专题精准强化5 功与功率 动能定理-【创新教程】2027年高考物理大二轮专题增分方案课时作业

物理 10.AC[若两小球的初速度大 小相等，如图，根据平抛运动 推论，速度偏转角的正切值 1、0450 等于位移偏转角正切值的两 倍，两小球落在圆孤时速度 方向相互垂直，有tan0= 1 2am45”-是，血0=2财 1 R, s0=发联立得a一2，故A正确，B错误；当 5 )、2不相等时，两小球运动时间可能不相等，速度偏 转角不相等，但总能有两小球落在圆孤时速度方向相 互垂直的速度值，故C正确，D错误.门 11.解析：(1)由于OM为轨道直径，则A从M点以A= 1/s的速率沿轨道运动至位于O,点的缺口的过程，运 动半个圆周，由圆周运动规律可得A在轨道内运动的 时同为1=号×2破-恐=38 UA UA A在简内做平抛运动后恰好紧贴圆筒下底面边沿穿 出，设A在筒内做平抛运动的时间为t',则由平抛运动 规律可得H=7gt r=vAt! 联立解得H=5m. (2)(1)由于A运动至缺口时，S1恰好转过ON位置， 随后A未与叶片碰撞，从圆筒下底面边沿穿出时，S2恰 好转至ON位置，则结合题图乙可知在A在简内做平 抛运动的时间内，叶片转动了号个周期，即1-号×西 又由(1)问分析可得t′=1s 解得a-子rad/s (ⅱ)物体在内力作用下突然分成A、B两部分并弹开有 mAUA=mBUB, A=g, mB 由于B未与筒壁碰撞，则有xB=B·1=m4≤r=1m, 且A运动至缺口时，S1恰好转过ON位置，则以此时为 时间基准，则B从M到O所用的时间△=R_R= UB VA 3(侵一小要使B运动至缺口后能从任意两个叶片同 的区域穿过圆简，则B运动到O时S1或S2或S要运 动到ON反向的位置，则叶片转过的角度 0=+5·kk=01,2.3,) B不与叶片碰撞必须满足△=日 6 解得s=7十2（m/s)(=0,1,2,3,…） 则%=76-0,128） 答案：1385m(2(1)rad/s()7f2k= 0,1,2,3,…) 专题精准强化4万有引力与宇宙航行 1.B2.AD3.D4.C5.B 6.D[通信卫星受到的万有引力大小为F=GMm,由于不 知道三颗通信卫星的质量大小关系，所以三颗通信卫星 受到地球的万有引力大小不一定相等，故A错误；三颗 3 通信卫星若要全面覆盖，则其如 图所示 由几何关系可知，∠AOB=120°， ∠AOC=60°，其中OA为地球半 径R,由几何关系有cos60°= 0记，解得OC=2R=R+h,即h R,所以通信卫星高度至少为R 故C错误：旅据=mR在地球表西 R2 =mg,联立解得√受，故D正确.] 7.C[设地球表面的重力加速度为g,某球状天体表面的 重力加速度为g',弹簧的劲度系数为k,根据简谐运动的 对称性有k·4A-mg=mg,k·2A-mg=mg',可得 8=24 ,3'一A,可得吕，=2，设某球状天体的半径为 4 P·3π(nR)3·m R,在星球表面，有G (nR)2 mg 4 :·3R·m G R2 mg,联立可得A=2.] P2 n 8.A 对地球： GMm Amz=mT2×1A 对海卫二：GMm'=m4然， r2 十r=2AU,A对 a M=aM' 专题精准强化5功与功率动能定理 1.A 2.BD 3.D 4.CD 5.AD 6.C 7.BC「杆对A球的作用力与杆对B球的作用力大小相 等，两球的位移相同，所以杆对A球做的功与杆对B球 做的功数值相等，故A错误；设A球克服弹簧弹力做的 功为W1,A下降的高度为h,杆对A球做的功为W2,则 杆对B球做功为一W2,由动能定理，对A球有mgh一 W1十W2=0,对B球有2mgh-W2=0,联立解得W1= ?A球克服弹簧弹力做的功是杆对 