2019年高考物理一輪復(fù)習(xí) 第五章 機(jī)械能及其守恒定律 第1講 功和功率練習(xí).doc

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第1講　功和功率 板塊三限時(shí)規(guī)范特訓(xùn) 　　時(shí)間：45分鐘　滿分：100分 一、選擇題(本題共10小題，每小題7分，共70分。其中 1～6為單選，7～10為多選) 1．如圖所示，質(zhì)量為m的小球以初速度v0水平拋出，恰好垂直打在傾角為θ的斜面上，則球落在斜面上時(shí)重力的瞬時(shí)功率為(不計(jì)空氣阻力)(　　) A.mgv0tanθ B. C. D．mgv0cosθ 答案　B 解析　小球落在斜面上時(shí)重力的瞬時(shí)功率為P＝mgvy，而vytanθ＝v0，所以P＝，B正確。 2．如圖所示，站在做勻加速直線運(yùn)動(dòng)的車廂里的人向前推車廂壁，以下關(guān)于人對(duì)車做功的說法中正確的是(　　) A.做正功 B．做負(fù)功 C.不做功 D．無法確定 答案　B 解析　在水平方向上，人對(duì)車的作用力有兩個(gè)：一個(gè)是人對(duì)車壁向前的推力F，另一個(gè)是人對(duì)車廂地板向后的摩擦力F′。由于人隨車向前做勻加速運(yùn)動(dòng)，所以車對(duì)人的總作用力是向前的，由牛頓第三定律可知人對(duì)車的總作用力是向后的。所以此合力的方向與運(yùn)動(dòng)方向相反，人對(duì)車做的總功為負(fù)功，所以B正確。 3.[2017保定模擬]質(zhì)量為5103 kg的汽車在水平路面上由靜止開始以加速度a＝2 m/s2開始做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，所受阻力是1.0103 N，則汽車勻加速起動(dòng)過程中(　　) A.第1 s內(nèi)汽車所受牽引力做功為1.0104 J B.第1 s內(nèi)汽車所受合力的平均功率20 kW C.第1 s末汽車所受合力的瞬時(shí)功率為22 kW D.第1 s末汽車所受牽引力的瞬時(shí)功率為22 kW 答案　D 解析　根據(jù)牛頓第二定律F－f＝ma得牽引力F＝f＋ma＝1.1104 N。第1 s內(nèi)汽車位移x＝at2＝1 m，第1 s 末汽車速度v＝at＝2 m/s，汽車合力F合＝ma＝1104 N，則第1 s內(nèi)汽車牽引力做功：WF＝Fx＝1.1104 J，故A錯(cuò)誤；第1 s內(nèi)合力做功：W＝F合x＝1104 J，其平均功率P＝＝1104 W，故B錯(cuò)誤；第1 s末合力的瞬時(shí)功率P合＝F合v＝2104 W，故C錯(cuò)誤；第1 s末牽引力瞬時(shí)功率P＝Fv＝2.2104 W＝22 kW，故D正確。 4.[2018寧波期末]如圖所示，木塊B上表面是水平的，當(dāng)木塊A置于B上，并與B保持相對(duì)靜止，一起沿固定的光滑斜面由靜止開始下滑，在下滑過程中(　　) A．A所受的合外力對(duì)A不做功 B.B對(duì)A的彈力做正功 C.B對(duì)A的摩擦力做正功 D.A對(duì)B做正功 答案　C 解析　木塊向下加速運(yùn)動(dòng)，故動(dòng)能增加，由動(dòng)能定理可知，木塊A所受的合力對(duì)A做正功，A錯(cuò)誤。A、B整體具有沿斜面向下的加速度，設(shè)為a，將a正交分解為豎直方向分量a1和水平方向分量a2，如圖。因具有水平分量a2，故木塊A必受水平向左摩擦力f，木塊B對(duì)A的支持力N與速度方向成鈍角，所以木塊B對(duì)A的支持力做負(fù)功，B錯(cuò)誤。