广东省高考物理 能力突破 5.1功和功率.doc

浙江2013年物理高考能力突破：5.1功和功率(40分钟 100分)一、单项选择题(本题共4小题，每小题7分，共28分，每小题只有一个选项符合题意)1.在广州亚运会男子110米栏决赛中，刘翔以13.09秒的优异成绩获得冠军并打破之前创造的比赛记录.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2.(2012舟山模拟)分别在光滑水平面、粗糙水平面和粗糙斜面上推同一物体,如图(a)、(b)、(c)所示.如果所用的图示推力大小相等,在物体发生大小相等的位移的过程中,推力对物体所做的功( )a.在光滑水平面上较大b.在粗糙水平面上较大c.在粗糙斜面上较大d.相等3.(易错题)如图，用与水平方向成角的力f，拉着质量为m的物体沿水平地面匀速前进位移x,已知物体和地面间的动摩擦因数为.则在此过程中f做的功为( a.mgxb.mgxc.d.4.(易错题)如图所示，细绳的一端绕过定滑轮与木箱相连，现以大小恒定的拉力f拉动细绳，将静置于a点的木箱经b点移到c点(ab=bc)，地面平直且与木箱的动摩擦因数处处相等.设从a到b和从b到c的过程中，f做功分别为w1、w2，克服摩擦力做功分别为q1、q2，木箱经过b、c时的动能和f的功率分别为ekb、ekc和pb、pc，则下列关系一定成立的有( )a.w1w2b.q1ekcd.pbpc二、不定项选择题(本题共3小题，每小题7分，共21分，每小题至少一个选项符合题意)5.(2012衢州模拟)质量为2 kg的物体,放在动摩擦因数=0.1的水平面上，在水平拉力的作用下，由静止开始运动，水平拉力做的功w和物体发生的位移x之间的关系如图所示，g取10 m/s2.则( )a.此物体在ab段做匀加速直线运动b.此物体在ab段做匀速直线运动c.此物体在oa段做匀加速直线运动d.此物体在oa段做匀速直线运动6.(2012唐山模拟)质量为m的物体静止在粗糙的水平地面上,现用一水平拉力使物体从静止开始运动，其运动的v-t图象如图所示.下列关于物体的运动过程,分析正确的是( )a.0t1内拉力逐渐减小b.0t1内拉力对物体做负功c.在t1t2时间内拉力的功率为零d.在t1t2时间内合外力做功7.(创新题)低碳、环保是未来汽车的发展方向.某汽车研发机构在汽车的车轮上安装了小型发电机，将减速时的部分动能转化并储存在蓄电池中，以达到节能的目的.某次测试中，汽车以额定功率行驶一段距离后关闭发动机，测出了汽车动能ek与位移x的关系图象如图，其中是关闭储能装置时的关系图线，是开启储能装置时的关系图线.已知汽车的质量为1 000 kg,设汽车运动过程中所受地面阻力恒定，空气阻力不计.根据图象所给的信息可求出( )a.汽车行驶过程中所受地面的阻力为1 000 nb.汽车的额定功率为80 kwc.汽车加速运动的时间为22.5 sd.汽车开启储能装置后向蓄电池提供的电能为5105 j三、计算题(本大题共3小题，共51分，要有必要的文字说明和解题步骤，有数值计算的要注明单位)8.(15分)如图所示,水平的传送带以恒定的速度v=6 m/s顺时针运转,两转动轮m、n之间的距离为l=10 m,若在m轮的正上方,将一质量为m=3 kg的物体轻放在传送带上,已知物体与传送带之间的动摩擦因数为=0.3,在物体由m处传送到n处的过程中,传送带对物体的摩擦力做了多少功?(g取10 m/s2) 9.(17分)如图所示，一质量为0.1 kg的小滑块以v0=4 m/s的初速度滑上一个固定在地面上的足够长的斜面，经过t=0.6 s恰好经过斜面上的某点b，已知斜面的倾角=37，小滑块与斜面的动摩擦因数为=0.5，求小滑块在t=0.6 s经过b点时重力的功率.(g=10 m/s2)10.(预测题)(19分)将一质量为10 kg的物体从离地面20 m高处，(1)以速度8 m/s水平抛出.