的号倍，故B正确：根据功能关系知，弹簧和杆对A球微 功的总和等于A球机械能的增量，故C正确；若A球从 弹簧原长处释放，刚释放时A、B整体的加速度大小为 g,方向竖直向下，根据简谐运动的对称性知，A球到最 低点时整体的加速度大小为g,方向竖直向上，现A球 从弹簧正上方下落，A球到最低，点时弹簧压编量比从弹 簧原长处释放时的大，则弹力比从弹簧原长处释放时的大， 整体所受的合力增大，加速度将大于g,所以A球到最低，点 时整体的加速度大小大于g,方向竖直向上，在最低点，对B 球，由牛顿第二定律得F-2mg=2ma>2mg,则得A球到最 低，点时杆对B球的作用力F>4mg,故D错误.] 8.解析：(1)木塞的末速度等于齿轮线速度，对木塞，根据 运动学公式v=2ah, 根据角速度和线速度的关系v=wr, 联立可得u=√2ah ” (2)根据题意画出木塞摩擦力与运动距 离的关系图如图所示 可得摩擦力所做的功为 w,=-号fa, 64 对木塞，根据动能定理W+W,一m8h=之m-0, 解得W=mah十mgh+2f: (3)设开瓶器对木塞的作用力为F,对木寒，根据牛顿第 二定律F-mg一f=m0,速度。=a,位移x=2ai, 开瓶器的功率P=Fv,联立可得 P-magt+ma't+foat-xr 答案：(Ia-Y2(2w=mah+mgh+合fh (3)P-magt+mat+oa-x 2h 专题精准强化6功能关系机械能守恒定律 能量守恒定律 1.AC2.B3.B4.D5.AD6.D 7.AD[开始轻绳恰好伸直，对B进行分析有mg=kx1,A 速度最大时，C恰好要离开地面，对C进行分析有mg= kx2,此时A速度最大，A所受外力合力为0，则有 mAgsin30°=T=mg十kx2,解得mA=4m,故A正确；弹 簧开始处于压缩状态后处于拉伸状态，对A、B整体进行 分析可知，A的加速度大小先减小，当A的速度达到最 大值时，C恰好要离开地面，此时A、B速度大小相等，C 的速度为0，之后，弹簧的拉伸量进一步增大，对A、B整 体进行分析可知，A的加速度方向变为沿斜面向上，大 小增大，即物体A下滑过程中加速度先减小后增大，故 B错误；A下滑过程，弹簧的形变量发生变化，即弹簧的 弹力对B做了功，可知，在C没有离开地面之前，A、B与 弹簧构成的系统机械能守恒，而A、B构成的系统机械能 不守恒，故C错误：结合上迷可知==，即上迷 两个整体弹簧的弹性势能相等，对A、B构成的系统有 mg✉十)sin30=号（m十m）2十mg红十， 1 物体A下滑过程中的最大动能Ex=之m,解得 Ek max= 8mg,故D正确.] 5k 8.AD[当小球运动到某点P,弹 B 性绳的伸长量是x即，小球受到 如图所示的四个力作用 其中Fr=kx即，将Fr正交分 0 解，则F,的水平分量为Frsin0 =k红即sn0=kxc=受， 小球水平方向平衡，则F、= ↑mg 1 Fnsi0,又F,=FN=5mg,F,的竖直分量为F,= Frcos日=kx即cos0=kxcp,由以上推导可知小球受到的 摩擦力为恒力，则CD段与DE段摩擦力所做的功相同， 则在DE段弹性绳和小球组成的系统机械能的减少量等 于CD段弹性绳和小球组成的系统机械能的减少量，故 A正确；小球从C到E,根据动能定理有mgh一5mgh 一W华=0，解得克服弹性绳弹力做功为W#=5gh, 4 故B错误；对小球从C运动到E过程，应用动能定理得 mgh-5mgh一W华=0，若小球恰能从E点回到C点， 应用动能定理得一mgh十W,一日mgk=0一号m,联 33 练习册参考答案 4 立求解得口√行h,故C错误；若只把小球质量变为 2m,小球受到的摩擦力不变，小球从C点由静止开始运 动，到达E点时根据动能定理有2mgh-W华一5mgh- 合×2m-0,解得小球到达E点时的速度大小- √gh,故D正确.] 9.