高考物理二轮复习 第五章 能量和动量 夯基保分练（一）功和功率 动能定理

我带领班子成员及全体职工，积极参加县委、政府和农牧局组织的政治理论学习，同时认真学习业务知识，全面提高了自身素质，增强职工工作积极性，杜绝了纪律松散夯基保分练(一)功和功率动能定理A级保分练1(2015海南高考)假设摩托艇受到的阻力的大小正比于它的速率。如果摩托艇发动机的输出功率变为原来的2倍，则摩托艇的最大速率变为原来的()A4倍B2倍 C. 倍 D. 倍解析：选D设fkv，当阻力等于牵引力时，速度最大，输出功率变化前，有PFvfvkvvkv2，变化后有2PFvkvvkv2，联立解得vv，D正确。2.一木块前端有一滑轮，绳的一端系在右方固定处，水平穿过滑轮，另一端用恒力F拉住，保持两股绳之间的夹角不变，如图所示，当用力F拉绳使木块前进s时，力F对木块做的功(不计绳重和滑轮摩擦)是()AFscos BFs(1cos ) C2Fscos D2Fs解析：选B根据动滑轮的特点，可求出绳在F方向上的位移为xs(1cos )，根据恒力做功公式得WFxFs(1cos )，或可看成两股绳都在对木块做功WFsFscos Fs(1cos )，则选项B正确。3(2016四川高考)韩晓鹏是我国首位在冬奥会雪上项目夺冠的运动员。他在一次自由式滑雪空中技巧比赛中沿“助滑区”保持同一姿态下滑了一段距离，重力对他做功1 900 J，他克服阻力做功100 J。韩晓鹏在此过程中()A动能增加了1 900 JB动能增加了2 000 JC重力势能减小了1 900 JD重力势能减小了2 000 J解析：选C根据动能定理得韩晓鹏动能的变化EWGWf1 900 J100 J1 800 J0，故其动能增加了1 800 J，选项A、B错误；根据重力做功与重力势能变化的关系WGEp，所以EpWG1 900 J0，故韩晓鹏的重力势能减小了1 900 J，选项C正确，选项D错误。4(多选)质量不等，但有相同动能的两个物体，在动摩擦因数相同的水平地面上滑行，直至停止，则()A质量大的物体滑行的距离大B质量小的物体滑行的距离大C它们滑行的距离一样大D它们克服摩擦力所做的功一样多解析：选BD由动能定理可知，摩擦力对物体所做的功等于物体动能的变化量，因两物体具有相同的动能，故两物体滑行过程中克服摩擦力所做的功也相同，由Wfmgx可知，质量越大的物体，滑行的距离x越小，故B、D选项正确。5(2015海南高考)如图，一半径为R的半圆形轨道竖直固定放置，轨道两端等高；质量为m的质点自轨道端点P由静止开始滑下，滑到最低点Q时，对轨道的正压力为2mg，重力加速度大小为g。质点自P滑到Q的过程中，克服摩擦力所做的功为()A.mgR B.mgR C.mgR D.mgR解析：选C在Q点质点受到竖直向下的重力和竖直向上的支持力，两力的合力充当向心力，所以有FNmgm，FN2mg，联立解得v，下落过程中重力做正功，摩擦力做负功，根据动能定理可得mgRWfmv2，解得WfmgR，所以克服摩擦力做功mgR，C正确。6.(2017山西康杰中学等四校联考)质量m20 kg的物体，在大小恒定的水平外力F的作用下，沿水平面做直线运动。02 s 内F与运动方向相反，24 s 内F与运动方向相同，物体的vt图像如图所示。g取10 m/s2，则()A拉力F的大小为100 NB物体在4 s时拉力的瞬时功率为120 WC4 s内拉力所做的功为480 JD4 s内物体克服摩擦力做的功为320 J解析：选B取物体初速度方向为正方向，由题图可知物体与水平面间存在摩擦力，由题图可知02 s内，Ffma1且a15 m/s2; 24 s内，Ffma2且a21 m/s2，联立以上两式解得F60 N，f40 N，A错误；由PFv得4 s时拉力的瞬时功率为120 W，B正确；由WFx，02 s内，W1Fx1,24 s内，W2Fx2，由题图可知x110 m，x2 2 m，代入数据解得，4 s内拉力所做的功为480 J，C错误；摩擦力做功Wfs，摩擦力始终与速度方向相反，故s为路程，由题图可求得总路程为12 m，4 s 内物体克服摩擦力做的功为480 J，D错误。7(2015全国卷)一汽车在平直公路上行驶。从某时刻开始计时，发动机的功率P随时间t的变化如图所示。假定汽车所受阻力的大小f恒定不变。下列描述该汽车的速度v随时间t变化的图线中，可能正确的是()解析：选A由Pt图像知：0t1内汽车以恒定功率P1行驶，t1t2内汽车以恒定功率P2行驶。设汽车所受牵引力为F，则由PFv得，当v增加时，F减小，由a知a减小，又因速度不可能突变，所以选项B、C、D错误，选项A正确。8(多选)(2016浙江高考)如图所示为一滑草场。某条滑道由上下两段高均为h，与水平面倾角分别为45和37的滑道组成，滑草车与草地之间的动摩擦因数为。