2020版高考物理一輪復(fù)習(xí) 全程訓(xùn)練計(jì)劃 課練14 功和功率(含解析)
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1、功和功率 小題狂練? 小題是基礎(chǔ) 練小題 提分快 1.[2019·寧夏銀川一中摸底](多選)如圖所示,水平路面上有一質(zhì)量為M的汽車,車廂中有一質(zhì)量為m的人正用恒力F向前推車廂,在車以加速度a向前加速行駛距離L的過程中,下列說法正確的是( ) A.人對車的推力F做的功為FL B.人對車做的功為maL C.車對人的摩擦力做的功為(F+ma)L D.車對人的作用力大小為ma 答案:AC 解析:人對車的推力為F,在力F的方向上車行駛了L,則推力F做的功為FL,故A正確;在水平方向上,由牛頓第二定律可知車對人的力向左,大小為ma,則人對車水平方向上的作用力大小為ma,
2、方向向右,車向左運(yùn)動(dòng)了L,故人對車做的功為-maL,故B錯(cuò)誤;豎直方向車對人的作用力大小為mg,則車對人的作用力F0=,故D錯(cuò)誤;人在水平方向受到F的反作用力和車對人向左的摩擦力,則f-F′=ma,F(xiàn)′=F,得f=ma+F,則車對人的摩擦力做的功為(F+ma)L,故C正確. 2.[2019·河南省鄭州一中模擬](多選)如圖,長為L的輕桿A一端固定小球B,另一端固定在水平轉(zhuǎn)軸O上,輕桿A繞轉(zhuǎn)軸O在豎直平面內(nèi)勻速轉(zhuǎn)動(dòng),在輕桿A與水平方向的夾角θ從0°增加到90°的過程中( ) A.小球B受到輕桿A的作用力的方向始終平行于輕桿 B.小球B受到輕桿A的作用力逐漸減小 C.小球B受到輕桿A
3、的作用力對小球B不做功 D.小球B受到輕桿A的作用力的瞬時(shí)功率減小 答案:BD 解析:小球做勻速圓周運(yùn)動(dòng),則合力提供向心力,知合力方向一定沿著輕桿A指向O,而小球受重力和桿對小球的作用力,則可知桿對小球作用力的方向與輕桿不平行,A錯(cuò)誤;設(shè)輕桿對小球的作用力為F,因?yàn)樾∏蜃鰟蛩賵A周運(yùn)動(dòng),則F與mg的合力大小恒定不變,如圖,由圖可以看出小球受到輕桿A的作用力逐漸減小,B正確;根據(jù)動(dòng)能定理,可知?jiǎng)幽艿淖兓繛榱?,重力做?fù)功,則輕桿對小球的作用力做正功,C錯(cuò)誤;P=F′v,F(xiàn)′為輕桿A對小球的作用力在小球速度方向上的分力,由分析可知,F(xiàn)′一直減小,故P一直減小,D正確. 3.[2019
4、·浙江省溫州模擬] 某質(zhì)量為m的電動(dòng)玩具小車在平直的水泥路上由靜止沿直線加速行駛,經(jīng)過時(shí)間t前進(jìn)的距離為x,且速度達(dá)到最大值vm,設(shè)這一過程中電動(dòng)機(jī)的功率恒為P,小車受到的阻力恒為F,則t時(shí)間內(nèi)( ) A.小車做勻加速運(yùn)動(dòng) B.小車受到的牽引力逐漸增大 C.合外力對小車所做的功為Pt D.牽引力對小車所做的功為Fx+mv 答案:D 解析:電動(dòng)機(jī)功率恒定,P=F牽v,結(jié)合牛頓第二定律F牽-F=ma可知,當(dāng)速度增大時(shí),牽引力減小,加速度減小,故小車做加速度減小的變加速運(yùn)動(dòng),故A、B錯(cuò)誤;整個(gè)過程中,牽引力做正功,阻力做負(fù)功,故合外力做的功為W=mv,Pt為牽引力所做的功,故C錯(cuò)誤;整
5、個(gè)過程中,根據(jù)動(dòng)能定理可知Pt-Fx=mv,解得Pt=Fx+mv,故D正確. 4.[2019·四川省成都外國語學(xué)校模擬](多選)太陽能汽車是靠太陽能來驅(qū)動(dòng)的汽車.當(dāng)太陽光照射到汽車上方的光電板時(shí),光電板中產(chǎn)生的電流經(jīng)電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)汽車前進(jìn).設(shè)汽車在平直的公路上由靜止開始勻加速行駛,經(jīng)過時(shí)間t,速度為v時(shí)功率達(dá)到額定功率,并保持不變.之后汽車又繼續(xù)前進(jìn)了距離s,達(dá)到最大速度vmax.設(shè)汽車質(zhì)量為m,運(yùn)動(dòng)過程中所受阻力恒為f,則下列說法正確的是( ) A.汽車的額定功率為fvmax B.汽車勻加速運(yùn)動(dòng)過程中,牽引力做的功為fvt+mv2 C.汽車從靜止開始到速度達(dá)到最大值的過程中,克服阻力做
