高考物理一轮复习 课时跟踪检测20 功和功率.doc

课时跟踪检测二十功和功率【基础过关】1(2016届北京海淀重点中学月考)一物体放在水平面上，它的俯视图如图所示，两个相互垂直的力f1和f2同时作用在物体上，使物体沿图中v0的方向做直线运动经过一段位移的过程中，力f1和f2对物体所做的功分别为3 j和4 j，则两个力的合力对物体所做的功为()a3 j b4 jc5 j d7 j解题思路：功是标量，几个力对物体做的总功，就等于各个力单独对物体做功的和解析：当有多个力对物体做功的时候，总功的大小就等于各个力对物体做功的和，由于力f1对物体做功4 j，力f2对物体做功3 j，所以f1与f2的合力对物体做的总功就为w3 j4 j7 j，故选d.答案：d2.(2017届甘肃定西五丰中学期末)如图所示，汽车在拱形桥上由a匀速率地运动到b，以下说法正确的是()a牵引力与摩擦力做的功相等b牵引力和重力做的功大于摩擦力做的功c合外力对汽车不做功d重力做功的功率保持不变解析：汽车运动过程中，牵引力做正功设为wf，摩擦力做负功，其大小设为wf，重力做负功，其大小设为wg，支持力不做功，根据动能定理得：wfwfwg0，故a错误；牵引力、重力和摩擦力三个力所做总功为0，牵引力和重力做的总功等于克服摩擦力做的功，故b错误；根据动能定理得：汽车由a匀速率运动到b的过程中动能变化为0，所以合外力对汽车不做功，故c正确；重力的大小、方向不变，但是汽车的速度方向时刻变化，因此根据pfvmgv，可知速度在重力方向上的分量越来越小，所以重力的功率是变化的，故d错误答案：c3(2016届陕西镇安中学月考)质量为m的物体从倾角为且固定的光滑斜面顶端由静止开始下滑，斜面高为h，当物体滑至斜面底端时，重力做功的瞬时功率为()amg bmgsincmgsin dmg解析： 由于斜面是光滑的，由牛顿运动定律和运动学公式有：agsin，2av2，故物体滑至底端时的速度v.如图所示，可知重力的方向和v方向的夹角为90.则物体滑至底端时重力的瞬时功率为pmgcos(90)mgsin，故c正确答案：c4(多选)(2016届山东潍坊七中月考)质量为4 kg的物体被人由静止开始向上提升0.25 m后速度达到1 m/s，则下列判断正确的是(g取10 m/s2)()a人对物体做的功为12 jb合外力对物体做的功为2 jc物体克服重力做的功为10 jd人对物体做的功等于物体增加的动能解析：人对物体做的功等于物体机械能的增加量，即w人mghmv212 j，a正确，d错误；合外力对物体做的功等于物体动能的增加量，即w合mv22 j，b正确；物体克服重力做的功等于物体重力势能的增加量，即wmgh10 j，c正确答案：abc5(2016届河南郑州一中模拟)质量为m的汽车，启动后沿平直路面行驶，如果发动机的功率恒为p，且行驶过程中受到的摩擦阻力大小一定，汽车速度能够达到的最大值为v，那么当汽车的车速为时，汽车的瞬时加速度的大小为()a. bc. d解析：当汽车速度为v时，有pfv，ff，pfv，当速度为时，牵引力为f4f，由牛顿第二定律ffma，a，故选c.答案：c【提升过关】一、单项选择题1(2017届贵州遵义航天中学模拟)提高物体(例如汽车)运动速率的有效途径是增大发动机的功率和减小阻力因素(设阻力与物体运动速率的平方成正比，即ffkv2，k是阻力因数)当发动机的额定功率为p0时，物体运动的最大速率为vm，如果要使物体运动的速率增大到2vm，则下列办法可行的是()a阻力因数不变，使发动机额定功率增大到2p0b发动机额定功率不变，使阻力因数减小到c阻力因数不变，使发动机额定功率增大到8p0d发动机额定功率不变，使阻力因数减小到解析：根据pfv可知，当发动机的额定功率为p0时，物体运动的最大速率为vm，则p0kvvmkv；如果要使物体运动的速率增大到2vm，则阻力因数不变，使发动机额定功率增大到8p0，a错误，c正确；发动机额定功率不变，使阻力因数减小到，b、d错误答案：c2(2016届安徽巢湖无为陡沟中学期末)如图所示为电动车在水平路面上启动过程中的速度图象，oa段为过原点的倾斜直线，ab段表示以额定功率行驶时的加速阶段，bc段是与ab段相切的水平直线，则下列说法中正确的是()a0t1时间内电动车做匀加速运动且功率恒定bt1t2时间内电动车牵引力做功为mvmvct1t2时间内电动车的平均速度为(v1v2)d在全过程中，t