木塊B對(duì)A的摩擦力f與速度方向成銳角，所以摩擦力f做正功，C正確。 對(duì)木塊A由牛頓第二定律：mg－N＝ma1① f＝ma2② 設(shè)斜面傾角為θ，a＝gsinθ， a1＝gsin2θ③ a2＝gsinθcosθ④ 摩擦力f與彈力N的合力與水平方向的夾角為α， tanα＝⑤ 聯(lián)立①②③④⑤得：tanα＝＝cotθ＝tan 又α＝－θ，即α＋θ＝，即B對(duì)A的作用力與斜面垂直，所以B對(duì)A不做功，由牛頓第三定律得A對(duì)B的作用力垂直斜面向下，所以A對(duì)B也不做功，D錯(cuò)誤。 5．[2017湖南十三校聯(lián)考]如圖所示，a、b兩點(diǎn)位于同一條豎直線上，從a、b兩點(diǎn)分別以速度v1、v2水平拋出兩個(gè)相同的小球，可視為質(zhì)點(diǎn)，它們?cè)谒降孛嫔戏降腜點(diǎn)相遇。假設(shè)在相遇過程中兩球的運(yùn)動(dòng)沒有受到影響，空氣阻力忽略不計(jì)，則下列說法正確的是(　　) A.兩個(gè)小球從a、b兩點(diǎn)同時(shí)拋出 B.兩小球拋出的初速度v1>v2 C.從b點(diǎn)拋出的小球著地時(shí)水平射程較小 D.從a點(diǎn)拋出的小球著地時(shí)重力的瞬時(shí)功率較大 答案　D 解析　若a、b同時(shí)拋出，則到達(dá)P點(diǎn)所需時(shí)間ta>tb，要在P點(diǎn)相遇，需a球先拋出，故A錯(cuò)誤。由于a、b到P點(diǎn)的水平位移相同，根據(jù)x＝vt得v1PGb，故D正確。 6. 在某次閱兵中，20架直升機(jī)在空中組成數(shù)字“70”字樣，而領(lǐng)頭的直升機(jī)懸掛的國旗讓人心潮澎湃。如圖所示，為了使國旗能懸在直升機(jī)下不致飄起來，在國旗下端還懸掛了重物，假設(shè)國旗與懸掛物的質(zhì)量為m，直升機(jī)質(zhì)量為M，并以速度v勻速直線飛行，飛行過程中，懸掛國旗的細(xì)線與豎直方向夾角為α，那么以下說法不正確的是(　　) A.國旗與懸掛物受到3個(gè)力的作用 B.細(xì)線的張力做功的功率為 C.國旗與懸掛物所受合力做的功為零 D.國旗與懸掛物克服阻力做功的功率為mgvtanα 答案　B 解析　國旗與懸掛物受3個(gè)力，重力、細(xì)線的拉力、空氣阻力，如圖所示，拉力F＝，則F的功率為PF＝Fvsinα＝mgvtanα，克服阻力做功的功率Pf＝fv＝mgvtanα，由于國旗與懸掛物勻速，故合力做功為零，A、C、D正確，B錯(cuò)誤，故選B。 7.一個(gè)質(zhì)量為m的物體，在水平拉力F的作用下，在粗糙的水平面上運(yùn)動(dòng)，下列哪些說法是正確的(　　) A.如果物體做加速直線運(yùn)動(dòng)，F(xiàn)一定對(duì)物體做正功 B.如果物體做減速直線運(yùn)動(dòng)，F(xiàn)一定對(duì)物體做負(fù)功 C.如果物體做減速直線運(yùn)動(dòng)，F(xiàn)也可能對(duì)物體做正功 D.如果物體做勻速直線運(yùn)動(dòng)，F(xiàn)一定對(duì)物體做正功 答案　ACD 解析　在水平拉力F的作用下，物體在粗糙的水平面上做加速直線運(yùn)動(dòng)時(shí)，拉力F方向與物體發(fā)生的位移同向，因此，拉力F一定對(duì)物體做正功，A正確；物體做減速直線運(yùn)動(dòng)時(shí)，拉力F的方向既可能與物體發(fā)生的位移反向，也可能與物體發(fā)生的位移同向，即拉力F既可能對(duì)物體做負(fù)功，也可能對(duì)物體做正功，故B錯(cuò)誤、C正確；物體做勻速直線運(yùn)動(dòng)時(shí)，水平拉力F的方向一定與物體發(fā)生的位移同向，即拉力F一定對(duì)物體做正功，故D正確。 