解析：(I)由B点压力为零，则有Mg=M R 可得%=√gR=10m/s, R2=d2+(R-h)2, 可得h=4m, 物块从A到B由动能定理，有Fd-Mgh=2MG, 解得F=22.5N. (2)物块在传送带上运动的加速度a=g=1m/s2, 物块先做减速运动减速时间t=%=105, _6=50m, 物块的位移x1一2a 由于传送带的速度小于，物块反向加速到8m/s时与 传送带共速运动到B点，物块反向加速的时间为 t1= =8s, a 二32m 位移为工2=2a 物块与传送带的相对位移△x=x1十l十t1一x2= 162m, 摩擦产生的热量Q=Mg△x=324J. 答案：(1)22.5N(2)324J 专题精准强化7动量动量守恒定律 1.C2.D3.C4.C5.A6.BC 7.A[对A、B系统，A、B速度相等时，弹簧被压缩到最 短，根据动量守恒定律有mA=(m十mB),代入数据 解得弹簧被压缩到最短时，B的速度y,=1m/s,此时B 与C发生完全非弹性碰撞，对B、C组成的系统，由动量 守恒定律得mBv1=(mB十mc)2,代入数据解得2= 0.5m/s,只有B与C发生非弹性碰撞，有机械能损失， 则系统损夹的机械能为△E=子m听-号(m十m)店 =0.25J,A项正确.」 8.解析：(1)组合体分离前后动量守恒，取。的方向为正方 向，有(m十MD=Mu十mt1, 解得v1= (m十MDw一Me,方向与相同. m (2)以B为研究对象，对B根据动量定理有F△t=Mv一 Mu,,解得F= M(v-） △t 答案：1)m+MW一M,方向与相同 m (2)M(o-) △t 9.AD[M、N质量相等，发生弹性碰撞后交换速度，则to 时刻两物块碰后瞬间M的速度为v,N的速度为0，M与 斜面间的动摩擦因数为tan0、N与斜面间无摩擦，则碰 后M做匀速直线运动，N做加速度大小为a=”的匀加 ta 速直线运动，从M、N第一次碰撞后瞬间到第二次碰撞 前瞬间的过程，两物块位移相等，设该过程运动时间为 △4，则有△=2a(△4)P,解得△h=2,则3，时刻专题精准强化5功与功率 [A组 基础达标练] 1.如图所示，直角杆AOB位于O a F A 竖直平面内，OA水平，OB 竖直且光滑，用不可伸长的 轻细绳相连的两小球a和b b B 分别套在OA和OB杆上，b 球的质量为1kg,在作用于a球的水平拉力F 的作用下，a、b均处于静止状态，此时a球到O 点的距离L=0.3m,b球到O点的距离h =0.4m.改变力F的大小，使a球向右加速运 动，已知a球向右运动0.1m时速度大小为 6m/s.g=10m/s2,则在此过程中绳对b球的 拉力所做的功为 () A.33JB.32JC.19JD.10J 2.（多选)某中学运动会的铅球比赛中，某同学 将一铅球斜向上抛出.不计空气阻力，则下 列关于该铅球在空中运动的动能Ek与时间 t、水平位移x之间的关系图像，可能正确 的是 ) 3.一质量为1kg的物体在水 E小 平拉力的作用下，由静止开 6 始在水平地面上沿x轴运 2 动，以出发点为x轴零点，01234xm 物体的动能E与物体坐标x的关系如图所 示.物体与水平地面间的动摩擦因数为0.4，重 力加速度大小取10m/s2.下列说法正确的是 () A.在x=1m时，拉力的大小为2N B.在x=4m时，拉力的功率为12W C.从x=0运动到x=4m的过程中，物体 克服摩擦力做的功为8J D.从x=0运动到x=2m的过程中，拉力 的冲量大小为6√2kg·m/s ⑧错题序号： 动能定理 @错因分析： 4.