2019年高考物理大一輪復(fù)習(xí) 5.14 功和功率 滬科版.doc

2019年高考物理大一輪復(fù)習(xí) 5.14 功和功率 滬科版課時(shí)規(guī)范練第23頁(yè)一、選擇題(本題共8小題,每小題6分,共48分。在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中,第15題只有一項(xiàng)符合題目要求,第68題有多項(xiàng)符合題目要求。全部選對(duì)的得6分,選對(duì)但不全的得3分,有選錯(cuò)的得0分)1.物體在兩個(gè)相互垂直的力的作用下運(yùn)動(dòng),力F1對(duì)物體做功6 J,物體克服力F2做功8 J,則F1、F2的合力對(duì)物體做功為()A.14 JB.10 JC.2 JD.-2 J解析:由于功為標(biāo)量,合力對(duì)物體做的功應(yīng)等于分力做功的代數(shù)和,即W=6 J+(-8 J)=-2 J,故D正確。答案:D2.在光滑的水平面上,用一水平拉力F使物體從靜止開始移動(dòng)s,平均功率為P,如果將水平拉力增加為4F,使同一物體從靜止開始移動(dòng)s,平均功率為()A.2PB.4PC.6PD.8P解析:設(shè)第一次運(yùn)動(dòng)時(shí)間為t,則其平均功率表達(dá)式為P=;第二次加速度為第一次的4倍,由s=at2可知時(shí)間為,其平均功率為=8P,D正確。答案:D3.物體在合外力作用下做直線運(yùn)動(dòng)的vt圖像如圖所示。下列表述正確的是()A.在01 s內(nèi),合外力做正功B.在02 s內(nèi),合外力總是做負(fù)功C.在12 s內(nèi),合外力不做功D.在03 s內(nèi),合外力做的總功是正功解析:根據(jù)動(dòng)能定理,合外力做的功等于物體動(dòng)能的變化,01 s內(nèi),動(dòng)能增加,所以合外力做正功,A正確;02 s內(nèi)動(dòng)能先增加后減少,合外力先做正功后做負(fù)功,B錯(cuò)誤;12 s內(nèi),動(dòng)能減少,合外力做負(fù)功,C錯(cuò)誤;03 s內(nèi),動(dòng)能變化量為零,合外力做功為零,D錯(cuò)誤。答案:A4.如圖所示,質(zhì)量分別是mA和mB的A、B兩物體,用勁度系數(shù)為k的彈簧相連,處于靜止?fàn)顟B(tài)。現(xiàn)對(duì)A施以豎直向上的力F,并將其緩慢提起,當(dāng)B對(duì)地面恰無(wú)壓力時(shí)撤去F,A由靜止向下運(yùn)動(dòng)至最大速度時(shí),重力做的功為()A.B.C.D.解析:當(dāng)A向下運(yùn)動(dòng)至平衡位置時(shí)速度最大,此時(shí)彈簧的壓縮量x1=;當(dāng)B恰好對(duì)地?zé)o壓力時(shí)彈簧的伸長(zhǎng)量x2=;故知A從撤去F至速度達(dá)到最大的過程中,重力做的功WG=mAg(x1+x2)=。故C正確。答案:C5.靜止在粗糙水平面上的物體A受方向始終水平向右、大小先后為F1、F2、F3的拉力作用做直線運(yùn)動(dòng),t=4 s時(shí)停下,其vt圖像如圖所示,已知物塊A與水平面間的動(dòng)摩擦因數(shù)處處相同,下列判斷正確的是()A.全過程中拉力做的功大于物體克服摩擦力做的功B.全過程拉力做的功等于零C.一定有F1+F3=2F2D.可能有F1+F3>2F2解析:由動(dòng)能定理知全過程中拉力做的功等于物體克服摩擦力做的功,選項(xiàng)A、B均錯(cuò)誤;第1 s內(nèi)F1-mg=ma,1 s末至3 s末F2=mg,第4 s內(nèi)mg-F3=ma,所以F1+F3=2F2,故C正確、D錯(cuò)誤。