6、的功為fvt+fs D.汽車速度為時(shí)的加速度大小為 答案:ABD 解析:當(dāng)汽車達(dá)到最大速度時(shí)牽引力與阻力平衡,功率為額定功率,汽車的額定功率為fvmax,故A正確;汽車勻加速運(yùn)動(dòng)過程中通過的位移x=vt,克服阻力做的功為W=fvt,由動(dòng)能定理知:WF-Wf=mv2,得WF=Wf+mv2=fvt+mv2,故B正確;汽車勻加速運(yùn)動(dòng)過程中克服阻力做的功為W=fvt,后來汽車又運(yùn)動(dòng)了距離s,則這段過程克服阻力做的功為W′=fs,整個(gè)過程中克服阻力做的功為W總=W+W′=fvt+fs,故C錯(cuò)誤;汽車的功率P=Fv,由牛頓第二定律知:F-f=ma,當(dāng)汽車速度為時(shí)的加速度a=,故D正確. 5.[
7、2019·河北省名校聯(lián)盟一測]質(zhì)量為2 kg的物體,放在與物體間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ=0.1的水平面上,在水平拉力F的作用下,由靜止開始運(yùn)動(dòng),拉力做的功W和物體發(fā)生的位移x之間的關(guān)系如圖所示,g=10 m/s2,下列說法正確的是( ) A.此物體在OA段做勻加速直線運(yùn)動(dòng),且此過程中拉力的最大功率為6 W B.此物體在OA段做勻速直線運(yùn)動(dòng),且此過程中拉力的最大功率為6 W C.此物體在AB段做勻加速直線運(yùn)動(dòng),且此過程中拉力的最大功率為6 W D.此物體在AB段做勻速直線運(yùn)動(dòng),且此過程中拉力的功率恒為6 W 答案:D 解析:對物體受力分析,物體受到的摩擦力為Ff=μmg=2 N,由題圖可
8、知,斜率表示物體所受拉力的大小,OA段的拉力為5 N,AB段的拉力為2 N,所以物體在OA段做勻加速直線運(yùn)動(dòng),在AB段做勻速直線運(yùn)動(dòng),選項(xiàng)B、C錯(cuò)誤;在OA段物體所受的拉力為5 N,物體做勻加速直線運(yùn)動(dòng),當(dāng)速度最大時(shí),拉力的功率最大,v=at,x=at2,a=,代入數(shù)據(jù)得v=3 m/s,此時(shí)拉力的最大功率Pm=Fv=15 W,選項(xiàng)A錯(cuò)誤;在AB段,物體以3 m/s的速度做勻速運(yùn)動(dòng),此過程中拉力的功率恒為P=F′v=6 W,選項(xiàng)D正確. 6.[2019·福建省福州市閩侯一中檢測](多選)如圖所示,斜面頂端A與另一點(diǎn)B在同一水平線上,甲、乙兩小球質(zhì)量相等,小球甲沿光滑斜面以初速度v0從頂端A
9、滑到底端,乙球以同樣的初速度v0從B點(diǎn)拋出,不計(jì)空氣阻力,則( ) A.兩球落地時(shí)速率相同 B.兩球落地時(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,重力對它們做的功相同 D.從開始運(yùn)動(dòng)至落地過程中,重力的平均功率相同 答案:AC 解析:根據(jù)動(dòng)能定理知,mgh=mv2-mv,由于甲、乙兩球下降的高度相同,則重力做的功相等,初動(dòng)能相等,則末動(dòng)能相等,可知兩球落地的速率相同,故A、C正確;乙球僅受重力作用,做勻變速曲線運(yùn)動(dòng),落地時(shí)速度方向與甲球落地時(shí)速度方向不同,根據(jù)P=mgvcosθ知,其中θ為落地時(shí)速度方向與豎直方向的夾角,則可知重力的瞬時(shí)功率不同,故B錯(cuò)誤;由于兩球在整個(gè)
