高考物理100考点模拟题（机械能）精选训练专题11F—x图象解析版含解析

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1、100考点最新模拟题（机械能）精选训练11第六部分机械能F—x图象一、选择题1、（2016云南质检）如图甲所示，静止于光滑水平面上的小物块，在水平拉力F的作用下从坐标原点0开始沿x轴正方向运动，F随物块所在位置坐标x的变化关系如图乙所示,图线右半部分为四分之一-圆弧,则小物块运动到2x0处吋的动能可表示为777^77777777777777777^*甲B、臥D、如+f）【参考答案】D【名师解析】：根据F随物块所在位置坐标x的变化关系图象面积表示F做功可知，1TTW二一你A）（l+—）。由动能定理可得，小物块运动到2X0处时的动能可表示为221TTEk=W=—FmXQ（1）,选项D

2、正确。222.（2016±海物理竟赛）野山鼠攢长打洞，假设山鼠打洞时受到的阻力f与洞的深度L成正比,即f=kL（k为比例常数）,则野山鼠从洞深d2打到洞深d2时,需要克服阻力做的功为（）(A)2k(d22-dl2)(B)2k(d2-dl)2【参考答案】A【名师解析】画出阻力仁kL的图彖，根据图彖的而积表示功可知，野山鼠从洞深dl打到洞深d2时,需要克服阻力做的功为Wf=2(kd2+kdl)(d2-dl)=2k(d22-dl2)„选项A正确。2.地震引起的海啸可带來巨大的损失。某中学的部分学生组成了一个课题小组，対海啸的威力进行了模拟研究，他们设计了如下的模型：如图甲在水平地面上放

3、置一个质量为m=4kg的物体，让其在随位移均匀减小的水平推力作用下运动，推力F随位移x变化的图像如图乙所示，已知物体与地而Z间的动摩擦因数为p=0.5,g=10m/s2o则A.运动过程中物体的最大加速度为15m/s2B.在距出发点3.0m位置时物体的速度达到最大C.推力对物体做功180JD.物体在水平面上运动的最大位移是10m【参考答案】D【名师解析】由牛顿第二定律，F-

4、img=ma,当推力F=100N时，物体所受合力最大，加速度最大，代人解得：a=F/m-ng=20m/s2,选项A错误。由图象可得推力随位移x变化的数值关系为：F=100-25xo速度最大时，物体加速度为零，则

5、F=nmg,代人解得x=3.2mo即在距出发点3.2m位置时物体的速度达到最大，选项B错误。£rtlF-X的图象可知推力对物体做功:WF=2F-x0=200J,选项C错误。由动能定理,WF-pmgxm=0,代入数据得：xm=10mo即物体在水平面上运动的最大位移是10m,选项D正确。二.计算题1.(2013-北京)蹦床比赛分成预备运动和比赛动作。最初，运动员静止站在蹦床上，在预备运动阶段，他经过若干次蹦跳，逐渐增加上升高度，最终达到完成比赛动作所需的高度；此后，进入比赛动作阶段。把蹦床简化为一个竖直放置的轻弹簧，弹力大小F“x(x为床面下沉的距离，k为常量)。质量m=50kg的运

6、动员静止站在蹦床上，床面下沉x0二0.10m；在预备运动中，假设运动员所做的总功W全部用于其机械能；在比赛动作中，把该运动员视作质点，其每次离开床面做竖直上抛运动的腾空时间均为At=2.0s,设运动员每次落下使床而压缩的最大深度均为xl。取重力加速度g=10m/s2,忽略空气阻力的影响。(1)求常量k,并在图中画出弹力F随x变化的示意图；(2)求在比赛动作中，运动员离开床面后上升的最大高度hm;(3)借助F・x图像可以确定弹力做功的规律，在此基础上，求xl和W的值。【名师解析】由平衡条件得到常量k,根据匀变速直线运动规律得出运动员离开床面后上升的最大高度hmo根据F—x图象下的面

7、积等于弹力做功、动能定理及其相关知识，求出xl和W的值。(1)床面下沉x0=0.10m时，运动员受力平衡，由mg=kxO,解得：k=mg/x0=5.0xl03N/m。弹力F随x变化的示意图如图J所示。(2)运动员从x=0处离开床面，开始腾空，其上升、下落时间相等,丄竺hm=2g(2)2.=5.0mo(3)参考由速度一时间图象求位移的方法，F-x图象下的而积等于弹力做功，从x处到“0,丄弹力做功WT,WT=2xkx=2kx2o运动员从xl处上升到最人高度hm的过程，根据动能定理，有：2kxl2-mg(hm+xl)=0.对整个预备过程，rfl题述条件以及功能关系，有：W+2kxO2=

8、mg（hm+xO）,解得：W=2525J=2.5xlO引。【点评】类比是物理学中一种常用的研究方法。根据速度定义，v=Ax/At,可知v・t图像与横轴所围血积表示位移厶x=vAt；根据加速度定义，a=Av/At,可知图像与横轴所围面积表示速度变化厶v=aAto根据功的定义，W=Fx,F-x图彖下的面积等于力F位移x所做的功Wo由弹力随弹簧形变量变化关系图线可得弹力做功表达式，根据功能关系可得弹簧弹性势能表达式Ep=2kx2,公式屮x为弹簧形变量。2.（14分）（2016上海金山区