1时刻的牵引力及其功率都是最大值，t2t3时间内牵引力最小解析：0t1时间内电动车做匀加速运动，牵引力f大小恒定，但电动车的速度v逐渐增大，所以其功率逐渐增大，选项a错误；t1t2时间内，牵引力做正功，摩擦力做负功，合外力做功之和等于动能的改变量，所以选项b错误；根据“面积”法求位移，t1t2时间内汽车的位移x(v1v2)(t2t1)，所以平均速度(v1v2)，选项c错误；在全过程中t1时刻的斜率最大，加速度a1也最大，根据f1ffma1可知，此时牵引力f1最大，此时的功率p1也是在0t1时间内最大的，在t1时刻之后，电动车的功率保持p1不变，所以p1是整个过程中的最大值，在t2t3时间内牵引力等于摩擦力，牵引力在整个过程中最小，选项d正确答案：d3(2016届江西余江一中二模)如图甲所示，静止在水平地面上的物块受到水平拉力f的作用，f与时间t的关系如图乙所示，设物块与地面之间的最大静摩擦力fm大小与滑动摩擦力大小相等，则()a0t1时间内所受摩擦力大小不变bt1t2时间内物块做加速度减小的加速运动ct2时刻物块的速度最大dt2t3时间内物块克服摩擦力做功的功率增大解析：在0t1时间内水平拉力小于最大静摩擦力，物块保持不动，摩擦力大小逐渐增大，故a错误；t1t2时间内，拉力逐渐增大，摩擦力不变，根据牛顿第二定律可知，加速度逐渐增大，故b错误；t1t3时间内，合力向前，物块一直加速前进，t3时刻后合力反向，物块要做减速运动，所以t3时刻物块速度最大，故c错误；t2t3时间内物块速度逐渐增大，摩擦力大小不变，根据pfv可知物块克服摩擦力的功率增大，故d正确答案：d4. (2017届江西省吉安市第一中学高三月考)如图所示为牵引力f和车速倒数的关系图象，若汽车质量为2103 kg，它由静止开始沿平直公路行驶，且行驶中阻力恒定，设其最大车速为30 m/s，则正确的是()a汽车所受阻力为2103 nb汽车车速为15 m/s，功率为3104 wc汽车匀加速的加速度为3 m/s2d汽车匀加速所需时间为4.5 s解析：当速度为30 m/s时，牵引车的速度达到最大，做匀速直线运动，此时ff，所以f2103 n，故a正确；牵引车的额定功率pfv210330 w6104 w，匀加速直线运动的加速度a m/s22 m/s2，匀加速直线运动的末速度v m/s10 m/s，匀加速直线运动的时间t5 s，因为15 m/s10 m/s，所以汽车速度为15 m/s时，功率已达到额定功率，故b、c、d错误答案：a 二、多项选择题5(2017届河北衡水中学二调)质量为m的物体静止在粗糙的水平地面上，从t0时刻开始受到方向恒定的水平拉力f作用，f与时间t的关系如图甲所示物体在t0时刻开始运动，其vt图象如图乙所示，若可认为滑动摩擦力等于最大静摩擦力，则()a物体与地面间的动摩擦因数为b物体在t0时刻的加速度大小为c物体所受合外力在t0时刻的功率为2f0v0d水平力f在t0到2t0这段时间内的平均功率为f0解析：物体在时刻开始运动，说明阻力等于此时的水平拉力，即ff0，动摩擦因数为，故a正确；在t0时刻由牛顿第二定律可知，2f0fma，a，故b错误；t0时刻物体受到的合外力为f2f0ff0，功率为pf0v0，故c错误；2t0时刻速度为vv0t0，在t02t0时间内的平均速度为，故平均功率为p2f0f0，故d正确答案：ad6(2016届安徽皖江名校联盟月考)完全相同的两辆汽车，都拖着完全相同的拖车(与汽车质量相等)以相同的速度在平直公路上以速度v匀速齐头并进，汽车与拖车的质量均为m，某一时刻两拖车同时与汽车脱离之后，甲汽车保持原来的牵引力继续前进，乙汽车保持原来的功率继续前进，经过一段时间后甲车的速度变为2v，乙车的速度变为1.5v，若路面对汽车的阻力恒为车重的0.1倍，g取10 m/s2，则此时()a甲、乙两车在这段时间内的位移之比为43b甲车的功率增大到原来的4倍c甲、乙两车在这段时间内克服阻力做功之比为1211d甲、乙两车在这段时间内牵引力做功之比为32解题思路：本题的本质类似于汽车的两种启动方式：一种是以恒定的牵引力做匀加速运动，另一种是以恒定的功率做加速运动，考虑到pfv，以恒定功率加速运动的汽车随着速度的增大而牵引力减小，故做加速度减小的加速运动开始时甲、乙的初速度相同，加速度相同，但甲始终做匀加速运动，乙做加速度减小的加速运动，固甲车在乙车前，利用牛顿运动定律即可求解解析：据题意可知，甲汽车的牵引力：f0.2mg，两车原先的功率：p0.2mgv，以甲车为研究对象，由于做匀加速运动，所以加速度a0.1g1 m/s2.