10、過程中重力做的功相等,但是運(yùn)動(dòng)的時(shí)間不同,則重力的平均功率不同,故D錯(cuò)誤. 7.[2019·南寧模擬]關(guān)于功的概念,下列說法正確的是( ) A.物體受力越大,位移越大,力對物體做功越多 B.合力的功等于各分力功的矢量和 C.摩擦力可以對物體做正功 D.功有正負(fù),但正負(fù)不表示方向,而表示大小 答案:C 解析:因功的決定因素為力、位移及二者的夾角,若力大、位移大,但兩者夾角為90°,則做功為0,故A錯(cuò)誤;功是物體之間能量轉(zhuǎn)化的量度,它是標(biāo)量,功也有正負(fù)之分,但功的正負(fù)不是表示方向,是表示力對物體的做功效果,所以B、D錯(cuò)誤;摩擦力可以做正功,也可做負(fù)功,這要看摩擦力與位移的方向關(guān)系,
11、故C正確. 8.[2017·全國卷Ⅱ]如圖,一光滑大圓環(huán)固定在桌面上,環(huán)面位于豎直平面內(nèi),在大圓環(huán)上套著一個(gè)小環(huán).小環(huán)由大圓環(huán)的最高點(diǎn)從靜止開始下滑,在小環(huán)下滑的過程中,大圓環(huán)對它的作用力( ) A.一直不做功 B.一直做正功 C.始終指向大圓環(huán)圓心 D.始終背離大圓環(huán)圓心 答案:A 解析:由于大圓環(huán)是光滑的,因此小環(huán)下滑的過程中,大圓環(huán)對小環(huán)的作用力方向始終與速度方向垂直,因此作用力不做功,A項(xiàng)正確,B項(xiàng)錯(cuò)誤;小環(huán)剛下滑時(shí),大圓環(huán)對小環(huán)的作用力背離大圓環(huán)的圓心,滑到大圓環(huán)圓心以下的位置時(shí),大圓環(huán)對小環(huán)的作用力指向大圓環(huán)的圓心,C、D項(xiàng)錯(cuò)誤. 9.[201
12、9·天津模擬]一個(gè)高中生騎電動(dòng)車以20 km/h的速度勻速行駛,電動(dòng)車所受阻力是人和車總重力的.已知人和車的總質(zhì)量約為80 kg,重力加速度大小g取10 m/s2,則此時(shí)電動(dòng)車電機(jī)的輸出功率約為( ) A.50 W B.100 W C.450 W D.800 W 答案:C 解析:車在勻速行駛時(shí),人和車受力平衡,人和車受到的阻力大小為f=mg=×800 N=80 N,此時(shí)的功率P=Fv=fv=444 W,所以C正確. 10.[2019·貴陽監(jiān)測](多選)如圖所示,位于水平面上的同一物體在恒力F1的作用下,做速度為v1的勻速直線運(yùn)動(dòng);在恒力F2的作用下,做速度為v2的勻速直線運(yùn)動(dòng)
13、,已知F1與F2的功率相同.則可能有( ) A.F1=F2,v1<v2 B.F1=F2,v1>v2 C.F1<F2,v1<v2 D.F1>F2,v1>v2 答案:BD 解析:設(shè)F1與水平面間的夾角為α,根據(jù)題述,F(xiàn)1與F2的功率相同,則有F1v1cosα=F2v2.若F1=F2,則有v1cosα=v2,即v1>v2;若F1>F2且v1>v2,F(xiàn)1v1cosα=F2v2可能成立,選項(xiàng)B、D正確,A錯(cuò)誤.若F1<F2且v1<v2,則F1v1cosα=F2v2肯定無法成立,選項(xiàng)C錯(cuò)誤. 11.[2019·安徽四校摸底](多選)如圖所示,兩根輕質(zhì)細(xì)線的一端拴在O點(diǎn)、另一端分
14、別固定在樓道內(nèi)的傾斜天花板上的a點(diǎn)和b點(diǎn),一質(zhì)量為m的重物P通過長度為L的輕質(zhì)細(xì)線固定在O點(diǎn),系統(tǒng)靜止,Oa水平、Ob與豎直方向成一定夾角.現(xiàn)在對重物施加一個(gè)水平向右的拉力F,使重物以較小速率繞O點(diǎn)做勻速圓周運(yùn)動(dòng),至O、P間細(xì)線轉(zhuǎn)動(dòng)60°,此過程中拉力F做功為W,則下列判斷正確的是( ) A.Oa上的拉力F1不斷增大,Ob上的拉力F2一定不變 B.Oa上的拉力F1可能不變,Ob上的拉力F2可能增大 C.W=mgL,拉力F做功的瞬時(shí)功率一直增大 D.W=FL,拉力F做功的瞬時(shí)功率先增大后減小 答案:AC 解析:對結(jié)點(diǎn)O與P整體受力分析,豎直方向受P的重力與細(xì)線Ob拉力F2的豎直分力
