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适用于新教材2024版高考物理一轮总复习课时规范练27
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课时规范练27
基础对点练
1.(动能的计算)(2023四川成都新都一中模拟)如图所示,建筑工地经常使用偏心轮。偏心轮主要由飞轮和配重物组成,配重物的质量m=6 kg,配重物的重心到轮轴的距离r=20 cm。若某时刻飞轮转动的角速度ω=10 rad/s,配重物可视为质点,则此时配重物的动能为( )
A.36 J B.48 J
C.72 J D.144 J
答案 A
解析 此时配重物的线速度大小v=ωr=10×0.2m/s=2m/s,此时配重物的动能Ek=mv2=×6×(2)2J=36J,A正确,B、C、D错误。
2.(动能定理的理解)(多选)(2023海南模拟)餐饮店中,转盘餐桌应用十分广泛,如图所示。当放在水平圆盘上的空茶壶(视为质点)随圆盘一起匀速转动时,下列有关茶壶所受摩擦力的说法正确的是( )
A.茶壶受到滑动摩擦力作用,总与茶壶运动方向相反
B.茶壶的速度大小不变,所以不受摩擦力作用
C.将茶水倒入茶壶后,保持角速度ω和转动半径r不变,餐桌对茶壶的摩擦力Ff将增大
D.保持茶壶与餐桌不发生相对滑动的前提下,若餐桌加速转动,摩擦力对茶壶做正功
答案 CD
解析 圆盘上的空茶壶随圆盘一起匀速转动时,受到的静摩擦力总是指向旋转的圆心,提供茶壶做圆周运动的向心力,A、B错误;根据F向=Ff=mω2r,将茶水倒入茶壶后,质量增加,所需向心力增加,从而餐桌对茶壶的摩擦力Ff将增大,C正确;保持茶壶与餐桌不发生相对滑动的前提下,若餐桌加速转动,茶壶动能增加,摩擦力对茶壶做正功,D正确。
3.(动能定理的应用)如图所示,一小圆环从光滑竖直杆上的M点由静止开始下滑,轻杆固定在地面上的Q点,下滑过程中,不计空气阻力,则圆环的动能正比于( )
A.下降的高度
B.下降的时间
C.下降的速度
D.距Q点的高度
答案 A
解析 圆环下落过程中,由动能定理有Ek=mv2=mgh=mg·gt2,可知A正确,B、C、D错误。
4.(动能定理的应用)(2023福建三明模拟)如图所示,满载物资的自动无人配送车,在平直路上行驶。无人配送车从静止启动,发动机始终在恒定功率下工作,经t时间速度达到v,车及车中物资总质量为m,所受阻力大小恒定,则在t时间内( )
A.车行驶的距离等于t
B.车行驶的距离小于t
C.牵引力做的功大于
D.牵引力做的功等于
答案 C
解析 发动机始终在恒定功率下工作,故配送车做加速度不断减小的加速运动,根据运动学关系可知,经t时间速度达到v,过程中的平均速度大于,故这段时间车行驶的距离大于t,A、B错误;这段时间根据动能定理得W-Wf=mv2,故牵引力做的功大于,C正确,D错误。
5.(动能定理与图像结合)(多选)质量为1 kg的物体静止在粗糙的水平地面上,在一水平外力F的作用下运动,如图甲所示,外力F和物体克服摩擦力Ff做的功与物体位移的关系如图乙所示,重力加速度g取10 m/s2。下列说法正确的是( )
A.物体与地面之间的动摩擦因数为0.2
B.物体运动的位移为13 m
C.物体在前3 m运动过程中的加速度为3 m/s2
D.x=9 m时,物体的速度为3 m/s
答案 ACD
解析 由题图可知,Wf=μmgx1=20J,解得μ=0.2,A正确;由Ff=μmg=2N,Ffx2=Wf'=27J,解得x2=13.5m,B错误;又WF=Fx3,解得前3m内,F=N=5N,由F-Ff=ma,解得a=3m/s2,C正确;由动能定理可得WF'-Ffx4=mv2,解得x4=9m时物体的速度v=3m/s,D正确。
