物理高考真题汇编 - 功和功率、动能定理

C （1）未拉A时，C受到B作用力的大小F； （2）动摩擦因数的最小值μmin；

（3）A移动的整个过程中，拉力做的功W. 解：（1）C受力平衡2Fcos300?mg 解得F?B R R A 3mg 33mg 23 2（2）C恰好降落到地面时，B受C压力的水平分力最大Fxmax?B受地面的摩擦力f??mg 根据题意fmin?Fxmax，解得?min?（3）C下降的高度h?(3?1)R， A的位移x?2(3?1)R

摩擦力做功的大小 W?fx?2(3?1)?mgR， 根据动能定理W?Wf?mgh?0?0 解得W?(2??1)(3?1)mgR 15. 2012年理综北京卷

22．（16分）如图所示，质量为m的小物块在粗糙水平桌面上做直线运动，经距离l后以速度v飞离桌面，最终落在水平地面上。已知l=1.4m，v=3.0m/s，m=0.10kg，物块与桌面间的动摩擦因数μ=0.25，桌面高h=0.45m.。不计空气阻力，重力加速度g取10m/s2。求 (1)小物块落地点距飞出点的水平距离s； (2)小物块落地时的动能Ek； (3)小物块的初速度大小v0。

解析：（1）小物块落地所用时间为t，有

l shv0 h v 12gt?h 2 t?2h?g2?0.45?0.3s 10 小物块落地点距飞出点的水平距离s?vt?3?0.3?0.9m （2）根据机械能守恒，小物块落地时的动能为 Ek?121mv0?mgh??0.10?9?0.10?10?0.45?0.90J 221212mv?mv0???mgl 22（3）在桌面上滑行过程中根据动能定理有Wf? 则v0?v2?2?gl?9?2?0.25?10?1.4?4.0m/s

16. 2012年物理江苏卷

14. (16分)某缓冲装置的理想模型如图所示，劲度系数足够大的轻质弹簧与轻杆相连，轻杆可在固定的槽内移动，与槽间的滑动摩擦力恒为f. 轻杆向右移动不超过l 时，装置可安全工作。 一质量

m v l 轻杆

为m的小车若以速度v0 撞击弹簧，将导致轻杆向右移动摩擦力，且不计小车与地面的摩擦。.

l. 轻杆与槽间的最大静摩擦力等于滑动4(1)若弹簧的劲度系数为k，求轻杆开始移动时，弹簧的压缩量x； (2)求为使装置安全工作，允许该小车撞击的最大速度vm； (3)讨论在装置安全工作时，该小车弹回速度v'和撞击速度v的关系. 解: （1）轻杆开始移动时，弹簧的弹力F?kx ① 且F?f ② 解得x?f ③ kl12 ④ ?W?0?mv04212mvm ⑤ 2（2）设轻杆移动前小车对弹簧所做的功为W，则小车从撞击到停止的过程中，动能定理 小车以v0撞击弹簧时 ?f.小车以vm撞击弹簧时 ?fl?W?0?解得 vm?v0?23fl ⑥ 2m12mv1?W ⑦ 2（3）设轻杆恰好移动时，小车撞击速度为v1， 由④⑦解得v1?2v0?2fl 2m当v?v0?fl时，v'?v 2m2当v0?fl3flfl22?v?v0?时，v??v0? 2m2m2m17. 2012年理综福建卷21.（19分）

如图，用跨过光滑定滑轮的缆绳将海面上一艘失去动力的小船沿直线拖向岸边。已知拖动缆绳的电动机功率恒为P，小船的质量为m，小船受到的阻力大小恒为f，经过A点时的速度大小为v0，小船从A点沿直线加速运动到B点经历时间为t1，A、B两点间距离为d,缆绳质量忽略不计。求： （1）小船从A点运动到B点的全过程克服阻力做的功W1；

（2）小船经过B点时的速度大小v1； （3）小船经过B点时的加速度大小a。 【答案】 （1）W?FS?fd

A B v0 d （2）v1?（3）a?2?Pt?fd?2?v0

mPm2v2?2m(Pt?fd)?f m【解析】（1）小船从A点到达B点，受到的阻力恒为f,其克服阻力做的功为：W?FS?fd （2）从A到B由动能定理可知：

1212mvB?mvA?Pt1?fd 22解得：v1?2?Pt1?fd?2?v0

m（3）设小船经过B点时绳的拉力大小为F，绳与水平方向夹角为θ，电动机牵引绳的速度大小为u，则P=Fu u?v1cos?

由牛顿第二定律有 Fcos??f?ma 解得a?P2m2v0?2m(Pt1?fd)?f m1

18. 2015年理综浙江卷23.如图所示，用一块长L=1.0m的木板在墙和桌面间架设斜面，桌面高H=0.8m，长L=1.5m。斜面与水平桌面的倾角θ可在0~60°间调节后固定。将质量m=0.2kg的小物块

2

从斜面顶端静止释放，物块与斜面间的动摩擦因数μ1=0.05，物块与桌面间的动摩擦因数μ，忽略物块在斜面与桌面交接处的能量损失。

2

（重力加速度g取10m/s；最大静摩擦力等于滑动摩擦力）

2

θ （1）求θ角增大到多少时，物块能从斜面开始下滑；（用正切值表示）

（2）当θ增大到37°时，物块恰能停在桌面边缘，求物块与桌面间的动摩擦因数μ；（已知sin37°=0.6，cos37°=0.8）

2

（3）继续增大θ角，发现θ=53°时物块落地点与墙面的距离最大，求此最大距离xm 答案：（1）tanθ?0.05 （2）μ2=0.8 （3）1.9 m 解析（1）为使小物块下滑mgsin???1mgcos? ①

θ满足的条件tanθ?0.05 ②

（2）克服摩擦力做功Wf=μ1mgL1cosθ+μ2mg (L2-L1cosθ) ③ 由动能定理得mg L1sin θ-Wf=0 ④ 代入数据得μ2=0.8 ⑤

1

（3）由动能定理可得mg L1sin θ - Wf = mv2 ⑥

2代入数据得v=1m/s ⑦

H?12gt，t=0.4s， ⑧ 2x1=vt=0.4 m ⑨ xm= x1+ L2=1.9 m ⑩

19.2015年海南卷14．如图，位于竖直平面内的光滑轨道由四分之一圆弧ab和抛物线bc组成，圆弧半径Oa水平，b点为抛物线顶点。已知h=2m,，s=2m。取重力加速度大小g=10m/s。

（1）一小环套在轨道上从a点由静止滑下，当其在bc段轨道运动时，与轨道之间无相互作用力，求圆弧轨道的半径；

（2）若环从b点由静止因微小扰动而开始滑下，求环到达c点时速度的水平分量的大小。 答案：（1）0.25m （2）2m/s

解析：（1）一小环套在bc段轨道运动时，与轨道之间无相互作用力，则说明下落到b点时的速度，使得小环套做平抛运动的轨迹与轨道bc重合，故有s?vbt①， h?gt2②，

2 从ab滑落过程中，根据动能定理可得mgR?s h c 2

a O b 112mvb③， 2

s2联立三式可得R??0.25m

4h（2）下滑过程中，初速度为零，只有重力做功，根据动能定理可得mgh?12mvc④ 2

因为物体滑到c点时与竖直方向的夹角等于（1）问中做平抛运动过程中经过c点时速度与竖直方向的夹角相等，设为?，则根据平抛运动规律可知sin??2vbv?2gh2b⑤，

根据运动的合成与分解可得sin??v水平vc⑥

联立①②④⑤⑥可得v水平?

s2gh?2m/s 2s?4h