8.[2017廣州調(diào)研]用起重機(jī)提升貨物，貨物上升過程中的vt圖象如圖所示，在t＝3 s到t＝5 s內(nèi)，重力對(duì)貨物做的功為W1、繩索拉力對(duì)貨物做的功為W2、貨物所受合力做的功為W3，則(　　) A.W1>0 B．W2<0 C．W2>0 D．W3<0 答案　CD 解析　分析題圖可知，貨物一直向上運(yùn)動(dòng)，根據(jù)功的定義式可得：重力做負(fù)功，拉力做正功，即W1<0，W2>0，A、B錯(cuò)誤，C正確；根據(jù)動(dòng)能定理：合力所做的功W3＝0－mv2，v＝2 m/s，即W3<0，D正確。 9. 如圖所示，光滑水平地面上固定一帶有光滑定滑輪的豎直桿，用輕繩一端系著小滑塊，另一端繞過定滑輪，現(xiàn)用恒力F1水平向左拉滑塊的同時(shí)，用恒力F2拉右側(cè)繩端，使滑塊從A點(diǎn)由靜止開始向右運(yùn)動(dòng)，經(jīng)過B點(diǎn)后到達(dá)C點(diǎn)，若AB＝BC，則滑塊(　　) A.從A點(diǎn)至B點(diǎn)F2做的功等于從B點(diǎn)至C點(diǎn)F2做的功 B.從A點(diǎn)至B點(diǎn)F2做的功小于從B點(diǎn)至C點(diǎn)F2做的功 C.從A點(diǎn)至C點(diǎn)F2做的功可能等于滑塊克服F1做的功 D.從A點(diǎn)至C點(diǎn)F2做的功可能大于滑塊克服F1做的功 答案　CD 解析　由題意知，滑塊從A點(diǎn)至B點(diǎn)時(shí)右側(cè)繩端的位移大于滑塊從B點(diǎn)至C點(diǎn)時(shí)右側(cè)繩端的位移，F(xiàn)2是恒力，則滑塊從A點(diǎn)至B點(diǎn)F2所做的功大于從B點(diǎn)至C點(diǎn)F2所做的功，A、B錯(cuò)誤；滑塊從A點(diǎn)至C點(diǎn)過程中，可能先加速后減速，滑塊在C點(diǎn)速率大于或等于零，根據(jù)動(dòng)能定理得知，滑塊從A點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到C點(diǎn)過程中動(dòng)能的變化量大于或等于零，總功大于或等于零，則從A點(diǎn)至C點(diǎn)F2所做的功大于或等于滑塊克服F1所做的功，C、D正確。 10. [2017山東青島一模]如圖所示，F(xiàn)t圖象表示某物體所受的合外力F隨時(shí)間的變化關(guān)系，t＝0時(shí)物體的初速度為零，則下列說法正確的是(　　) A.前4 s內(nèi)物體的速度變化量為零 B.前4 s內(nèi)物體的位移為零 C.物體在0～2 s內(nèi)的位移大于2～4 s內(nèi)的位移 D.0～2 s內(nèi)F所做的功等于2～4 s內(nèi)物體克服F所做的功 答案　ACD 解析　由Ft圖線與坐標(biāo)軸所圍成圖形的面積表示合力的沖量，由題圖可知，前4 s內(nèi)圖形的“面積”為0，則動(dòng)量的變化為0，所以物體的速度變化量為零，A正確；物體在0～2 s內(nèi)的速度與2～4 s內(nèi)的速度圖象如圖所示，前4 s內(nèi)物體一直向前運(yùn)動(dòng)，位移不為0，圖中兩個(gè)三角形全等，可知B錯(cuò)誤，C正確；前4 s內(nèi)合力做的總功為0，所以0～2 s內(nèi)F所做的功等于2～4 s內(nèi)物體克服F所做的功，D正確。 