15、并處于平衡狀態(tài),則F2不變,對重物應(yīng)用圖解法可知水平拉力F不斷增大,又F2不變,由結(jié)點(diǎn)O和重物水平方向受力平衡可知,細(xì)線Oa的拉力F1不斷增大,故A項(xiàng)正確,B項(xiàng)錯(cuò)誤;重物繞O點(diǎn)做勻速圓周運(yùn)動(dòng),則拉力F、重力二者沿垂直半徑(OP)方向的分力等大,拉力F做功功率P=(mgsinθ)×v不斷增大,θ為OP與豎直方向的夾角,根據(jù)拉力F做的功等于重物減少的重力勢能可知W=mgL(1-cos60°),選項(xiàng)C正確,D錯(cuò)誤. 12.[2019·昆明適應(yīng)性檢測](多選)一物體置于升降機(jī)中,t=0時(shí)刻升降機(jī)由靜止開始運(yùn)動(dòng),規(guī)定豎直向上為運(yùn)動(dòng)的正方向,其加速度a隨時(shí)間t變化的圖象如圖所示,下列說法正確的是(
16、 ) A.在2~6 s內(nèi)升降機(jī)對物體不做功 B.在6~8 s內(nèi)升降機(jī)對物體做正功 C.在6~8 s內(nèi)物體處于失重狀態(tài) D.在0~8 s內(nèi)物體的平均速度大小為4 m/s 答案:BC 解析:由題圖可知,在2~6 s內(nèi),物體豎直向上做勻速運(yùn)動(dòng),升降機(jī)對物體的作用力方向豎直向上,與物體的運(yùn)動(dòng)方向相同,故升降機(jī)對物體做正功,故A錯(cuò)誤,在6~8 s內(nèi),升降機(jī)做減速運(yùn)動(dòng),由牛頓第二定律可知,升降機(jī)對物體的作用力仍向上,則升降機(jī)對物體做正功,B正確;在6~8 s內(nèi),物體的加速度方向向下,故物體處于失重狀態(tài),故C正確;根據(jù)運(yùn)動(dòng)學(xué)公式可知,前2 s內(nèi)物體的位移x1=at=×2×4 m=4 m,2 s末
17、物體的速度v=at1=2×2 m/s=4 m/s;在2~6 s內(nèi),物體的位移x2=vt2=4×4 m=16 m,物體減速過程的加速度大小與加速過程相同,時(shí)間相同,則其位移x3=x1=4 m,則物體的平均速度v==m/s=3 m/s,故D錯(cuò)誤. 13.[2019·開封模擬](多選)如圖所示,一質(zhì)量為m的小球固定在長為2L的輕桿上端,輕桿下端用光滑鉸鏈連接于地面上的A點(diǎn),桿可繞A點(diǎn)在豎直平面內(nèi)自由轉(zhuǎn)動(dòng),桿的中點(diǎn)系一細(xì)繩,電機(jī)與自動(dòng)裝置控制繩子,使得桿可以從虛線位置繞A點(diǎn)逆時(shí)針倒向地面,且整個(gè)倒下去的過程中,桿做勻速轉(zhuǎn)動(dòng).那么在此過程中( ) A.小球重力做功為2mgL B.繩子拉力做功
18、大于2mgL C.重力做功功率逐漸增大 D.繩子拉力做功功率先增大后減小 答案:AC 解析:小球在該過程中下降高度為2L,所以小球重力做功為2mgL,A項(xiàng)正確;桿做勻速轉(zhuǎn)動(dòng),小球速率不變,此過程中外力對系統(tǒng)做功為零,又只有重力和拉力對系統(tǒng)做功,所以繩子拉力做功與重力做功大小相等,B項(xiàng)錯(cuò)誤;重力做功的功率等于重力與小球沿豎直方向分速度的乘積,小球做勻速圓周運(yùn)動(dòng),該過程中小球豎直方向分速度不斷增大,所以重力做功的功率不斷增大,C項(xiàng)正確;由動(dòng)能定理可得,拉力做功功率與重力做功功率始終大小相等,故拉力做功功率不斷增大,D項(xiàng)錯(cuò)誤. 14.一輕繩一端固定在O點(diǎn),另一端拴一小球,拉起小球使輕繩
19、水平,然后無初速度釋放小球.如圖所示,小球從開始運(yùn)動(dòng)至輕繩到達(dá)豎直位置的過程中,小球重力的瞬時(shí)功率的變化情況是( ) A.一直增大 B.一直減小 C.先增大,后減小 D.先減小,后增大 答案:C 解析:小球在初位置重力做功的功率為零,在最低點(diǎn),由于重力的方向與速度方向垂直,則重力做功的功率為零,因?yàn)槌跄┪恢弥亓ψ龉Φ墓β识紴榱?,則小球從開始運(yùn)動(dòng)至輕繩到達(dá)豎直位置的過程中重力做功的功率先增大后減小,C正確. 15.如圖,物塊A、B在外力F的作用下一起沿水平地面做勻速直線運(yùn)動(dòng)的過程中,下列關(guān)于A對地面的滑動(dòng)摩擦力做功和B對A的靜摩擦力做功的說法正確的是( ) A
