高考名师预测物理试题：知识点04动能定理与能量守恒.doc

高考物理预测专题4:动能定理与能量守恒
高考预测
动能定理与能量守恒知识点，在2012年高考中大约占总分的百分十六左右，对于动能定理与能量守恒可能以单独命题出现，也可以结合牛顿运动定律、曲线运动、动量守恒定律、电磁学等方面知识考综合题。命题特点：一般过程复杂、难度大、能力要求高。还常考查考生将物理问题经过分析、推理转化为数学问题，然后运用数学知识解决物理问题的能力。

一、选择题（共10小题，在每小题给出的四个选项中，有的小题只有一个选项正确，有的小题有多个选项正确。全部选对的得4分，选不全的得2分，有选错的或不答的得0分）
1.一物体在竖直平面内做圆匀速周运动，下列物理量一定不会发生变化的是( )
A．向心力 B．向心加速度 C．动能 D．机械能
答案：D
2. 静置在光滑水平面上坐标原点处的小物块，在水平拉力F作用下，沿x轴方向运动，拉力F随物块所在位置坐标x的变化关系如图5所示，图线为半圆．则小物块运动到x0处时的动能为( )
A．0 B． C． D．
答案：CD
3. 下列是一些说法中，正确的是（　　）
A．一质点受两个力作用且处于平衡状态(静止或匀速)，这两个力在同一段时间内的冲量一定相同;
B．一质点受两个力作用且处于平衡状态(静止或匀速)，这两个力在同一段时间内做的功或者都为零，或者大小相等符号相反;
C．在同样的时间内，作用力和反作用力的功大小不一定相等，但正负号一定相反;
D．在同样的时间内，作用力和反作用力的功大小不一定相等，但正负号也不一定相反;
答案：BD
4．质量为m的物体静止在粗糙的水平地面上，若物体受水平力F的作用从静止开始通
过位移时的动能为E1，当物体受水平力2F作用，从静止开始通过相同位移，它的动能为E2，则( )
A．E2=E1 B. E2=2E1 C. E2＞2E1 D. E1＜E2＜2E1
答案：C
5．如图2所示，传送带以的初速度匀速运动。将质量为m的物体无初速度放在传送带上的A端，物体将被传送带带到B端，已知物体到达B端之间已和传送带相对静止，则下列说法正确的是（ ）
A．传送带对物体做功为
B．传送带克服摩擦做功
C．电动机由于传送物体多消耗的能量为
D．在传送物体过程产生的热量为
答案：AD
6. 物体m从倾角为α的固定的光滑斜面由静止开始下滑，斜面高为h，当物体滑至斜面底端时，重力做功的功率为（ ）
A. B. C. D.
答案：C
7．利用传感器和计算机可以测量快速变化的力的瞬时值。如图3中的右图是用这种方法获得的弹性绳中拉力随时间的变化图线。实验时，把小球举高到绳子的悬点O处，然后放手让小球自由下落。 由此图线所提供的信息，以下判断正确的是（ ）
A.t2时刻小球速度最大
B.t1~t2期间小球速度先增大后减小
C.t3时刻小球动能最小
D.t1与t4时刻小球速度一定相同
答案：B
8．如图4所示，斜面置于光滑水平地面上，其光滑斜面上有一物体由静止沿斜面下滑，在物体下滑过程中，下列说法正确的是 ( )
A. 物体的重力势能减少，动能增加
B. 斜面的机械能不变
C．斜面对物体的作用力垂直于接触面，不对物体做功
D．物体和斜面组成的系统机械能守恒
答案：AD
9．如图5所示,粗糙的水平面上固定一个点电荷Q，在M点无初速度是放一带有恒定电量的小物块，小物块在Q的电场中运动到N点静止。则从M点运动到N点的过程中（ ）
A．小物块所受的电场力逐渐减小
B．小物块具有的电势能逐渐增大
C．M点的电势一定高于N点的电势
D．小物块电势能变化量的大小一定等于克服摩擦力做的功
答案：AD
10．如图6所示,在竖直平面内有一半径为1m的半圆形轨道，质量为2kg的物体自与圆心O等高的A点由静止开始滑下，通过最低点B时的速度为3m/s，物体自A至B的过程中所受的平均摩擦力为( )
A．0N B．7N C．14N D．28N
答案：B
二、填空题（共2小题，共18分，把答案填在题中的横线上）
11. 某一在离地面10m的高处把一质量为2kg的小球以10m/s的速率抛出，小球着地时的速率为15m/s。g取10m/s2， 人抛球时对球做功是 100 J，球在运动中克服空气阻力做功是 75 J
12. 质量m=1.5kg的物块在水平恒力F作用下，从水平面上A点由静止开始运动，运动一段距离撤去该力，物块继续滑行t=2.0s停在B点，已知A、B两点间的距离s=5.0m，物块与水平面间的动摩擦因数μ=0.20，恒力F等于 15N (物块视为质点g取10m/s2).
三、计算题（共6小题，共92分，解答下列各题时，应写出必要的文字说明、表达式和重要步骤。只写最后答案的不得分。有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位。）
13. (12分)某市规定：卡车在市区内行驶速度不得超过40km/h，一次一辆卡车在市区路面紧急刹车后，量得刹车痕迹s=18m，假设车轮与路面的滑动摩擦系数为0.4。问这辆车是否违章？试通过计算预以证明。