质量为m的载人滑草车从坡顶由静止开始自由下滑，经过上、下两段滑道后，最后恰好静止于滑道的底端(不计滑草车在两段滑道交接处的能量损失，sin 370.6，cos 370.8)。则()A动摩擦因数B载人滑草车最大速度为 C载人滑草车克服摩擦力做功为mghD载人滑草车在下段滑道上的加速度大小为g解析：选AB由题意知，上、下两段滑道的长分别为s1、s2，由动能定理(或功能关系)知：2mghmgs1cos 45mgs2cos 370，解得动摩擦因数，选项A正确；载人滑草车在上、下两段滑道的加速度分别为a1g(sin 45cos 45)g，a2 g(sin 37cos 37)g，则在下落h时的速度最大，由动能定理知：mghmgs1cos 45mv2，解得v ，选项B正确，D错误；载人滑草车克服摩擦力做的功与重力做功相等，即W2mgh，选项C错误。9.质量为2 kg的物体静止在水平地面上，物体与地面间的动摩擦因数为0.2，最大静摩擦力与滑动摩擦力大小视为相等。t0时，物体受到方向不变的水平拉力F的作用，F的大小在不同时间段内有不同的值，具体情况如表格所示(g取10 m/s2)。求：时间t(s)02244668拉力F(N)4848(1)4 s末拉力的瞬时功率；(2)68 s内拉力所做的功；(3)8 s内拉力的平均功率。解析：(1)在02 s内，拉力等于4 N，最大静摩擦力mg等于4 N，故物体静止。在24 s内，拉力F8 N，由牛顿第二定律得Fmgma解得a2 m/s2位移为x1a(t)24 m4 s末物体的速度大小vat4 m/s4 s末拉力的瞬时功率PFv84 W32 W。(2)在46 s内，拉力等于4 N，滑动摩擦力等于4 N，故物体做匀速直线运动。位移x2vt42 m8 m在68 s内，拉力F8 N，物体的加速度大小仍为a2 m/s2。位移x3vta(t)212 m拉力所做的功WFx3812 J96 J。(3)8 s内拉力做功W084 J48 J96 J160 J平均功率20 W。答案：(1)32 W(2)96 J(3)20 WB级拔高练10一辆汽车在水平路面上匀速直线行驶，阻力恒为f。t1时刻驶入一段阻力为2f的路段继续行驶。t2时刻驶出这段路，阻力恢复为f。行驶中汽车功率恒定，则汽车的速度v及牵引力F随时间t的变化图像可能是()解析：选At1之前，汽车做匀速直线运动，牵引力与阻力相等，t1时刻后阻力变为2f，汽车做减速运动，由PFv可知，随着速度的减小，牵引力逐渐增大，即汽车做加速度逐渐减小的减速运动，当牵引力增大到2f时，汽车做匀速运动。t2时刻后，汽车驶出这段路，阻力恢复为f，这时牵引力大小为2f大于阻力f，汽车做加速运动，由PFv知，随着速度增大，牵引力逐渐减小，加速度逐渐减小。由以上分析可知，A正确。11. (2017徐州模拟)一辆汽车在平直的公路上以某一初速度运动，运动过程中保持恒定的牵引功率，其加速度a和速度的倒数图像如图所示。若已知汽车的质量，则根据图像所给的信息，不能求出的物理量是()A汽车的功率B汽车行驶的最大速度C汽车所受到的阻力D汽车运动到最大速度所需的时间解析：选D由FFfma，PFv可得：a，对应题图图线可知，|k|40，已知汽车的质量，故可求出汽车的功率P，由a0时0.05，可得：vm20 m/s，再由vm，可求出汽车受到的阻力Ff，但无法求出汽车运动到最大速度的时间。故选D。12. (2017四川内江模拟)为了缓解城市交通拥堵问题，某市交通部门在禁止行人步行的十字路口增设了长度为12 m的“直行待行区”。如图所示，当其他车道的车辆右转时，直行道上的车辆可以提前进入“直行待行区”；当直行绿灯亮起时，可从“直行待行区”直行通过十字路口。如果该路段的限速为60 km/h，从提示进入“直行待行区”到直行绿灯亮起的时间为4 s，现某汽车司机驾驶质量为1.5 t的小汽车，汽车的额定功率为63 kW，汽车的前端刚好停在停车线处，当司机看到上述提示时，立即由静止开始做匀加速直线运动，当汽车的前端运动到“直行待行区”的前段线时，正好直行的绿灯亮起，司机保持该加速度继续运动到额定功率后保持功率不变。汽车在运动中受到的阻力为车重的0.2倍，重力加速度g取10 m/s2，则：(1)在前4 s时间内，汽车发动机所做的功是多少？(2)从开始运动计时，经过12 s达到该路段的限速，汽车经过的总位移是多少？(结果保留两位有效数字)解析：(1)在前4 s时间内，汽车前进的位移为xat2，汽车的加速度为a1.5 m/s2，汽车受到的阻力fkmg3103 N，根据牛顿第二定律有Ffma，牵引力做功WFFx，由以上两式得WF6.3104 J。(2)设汽车达到额定功率时的速度为v，时间