10 kg

B ．物体与水平面的动摩擦因数为0.2

C ．第1秒内摩擦力对物体做的功为－60 J

D ．前4秒内合力对物体做的功为60 J

【解析】 由图知第1 s 内的位移为x 1＝1×3

2

m ＝1.5 m ，则由动能定理可得合外力做功

W ＝F 合x 1＝12

mv 2＝45 J ，得F 合＝30 N ；m ＝10 kg ，故A 正确；从第1 s 末到4 s ，摩擦力做功

为－45 J ，位移为：x 2＝3×3

2

m ＝4.5 m ，摩擦力大小为f ，则：－f ×x 2＝－45 J ，得f ＝10 N ，

则μ＝f mg ＝10

100

＝0.1，故B 错误；第1 s 内摩擦力做功为：W f ＝－fx 1＝－10×1.5 J＝－15 J ，

故C 错误；由动能定理可知，前4 s 内合外力做功为零；故D 错误；故选A ．

4．(2020·浙江绍兴模拟)用长度为l 的细绳悬挂一个质量为m 的小球，将小球移至和悬点等高的位置使绳自然伸直．放手后小球在竖直平面内做圆周运动，小球在最低点的势能取做零，则小球运动过程中第一次动能和势能相等时重力的瞬时功率为( C )

A ．1

2mg gl B ．mg gl C ．1

2

mg 3gl D ．1

3

mg 3gl 【解析】 设小球在运动过程中第一次动能和势能相等时的速度为v ，此时绳与水平方向的夹角为θ，则由机械能守恒定律得mgl sin θ＝12mv 2＝12mgl ，解得sin θ＝1

2，v ＝gl ，即

此时细绳与水平方向夹角为30°，所以重力的瞬时功率为P ＝mgv cos 30°＝1

2mg 3gl ，选项

C 正确．

5．(多选)(2020·四川自贡一诊)如图所示，在倾角θ＝37°固定斜面体的底端附近固定一挡板，一质量不计的弹簧下端固定在挡板上，弹簧自然伸长时其上端位于斜面体上的O 点处，质量分别为m A ＝4.0 kg 、m B ＝1.0 kg 的物块A 和B 用一质量不计的细绳连接，跨过固定在斜面体顶端的光滑定滑轮，开始物块A 位于斜面体上的M 处，物块B 悬空，现将物块A 和B 由静止释放，物块A 沿斜面下清，当物块A 将弹簧压缩到N 点时，物块A 、B 的速度减为零．已

知MO ＝1.0 m ，ON ＝0.5 m ，物块A 与斜面体之间的动摩擦因数为μ＝0.25，重力加速度取g ＝10 m/s 2

，sin 37°＝0.6，整个过程细绳始终没有松弛．则下列说法正确的是( AC )

A ．物块A 在与弹簧接触前的加速度大小为1.2 m/s 2

B ．物块A 在与弹簧接触前的加速度大小为1.5 m/s 2

C ．物块A 位于N 点时，弹簧所储存的弹性势能为9 J

D ．物块A 位于N 点时，弹簧所储存的弹性势能为21 J

【解析】 对AB 整体，由牛顿第二定律可得：m A g sin θ－m B g －μm A g cos θ＝(m A ＋m B )a ，解得a ＝1.2 m/s 2

，选项A 正确，B 错误；由能量关系可知，物块A 位于N 点时，弹簧所储存的弹性势能为E P ＝m A g ·MN sin θ－m B g ·MN －μm A g cos θ·MN ，解得E P ＝9 J ，选项C 正确，D 错误；故选A 、C ．

6．(2020·黑龙江大庆段考)质量为 1 kg 的物体以某一初速度在水平面上滑行，由于摩擦阻力的作用，其动能随位移变化的图线如图所示，g 取10 m/s 2

，则以下说法中正确的是( C )

A ．物体与水平面间的动摩擦因数为0.5

B ．物体与水平面间的动摩擦因数为0.2

C ．物体滑行的总时间为4 s

D ．物体滑行的总时间为2.5 s

【解析】 根据动能定理E k2－E k1＝－F f l ，可得F f ＝

E k1－E k2l ＝50－0

20

N ＝2.5 N ，所以μ＝F f mg ＝0.25，故A 错误，B 错误；根据牛顿第二定律可得a ＝F f m

＝2.5 m/s 2

，由运动学公式得物体滑行的总时间t ＝

2l

a

＝

2×20

2.5

s ＝4 s ，故C 正确，D 错误． 7．(2020·山东济宁二模)由于空气阻力的影响，炮弹的实际飞行轨迹不是抛物线，而是“弹道曲线”，如图中实线所示．假设图中虚线为不考虑空气阻力情况下炮弹的理想运动轨迹，O 、a 、b 、c 、d 为弹道曲线上的五点，其中O 点为发射点，d 点为落地点，b 点为轨迹的最高点，a 、c 两点距地面的高度相等．下列说法正确的是( D )