2019届高考物理第五章能量和运动课时作业14功和功率.docx

课时作业（十四）功和功率基础小题练1.(2018山东济南一中上学期期中)如图所示，小球位于光滑的曲面上，曲面体位于光滑的水平地面上，从地面上看，在小球沿曲面下滑的过程中，曲面体对小球的作用力() A垂直于接触面，做功为零B垂直于接触面，做负功C不垂直于接触面，做功为零D不垂直于接触面，做正功【解析】小球下滑，重力势能减少，减少的重力势能转化为小球的动能和曲面体的动能，小球对曲面体做正功，而曲面体对小球的作用力做负功，B正确【答案】B2.(2018安庆模拟)如图所示，摆球质量为m，悬线长度为L，把悬线拉到水平位置后放手设在摆球从A点运动到B点的过程中空气阻力的大小F阻不变，则下列说法正确的是() A重力做功为mgLB悬线的拉力做功为0C空气阻力做功为mgLD空气阻力做功为F阻L【解析】摆球下落过程中，重力做功为mgL，A正确；悬线的拉力始终与速度方向垂直，故做功为0，B正确；空气阻力的大小不变，方向始终与速度方向相反，故做功为F阻L，C错误，D正确【答案】ABD3.如图所示，小球在水平拉力作用下，以恒定速率v沿竖直光滑圆轨由A点运动到B点，在此过程中拉力的瞬时功率变化情况是() A逐渐减小 B逐渐增大C先减小，后增大 D先增大，后减小【解析】小球速率不变，合力的功率为零，只有重力和F对小球做功，重力做负功，F做正功，根据速度方向与重力方向的变化关系，重力的瞬时功率越来越大，所以拉力的瞬时功率逐渐增大【答案】B4如图所示，木板可绕固定水平轴O转动木板从水平位置OA缓慢转到OB位置，木板上的物块始终相对于木板静止在这一过程中，物块的重力势能增加了2 J用FN表示物块受到的支持力，用f表示物块受到的摩擦力在此过程中，以下判断正确的是() AFN和f对物块都不做功BFN对物块做功为2 J，f对物块不做功CFN对物块不做功，f对物块做功为2 JDFN和f对物块所做功的代数和为0【解析】由做功的条件可知：只要有力，并且物块沿力的方向有位移，那么该力就对物块做功由受力分析知，支持力FN做正功，但摩擦力f方向始终和速度方向垂直，所以摩擦力不做功由动能定理知WNmgh0，故支持力FN做功为mgh.【答案】B5质量为m的汽车，以恒定的功率P从静止开始在平直路面上行驶一段距离s后达到最大速度vm，经历时间为t，若行驶中阻力Ff恒定，则以下关系式正确的是()Avm BPFfvmCPtmv DPtFfs【解析】根据PFv，FFfma，若保持功率P不变，可知汽车做加速度减小的加速运动，达到最大速度vm后，做匀速运动，所以A错误；匀速运动时，FFf，所以PFfvm，故B正确；对加速过程，根据动能定理可知：PtFfsmv0，所以C、D错误【答案】B6列车在空载情况下以恒定功率P经过一平直的路段，通过某点时速率为v，加速度大小为a1；当列车满载货物再次经过同一点时，功率和速率均与原来相同，但加速度大小变为a2.重力加速度大小为g.设阻力是列车重力的k倍，则列车满载与空载时的质量之比为()A. BC. D【解析】由PFv、Ffma及fkmg得m，由题干知空载与满载货物时通过同一点时功率和速率均相同，即P、v不变，所以，A正确【答案】A创新导向练7生活科技行驶中电动车的功率问题一个高中生骑电动车以20 km/h的速度匀速行驶，电动车所受的阻力是人和车总重力的.已知人和车的总质量约为80 kg，重力加速度大小g取10 m/s2，则此时电动车电机的输出功率约为()A50 W B100 W C.450 W D800 W【解析】车在匀速行驶时，人和车受力平衡，人和车受到的阻力大小为fmg800 N80 N，此时的功率PFvfv444 W，所以C正确【答案】C8科技物理动车组中的功率与速度的制约关系把动力装置分散安装在每节车厢上，使其既具有牵引动力，又可以载客，这样的客车车辆叫做动车几节自带动力的车辆(动车)加几节不带动力的车辆(也叫拖车)编成一组，就是动车组，假设动力车组运行过程中受到的阻力与其所受重力成正比，每节动车与拖车的质量都相等，每节动车的额定功率都相等若1节动车加3节拖车编成的动车组的最大速度为120 km/h；则6节动车加3节拖车编成的动车组的最大速度为()A120 km/h B240 km/hC320 km/h D480 km/h【解析】若1节动车加3节拖车编成的动车组的最大速度为v1120 km/h；则6节动车加3节拖车编成的动车组的最大速度为v24v1120 km/h320 km/h.