（多选)如图甲所示，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 离弹簧上端正上方高h处由静止释放.某同 学在研究小球落到弹簧上之后继续向下运 动到最低点的过程中，他以小球开始下落的 位置为原点，沿竖直向下方向建立坐标轴 Ox,得出小球所受弹力F的大小随小球位 置坐标x的变化关系如图乙所示，不计空气 阻力，重力加速度为g.以下判断正确的是 x h+xo h+2xox 甲 A.当x=h十2x。时，小球的动能最小 B.最低点的坐标x=h十2xo C.当x=h十2x。时，小球的加速度为一g, 且弹簧弹力大小为2mg D.小球动能的最大值为mgh+mg 2 5.(多选)“辘轳”是中国古代取水的重要设 施，如图甲所示通过转动手柄将细绳均匀 缠绕到半径为R的转筒上，就可以把下端 所系的水桶从井中提起.若某次转动手柄 的角速度ω随时间t变化的图像如图乙所 示，经过时间2t。,转筒的角速度从0均匀 增加到w,,经3t。时间把静置于井底的水 桶提升到井口，水桶和桶中水的总质量为 m,重力加速度大小为g,水桶可看成质点. 下列说法正确的是 ) 细绳 水框 to 2to 3to 甲 乙 A.0~2t。,水桶做初速度为零的匀加速直 线运动 B.水井的深度为woRt。 62 C.把水桶从井底提升到井口的过程中克服 重力做功的平均功率为mg尽 2 D.把水桶从井底提升到井口的过程中水桶 和桶中水所受合力做功为muR 2 6.如图所示为一种潮汐发电示意图，左方为陆 地和海湾，右侧为大海，中间为水坝，其下有 通道，水流经通道即可带动发电机工作.涨 潮时开闸蓄水，落潮时开闸放水，均在内外 水面高度相同时关闭闸门.设海湾的平均面 积为S,每次涨落潮海湾内外水位落差为h, 一天涨潮、落潮各一次.水的密度为P,重力 加速度为g,设一天的时间为t.则 ( ) 海湾 海湾 陆地 水坝 陆地 水坝 A.一次落潮时流出海湾的海水质量为2Sh B.一次落潮时海水流经通道对发电机做的 功为2pSgh2 C.一天内海水流经通道对发电机做功的功 率为Sgh D.一天内海水流经通道对发电机做功的功 率为20Sgh t [B组创新应用练] 7.(多选)如图所示，内壁光滑的玻璃 管竖直固定在水平地面上，管内底 部竖直放置处于自然长度的轻质 弹簧.用轻杆连接的两小球A、B 的质量分别为m和2m(球的直径 比管的内径略小)，重力加速度为 777ii g,现从弹簧的正上方释放两球，则从A球 与弹簧接触起到运动至最低点的过程中，下 列说法正确的是 () A.杆对A球做的功大于杆对B球做的功 B.A球克服弹簧弹力做的功是杆对A球做 功的倍 C.弹簧和杆对A球做功的总和等于A球机 械能的增量 D.A球到最低点时杆对B球的作用力等 于4mg 8.(2025·广东卷，14)如图所示，用开瓶器取 出紧塞在瓶口的软木塞时，先将拔塞钻旋入 16 木塞内，随后下压把手，使齿轮绕固定支架 上的转轴转动，通过齿轮啮合，带动与木塞 相固定的拔塞钻向上运动.从0时刻开始， 顶部与瓶口齐平的木塞从静止开始向上做 匀加速直线运动，木塞所受摩擦力f随位移 大小x的变化关系为f=。1一)，其中 f。为常量，h为圆柱形木塞的高，木塞质量 为m,底面积为S,加速度为a,齿轮半径为 r,重力加速度为g,瓶外气压减瓶内气压为 △p且近似不变，瓶子始终静止在桌而上. (提示：可用f一x图线下的“面积”表示f 所做的功)求： 把手 拨赛钻 固定支架 软木塞 瓶子 齿轮啮合 简图 (1)木塞离开瓶口的瞬间，齿轮的角速度ω. (2)拔塞的全过程，拔塞钻对木塞做的功W. (3)拔塞过程中，拔塞钻对木塞作用力的瞬 时功率P随时间t变化的表达式.