第五章 热点强化练7 动力学和能量观点分析多过程问题（题库）-2023高考物理【步步高】大一轮复习讲义（新教材 教师word）津鲁琼辽鄂粤冀渝湘闽晋皖黑吉云

热点强化练7　动力学和能量观点分析多过程问题 (时间：40分钟) 1.(多选)(2020·山东淄博市4月第模拟)如图1甲所示，轻弹簧竖直放置，下端固定在水平地面上，一质量为m的小球，从离弹簧上端高h处由静止释放。研究小球落到弹簧上后继续向下运动到最低点的过程，以小球开始下落的位置为原点，沿竖直向下方向建立坐标轴Ox，做出小球所受弹力F的大小随小球下落的位置坐标x变化的关系，如图乙所示，不计空气阻力，重力加速度为g。以下说法正确的是(　　) 图1 A.小球落到弹簧上向下运动到最低点的过程中，速度始终减小 B.小球落到弹簧上向下运动到最低点的过程中，加速度先减小后增大 C.当x＝h＋2x0时，小球的动能为零 D.小球动能的最大值为mgh＋ 答案　BD 解析　小球刚落到弹簧上时，弹力小于重力，小球加速度向下，速度增大，随弹力的增加，加速度减小，当弹力等于重力时加速度为零，此时速度最大；然后向下运动时弹力大于重力，小球的加速度向上且逐渐变大，小球做减速运动直到最低点，则小球落到弹簧上向下运动到最低点的过程中，速度先增大后减小，加速度先减小后增大，故A错误，B正确；根据乙图可知，当x＝h＋x0，小球的重力等于弹簧的弹力，是平衡位置，在x＝h处小球的动能不为零，根据对称性可知，在x＝h＋2x0位置小球的动能也不为零，选项C错误；小球达到最大速度的过程中，根据动能定理可知mg(h＋x0)－mg·x0＝Ekm，故小球动能的最大值为mgh＋，故D正确。 2.(多选)(2020·山东青岛巿一模)如图2(a)，质量M＝4 kg、倾角为θ的斜面体置于粗糙水平面上，质量m＝1 kg的小物块置于斜面顶端，物块与斜面间的动摩擦因数μ＝tan θ。t＝0时刻对物块施加一平行于斜面向下的推力F，推力F的大小随时间t变化的图像如图(b)所示，t＝2 s时物块到达斜面底端。斜面体始终保持静止，重力加速度g＝10 m/s2，在物块沿斜面下滑过程中，下列说法正确的是(　　) 图2 A.物块到达斜面底端时的动能为32 J B.斜面的长度为8 m C.斜面体对水平面的压力大小始终为50 N D.水平面对斜面体的摩擦力水平向右且逐渐增大 答案　AC 解析　物块与斜面间的动摩擦因数μ＝tan θ可知mgsin θ＝μmgcos θ，则物体所受的合力为F，由F－t图像以及动量定理可知t＝×2×8 N·s＝8 N·s，t＝mv，可得v＝8 m/s，则动能Ek＝mv2＝×1×82 J＝32 J，选项A正确；若物块匀加速下滑，则斜面的长度为l＝t＝8 m，而物块做加速度增大的加速运动，则物块的位移小于8 m，即斜面长度小于8 m，选项B错误；滑块对斜面体有沿斜面向下的摩擦力，大小为f＝μmgcos θ＝mgsin θ，垂直斜面的压力大小为mgcos θ，两个力的合力竖直向下，大小为mg，则斜面体对水平面的压力大小始终为Mg＋mg＝50 N，斜面体在水平方向受力为零，则受摩擦力为零，选项C正确，D错误。 3.(多选)(2020·海南省新高考3月线上诊断)如图3所示，半径为R的半圆形光滑轨道ABC固定在光滑水平桌面上，AOC为半圆形轨道的直径，一质量为m的小球放置在A点，某时刻，给小球施加一方向垂直AC、大小为F的水平恒力，在以后的运动过程中，下列说法正确的是(　　) 图3 A.小球能够越过C点到达AC的左侧 B.小球运动过程中的最大速度为 C.小球运动过程中对轨道压力的最大值为3F D.小球运动过程中对桌面的压力先增大后减小 答案　BC 解析　由动能定理可知，到达C点时小球在力F的方向上的位移为0，力F做功为0，到达C点时速度恰好为0，所以不能到达AC的左侧，故A错误；当小球向右运动的位移最大时，力对小球做正功最多，小球的动能最大，速度最大，由动能定理得FR＝mv2，则得最大速度v＝，故B正确；当小球的速度最大时对轨道的压力最大，由水平方向受力分析可知FN－F＝m，解得FN＝3F，由牛顿第三定律可知小球对轨道压力的最大值为3F，故C正确；小球始终在光滑水平面上运动，对桌面的压力大小不变，故D错误。 4.(2020·海南省高考调研)高铁在改变人们出行和生活方式方面的作用初步显现。某高铁列车在启动阶段的运动可看作在水平面上做初速度为零的匀加速直线运动，列车的加速度大小为a。已知该列车(含乘客)的质量为m，运动过程中受到的阻力为其所受重力的k倍，重力加速度大小为g。求列车从静止开始到速度大小为v的过程中， 图4 (1)列车运动的位移大小及运动时间； (2)列车牵引力所做的功。 答案　(1)　　(2)(kg＋a) 解析　(1)由速度位移的关系式得v2＝2ax 解得列车运动的位移为x＝ 由速度公式得v＝at 解得t＝ (2)由动能定理得W－kmgx＝mv2－0 解得W＝(kg＋a) 5.(2