高考物理一轮复习知能演练 5.1 研究功与功率 沪科版.doc

2013届高考物理一轮复习知能演练 5.1 研究功与功率 沪科版图5181. (2011高考江苏单科卷)如图518所示, 演员正在进行杂技表演. 由图可估算出他将一只鸡蛋抛出的过程中对鸡蛋所做的功最接近于()a. 0.3 jb. 3 jc. 30 j d. 300 j解析: 选a.一只鸡蛋重约为0.7 n, 人的身高一般为1.7 m, 从图中估算鸡蛋被抛出的高度约为0.5 m, 则鸡蛋获得的最大机械能约为emgh0.70.5 j0.35 j, 故人对鸡蛋做的功约为0.35 j, 故a正确, 其他错误. 2.图519(2012广州模拟)如图519所示, 拖着旧橡胶轮胎跑是身体耐力训练的一种有效方法. 如果某受训者拖着轮胎在水平直道上跑了100 m, 那么下列说法正确的是()a. 轮胎受到地面的摩擦力做了负功b. 轮胎受到的重力做了正功c. 轮胎受到的拉力不做功d. 轮胎受到地面的支持力做了正功解析: 选a.根据力做功的条件, 轮胎受到的重力和地面的支持力都与位移垂直, 这两个力均不做功, b、d错误; 轮胎受到地面的摩擦力与位移反向, 做负功, a正确; 轮胎受到的拉力与位移夹角小于90, 做正功, c错误. 3. 汽车以额定功率从水平路面上坡时, 司机要通过变速杆进行“换挡”, 其目的是()a. 增大速度, 增大牵引力b. 减小速度, 减小牵引力c. 增大速度, 减小牵引力d. 减小速度, 增大牵引力解析: 选d.要上坡, 必须有较大的牵引力, 由f可知, 功率p一定时, 减小速度v, 能增大牵引力f, d正确. 图51104. 如图5110所示, 质量相同的两物体处于同一高度, a沿固定在地面上的光滑斜面下滑, b自由下落, 最后到达同一水平面, 则()a. 重力对两物体做功相同b. 重力的平均功率相同c. 到达底端时重力的瞬时功率papbd. 到达底端时两物体的速度相同解析: 选ac.b物体自由下落, 下落时间tb , 末速度vb方向竖直向下, 所以重力做功wbgh, 平均功率bg , 到达底端的瞬时功率pbgvbg.a物体沿斜面下滑, agsin, 下滑时间ta , 末速度va方向沿斜面向下, 所以重力做功wagssingh.平均功率agsin, 到达底端瞬时功率pagvasingsin, 所以选项a、c正确. 5. (2012白银模拟)图5111如图5111所示, 建筑工人通过滑轮装置将一质量是100 kg的料车沿30角的斜面由底端匀速地拉到顶端, 斜面长l是4 m, 若不计滑轮的质量和各处的摩擦力, g取10 n/kg, 求这一过程中: (1)人拉绳子的力做的功; (2)物体的重力做的功; (3)物体受到的各力对物体做的总功. 解析: (1)工人拉绳子的力: fmgsin工人将料车拉到斜面顶端时, 拉绳子的长度: s2l, 根据公式wfscos, 得w1mgsin2l2000 j.(2)重力做功: w2mghmglsin2000 j.(3)由于料车在斜面上匀速运动, 则料车所受的合力为0, 故w合0.答案: (1)2000 j(2)2000 j(3)0一、选择题1. 设汽车在启动阶段所受阻力恒定并做匀加速直线运动, 则在这过程中()a. 牵引力增大, 功率增大b. 牵引力不变, 功率增大c. 牵引力增大, 功率不变d. 牵引力不变, 功率不变解析: 选b.汽车在启动阶段做匀加速直线运动, 其加速度为定值, 由ffma知牵引力f不变; 又由pfv知功率p增大, b正确. 2. “快乐向前冲”电视娱乐活动曾受到全国观众喜爱. 其中不少选手在“大转盘”上落水. 