1、优质文档优质文档2014 高考物理考前押题：功能关系在力学中的应用(在 110 题给出的四个选项中，第 16 题只有一项符合题目要求，第 710 题有多项符合题目要求)1用一水平拉力使质量为 m 的物体从静止开始沿粗糙的水平面运动，物体的 v t 图象如图2415 所示下列表述正确的是 ( )图 2415A在 0 t1时间内拉力逐渐增大B在 0 t1时间内物体做曲线运动C在 t1 t2时间内拉力的功率不为零D在 t1 t2时间内合外力做功为 mv212解析 由 F mg ma 及 P Fv 知 0 t1时间内拉力 F 逐渐减小，物体做直线运动，A、B 错误；在 t1 t2时间内，由动能定理知，
2、 F0， F 合 0，故 C 正确，D 错误答案 C2(2013株洲市重点中学联考) A、 B 两物体的质量之比 mA mB21，它们以相同的初速度 v0在水平面上做匀减速直线运动，直到停止，其 v t 图象如图 2416 所示那么，A、 B 两物体所受摩擦阻力之比 FA FB 与 A、 B 两物体克服摩擦阻力做的功之比 WA WB分别为 ( )图 2416A21,41 B41,21C14,12 D12,14解析 由 a 和 v t 图线知 aA aB21 v t由 F ma 知 FA FB41优质文档优质文档由 v t 图线下包围的面积等于位移大小知 xA xB12由 W Fx 知 WA W
3、B21，故 B 正确答案 B3用竖直向上大小为 30 N 的力 F，将 2 kg 的物体由沙坑表面静止抬升 1 m 时撤去力 F，经一段时间后，物体落入沙坑，测得落入沙坑的深度为 20 cm.若忽略空气阻力， g 取 10 m/s2.则物体克服沙坑的阻力所做的功为 ( )A20 J B24 J C34 J D54 J解析 用竖直向上大小为 30 N 的力 F，将 2 kg 的物体由沙坑表面静止抬升 1 m 时，由动能定理， Fh mgh mv2，撤去力 F 后由动能定理， mg(d h) W0 mv2，联立解得12 12W mg(d h) Fh mgh Fh mgd301 J2100.2 J3
4、4 J选项 C 正确答案 C4光滑水平地面上叠放着两个物体 A 和 B，如图 2417 所示水平拉力 F 作用在物体 B上，使 A、 B 两物体从静止出发一起运动经过时间 t，撤去拉力 F，再经过时间 t，物体A、 B 的动能分别设为 EA和 EB，在运动过程中 A、 B 始终保持相对静止以下有几个说法正确的是 ( )来源:学&科&网 Z&X&X&K来源:Zxxk.Com图 2417A EA EB等于拉力 F 做的功B EA EB小于拉力 F 做的功C EA等于拉力 F 和摩擦力对物体 A 做功的代数和D EA大于撤去拉力 F前摩擦力对物体 A 做的功答案 A5质量为 1 kg 的物体静止于光
5、滑水平面上 t0 时刻起，物体受到向右的水平拉力 F 作用，第 1 s 内 F2 N，第 2 s 内 F1 N下列判断正确的是 ( )A2 s 末物体的速度是 4 m/sB2 s 内物体的位移为 3 mC第 1 s末拉力的瞬时功率最大D第 2 s 末拉力的瞬时功率最大解析 由牛顿第二定律得第 1 s 和第 2 s 内的加速度分别为 2 m/s2和 1 m/s2，第 1 s 末和第 2 s 末的速度分别为 v1 a1t12 m/s， v2 v1 a2t23 m/s，则选项 A 错误；2 s 优质文档优质文档内的位移 x t23.5 m，则选项 B 错误；第 1 s 末拉力的瞬时功率v1t12 v
6、1 v22P1 Fv14 W，第 2 s 末拉力的瞬时功率 P2 Fv23 W，则选项 C 正确，D 错误答案 C6如图 2418 所示，足够长的水平传送带以稳定的速度 v0匀速向右运动，某时刻在其左端无初速地放上一个质量为 m 的物体，经一段时间，物体的速度达到 ，这个过程因物v02体与传送带间的摩擦而产生的热量为 Q1，物体继续加速，再经一段时间速度增加到 v0，这个过程中因摩擦而产生的热量为 Q2.则 Q1 Q2的值为 ( )图 2 418A31 B13C11 D与 大小有关解析 设物体与传送带之间的动摩擦因数为 ，物体在加速运动过程中，由牛顿第二定律得 F 合 mg ma， a g ，