20、.靜摩擦力做正功,滑動(dòng)摩擦力做負(fù)功 B.靜摩擦力不做功,滑動(dòng)摩擦力做負(fù)功 C.靜摩擦力做正功,滑動(dòng)摩擦力不做功 D.靜摩擦力做負(fù)功,滑動(dòng)摩擦力做正功 答案:C 解析:把物塊A、B看成一個(gè)整體,一起沿水平地面做勻速直線運(yùn)動(dòng),所以fA-地=f地-A=F,其中f地-A的方向與 運(yùn)動(dòng)方向相反,故地面對A的滑動(dòng)摩擦力做負(fù)功,因?yàn)榈孛鏇]有位移,所以A對地面的滑動(dòng)摩擦力不做功;選擇A作為研究對象,A做勻速運(yùn)動(dòng),所以fB-A=F,fA-B=fB-A,其中B對A的靜摩擦力的方向與運(yùn)動(dòng)方向相同,故B對A的靜摩擦力做正功.綜上可知,B對A的靜摩擦力做正功,A對地面的滑動(dòng)摩擦力不做功,C正確. 16
21、.如圖所示,通過一動(dòng)滑輪提升質(zhì)量m=1 kg的物體,豎直向上拉繩子,使物體由靜止開始以5 m/s2的加速度上升,不計(jì)動(dòng)滑輪及繩子的質(zhì)量和一切摩擦,則拉力F在1 s末的瞬時(shí)功率為(取g=10 m/s2)( ) A.75 W B.25 W C.12.5 W D.37.5 W 答案:A 解析:由牛頓第二定律得2F-mg=ma,得F=7.5 N,1 s末物體的速度為v1=at=5 m/s,力F作用點(diǎn)的速度v2=2v1=10 m/s,則拉力F在1 s末的瞬時(shí)功率為P=Fv2=75 W,故A正確. 課時(shí)測評? 綜合提能力 課時(shí)練 贏高分 一、選擇題 1.
22、 [2019·江蘇南通模擬](多選)如圖所示,有三個(gè)相同的小球A、B、C,其中小球A沿高為h、傾角為θ的光滑斜面以初速度v0從頂端滑到底端,小球B以同樣大小的初速度從同等高度處豎直上拋,小球C在同等高度處以初速度v0水平拋出,則( ) A.小球A到達(dá)地面時(shí)的速度最大 B.從開始至落地,重力對它們做功相同 C.從開始運(yùn)動(dòng)至落地過程中,重力對它們做功的平均功率一定相同 D.三個(gè)小球到達(dá)地面時(shí),小球B重力的瞬時(shí)功率最大 答案:BD 解析:三個(gè)小球在運(yùn)動(dòng)的過程中都是只有重力做功,機(jī)械能守恒,所以根據(jù)機(jī)械能守恒定律可知三個(gè)小球落地時(shí)動(dòng)能相等,速度的大小相等.故A錯(cuò)誤;重力做功只與初、末位
23、置有關(guān),三個(gè)小球的起點(diǎn)和終點(diǎn)的高度差一樣,所以重力做的功相同,故B正確;由題可知,B與C在空中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間顯然不同,平均功率等于做功的大小與所用時(shí)間的比值,小球重力做的功相同,但是時(shí)間不同,所以重力做功的平均功率不同,故C錯(cuò)誤;小球落地時(shí)的速度的大小相等而方向不同,由于A、C兩球都有水平方向的分速度,而B球沒有水平方向的分速度,所以B球豎直方向的速度最大,由瞬時(shí)功率的公式可以知道,B球的重力的瞬時(shí)功率最大,故D正確. 2.如圖所示,一架自動(dòng)扶梯以恒定的速度v1運(yùn)送乘客上同一樓層,某乘客第一次站在扶梯上不動(dòng),第二次以相對扶梯v2的速度勻速往上走.扶梯兩次運(yùn)送乘客所做的功分別為W1、W2,牽引
24、力的功率分別為P1、P2,則( )
A.W1
25、上的物體受到水平拉力的作用,在0~6 s內(nèi)其速度隨時(shí)間變化的圖象和該拉力的功率隨時(shí)間變化的圖象分別如圖甲、乙所示.下列說法正確的是( ) A.0~6 s內(nèi)物體的位移大小為30 m B.2~6 s內(nèi)拉力做的功為40 J C.合外力在0~6 s內(nèi)做的功與0~2 s內(nèi)做的功相等 D.滑動(dòng)摩擦力的大小為5 N 答案:ABC 解析:0~6 s內(nèi)物體的位移大小x=×6 m=30 m,故A正確;2~6 s內(nèi)拉力做的功W=Pt=10×4 J=40 J,故B正確;在2~6 s內(nèi),物體做勻速直線運(yùn)動(dòng),合外力為零,合外力做的功為零,則合外力在0~6 s內(nèi)做的功與0~2 s內(nèi)做的功相等,故C正確;在