6.(动能定理与图像结合)(2023安徽合肥模拟考试)某快递公司使用无人机送快递,一悬停在空中的无人机如图甲所示,某时刻因电池故障失去动力,无人机开始竖直下落,下落至某高度时动力突然恢复,匀减速下落至地面时速度刚好为零,图乙为下落过程中无人机动能随位移变化的图像,已知无人机(含包裹)的质量为10 kg,无人机在空中运动时受到的阻力大小恒定,重力加速度g取10 m/s2,求:
(1)无人机的动力大小及受到的阻力大小。
(2)若无人机以(1)问中的动力从地面由静止加速竖直上升,则在多高处撤掉动力刚好可以回到悬停高度处。
答案 (1)240 N 20 N (2)30 m
解析 (1)由动能定理得Fx=ΔEk
可知,Ek-x图像的斜率为物体所受的合力,则对下落过程有
mg-F阻=k1
mg-F阻-F=k2
其中k1=80N,k2=-160N
解得F=240N,F阻=20N。
(2)对该过程由动能定理得
Fh1-(mg+F阻)h=0
由图可知h=60m
解得h1=30m。
素养综合练
7.(多选)如图所示,一固定容器的内壁是半径为R的半球面,在半球面水平直径的一端有一质量为m的质点P。它在容器内壁由静止下滑到最低点的过程中,克服摩擦力做的功为W,重力加速度大小为g。设质点P在最低点时,向心加速度的大小为a,容器对它的支持力大小为FN,则( )
A.a=
B.a=
C.FN=
D.FN=
答案 AC
解析 质点P下滑到最低点的过程中,由动能定理得mgR-W=mv2,则速度v=,在最低点的向心加速度a=,A正确,B错误;质点P在最低点时,由牛顿第二定律得FN-mg=ma,FN=,C正确,D错误。
8.(多选)(2023河南安阳模拟)某款质量为m的电动汽车在一次测试中,沿平直公路以恒定功率P从静止启动做直线运动,经2t达到最大速度,随后撤去动力做匀减速直线运动,其v-t图像如图所示,假定整个运动过程阻力恒定。关于整个运动过程,下列说法正确的是( )
A.加速位移与减速位移之比为3∶1
B.加速位移与减速位移之比为2∶1
C.牵引力做功与阻力做功之比为1∶1
D.牵引力做功与阻力做功之比为3∶1
答案 AC
解析 整个运动过程,根据动能定理有W牵-Wf=0,得到W牵∶Wf=1∶1,C正确,D错误;汽车在减速过程中做匀减速直线运动,根据牛顿第二定律有,得到Ff=,汽车恒功率到达最大速度时,牵引力等于阻力,则此时功率为P=Ffvm=,在整个过程中,牵引力做功等于阻力做功,设总位移为x,则有P×2t=Ff·x,代入得到x=2vmt,减速过程中的位移x2=·t=vmt,所以加速位移与减速位移之比为(2vmt-vmt)∶vmt=3∶1,A正确,B错误。
9.(2023河北邢台五校期中联考)如图所示,弹性轻绳(绳的弹力与其伸长量成正比)左端固定在A点,弹性绳自然长度等于AB,跨过由轻杆OB固定的定滑轮连接一个质量为m的小球,小球穿过竖直固定的杆,初始时A、B、C在一条水平线上,小球从C点由静止释放,滑到D点时速度恰好为零。已知C、D两点距离为h,小球在C点时弹性绳的拉力为,小球与杆之间的动摩擦因数为0.5,弹性绳始终处在弹性限度内。求:
(1)现想使小球恰好回到C点,需要在D点给小球一个向上的速度v,则v等于多少;
(2)如果仅将小球质量更换为3m,则小球到达D点时速度大小为多少。
答案 (1) (2)
解析 (1)弹性绳的劲度系数为k,设BC=d,则初始条件弹性绳水平时
mg=kd
小球向下运动x到F点,弹性绳与竖直方向的夹角为θ,有
Ff=μklBFsinθ
lBF=
Ff=
对小球从C点开始到D点,设弹性绳弹力做功的数值为W,由动能定理得
mgh-Ffh-W=0
小球由D点再次回到C点,由动能定理得
W-Ffh-mgh=0-mv2
所以v=。
(2)由(1)可知,从C点到D点过程中,克服弹性绳弹力做功
W=mgh
更换3m小球后,对小球从C点开始到D点,由动能定理得
3mgh-W-Ffh=×3m
所以v1=。
相关试卷
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