7、物体从静止到 和从 到 v0所用的时间 t 相同，物v02 v02 v02 g体对地的位移分别为 x1和 x2，传送带对地的位移分别为 s1和 s2，物体相对传送带的位移分别为 x1和 x2，则x1 at2 t ， x2 t at2 t ， s1 s2 v0t ， x112 12 v02 v208 g v02 12 12(v02 v0) 3v208 g v202 g s1 x1 ， x2 s2 x2 x1， Q1 mg x1， Q2 mg x2 Q1，选项3v208 g v208 g 13 13A 正确答案 A7在离水平地面 h 高处 将一质量为 m 的小球水平抛出，在空中运动过程中所受空气阻
8、力大小恒为 Ff，水平距离为 x，落地速率为 v，那么，在小球运动过程中 ( )A重力所做的功为 mghB小球克服空气阻力所做的功为 Ff h2 x2C小球落地时，重力的瞬时功率为 mgvD小球的重力势能和机械能都逐渐减少解析 小球下落过程中，受到重力和空气阻力，重力为恒力，重力做功为 mgh，选项 A 正确；空气阻力大小虽不变，但方向在不断改变，所以为变力，它做的功等于空气阻力的大小乘以路程，而不是乘以位移，选项 B 错误；小球落地时，小球速度方向与重力方向间有夹角，重力的功率等于重力乘以速度的竖直分量，选项 C 错误；小球在下落过程中，优质文档优质文档高度逐渐减小，所以重力势能逐渐减少，空
9、气阻力做负功，将一部分机械能转化为内能，所以机械能也逐渐减少，选项 D 正确答案 AD8(2013大纲卷，20)如图 2419 所示，一固定斜面倾角为 30，一质量为 m 的小物块自斜面底端以一定的初速度沿斜面向上做匀减速运动，加速度的大小等于重力加速度的大小 g.若物块上升的最大高度为 H，则此过程中，物块的 ( )图 2419A动能损失了 2mgH B动能损失了 mgHC机械能损失了 mgH D机械能损失了 mgH12解析 运动过程中有摩擦力做功，考虑动能定理和功能关系物块以大小为 g 的加速度沿斜面向上做匀减速运动，运动过程中 F 合 mg，由受力分析知摩擦力 Ff mg，当上升12高度
10、为 H 时，位移 s2 H，由动能定理得 Ek2 mgH；由功能关系知 E WFf mgs mgH，选项 A、C 正确12答案 AC9如图 2420 所示，穿在水平直杆上质量为 m 的小球开始时静止现对小球沿杆方向施加恒力 F0，垂直于杆方向施加竖直向上的力 F，且 F 的大小始终与小球的速度成正比，即F kv(图中未标出)已知小球与杆间的动摩擦因数为 ，小球运动过程中未从杆上脱落，且 F0mg .下列说法正确的是( )图 2420A小球先做加速度增大的加速运动，后做加速度减小的加速运动直到静止B小球的最大加速度为F0mC恒力 F0的最大功率为F20 F0 mg kD小球在加速运动过程中合力对
11、其做功为 m 212(F0 mg k )解析 刚开始， F0， a ，之后 v 增大， a 逐渐增大，当F0 mgm F0 mg kvm优质文档优质文档F kv mg 时，加速度达到最大，即 am ；当速 度继续增大， F kvmg 时， aF0m不断减小，当 (F mg) F0，即 (kv mg) F0时， a0，速度达F0 kv mgm到最大，所以 vm ，此后小球做匀速运动根据以上分析，选项 A 错，B 正F0 mg k确 Pm F0vm ，选项 C 正确根据动能定理可得小球在加速运动过程中合力F20 F0 mg k对其做功为W m 2，D 项正确12(F0 mg k )答案 BCD10