14. (13分) 如图7所示，质量为m1的物体A经一轻质弹簧与下方地面上的质量为m2的物体B相连，弹簧的劲度系数为k，A、B都处于静止状态．一条不可伸长的轻绳绕过轻滑轮，一端连物体A，另一端连一轻挂钩，不计滑轮的摩擦，开始时各段绳都处于伸直状态，A上方的一段绳沿竖直方向．重力加速度为g.
(1)求弹簧的压缩量；
(2)现用一恒力F沿竖直方向向下拉挂钩，求物块B刚要离开地面时物块A的加速度a；
(3)第(2)问中，若物块B刚要离开地面时，物块A的速度为v.求从开始施加拉力到物块B刚要离开地面过程中，弹簧弹力对物块A所做的功；
(4)若在挂钩上挂一质量为m3的物体C并从静止状态释放，已知它恰好能使B离开地面但不继续上升，求此过程中弹簧弹力对物块A所做的功。
解：(1)A处于平衡状态，弹簧的弹力等于A物体的重力，即: F1=m1g
设弹簧压缩量为: x1
根据胡克定律: F1=kx1
得: x1=
(2)B刚要离开地面时，B受弹簧弹力F2和重力作用处于静止状态，即:F2=m2g
A受重力、绳的拉力F和弹簧弹力F2作用，根据牛顿第二定律 F-F2-m1g=m1a
解得

(3)设B刚要离开地面时，弹簧的伸长量为x2
则kx2=m2g
此过程中以A为研究对象，根据动能定理有
WF+WG+W弹= mv2 -0
重力和拉力做功分别为
WG=-m1g(x1+x2)，WF=F(x1+x2)
联立可得
W弹= mv2 +(m1g-F)
(4)分析题意可知，B不再上升，表明此时A和C的速度为零，C已降到最低点．以A、C和弹簧为研究对象，根据机械能守恒定律，弹簧的弹性势能增加量为: △E=m3g(x1+x2)-m1g(x1+x2)

得: △E=(m3g-m1g)

弹簧弹力对A所做的功:

W=-△E=(m1g-m3g)

15. (15分)一半径R=1米的1/4圆弧导轨与水平导轨相连，从圆弧导轨顶端A静止释放一个质量m=20克的木块，测得其滑至底端B的速度vB=3米/秒，以后又沿水平导轨滑行BC=3米而停止在C点，如图8所示，试求（1）圆弧导轨摩擦力的功；2）BC段导轨摩擦力的功以及滑动摩擦系数（取g=10米/秒2）

16 (16分).如图9所示，在水平桌面的边角处有一轻质光滑的定滑轮K，一条不可伸长的轻绳绕过K分别与A、B连，A、B的质量分别为、，开始时系统处于静止状态．现用一水平恒力F拉物体A，使物体B上升．已知当B上升距离时，B的速度为．求此过程中物体A克服摩擦力所做的功．重力加速度为．
16. 解：在此过程中，B的重力势能的增量为，A、B动能增量为，恒力F所做的功为，用表示A克服摩擦力所做的功，根据功能关系有：

解得：
17. 如图10所示，某要乘雪橇从雪坡经A点滑到B点，接着沿水平路面滑至C点停止。人与雪橇的总质量为。右表中记录了沿坡滑下过程中的有关数据，开始时人与雪橇距水平路面的高度，请根据右表中的数据解决下列问题：
（1）人与雪橇从A到B的过程中，损失的机械能为多少？
（2）设人与雪橇在BC段所受阻力恒定，求阻力的大小。
（3）人与雪橇从B运动到C的过程中所对应的距离。（取）
位置
A
B
C
速度（m/s）
2.0
12.0
0
时刻（s）
0
4.0
10.0
图10
17. 解析：（1）从A到B的过程中，人与雪橇损失的机械能为

代入数据解得:
（2）人与雪橇在BC段做减速运动的加速度大小 ：
根据牛顿第二定律有

解得 N
（3）人与雪橇从B运动到C的过程中由动能定得得：
代入数据解得：
18．(19分)质量为的汽车，沿倾角为的斜坡由静止开始运动，汽车在运动过程中所受摩擦阻力大小恒为，汽车发动机的额定输出功率为，开始时以的加速度做匀加速运动（）。求：（1）汽车做匀加速运动的时间；（2）汽车所能达到的最大速率；（3）若斜坡长，且认为汽车达到坡顶之前，已达到最大速率，则汽车从坡底到坡顶需多少时间？
18. 解：（1）根据牛顿第二定律有：
设匀加速的末速度为，则有：、
代入数值，联立解得：匀加速的时间为：
（2）当达到最大速度时，有：
解得：汽车的最大速度为：
（3）汽车匀加速运动的位移为：
在后一阶段牵引力对汽车做正功，重力和阻力做负功，根据动能定理有：

又有
代入数值，联立求解得：
所以汽车总的运动时间为：