第三部分 特色练 第6练 功能关系及应用（Word练习）-【优化指导】2023高考物理二轮复习高中总复习·第2轮（老教材）

第6练　功能关系及应用 [母题探源]——高考真题指明热点 1．(2022·全国甲卷)北京2022年冬奥会首钢滑雪大跳台局部示意图如图所示。运动员从a处由静止自由滑下，到b处起跳，c点为a、b之间的最低点，a、c两处的高度差为h。要求运动员经过c点时对滑雪板的压力不大于自身所受重力的k倍，运动过程中将运动员视为质点并忽略所有阻力，则c点处这一段圆弧雪道的半径不应小于(　　) A． B． C． D． D　解析：运动员由a运动到c的过程中，设到c点时的速度为v，由机械能守恒定律有mgh＝mv2，设c点处这一段圆弧雪道的最小半径为R，则在经过c点时，有kmg－mg＝m，解得R＝，D正确。 2．(2021·浙江6月选考)空间站在地球外层的稀薄大气中绕行，因气体阻力的影响，轨道高度会发生变化。空间站安装有发动机，可对轨道进行修正。图中给出了国际空间站在2020.02～2020.08期间离地高度随时间变化的曲线，则空间站(　　) A．绕地运行速度约2.0 km/s B．绕地运行速度约为8.0 km/s C．在4月份绕行的任意两小时内机械能可视为守恒 D．在5月份绕行的任意两小时内机械能可视为守恒 D　解析：根据题意可知，轨道半径在变化，则运行速度在变化，圆周最大运行速度为第一宇宙速度7.9 km/s，故A、B错误；在4月份轨道半径出现明显的变大，可知机械能不守恒，故C错误；在5月份轨道半径基本不变，可视为机械能守恒，故D正确。 3．(2020·天津卷)(多选)复兴号动车在世界上首次实现速度350 km/h自动驾驶功能，成为我国高铁自主创新的又一重大标志性成果。一列质量为m的动车，初速度为v0，以恒定功率P在平直轨道上运动，经时间t达到该功率下的最大速度vm，设动车行驶过程所受到的阻力F保持不变。动车在时间t内(　　) A．做匀加速直线运动 B．加速度逐渐减小 C．牵引力的功率P＝Fvm D．牵引力做功W＝mv－mv BC　解析：由于动车以恒定功率启动，则由P＝F牵引力v可知动车的速度增大则牵引力减小，由牛顿第二定律得F牵引力－F＝ma，可知动车的加速度逐渐减小，A错误，B正确；当动车的加速度为零，即牵引力等于阻力时，动车的速度最大，即P＝Fvm，C正确；设动车在时间t内的位移为x，由动能定理得W－Fx＝mv－mv，则牵引力所做的功为W＝Fx＋mv－mv，D错误。 4．(2021·全国乙卷)(多选)水平桌面上，一质量为m的物体在水平恒力F拉动下从静止开始运动，物体通过的路程等于s0时，速度的大小为v0，此时撤去F，物体继续滑行2s0的路程后停止运动，重力加速度大小为g，则(　　) A．在此过程中F所做的功为mv B．在此过中F的冲量大小等于mv0 C．物体与桌面间的动摩擦因数等于 D．F的大小等于物体所受滑动摩擦力大小的2倍 BC　解析：外力撤去前，由牛顿第二定律可知F－μmg＝ma1，由速度－位移公式有v＝2a1s0；外力撤去后，由牛顿第二定律可知－μmg＝ma2，由速度－位移公式有－v＝2a2(2s0)，联立以上各式可得，水平恒力F＝，动摩擦因数μ＝，则滑动摩擦力Ff＝μmg＝，可知F的大小等于物体所受滑动摩擦力Ff大小的3倍，故C正确，D错误；在此过程中，外力F做功为W＝Fs0＝mv，故A错误；由平均速度公式可知，外力F作用时间t1＝＝，在此过程中，F的冲量大小I＝Ft1＝mv0，故B正确。 5．(2021·江苏卷)如图所示的离心装置中，光滑水平轻杆固定在竖直转轴的O点，小圆环A和轻质弹簧套在轻杆上，长为2L的细线和弹簧两端分别固定于O和A，质量为m的小球B固定在细线的中点，装置静止时，细线与竖直方向的夹角为37°，现将装置由静止缓慢加速转动，当细线与竖直方向的夹角增大到53°时，A、B间细线的拉力恰好减小到零，弹簧弹力与静止时大小相等、方向相反，重力加速度为g，取sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8，求： (1)装置静止时，弹簧弹力的大小F； (2)环A的质量M； (3)上述过程中装置对A、B所做的总功W。 答案：(1)　(2)m　(3)mgL 解析：(1)设AB、OB的张力分别为F1、F2，A受力平衡有 F＝F1sin 37° B受力平衡有F1cos 37°＋F2cos 37°＝mg F1sin 37°＝F2sin 37° 解得F＝。 (2)设装置转动的角速度为ω，对A有F＝Mω2·L 对B有mg tan 53°＝mω2·L 解得M＝m。 (3)B上升的高度h＝L，A、B的动能分别为 EkA＝M(Lω)2，EkB＝m(Lω)2 根据能量守恒定律有W＝(EkA－0)＋(EkB－0)＋mgh 解得W＝mgL。 【衍生演练】——名校模拟引领趋势 6．(2022·四川巴中一模)(多选)如图甲所示，在竖直