26、2~6 s內(nèi),v=6 m/s,P=10 W,物體做勻速直線運(yùn)動(dòng),摩擦力f=F,得到f=F== N,故D錯(cuò)誤. 4.[2019·湖南師大附中模擬]一摩托車在豎直的圓軌道內(nèi)側(cè)做勻速圓周運(yùn)動(dòng),人和車的總質(zhì)量為m,軌道半徑為R,車經(jīng)最高點(diǎn)時(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)功率為P0、車對軌道的壓力為mg.設(shè)軌道對摩托車的阻力與車對軌道的壓力成正比,則( ) A.車經(jīng)最低點(diǎn)時(shí)對軌道的壓力為mg B.車運(yùn)動(dòng)過程中發(fā)動(dòng)機(jī)的功率一直不變 C.車經(jīng)最低點(diǎn)時(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)功率為3P0 D.車從最高點(diǎn)到最低點(diǎn)的過程中,人和車重力做功的功率不變 答案:C 解析:在最高點(diǎn),向心力大小為Fn=N1+mg=2mg,摩托車做勻速圓周運(yùn)動(dòng),
27、向心力大小不變,則在最低點(diǎn)N2-mg=Fn,得N2=3mg,根據(jù)牛頓第三定律得車經(jīng)最低點(diǎn)時(shí)對軌道的壓力為3mg,故A錯(cuò)誤;在最高點(diǎn),發(fā)動(dòng)機(jī)功率P0=F1v=μN(yùn)1v=μmgv,在最低點(diǎn)發(fā)動(dòng)機(jī)功率為P=F2v=μN(yùn)2v=3μmgv,則有P=3P0,故B錯(cuò)誤,C正確;摩托車做勻速圓周運(yùn)動(dòng),速度大小不變,重力大小不變,車從最高點(diǎn)到最低點(diǎn)的過程中,重力方向和速度方向的夾角先變小再變大,重力功率先變大再變小,故D錯(cuò)誤. 5.[2019·安徽安慶二中月考](多選)一質(zhì)量為m的木塊靜止在光滑的水平面上.從t=0開始,將一個(gè)大小為F的水平恒力作用在該木塊上,下列說法正確的是( ) A.木塊在經(jīng)歷時(shí)間t1
28、的過程中,水平恒力F做的功為 B.木塊在經(jīng)歷時(shí)間t1的過程中,在t1時(shí)刻力F的瞬時(shí)功率為 C.木塊在經(jīng)歷時(shí)間t1的過程中,在t1時(shí)刻力F的瞬時(shí)功率為 D.木塊在經(jīng)歷時(shí)間t1的過程中,水平恒力F做功的平均功率為 答案:AC 解析:由牛頓第二定律可以得到,F(xiàn)=ma,所以a=,t1時(shí)刻的速度為v=at1=t1,t1時(shí)間內(nèi)通過的位移為x=at=,做的功為W=Fx=,故A正確;所以t1時(shí)刻F的瞬時(shí)功率為P=Fv=F·t1=,故B錯(cuò)誤,C正確;平均功率為==,故D錯(cuò)誤. 6. [2019·四川資陽檢測](多選)一質(zhì)量為800 kg的電動(dòng)汽車由靜止開始沿平直公路行駛,達(dá)到的最大速度為18
29、m/s,利用傳感器測得此過程中不同時(shí)刻電動(dòng)汽車的牽引力F與對應(yīng)的速度v,并描繪出F-圖象,圖中AB、BC均為直線.若電動(dòng)汽車行駛過程中所受的阻力恒定,由圖象可知下列說法正確的是( ) A.電動(dòng)汽車由靜止開始一直做變加速直線運(yùn)動(dòng) B.電動(dòng)汽車的額定功率為10.8 kW C.電動(dòng)汽車由靜止開始經(jīng)過2 s,速度達(dá)到6 m/s D.電動(dòng)汽車行駛中所受的阻力為600 N 答案:BD 解析:AB段牽引力不變,根據(jù)牛頓第二定律知,電動(dòng)汽車的加速度不變,做勻加速直線運(yùn)動(dòng),故A錯(cuò)誤;額定功率P=Fminvmax=600×18 W=10.8 kW,故B正確;勻加速運(yùn)動(dòng)的加速度a= m/s2=3 m/