12、(2013东北三校一模，20)如图 2421 所示，两根等长的细线拴着两个小球在竖直平面内各自做圆周运动某一时刻小球 1 运动到自身轨道的最低点，小球 2 恰好运动到自身轨道的最高点，这两点高度相同，此时两小球速度大小相同若两小球质量均为 m，忽略空气阻力的影响，则下列说法正确的是( )图 2421A此刻两根线拉力大小相同B运动过程中，两根线上拉力的差值最大为 2mgC运动过程中，两根线上拉力的差值最大为 10mgD若相对同一零势能面，小球 1 在最高点的机械能等于小球 2 在最低点的机械能解析 已知小球质量为 m，当两小球运动到题中图示位置时，设两球速度大小为 v，此时两根细线的拉力分别为
13、F1和 F2， F1 mg m ， F2 mg m ，故选项 A 错误易知小球v2L v2L1 在最高点时细线的拉力 F1最小，设此时速度大小为 v1，则有 F1 mg m ，再由机v21L械能守恒定律有： mv2 mv 2 mgL；小球 2 在最低点时细线的拉力 F2最大，设此时12 12 21优质文档优质文档速度大小为 v2，则有 F2 mg m ，再由机械能守恒定律有： mv mv22 mgL，联立v2L 12 2 12解得，运动过程中两根线上拉力的差值最大为F2 F12 mg m 2 mg8 mg10 mg，故选项 C 正确，B 错误取题中图示位置v2 v21L为零势能面，由机械能守恒
14、定律知选项 D 正确答案 CD11(2013天津卷，10)质量为 m4 kg 的小物块静止于水平地面上的 A 点，现用 F10 N的水平恒力拉动物块一段时间后撤去，物块继续滑动一段位移停在 B 点， A、 B 两点相距x20 m，物块与地面间的动摩擦因数 0.2， g 取 10 m/s2，求：(1)物块在力 F 作用过程发生位移 x1的大小；(2)撤去力 F 后物块继续滑动的时间 t.解析 设物块受到的滑动摩擦力为 F1，则F1 mg 根据动能定理，对物块由 A 到 B 整个过程，有Fx1 F1x0 代入数据解得： x116 m (2)设刚撤去力 F 时物块的速度为 v，此后物块的加速度为 a
15、，滑动的位移为 x2，则x2 x x1 来源:学科网 ZXXK由牛顿第二定律得： F1 ma 由 v2 v 2 ax 得 v22 ax2 20由 v v0 at 得 v at 代入数据解得： t2 s 答案 (1)16 m (2)2 s12如图 2422 所示，质量为 m0.1 kg 的小物块置于平台末端 A 点，平台的右下方有一个表面光滑的斜面体，在斜面体的右边固定一竖直挡板，轻质弹簧 拴接在挡板上，弹簧的自然长度为 x00.3 m，斜面体底端 C 距挡板的水平距离为 d21 m，斜面体的倾角为 45，斜面体的高度 h0.5 m现给小物块一大小为 v02 m/s 的初速度，使之在空中运动一段
16、时间后，恰好从斜面体的顶端 B 无碰撞地进入斜面，并沿斜面运动，经过 C 点后再沿粗糙水平面运动，过一段时间开始压缩轻质弹簧小物块速度减 为零时，弹簧被压缩了 x0.1 m已知小物块与水平面间的动摩擦因数 0.5，设小物块经过 C 点时无能量损失，重力加速度 g 取 10 m/s2，求：优质文档优质文档图 2422来源:学科网 ZXXK(1)平台与斜面体间的水平距离 d1；(2)小物块在斜面上的运动时间 t；(3)压缩弹簧过程中的最大弹性势能 Ep.解析 (1)小球到 达斜面顶端时， vBy v0tan vBy gt1d1 v0t1解得： d10.4 m.(2)在 B 点， vBv0cos 小球由 B 到 C 过程中， mgsin mav v 2 a2C 2Bhsin vC vB at解得： t0.2 svC3 m/s.2(3)小球在水平面上的运动过程中，由动能定理得mg (d2 x0) mg x Ep mv12 2C代入数据解得： Ep0.5 J.答案 (1)0.4 m (2)0.2 s (3)0.5 J来源:学科网 ZXXK