答案:C6.如圖所示,小物體A沿高為h、傾角為的光滑斜面以初速度v0從頂端滑到底端,而相同的物體B以同樣大小的初速度從等高處豎直上拋,則()A.兩物體落地時(shí)速度的大小相同B.兩物體落地時(shí),重力的瞬時(shí)功率相同C.從開始運(yùn)動(dòng)至落地過程中,重力對(duì)它們做功相同D.從開始運(yùn)動(dòng)至落地過程中,重力對(duì)它們做功的平均功率相同解析:由于豎直高度的變化是相同的,所以相同質(zhì)量的物體重力做功是一樣的,整個(gè)過程中只有重力做功,故末速度的大小相等,選項(xiàng)A、C正確。根據(jù)功率的定義,由兩物體落地時(shí)豎直方向上的速度不同,可知選項(xiàng)B錯(cuò)誤。由于兩物體在落地過程中的運(yùn)動(dòng)時(shí)間不一定相同,所以選項(xiàng)D錯(cuò)誤。答案:AC7.如圖所示,傾角為的斜劈放在水平面上,斜劈上用固定的豎直擋板擋住一個(gè)光滑的質(zhì)量為m的小球,當(dāng)整個(gè)裝置沿水平面以速度v向左勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)間t時(shí),以下說法正確的是()A.小球的重力做功為零B.斜劈對(duì)小球的彈力做功為C.擋板對(duì)小球的彈力做功為零D.合力對(duì)小球做功為零解析:小球的重力與速度方向始終垂直,不做功,A正確;由于小球勻速,對(duì)小球受力分析如圖,可求得斜劈對(duì)小球的彈力為FN=,做功為WFN=FNvtsin =mgvttan ,擋板的彈力為F=mgtan ,做功為WF=-Fvt=-mgvttan ,故B、C均錯(cuò)誤;小球受到的合力為零,則合力對(duì)小球做功為零,D正確。答案:AD8.如圖所示為牽引力F和車速倒數(shù)的關(guān)系圖像。若一汽車質(zhì)量為2103 kg,它由靜止開始沿平直公路行駛,且行駛中阻力恒定,設(shè)其中最大車速為30 m/s,則()A.汽車所受阻力為2103 NB.汽車在車速為15 m/s時(shí),功率為6104 WC.汽車勻加速運(yùn)動(dòng)的加速度為3 m/s2D.汽車勻加速所需時(shí)間為5 s解析:由題圖可知,汽車達(dá)到最大速度v=30 m/s時(shí)對(duì)應(yīng)的牽引力等于阻力,為2103 N,A正確;在v<10 m/s的過程中,汽車勻加速運(yùn)動(dòng)的加速度a= m/s2=2 m/s2,勻加速運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為t= s=5 s,D正確、C錯(cuò)誤;在速度由10 m/s增至30 m/s的過程中,F=k,可知P=Fv=k,斜率不變,所以汽車速度為15 m/s時(shí)的功率與速度為10 m/s時(shí)的功率相等,P=Fv=610310 W=6104 W,B正確。答案:ABD二、非選擇題(本題共3小題,共52分。解答時(shí)應(yīng)寫出必要的文字說明、方程式和演算步驟,有數(shù)值計(jì)算的要注明單位)9.(16分)如圖所示,質(zhì)量為m的小球用長(zhǎng)L的細(xì)線懸掛而靜止在豎直位置。在下列三種情況下,分別用水平拉力F將小球拉到細(xì)線與豎直方向成角的位置。在此過程中,拉力F做的功各是多少? (1)用F緩慢地拉。(2)F為恒力。(3)若F為恒力,而且拉到該位置時(shí)小球的速度剛好為零。