某人质量为m, 与转盘之间的动摩擦因数为, 则人在半径为r的转盘边缘随转盘转一周, 转盘对人做的功是()a. mg2rb. mgrc. 2mgr d. 0解析: 选d.人随转盘做匀速圆周运动, 静摩擦力提供向心力, 故指向圆心, 人在转动过程中, 转盘对人静摩擦力的方向始终和人运动方向垂直, 故转盘对人所做的功为0, d正确. 图51123. 如图5112所示, 两个互相垂直的力f1与f2作用在同一物体上, 使物体通过一段位移的过程中, 力f1对物体做功4 j, 力f2对物体做功3 j, 则力f1与f2的合力对物体做的功为()a. 7 j b. 1 jc. 5 j d. 3.5 j 解析: 选a.功是标量, 力f1与f2的合力对物体做的功就是f1和f2对物体做功的代数和, wwf1wf24 j3 j7 j, 故选项a对. 4. 2011年8月29日中国飞人刘翔在大邱田径世锦赛男子110米栏决赛中遗憾摘银. 刘翔在比赛中, 主要有起跑加速、途中匀速跨栏和加速冲刺三个阶段, 他的脚与地面间不会发生相对滑动, 以下说法正确的是()a. 加速阶段地面对人的摩擦力做正功b. 匀速阶段地面对人的摩擦力做负功c. 由于人的脚与地面间不发生相对滑动, 所以不论加速还是匀速, 地面对人的摩擦力始终不对人做功d. 无论加速还是匀速阶段, 地面对人的摩擦力始终做负功解析: 选c.由于人的脚与地面间不发生相对滑动, 地面对人产生摩擦力的瞬间, 力的作用点位移为零, 所以地面对人的摩擦力不做功, 选项c正确. 5. (2012浙江宁波一模)图5113将一只苹果从楼上某一高度自由下落, 苹果在空中依次经过三个完全相同的窗户1、2、3.图中5113直线为苹果在空中的运动轨迹. 若不计空气阻力的影响, 以下说法正确的是()a. 苹果通过第3个窗户所用的时间最长b. 苹果通过第1个窗户的平均速度最大c. 苹果通过第3个窗户重力做的功最大d. 苹果通过第1个窗户重力的平均功率最小解析: 选d.苹果做自由落体运动, 从上到下速度越来越大, 通过相同窗户1、2、3的时间越来越短, 平均速度越来越大, 选项a、b错误; 通过相同的窗户, 重力做功均为wmgh, 选项c错误; 重力的平均功率mg, 选项d正确. 6. 两个完全相同的小球a、b, 在某一高度处以相同大小的初速度v0分别沿水平方向和竖直方向抛出, 不计空气阻力, 如图5114所示, 下列说法正确的是()图5114a. 两小球落地时速度相同b. 两小球落地时, 重力的瞬时功率相同c. 从开始运动至落地, 重力对两小球做的功相同d. 从开始运动至落地, 重力对两小球做功的平均功率相同解析: 选c.速度是矢量, 因此速度要相同, 必须大小和方向都相同; 功和功率是标量, 重力对两小球做功相同两小球落地时动能大小相等, 因而速度大小相等, 但由于初速度方向不同, 落地时两小球的速度方向不同, 重力的瞬时功率pmgvcos, 由于两小球的速度与重力的夹角不同, 重力的瞬时功率不同, 故a、b错误, c正确; 由于a小球平抛、b小球竖直上抛, 运动时间不同, 故重力对两小球做功的平均功率不等, d错误. 7. 质量为50 kg的某人沿一竖直悬绳匀速向上爬(两手交替抓绳子), 在爬高3 m的过程中, 手与绳子之间均无相对滑动, 重力加速度g取10 m/s2, 则下列说法正确的是()a. 绳子对人的静摩擦力做功为1500 jb. 绳子对人的拉力做功为1500 jc. 绳子对人的静摩擦力做功为0d. 绳子对人的拉力做功为0解析: 选cd.人沿绳子向上爬时, 手与绳子之间无相对滑动, 绳子对人的静摩擦力作用在手上, 手相对绳子是静止的, 静摩擦力的作用点(即手)的位移为零, 因此静摩擦力不做功, 同理, 绳中拉力也不做功, a、b错误, c、d正确. 8.