据运动学公式得运动的时间：tv，所以运动的位移：x1v2.由于甲的速度变为原来的2倍，所以功率为原来的2倍；再以乙为研究对象，乙以恒定功率运动，据动能定理：pt0.1mgx2m，解得：x2v2，所以：x1x21211，故a、b错误；据功的公式可知，甲、乙两车在这段时间内克服阻力做功之比为1211，故c正确；甲的牵引力做功为w1fx10.2mgv23mv2，乙以恒定功率运动，据动能定理：pt0.1mgx2m，解得：pt2mv2.所以甲、乙两车在这段时间内牵引力做功之比为32，故d正确答案：cd7(2017届山师大附中模拟)下列各图是反映汽车(额定功率p额)从静止开始匀加速启动，最后做匀速运动的过程中，其速度随时间以及加速度、牵引力和功率随速度变化的图象，其中正确的是()解析：汽车开始做初速度为零的匀加速直线运动，当达到额定功率时，匀加速结束，然后做加速度逐渐减小的加速运动，直至最后匀速运动开始匀加速时：ffma，设匀加速刚结束时速度为v1，有：p额fv1，最后匀速时：ff，有：p额fvm，由以上各式解得：匀加速的末速度为v1，最后匀速速度为vm，在vt图象中斜率表示加速度，汽车开始加速度不变，后来逐渐减小，a正确；汽车运动过程中开始加速度不变，后来加速度逐渐减小，最后加速度为零，b错误；汽车牵引力开始大小不变，然后逐渐减小，最后牵引力等于阻力，c正确；开始汽车功率逐渐增加，pfvfat，故为过原点直线，后来功率恒定，d正确答案：acd8. (2016届四川成都七中第一次理科综合)如图所示，轻质弹簧一端固定在水平面上，另一端放置一质量m1 kg的小球，小球此时处于静止状态，现用竖直向上的拉力f作用在小球上，使小球开始向上做匀加速直线运动，经0.2 s弹簧刚好恢复到原长，此时小球的速度为1 m/s，整个过程弹簧始终在弹性限度内，g取10 m/s2.下列说法正确的是()a在00.2 s内，拉力的最大功率为15 wb弹簧的劲度系数为100 n/cmc在0.2 s时撤去外力，则小球在全过程中能上升的最大高度为15 cmd在00.2 s内，拉力f对小球做的功等于1.5 j解析：小球从静止开始向上做匀加速直线运动，经0.2 s弹簧刚好恢复到原长，此时小球的速度v1 m/s,0.2 s内小球的位移xt0.1 m，加速度a5 m/s2.刚开始弹簧静止，故mgkx，解得k100 n/m，故b错误；对小球受力分析，小球受重力、拉力和弹簧的弹力，根据牛顿第二定律有fmgkma，解得f5250t2(t0.2 s)，拉力f的功率pfvfat(5250t2)5t，当t0.2 s时，拉力功率达到最大，为pm15 w，故a正确；撤去f后，小球离开弹簧做竖直上抛运动，能继续上升的最大高度为h0.05 m，故小球在全过程中能上升的最大高度为hxh0.15 m15 cm，故c正确；在00.2 s内拉力f5250t2(t0.2 s)，逐渐增加，最大为15 n，位移为0.1 m，故拉力做的功w15 n0.1 m1.5 j，故d错误答案：ac9(2016届福建泉州一诊)如图甲所示，在倾角为37的粗糙且足够长的斜面的底端，一质量m2 kg、可视为质点的滑块压缩一轻弹簧并锁定，滑块与弹簧不相连t0时解除锁定，计算机通过传感器描绘出滑块的vt图象如图乙所示，其中ab段为曲线，bc段为直线，g取10 m/s2，sin370.6，cos370.8.则下列说法正确的是()a在滑块与弹簧脱离之前，滑块一直做加速运动b滑块在0.15 s末的加速度为8 m/s2c滑块在0.1 s末克服重力做功的功率为32 wd滑块与斜面间的动摩擦因数为0.25解析：00.1 s为滑块和弹簧接触的过程，由图象可知，滑块先做加速运动后做减速运动，故a错误；vt图线的斜率代表加速度，0.10.2 s内滑块的加速度a m/s28 m/s2，故b正确；在0.1 s末滑动的速度为1.6 m/s，克服重力做功的功率为pgmgvsin3719.2 w，故c错误；在0.10.2 s内，对滑块，由牛顿第二定律可知mgsin37mgcos37ma，解得0.25，故d正确答案：bd三、计算题10(2017届江西上饶横峰中学月考)汽车发动机的额定牵引功率为60 kw，汽车质量为5 t，汽车在水平路面上行驶时，阻力是车重的