(2)以8 m/s竖直向下抛出.求以上两种情况物体从抛出到落地过程中重力的功率和物体刚要落地时重力的功率(不计空气阻力，g取10 m/s2).答案解析1.【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.2.【解析】选d.三种情况下,推力f大小相等,沿f方向的位移相同,由功的定义知,力f在三种情况下做相同的功,d正确.3.【解析】选d.物体受力平衡：fsin+fn=mg,fcos-fn=0.在此过程中f做的功,所以d正确.【变式备选】如图所示，滑雪者由静止开始沿斜坡从a点自由滑下，然后在水平面上前进至b点停下.已知斜坡、水平面与滑雪板之间的动摩擦因数都为,滑雪者(包括滑雪板)的质量为m,a、b两点间的水平距离为l.在滑雪者经过ab段运动的过程中，克服摩擦力做的功( )a.大于mglb.等于mglc.小于mgld.以上三种情况都有可能【解析】选b.设斜面的倾角为，则对滑雪者从a到b的运动过程中摩擦力做的功为：，由图可知accos+cb=l，由两式联立可得：,故b正确.4.【解析】选a.木箱由a到b的过程比木箱由b到c的过程拉力f的作用点的位移大,故有w1w2,a正确；设左端绳子与水平方向夹角为,木箱向右运动的过程中,因fsin的增大,木箱对地面的压力逐渐减小,由ff=fn可知,木箱受地面的滑动摩擦力逐渐减小,故q1q2,b错误;因木箱向右运动过程中,fcos逐渐减小,无法确定木箱由b到c的过程速度是增大还是减小,故无法确定ekb和ekc及pb和pc的大小关系,c、d均错误.5. 【解析】选b、c.由w=fx得，物体在oa段、ab段的拉力分别为f1=5 n,f2=2 n.而物体的摩擦力大小ff=fn=0.120 n=2 n,故oa段物体做匀加速直线运动,ab段物体做匀速直线运动,b、c正确.6.【解析】选a.由运动的v-t图象可知,物体运动的加速度越来越小,水平拉力越来越小,所以0t1内拉力逐渐减小,选项a正确;由于拉力与运动方向相同,所以0t1 内拉力对物体做正功,选项b错误;由p=fv可知,在t1t2时间内拉力等于摩擦力,速度不为零,所以拉力的功率大于零,选项c错误;由于在t1t2时间内物体速度不变,合外力做功为零,选项d错误.7.【解题指南】解答本题时应把握以下三点：(1)汽车的额定功率为汽车匀速行驶时的功率.(2)同时关闭发动机和储能装置时，汽车受到的阻力为地面对汽车的阻力.(3)开启储能装置后向蓄电池提供的电能与图中汽车运动位移的减少量相对应.【解析】选b、d.汽车行驶过程中，所受地面的阻力对应图线的斜率大小，故阻力为,a错误；汽车匀速行驶的速度vm可由求得vm=40 m/s，故p额=fv=ffvm=80 kw，b正确；由 可求得：t=16.25 s,c错误;开启储能装置后，汽车向前减速的位移减小(11-8.5)102 m=2.5102 m,对应的能量为2.51022 000 j=5105 j，故d正确.8.【解析】物体放在m处时速度为零,之后加速,设物体到达n处之前已达到6 m/s,则v2-v02=2ax(3分)mg=ma(3分)所以加速运动的位移x=6 m(2分)x=6 mt1=0.4 s(1分)所以0.6 s时滑块下滑0.2 s(2分)下滑时，由牛顿第二定律得： mgsin-mgcos=ma(2分)由运动学公式：v=at(2分)由功率公式：p=mgvsin(2分)代入解之得：p=0.24 w(2分)答案：0.24 w10.【解析】(1)设水平抛出时，物体在空中运动的时间为t1.则由h=gt12(2分)得t1=2 s(1分)物体落地时的竖直速度：vy=gt1=20 m/s(2分)下落过程中重力做的功w=mgh=2 000 j(2分)物体从抛出到落地过程中重力的功率p1=1 000 w(2分)物体刚要落地时重力的功率p2=mgvy=2 000 w(1分)(2)设下抛时物体的