人教高中物理专题05 三大力场中的功能关系（精练）（解析版）.docx

2023年高考物理二轮复****讲练测
专题05 三大力场中的功能关系（精练）
一、单项选择题
1．水平桌面上，长6m的轻绳一端固定于O点，如图所示（俯视图），另一端系一质量m=2.0kg的小球。现对小球施加一个沿桌面大小不变的力F=10N，F拉着物体从M点运动到N点，F的方向始终与小球的运动方向成37°角。已知小球与桌面间的动摩擦因数μ=0.2，不计空气阻力，取g=10m/s2，sin37°=0.6，cos37°=0.8，则下列说法正确的是（　　）
A．拉力F对小球做的功为16π（J） B．拉力F对小球做的功为8π（J）
C．小球克服摩擦力做的功为16π（J） D．小球克服摩擦力做的功为4π（J）
【答案】A
【详解】AB．将圆弧分成很多小段l1，l2，…，ln，拉力F在每小段上做的功为W1，W2，…，Wn，因拉力F大小不变，方向始终与小球的运动方向成37°角，所以W1=Fl1cos37°；W2=Fl2cos37°；Wn=Flncos37°
故故A正确，B错误；
CD．同理可得小球克服摩擦力做的功故CD错误。故选A。
2．如图所示，建筑工地常使用打桩机将圆柱体打入地下一定深度，设定某打桩机每次打击过程对圆柱体做功相同，圆柱体所受泥土阻力f与进入泥土深度h成正比（即，k为常量），圆柱体自重及空气阻力可忽略不计，打桩机第一次打击过程使圆柱体进入泥土深度为，则打桩机第n次打击过程使圆柱体进入泥土深度为（　　）
A． B． C． D．
【答案】D
【详解】由题意可知，阻力f与深度h成正比，其图像，如图所示
对于力—位移图像来说，其图像与坐标轴围成的面积等于力所做的功，每次打桩机对圆柱体做的功相同，如图所示可得，每次围成的面积相同，根据边长比的平方等于面积比，有
整理得故选D。
3．地面上物体在变力F作用下由静止开始竖直向上运动，力F随高度x的变化关系如图所示，物体能上升的最大高度为h，h＜H，重力加速度为g。上升过程中物体加速度的最大值为（　　）
A． B． C． D．
【答案】B
【详解】由图像可知，上升到最大高度h时，变力F的大小为故物体从开始运动到上升到最大高度过程中，变力F做的功为图像围成的面积，即物体的初末速度均为0，故由动能定理，得联立，解得物体刚开始运动时，由牛顿第二定律，有
解得物体到达最高点时，由牛顿第二定律，有解得因此在开始运动时和到达最高点时，加速度等大反向，且均为最大值。故选B。
4．如图所示，斜面倾角为，BC段粗糙且足够长，其余段光滑，10个质量均为m的小球（可视为质点）放在斜面上，相邻小球间用长为d的轻质细杆连接，细杆与斜面平行，小球与BC段间的动摩擦因数为。若1号小球在B处时，10个小球由静止一起释放，已知重力加速度为g，下列说法正确的是（　　）
A．在4号小球刚进入BC段时，4号小球运动的加速度为0.3g
B．在4号球刚进入BC段时，6号球与7号球间细杆的弹力为1.2mg
C．1号球运动过程中的最大速度为
D．10号球不能到达B点
【答案】B
【详解】A．在4号小球刚进入BC段时，把10个小球看成一个整体，根据牛顿第二定律，有
解得4号小球运动的加速度为，A错误；
B．在4号球刚进入BC段时，把7到10小球，共4个小球看成一个整体，设6号球对7号球间细杆的弹力为。根据牛顿第二定律，有解得，B正确；
C．小球在斜面上先加速后减速，第n个小球刚进入BC段时加速度为零，此时1号球速度最大，则有
解得即所以在第七个球刚进入BC段时，1号球速度最大，根据动能定理解得，C错误；
D．若10号球能到达B点且速度为v1，根据动能定理，有
解得所以10号球能到达B点，D错误。故选B。
5．如图所示，挡板P固定在倾角为的斜面左下端，斜面右上端M与半径为R的圆弧轨道MN连接，其圆心O在斜面的延长线上。M点有一光滑轻质小滑轮，。质量均为m的小物块B、C由一轻质弹簧拴接（弹簧平行于斜面），其中物块C紧靠在挡板P处，物块B用跨过滑轮的轻质细绳与一质量为4m、大小可忽略的小球A相连，初始时刻小球A锁定在M点，细绳与斜面平行，且恰好绷直而无张力，B、C处于静止状态。某时刻解除对小球A的锁定，当小球A沿圆弧运动到最低点N时（物块B未到达M点），物块C对挡板的作用力恰好为0。已知重力加速度为g，不计一切摩擦，下列说法正确的是（　　）
A．弹簧的劲度系数为
B．小球A到达N点时的速度大小为
C．小球A到达N点时的速度大小为
D．小球A由M运动到N的过程中，小球A和物块B的机械能之和一直在增大
【答案】B
【详解】A．设弹簧的劲