2020高考物理二輪復習 專題五 能量和動量對對練（含解析）

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1、能量和動量 2020年高考必備 2015年 2016年 2017年 2018年 2019年 Ⅰ卷 Ⅱ卷 Ⅰ卷 Ⅱ卷 Ⅲ卷 Ⅰ卷 Ⅱ卷 Ⅲ卷 Ⅰ卷 Ⅱ卷 Ⅲ卷 Ⅰ卷 Ⅱ卷 Ⅲ卷 考點一 功、功率　動能定理及其應用 17 19 16 14、24 14 14 19、25 21 24、25 17、 24、25 考點二 機械能守恒定律及其應用 21 24 17 21 考點三 功能關系　能量守恒定律 21 25 25 24 16 18

2、25 18 考點四 動量定理　動量守恒定律 35(2) 35(2) 35(2) 35(2) 35(2) 14 20 24 15、24 16、25 25 25 考點五 實驗:1.探究動能定理 實驗:2.驗證機械能守恒定律 22 實驗:3.驗證動量守恒定律 考點一　功、功率　動能定理及其應用 命題角度1功的計算　 高考真題體驗·對方向 (多選)(2016全國Ⅱ·19)兩

3、實心小球甲和乙由同一種材料制成,甲球質量大于乙球質量.兩球在空氣中由靜止下落,假設它們運動時受到的阻力與球的半徑成正比,與球的速率無關.若它們下落相同的距離,則(　　) A.甲球用的時間比乙球長 B.甲球末速度的大小大于乙球末速度的大小 C.甲球加速度的大小小于乙球加速度的大小 D.甲球克服阻力做的功大于乙球克服阻力做的功 答案BD 解析設所受阻力為Ff,根據(jù)題意Ff=kr.根據(jù)牛頓第二定律,mg-Ff=ma,a=g-krm=g-krρ·4π3r3=g-3k4πρr2,r越大,a越大,兩小球密度相同,m甲>m乙,所以r甲>r乙,故a甲>a乙,C選項錯誤;物體在空中的運動時間t=2h

4、a,h相同,所以t甲v乙,B選項正確;物體下落過程中克服阻力做功Wf=Ff·h=kr·h,所以Wf甲>Wf乙,D選項正確. 總功的計算方法 (1)用動能定理W=ΔEk或功能關系W=ΔE,即用能量的變化量等效替代合力所做的功.(也可計算變力功) (2)總功等于合外力的功. 先求出物體所受各力的合力F合,再根據(jù)W總=F合lcos α計算總功,但應注意α應是合力與位移l的夾角. (3)總功等于各力做功的代數(shù)和. 分別求出每一個力做的功:W1,W2,W3,…,再把各個外力的功求代數(shù)和,即W總=W1+W2+W3+…. 典題演練提

5、能·刷高分 1.(多選)(2019山東濟寧五校聯(lián)考)在某一粗糙的水平面上,一質量為2 kg的物體在水平恒定拉力作用下做勻速直線運動,當運動一段時間后,拉力逐漸減小,且當拉力減小到零時,物體剛好停止運動,圖中給出了拉力隨位移變化的關系圖象.重力加速度g取10 m/s2.根據(jù)以上信息能得出的物理量有(　　) 　　　　　　　　　　　　　 A.物體與水平面間的動摩擦因數(shù) B.合外力對物體所做的功 C.物體做勻速運動時的速度 D.物體運動的時間 答案ABC 解析由題意知物體開始做勻速直線運動,故拉力F與滑動摩擦力Ff大小相等,物體與水平面間的動摩擦因數(shù)為μ=Fmg=0.35,選項A

6、正確;減速過程由動能定理得WF+WFf=0-12mv2,根據(jù)F-x圖象中圖線與橫軸圍成的面積可以估算力F做的功WF,而Wf=-μmgx,由此可求得合外力對物體所做的功,及物體做勻速運動時的速度v,選項B、C正確;因為物體做變加速運動,所以運動時間無法求出,選項D錯誤. 2.(多選)如圖所示,內壁光滑半徑大小為R的圓軌道固定在豎直平面內,一個質量為m的小球靜止在軌道的最低點A點.現(xiàn)給小球一個瞬時水平打擊力,使小球沿軌道在豎直平面內運動.當小球運動重新回到A點時,再沿它的運動方向給第二次瞬時打擊力.經(jīng)過二次擊打后,小球才能夠通過軌道的最高點,已知第一次和第二次對小球的打擊力做的功分別為W和3W,

7、則W的值可能為(　　) A.12mgR B.34mgR C.57mgR D.mgR 答案BCD 解析小球在豎直面內運動只有重力做功,故機械能守恒;小球要到達圓軌道最高點,那么對小球在最高點應用牛頓第二定律可得:mg≤mv2R,所以小球的機械能E=2mgR+12mv2≥52mgR;小球在運動過程中始終未脫離軌道,且必須經(jīng)過兩次擊打,小球才能運動到圓軌道的最高點,故第一次擊打后,小球運動的高度不大于R,所以有W≤mgR,W+3W≥52mgR,所以,58mgR≤W≤mgR,故BCD正確,A錯誤,故選BCD. 3.如圖所示,水平平臺上放置一長為L、質量為m的均勻木板,板右端距離平臺邊緣為