解析:(1)若用F緩慢地拉,則顯然F為變力,由動(dòng)能定理得:WF-mgL(1-cos )=0即WF=mgL(1-cos )。(2)對(duì)恒力F做的功,由公式W=FLcos 得WF=FLsin 。(3)解法一:對(duì)恒力F做的功,由公式W=FLcos 得WF=FLsin 解法二:由動(dòng)能定理得:WF-mgL(1-cos )=0故WF=mgL(1-cos )。答案:(1)mgL(1-cos )(2)FLsin (3)FLsin 或mgL(1-cos )10.(17分)一輛質(zhì)量為m的汽車,以恒定的輸出功率P在傾角為的斜坡上沿坡勻速行駛,如圖所示,汽車受到的摩擦阻力恒為f(忽略空氣阻力)。求:(1)汽車勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)速度的表達(dá)式。(2)根據(jù)F與v的表達(dá)式,聯(lián)系汽車上、下坡的實(shí)際情況,你能得到什么啟發(fā)?解析:(1)汽車上坡時(shí)沿斜面做勻速運(yùn)動(dòng),則汽車的牽引力F1=f+mgsin ,P=F1v1,解得汽車上坡時(shí)的速度v1=,汽車下坡時(shí),同理有f=F2+mgsin ,即汽車的牽引力F2=f-mgsin ,P=F2v2,解得汽車下坡時(shí)的速度v2=。(2)上述計(jì)算結(jié)果告訴我們,汽車在輸出功率一定的條件下,當(dāng)F1>F2時(shí),v1<v2,即汽車沿斜坡上行時(shí),汽車的牽引力F1較大,則車速v1較小;當(dāng)汽車沿斜坡下行時(shí),汽車的牽引力F2較小,則車速v2較大。答案:(1)上坡時(shí)v1=,下坡時(shí)v2=(2)見解析11.(19分)汽車發(fā)動(dòng)機(jī)的功率為60 kW,汽車的質(zhì)量為4 t,當(dāng)它行駛在坡度為(sin =0.02)的長(zhǎng)直公路上時(shí),如圖所示,所受摩擦阻力為車重的0.1倍(g取10 m/s2),求: (1)汽車所能達(dá)到的最大速度vm。(2)若汽車從靜止開始以0.6 m/s2的加速度做勻加速直線運(yùn)動(dòng),則此過程能維持多長(zhǎng)時(shí)間?(3)當(dāng)汽車以0.6 m/s2的加速度勻加速行駛的速度達(dá)到最大值時(shí),汽車做功多少?解析:由P=Fv可知,汽車在額定功率下行駛,牽引力與速度成反比。當(dāng)汽車的牽引力與阻力(包括爬坡時(shí)克服的下滑力)相等時(shí),速度達(dá)最大。只有當(dāng)汽車牽引力不變時(shí),汽車才能勻加速行駛,當(dāng)Fv=P額時(shí),勻加速運(yùn)動(dòng)結(jié)束,可由W=Fs求出這一階段汽車做的功。(1)汽車在坡路上行駛,所受阻力由兩部分構(gòu)成,即f=kmg+mgsin =4 000 N+800 N=4 800 N又因?yàn)镕=f時(shí),P=fvm,所以vm= m/s=12.5 m/s。(2)汽車從靜止開始,以a=0.6 m/s2勻加速行駛,由牛頓第二定律有F-f=ma所以F=ma+kmg+mgsin =41030.6 N+4 800 N=7.2103 N保持這一牽引力,汽車可達(dá)到勻加速行駛的最大速度vm,有vm= m/s8.33 m/s由運(yùn)動(dòng)學(xué)規(guī)律可以求出勻加速行駛的時(shí)間與位移t= s=13.9 ss= m57.82 m。(3)由W=Fs可求出汽車在勻加速階段行駛時(shí)做功為W=Fs=7.210357.82 J4.16105 J。答案:(1)12.5 m/s(2)13.9 s(3)4.16105 J