30、s2,到達(dá)B點(diǎn)對應(yīng)狀態(tài)時(shí)的速度v== m/s=3.6 m/s,所以勻加速的時(shí)間t==1.2 s,若電動(dòng)汽車在2 s內(nèi)由靜止開始一直做勻加速運(yùn)動(dòng),則經(jīng)過2 s時(shí)的速度v=at=6 m/s,所以電動(dòng)汽車由靜止開始經(jīng)過2 s,速度小于6 m/s,故C錯(cuò)誤;當(dāng)最大速度vmax=18 m/s時(shí),牽引力為Fmin=600 N,故恒定阻力f=Fmin=600 N,故D正確. 7.如圖所示,用跨過光滑定滑輪的纜繩將海面上一艘失去動(dòng)力的小船沿直線拖向岸邊.已知拖動(dòng)纜繩的電動(dòng)機(jī)功率恒為P,小船的質(zhì)量為m,小船受到的阻力大小恒為f,經(jīng)過A點(diǎn)時(shí)纜繩與水平方向的夾角為θ,小船的速度大小為v0,則此時(shí)小船加速度大小a和
31、纜繩對船的拉力F為(纜繩質(zhì)量忽略不計(jì))( ) A.a(chǎn)=,F(xiàn)= B.a(chǎn)=,F(xiàn)= C.a(chǎn)=,F(xiàn)= D.a(chǎn)=,F(xiàn)= 答案:B 解析:根據(jù)P=Fv0cosθ得F=,根據(jù)牛頓第二定律Fcosθ-f=ma得a=,所以選項(xiàng)B正確. 8.用鐵錘把小鐵釘釘入木板,設(shè)木板對釘子的阻力與釘進(jìn)木板的深度成正比,已知鐵錘第一次將釘子釘進(jìn)d,如果鐵錘第二次敲釘子時(shí)對釘子做的功與第一次相同,那么,第二次釘子進(jìn)入木板的深度是( ) A.(-1)d B.(-1)d C.d D.d 答案:B 解析:在將釘子釘入木板的過程中,隨著深度的增加,阻力成正比地增加,這屬于變力做功問題,由于力與位移
32、成正比,可求出力對位移的平均值,將變力轉(zhuǎn)化為恒力來處理.根據(jù)題意可得,第一次做功W=F1d=d;第二次做功W=F2d′=d′,且d′>0,聯(lián)立解得d′=(-1)d,B正確. 9.質(zhì)量為m的汽車在平直的路面上啟動(dòng),啟動(dòng)過程的速度-時(shí)間圖象如圖所示,其中OA段為直線,AB段為曲線,B點(diǎn)后為平行于橫軸的直線.已知從t1時(shí)刻開始汽車的功率保持不變,整個(gè)運(yùn)動(dòng)過程中汽車所受阻力的大小恒為Ff,以下說法正確的是( ) A.0~t1時(shí)間內(nèi),汽車牽引力為m B.t1~t2時(shí)間內(nèi),汽車的功率等于v2 C.t1~t2時(shí)間內(nèi),汽車的平均速度小于 D.汽車運(yùn)動(dòng)的最大速率為v1 答案:D 解析:由題圖
33、可以知道,0~t1階段,汽車做勻加速直線運(yùn)動(dòng),a=,F(xiàn)1-Ff=ma,聯(lián)立得,F(xiàn)1=m+Ff,A錯(cuò)誤;在t1時(shí)刻汽車達(dá)到額定功率P=F1v1=v1,t1~t2時(shí)間內(nèi),汽車保持額定功率不變,B錯(cuò)誤;由v-t圖線與橫軸所圍面積表示位移的大小可以知道,t1~t2時(shí)間內(nèi),汽車的平均速度大于,C錯(cuò)誤;t2時(shí)刻,速度達(dá)到最大值v2,此時(shí)刻F2=Ff,P=F2v2,得v2=v1,所以D正確. 10.(多選)在傾角為θ的光滑斜面上有兩個(gè)用輕彈簧相連接的物塊A、B,它們的質(zhì)量分別為m1、m2,彈簧勁度系數(shù)為k,C為一固定擋板,系統(tǒng)處于靜止?fàn)顟B(tài).現(xiàn)開始用一恒力F沿斜面方向拉物塊A使之向上運(yùn)動(dòng),當(dāng)物塊B剛要離
34、開C時(shí),物塊A運(yùn)動(dòng)的距離為d,速度為v,重力加速度大小為g,則此時(shí)( ) A.m2gsinθ=kd B.物塊A的加速度大小為 C.重力對物塊A做功的功率為(kd-m2gsinθ)v D.彈簧的彈力對物塊A做功的功率為(kd-m2gsinθ)v 答案:BC 解析:開始系統(tǒng)處于靜止?fàn)顟B(tài),彈簧彈力等于A的重力沿斜面向下的分力,當(dāng)B剛離開C時(shí),彈簧的彈力等于B的重力沿斜面向下的分力,故m2gsinθ=kx2,但由于開始時(shí)彈簧是壓縮的,故d>x2,故m2gsinθ<kd,故A錯(cuò)誤;物塊A的加速度a=, 開始彈簧處于壓縮狀態(tài),壓縮量x1=,又x1+x2=d,解得a=,故B正確;由于速度v與重
