高考物理总复习 配餐作业14 功、功率.doc

(十四)功、功率a组基础巩固题1.如图所示，质量分别为m1和m2的两个物体，m1w2bw1w2cw1w2d条件不足，无法确定解析由题意可得f1和f2是恒力，物体移动的位移相同，并且力与位移的夹角相等，所以由功的公式wflcos可知，它们对物体做的功是相同的，c正确。答案c2.(2017泰州模拟)如图所示，一物体在水平恒力作用下沿光滑的水平面做曲线运动，当物体从m点运动到n点时，其速度方向恰好改变了90，则物体在m点到n点的运动过程中动能将()a不断增大 b不断减小c先减小后增大 d先增大后减小解析其速度方向恰好改变了90，可以判断恒力方向应为右下方，与初速度的方向夹角要大于90，因此恒力先做负功，后来速度与恒力方向夹角小于90，恒力做正功，动能先减小后增大，所以c正确。答案c3(2017湖北联考)一滑块在水平地面上沿直线滑行，t0时其速度为1 m/s。从此刻开始在滑块运动方向上再施加一水平方向作用力f，力f和滑块的速度v随时间的变化规律分别如图甲和图乙所示。设在第1 s内、第2 s内、第3 s内力f对滑块做的功分别为w1、w2、w3，则以下关系正确的是()aw1w2w3 bw1w2w3cw1w3w2 dw1w2w2w1，选项b对。答案b4(2017衡水质检)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ff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ff对物块都不做功bfn对物块做功为2 j，ff对物块不做功cfn对物块不做功，ff对物块做功为2 jdfn和ff对物块所做功的代数和为零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ff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wfnwg0，故支持力fn做功为2 j。答案b5(2017金丽衢联考)(多选)中国版“野牛”级重型气垫船，自重达540吨，最高时速为108 km/h，装有m70大功率燃气轮机，该机额定输出功率为8 700 kw。假设“野牛”级重型气垫船在海面航行过程所受的阻力ff与速度v成正比，即ffkv。下列说法正确的是()a“野牛”级重型气垫船的最大牵引力为2.9105 nb在额定输出功率下以最高时速航行时，气垫船所受的阻力为2.9105 nc以最高时速一半的速度匀速航行时，气垫船发动机的输出功率为4 350 kwd由题中所给数据，能计算阻力ff与速度v的比值k解析由pfv可知当输出功率最大且匀速运动时牵引力与阻力相等，此时fff2.9105 n，在此之前牵引力都比这一值大，a错，b对；因为气垫船所受阻力与速度成正比，因此pfvkv2，即以最大速度的一半匀速航行时，牵引力的功率为2 175 kw，c错；当输出功率最大且匀速运动时牵引力与阻力相等，由pfvkv2可求k103 nsm1，d对。答案bd6(多选)我国自行研制的新一代88轮式装甲车已达到西方国家第三代战车的水平，将成为中国军方快速部署型轻装甲部队的主力装备。设该装甲车的质量为m，若在平直的公路上从静止开始加速，前进较短的距离s，速度便可达到最大值vm。设在加速过程中发动机的功率恒定为p，装甲车所受阻力恒为f，当速度为v(vvm)时，所受牵引力为f。以下说法正确的是()a装甲车速度为v时，装甲车的牵引力做功为fsb装甲车的最大速度vmc装甲车速度为v时加速度为ad装甲车从静止开始到最大速度vm所用时间t解析装甲车以恒定功率加速，根据pfv得，v增大，f减小，牵引力做的功不等于fs，a错误；装甲车运动速度为vm时，牵引力等于阻力f，则vm，故b正确；装甲车速度为v时，牵引力为f，由牛顿第二定律得ffma，a，故c正确；装甲车做变加速运动，t，d错误。答案bc7如图所示，木板质量为m，长度为l，小木块质量为mm，水平地面光滑，一根不计质量的轻绳通过定滑轮分别与m和m连接，小木块与木板间的动摩擦因数为，开始时木块静止在木板左端，现用水平向右的力将m缓慢拉至右端，拉力至少做功为()amgl b.mglc3mgl d5mgl解析将m拉至右端，则小木块的位移为l/2，再由m受力知fftmg，对m受力分析可知，ftmg，所以拉力做的功为mgl，选a。要注意此题中地面是光滑的，若地面不光滑且m与地面的动摩擦因数也为，则正确答案就选b了。