故选项C正确【答案】C9生活实际汽车爬坡行驶中功率与速度的制约关系一汽车以速度v0在平直路面上匀速行驶，在t0时刻汽车进入一定倾角的上坡路段，设汽车行驶过程中受到的阻力大小恒定不变，发动机的输出功率不变，已知汽车上坡路面足够长从t0时刻开始，汽车运动的vt图象可能正确的有()【解析】汽车在平直路面上以速度v0匀速行驶时，设汽车受到的阻力大小为f，汽车的牵引力大小为F，t0时刻汽车上坡，加速度a，汽车立即减速，又牵引力F随速度减小而增大，汽车做加速度减小的减速运动，当加速度减小为0时，汽车匀速运动，选项D正确【答案】D10生活科技水电站发电过程中的功和功率问题一水电站的水流量是100 m3/s，上游拦河坝内水位高80 m，假设水位下落过程中重力做的功全部变成水的动能，利用水流对水轮机做功，已知水轮机的效率是90%，水的密度1.0103 kg/m3，重力加速度大小g取10 m/s2.则()A每小时流过水轮机的水的质量为3.6105 kgB每小时流过水轮机的水冲击水轮机的动能为2.881011 JC每小时水流对水轮机做的有用功为3.21011 JD水轮机的功率为7.2107 W【解析】每小时流过水轮机的水的体积V100 m3/s3 600 s3.6105 m3，由得，水的质量m3.6108 kg，A错误；水下落过程中重力做的功WGhmgh2.881011 J，由题知，水位下落过程中重力做的功全部都变成水的动能，这些水冲击水轮机的动能EW2.881011 J，B正确；由得每小时水流对水轮机做的有用功W有E2.61011 J，C错误；水轮机的功率P7.2107 W，D正确【答案】BD综合提升练11如图甲所示，在水平路段AB上有一质量为2103 kg的汽车，正以10 m/s的速度向右匀速运动，汽车前方的水平路段BC较粗糙，汽车通过整个ABC路段的vt图象如图乙所示(在t15 s处水平虚线与曲线相切)，运动过程中汽车发动机的输出功率保持20 kW不变，假设汽车在两个路段上受到的阻力(含地面摩擦力和空气阻力等)各自有恒定的大小(1)求汽车在AB路段上运动时所受的阻力Ff1；(2)求汽车刚好到达B点时的加速度a；(3)求BC路段的长度【解析】(1)汽车在AB路段时，有F1Ff1，PF1v1，Ff1，联立解得：Ff1 N2 000 N.(2)t15 s时汽车处于平衡状态，有F2Ff2，PF2v2，Ff2，联立解得：Ff2 N4 000 N.t5 s时汽车开始减速运动，有F1Ff2ma，解得a1 m/s2.(3)对BC段由动能定理可得PtFf2xmvmv解得x68.75 m.【答案】(1)2 000 N(2)1 m/s2(3)68.75 m12几节自带动力的车辆(动车)加几节不带动力的车辆(也叫拖车)编成一组，就是动车组(1)假设动车组运行过程中受到的阻力与其所受重力成正比，每节动车与拖车的质量都相等，每节动车的额定功率都相等若1节动车加3节拖车编成的动车组的最大速度为120 km/h；则6节动车加3节拖车编成的动车组的最大速度为多少？(2)若动车组运动阻力正比于其速度，已知动车组的功率为P0时能达到的最大速度是v，若要求提速一倍，则动车组功率是多少？(3)若动车组从静止开始做匀加速直线运动，经过t1时间动车组达到最大功率P，然后以该最大功率继续加速，又经过t2时间达到最大速度v0，设运动阻力恒定，动车组总质量为m，求动车组整个加速距离【解析】(1)设每节动车的功率为P，每节动车的重力是G，阻力为kG1节动车加3节拖车PF1v14kGv16节动车加3节拖车6PF2v29kGv2v1120