8、s,板與臺面間動摩擦因數(shù)為μ,重力加速度為g.現(xiàn)對板施加水平推力,要使板脫離平臺,推力做功的最小值為(　　) A.μmg(L+s) B.μmgL2+s C.μmg(L-s) D.μmg3L4+s 答案B 解析要使板脫離平臺,即讓板的重心脫離平臺,則板運動的距離為L2+s,需要克服摩擦力做功為Wf=μmgL2+s,即推力做功的最小值為μmgL2+s,故B正確,ACD錯誤. 4.一物體由靜止開始運動,其加速度a與位移x關系圖線如圖所示.下列說法正確的是(　　) A.物體最終靜止 B.物體的最大速度為2ax0 C.物體的最大速度為3ax0 D.物體的最大速度為32ax0

9、 答案C 解析由a-x圖象可知,物體先做勻加速直線運動,后做加速度減小的加速運動,到2x0位置時速度最大,A錯誤;設最大速度為v,根據(jù)動能定理得ma0x0+12ma0x0=12mv2,解得v=3ax0,C正確. 命題角度2功率的計算　 高考真題體驗·對方向 (多選)(2018全國Ⅲ·19)地下礦井中的礦石裝在礦車中,用電機通過豎井運送到地面.某豎井中礦車提升的速度大小v隨時間t的變化關系如圖所示,其中圖線①②分別描述兩次不同的提升過程,它們變速階段加速度的大小都相同;兩次提升的高度相同,提升的質量相等.不考慮摩擦阻力和空氣阻力.對于第①次和第②次提升過程,(　　) A.礦車上升

10、所用的時間之比為4∶5 B.電機的最大牽引力之比為2∶1 C.電機輸出的最大功率之比為2∶1 D.電機所做的功之比為4∶5 答案AC 解析由兩次提升的高度相同可知,①②圖形不重合部分面積應相等,可得②過程的總時間為2.5t0,上升所用時間之比為2t0∶2.5t0=4∶5,A選項正確;加速上升階段牽引力最大,兩次提升的質量和加速度都相同,根據(jù)牛頓第二定律,最大牽引力Fm-mg=ma,最大牽引力相等,B選項錯誤;最大輸出功率為Pm=Fm·vm,已知最大牽引力相等,①過程的最大速度是②過程的2倍,故電機輸出的最大功率之比為2∶1,C選項正確;設整個過程中電機所做的功為W,根據(jù)動能定理W-m

11、gh=0,提升的質量和高度都相等,所以電機所做的功也相等,D選項錯誤. 機車啟動中的三個重要關系式 (1)無論哪種啟動過程,機車的最大速度都等于其勻速運動時的速度,即vm=PFmin=PF阻(式中Fmin為最小牽引力,其值等于阻力F阻). (2)機車以恒定加速度啟動的運動過程中,勻加速過程結束時,功率最大,速度不是最大,即v=PF

12、水平外力F的作用下,沿水平面做直線運動.0~2 s內F與運動方向相反,2~4 s內F與運動方向相同,物體的v-t圖象如圖所示.g取10 m/s2,則(　　) A.拉力F的大小為100 N B.在4 s時拉力的瞬時功率為120 W C.4 s內拉力所做的功為480 J D.4 s內物體克服摩擦力做的功為320 J 答案B 解析取物體初速度方向為正方向,由題圖可知物體與水平面間存在摩擦力,由題圖可知0~2 s內,-F-Ff=ma1,且a1=-5 m/s2;2~4 s內,-F+Ff=ma2,且a2=-1 m/s2,聯(lián)立以上兩式解得F=60 N,Ff=40 N,選項A錯誤;由P=Fv得

13、4 s時拉力的瞬時功率為120 W,選項B正確;由W=Fx,可知0~2 s內,W1=-Fx1,2~4 s內,W2=Fx2,由題圖可知x1=10 m,x2=2 m,代入數(shù)據(jù)解得,4 s內拉力所做的功為-480 J,選項C錯誤;摩擦力做功W'=Ffs,摩擦力始終與速度方向相反,故s為路程,由題圖可求得總路程為12 m,4 s內物體克服摩擦力做的功為480 J,選項D錯誤. 2.一起重機的鋼繩由靜止開始勻加速提起質量為m的重物,當重物的速度為v1時,起重機的功率達到最大值P,之后起重機保持該功率不變,繼續(xù)提升重物,最后重物以最大速度v2勻速上升,不計鋼繩重力.則整個過程中,下列說法正確的是(　　) A.鋼繩的最大拉力為Pv2 B.重物勻加速過程的時間為mv12P-mgv1 C.重物勻加速過程的加速度為Pmv1 D.速度由v1增大至v2的過程中,重物的平均速度 - 6 -