答案a8(多选)一质点在光滑水平面上处于静止状态，现对该质点施加水平力f，力f随时间t按如图所示的正弦规律变化，力f的方向始终在同一直线上，在04 s内，下列说法正确的是()a第2 s末，质点距离出发点最远b第2 s末，质点的动能最大c02 s内，力f瞬时功率一直增大d04 s内，力f做功为零解析从图象可以看出在前2 s力的方向和运动的方向相同，物体经历了一个加速度逐渐增大的加速运动和加速度逐渐减小的加速运动，第2 s末，拉力f方向反向，速度方向不变，所以2 s后，质点离出发点距离还在增大，故a错误；第2 s末，拉力f方向反向，速度方向不变，物体要做减速运动，所以第2 s末，质点的速度最大，动能最大，故b正确；01 s内，速度在增大，力f增大，根据瞬时功率pfv得力f瞬时功率一直增大，12 s内，速度在增大，但是随时间变化速度增大变慢，而力f随时间减小变快，所以力f瞬时功率有减小的过程，故c错误；04 s内，初末速度都为零，根据动能定理得合力做功为零，所以力f做功为零，故d正确。答案bdb组能力提升题9(2017杭州诊断)(多选)如图1所示，小物块静止在倾角37的粗糙斜面上。现对物块施加一个沿斜面向下的推力f，力f的大小随时间t的变化情况如图2所示，物块的速率v随时间t的变化规律如图3所示，取sin370.6，cos370.8，重力加速度g10 m/s2。下列说法正确的是()a物块的质量为1 kgb物块与斜面间的动摩擦因数为0.7c03 s时间内力f做功的平均功率为0.32 wd03 s时间内物体克服摩擦力做的功为5.12 j解析由速度图象知在13 s时间内，物块做匀加速直线运动，由牛顿第二定律得：08mgsinmgcosma，由vt图象可知，加速度：a m/s20.4 m/s2。在34 s时间内，物块做匀速直线运动，由平衡条件得：mgcosmgsin0.4 n，解得：m1 kg，0.8，故a正确，b错误；由vt图象可知，01 s时间内，物块静止，力f不做功，13 s时间内，力f0.8 n，物块的位移x0.422 m0.8 m,03 s内力f做功的平均功率为：p w0.213 w，故c错误；03 s时间内物体克服摩擦力做的功为：wfmgcosx0.8110cos370.85.12 j，故d正确。答案ad10.(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()a b c d解析由pfvfavmax，a正确，b、c、d错误。答案a11如图所示，一长为l的轻杆一端固定在光滑铰链上，另一端固定一质量为m的小球。一水平向右的拉力作用于杆的中点，使杆以角速度匀速转动，当杆与水平方向成60时，拉力的功率为()amgl b.mglc.mgl d.mgl解析由于杆做匀速转动，拉力的功率等于克服重力做功的功率，pmglcos60mgl，c正确。答案c12(2017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。现某汽车司机驾驶着质量为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”的前端线时，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g10 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)在这段时间内，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，时间为t，位移为x1，则p额fvvatx1at2设汽车以额定功率行驶的位移为x2根据动能定理p额(tt)fx2mv2mv2由以上各式解得：x148 mx250.55 m汽车经过的位移xx1x2即：x99 m答案(1)6.3104 j(2)99 m13(2017西城区联考)某品牌汽车在某次测试过程中数据如下表所示，请根据表中数据回答问题。整车行驶质量1 500 kg额定功率75 kw加速过程车辆从静止加速到108 km/h所需时间为10 s制动过程车辆以36 km/h行驶时的制动距离为5.0 m已知汽车在水平公路上沿直线行驶时所受阻力f跟行驶速率v和汽车所受重力mg的乘积成正比，即fkmgv，其中k2.0103 s/m。取重力加速度g10 m/s2。(1)若汽车加速过程和制动过程都做匀变速直线运动，求这次测试中加速过程的加速度大小a1和制动过程的加速度大小a2；(2)求汽车在水平公路上行驶的最大速率vm；(3)把该汽车改装成同等功率的纯电动汽车，其他参数不变。若电源功率转化为汽车前进的机械功率的效率90%。假设1 kwh电能的售价为0.50元(人民币)，求电动汽车在平直公路上以最大速度行驶的距离s100 km时所消耗电能的费用。结合此题目，谈谈你对电动汽车的看法。解析(1)加速过程的加速度大小a13 m/s2制动过程满足：2a2xvv解得加速度大小a210 m/s2。(2)当汽车的速度达到最大时，