图5115质量相同的a、b两物体, 并排静止在水平地面上. 现用同向水平拉力f1、f2分别作用于物体a和b上, 分别作用一段时间后撤去, 两物体各自滑行一段距离后停止运动. 两物体运动的速度时间图像分别如图5115中图线a、b所示. 已知拉力f1、f2分别撤去后, 物体做减速运动过程的速度时间图线彼此平行(相关数据已在图中标出). 由图中信息可得出()a. f1和f2的大小之比为52b. f1和f2对物体做的功相等c. 力f1对物体a所做的功较多d. 力f1与f2的最大瞬时功率之比为21解析: 选bd.从图像中可以看出, 撤去拉力后, 物体滑行时的加速度ag1 m/s2, 则0.1; 在拉力作用下, 对a: f1mgm, 对b: f2mgm, 所以f1m, f2m, , f1与f2的最大瞬时功率之比, 所以a错误, d正确; 全过程中, 拉力做的功等于克服摩擦力做的功, 因为两物体的总位移相等, 所以克服摩擦力做的功相等, b正确, c错误. 9. 如图5116所示, 水平地面上有一木箱, 木箱与地面之间的动摩擦因数为(0g, 由p1t1v知, 拉力的功率随速度的增大而增大; t1t2时间内, 物体做匀速运动, t2g, 所以t1时刻功率发生了突变, 且在t1t2时间内功率恒定并小于t1时刻的功率; t2t3时间内物体做匀减速运动, 拉力恒定t3g, 所以t2时刻功率也发生了突变, t2t3时间内功率逐渐减小, 且小于t2时刻的功率. 综上所述, b正确. 二、非选择题11. (原创题)心电图的出纸速度(纸带移动的速度)v2.5 cm/s, 记录下的某人的心电图如图5119所示(图纸上每小格边长l5 mm), 在图像上, 相邻的两个最大振幅之间对应的时间为心率的一个周期. 图5119(1)求此人的心率为多少次/分？(保留两位有效数字)(2)若某人的心率为75次/分, 每跳一次输送80 ml血液, 他的血压(可看做心脏压送血液的平均压强)为1.5104 pa, 据此估算此人心脏跳动做功的平均功率p.(3)按第(2)问的答案估算一下, 人的心脏工作一天所做的功相当于把1吨重的物体举起多高？解析: (1)在心脏跳动的一次的时间t(周期)内, 图纸移动距离l4l, 有t此人的心率为f 次/分75 次/分. (2)我们可以将心脏推动血液对外做功的过程, 简化为心脏以恒定的压强推动圆柱形液体做功的模型. 设圆柱形液体的横截面积为s, 长度为l, 根据p, wflfps得p将已知条件代入式中得p w1.5 w.(3)wpt1.5360024 j1.3105 jh m13 m.答案: (1)75(2)1.5 w(3)13 m12. (2012西安高三检测)汽车发动机的功率为60 kw, 汽车的质量为4103 kg.当汽车在足够长的水平路面从静止以0.6 m/s2的加速度做匀加速直线运动(已知汽车在行驶中所受路面阻力恒定为重力的0.1倍, g取10 m/s2). 求: (1)汽车在水平路面能达到的最大速度vm1; (2)汽车在水平路面做匀加速运动能维持多少时间？(3)在10 s末汽车的瞬时功率多大？20 s末汽车的瞬时功率又是多少呢？(4)若汽车以vm1速度驶上一倾角为的足够长的斜面(sin0.02). 简要描述汽车做何种运动, 并求出此斜面上最终速度vm2.解析: (1)汽车达到最大速度时, 有: vm1 m/s15 m/s.(2)经t时间, 汽车匀加速达到额定功率时, 由牛顿第二定律有: f2fma由运动学规律有: vat, 而pfv, 解得t15.625 s.(3)由(2)问知, t10 s时,