二、非選擇題(本題共2小題，共30分) 11．[2017六盤水模擬](10分)如圖所示，水平傳送帶正以2 m/s的速度運(yùn)行，兩端水平距離l＝8 m，把一質(zhì)量m＝2 kg的物塊輕輕放到傳送帶的A端，物塊在傳送帶的帶動(dòng)下向右運(yùn)動(dòng)，若物塊與傳送帶間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ＝0.1，則把這個(gè)物塊從A端傳送到B端的過程中，不計(jì)物塊的大小，g取10 m/s2，求摩擦力對(duì)物塊做功的平均功率。 答案　0.8 W 解析　物塊放到傳送帶上的初始階段，由于與傳送帶有相對(duì)運(yùn)動(dòng)，物塊受到向右的滑動(dòng)摩擦力而做加速運(yùn)動(dòng)，其受到向右的摩擦力為： Ff＝μmg＝0.1210 N＝2 N， 加速度為a＝μg＝0.110 m/s2＝1 m/s2， 物塊與傳送帶相對(duì)靜止時(shí)的位移為：x＝＝2 m。 摩擦力做的功為：W＝Ffx＝22 J＝4 J 相對(duì)靜止后物塊與傳送帶之間無摩擦力，此后做勻速直線運(yùn)動(dòng)到B端，物塊由A端到B端所用的時(shí)間為： t＝＋＝5 s， 則物塊在被傳送過程中所受摩擦力的平均功率為： P＝＝0.8 W。 12.[2018福建廈門調(diào)研](20分)如圖甲所示，某同學(xué)用輕繩通過定滑輪提升一重物，運(yùn)用傳感器(未在圖中畫出)測(cè)得此過程中不同時(shí)刻被提升重物的速度v與對(duì)輕繩的拉力F，并描繪出v圖象。假設(shè)某次實(shí)驗(yàn)從靜止開始提升重物，所得的圖象如圖乙所示，其中線段AB與縱軸平行，它反映了被提升重物在第一個(gè)時(shí)間段內(nèi)v和的關(guān)系；線段BC的延長線過原點(diǎn)，它反映了被提升重物在第二個(gè)時(shí)間段內(nèi)v和的關(guān)系；第三個(gè)時(shí)間段內(nèi)拉力F和速度v均為C點(diǎn)所對(duì)應(yīng)的值且大小保持不變，因此圖象上沒有反映。實(shí)驗(yàn)中還測(cè)得重物由靜止開始經(jīng)過t＝1.4 s，速度增加到vC＝3.0 m/s，此后物體做勻速運(yùn)動(dòng)。取重力加速度g＝10 m/s2，繩重及一切摩擦力和阻力均忽略不計(jì)。 (1)求第一個(gè)時(shí)間段內(nèi)重物的加速度有多大？ (2)求第二個(gè)時(shí)間段內(nèi)牽引力的功率有多大？ (3)求被提升重物在第二個(gè)時(shí)間段內(nèi)通過的路程。 答案　(1)5.0 m/s2　(2)12 W　(3)2.75 m 解析　(1)由v圖象可知，第一個(gè)時(shí)間段內(nèi)重物所受拉力保持不變，且F1＝6.0 N① 根據(jù)牛頓第二定律有F1－G＝ma② 重物速度達(dá)到vC＝3.0 m/s時(shí)，受的是平衡力，即 G＝F2＝4.0 N。 由此解得重物的質(zhì)量m＝0.40 kg 聯(lián)立①②式解得a＝5.0 m/s2 (2)在第二段時(shí)間內(nèi)，圖象的斜率表示拉力的功率，所以拉力的功率保持不變P＝Fv＝ W＝12 W。 (3)設(shè)第一段時(shí)間為t1，則 t1＝＝ s＝0.40 s， 設(shè)第二段時(shí)間為t2，t2＝t－t1＝1.0 s， 重物在t2這段時(shí)間內(nèi)的位移為x2，根據(jù)動(dòng)能定理有 Pt2－Gx2＝mv－mv， 解得x2＝2.75 m， 則第二段重物上升的路程為2.75 m。