35、力夾角不為零,故重力的瞬時(shí)功率等于m1gvsinθ,則由m1gsinθ=kx1、m2gsinθ=kx2及x1+x2=d得,m1gsinθ+m2gsinθ=kd,所以重力做功的功率P=(kd-m2gsinθ)v,故C正確;當(dāng)物塊B剛要離開C時(shí),彈簧的彈力為m2gsinθ,則彈力對物塊A做功的功率為m2gsinθ·v,故D錯(cuò)誤. 二、非選擇題 11.汽車發(fā)動(dòng)機(jī)的額定功率為60 kW,汽車質(zhì)量為5 t.汽車在運(yùn)動(dòng)中所受阻力的大小恒為車重的0.1倍.(g取10 m/s2) (1)若汽車以額定功率啟動(dòng),則汽車所能達(dá)到的最大速度是多少?當(dāng)汽車速度達(dá)到5 m/s時(shí),其加速度是多少? (2)若汽車以恒
36、定加速度0.5 m/s2啟動(dòng),則這一過程能維持多長時(shí)間? 答案:(1)12 m/s 1.4 m/s2 (2)16 s 解析:(1)汽車前進(jìn)的過程中阻力不變 F阻=0.1mg=0.1×5×103×10 N=5×103 N 牽引力等于阻力時(shí),汽車達(dá)到最大速度:vm== m/s=12 m/s 當(dāng)v=5 m/s時(shí),F(xiàn)牽== N=1.2×104 N 所以此刻加速度a== m/s2=1.4 m/s2. (2)當(dāng)汽車以恒定加速度a′=0.5 m/s2啟動(dòng)時(shí)所需恒定的牽引力 F′牽=ma+F阻=5×103×0.5 N+5×103 N=7.5×103 N 當(dāng)功率達(dá)到汽車額定功率時(shí)v′== m/
37、s=8 m/s 勻加速運(yùn)動(dòng)持續(xù)時(shí)間t′== s=16 s. 12. 如圖是一架小型四旋翼無人機(jī),它是一種能夠垂直起降的遙控飛行器,具有體積小、使用靈活、飛行高度低、機(jī)動(dòng)性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn).現(xiàn)進(jìn)行試驗(yàn):無人機(jī)從地面由靜止開始以額定功率豎直向上起飛,經(jīng)t=20 s上升到h=47 m,速度達(dá)到v=6 m/s之后,不斷調(diào)整功率繼續(xù)上升,最終懸停在高H=108 m處.已知無人機(jī)的質(zhì)量m=4 kg,無論動(dòng)力是否啟動(dòng),無人機(jī)上升、下降過程中均受空氣阻力,且大小恒為f=4 N,取g=10 m/s2. (1)求無人機(jī)的額定功率; (2)當(dāng)懸停在H高處時(shí),突然關(guān)閉動(dòng)力設(shè)備,無人機(jī)由靜止開始豎直墜落,2 s末
38、啟動(dòng)動(dòng)力設(shè)備,無人機(jī)立即獲得向上的恒力F,使其到達(dá)地面時(shí)速度恰好為0,則F是多大? 答案:(1)107 W (2)43.2 N 解析:(1)無人機(jī)以額定功率向上運(yùn)動(dòng)時(shí),由動(dòng)能定理可得: Pt-(mg+f)h=mv2解得P=107 W (2)關(guān)閉動(dòng)力設(shè)備后,無人機(jī)加速下落,設(shè)下落的加速度為a1,由牛頓第二定律可得mg-f=ma1 經(jīng)過2 s后,由運(yùn)動(dòng)學(xué)規(guī)律可得,速度v1=a1t1 下落高度h1=a1t 啟動(dòng)動(dòng)力設(shè)備后,無人機(jī)減速下降,設(shè)加速度為a2,由運(yùn)動(dòng)學(xué)規(guī)律和牛頓運(yùn)動(dòng)定律可得0-v=2a2(H-h(huán)1) mg-F-f=ma2 聯(lián)立解得F=43.2 N 16
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