高考物理一轮复习 第五章 第1课时 功 功率备考典题精炼 粤教版.doc

第五章 第1课时 功 功率(课时活页卷)一、单项选择题（创新题）1如图所示，分别用f1、f2、f3将质量为m的物体由静止沿同一光滑斜面以相同的加速度从斜面底端拉到斜面的顶端，物体到达斜面顶端时，力f1、f2、f3的功率关系为()ap1p2p3bp1p2p3cp3p2p1 dp1p2p3【答案】a【解析】设物体的质量为m，三种情况下物体的加速度a相同，据牛顿第二定律得f1mgsin ma，f2cos mgsin ma，f3cos mgsin ma，所以f1f2cos f3cos .三种情况下，物体的加速度相同，斜面长度相同，v22as知三种情况下物体到达斜面顶端时的速度相等，由功率公式知p1p2p3，故选a.（2013.广东高州中学月考）2如图所示，固定的光滑竖直杆上套着一个滑块，用轻绳系着滑块绕过光滑的定滑轮，以大小恒定的拉力f拉绳，使滑块从a点起由静止开始向上运动若滑块从a点上升至b点和从b点上升至c点的过程中ft做的功分别为w1、w2，滑块经b、c两点的动能分别为ekb、ekc，图中abbc，则一定有()aw1w2 bw1w2cw1w2 d无法判断【答案】a【解析】由于ft做的功等于f做的功，因此可将变力ft做功的问题转化成恒力f做功的问题由几何知识知滑块由ab，f拉过的绳的长度比由bc拉过的绳的长度更长，由wfs得w1w2，故a项正确3起重机的钢索将重物由地面吊到空中某个高度，其速度图像如图所示，则钢索拉力的功率随时间变化的图像可能是图中的()【答案】b【解析】从图中可以看出，在0t1时间内，重物做匀加速运动，钢索对重物的拉力为恒力，且f1g，由p1fv知，拉力的功率随速度的增大而增大；t1t2时间内，重物做匀速运动，f2g，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时间内重物做匀减速运动，拉力恒定，f3g，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项正确4.用一个机械将货箱全部吊上离地12 m高的平台，现有30个货箱，总质量为150 kg，这个机械在吊箱子时所能提供的功率取决于所吊物体质量的多少，如图所示(不计放下吊钩、搬起和放下箱子等时间)根据图线可得出下列结论，其中错误的是()a每次吊起3个货箱，吊起货箱所需时间最短b吊完所有货箱至少需要12 minc每次吊起的货箱越多，上升速度越小d一次吊起3个货箱时，上升速度最大【答案】d【解析】每个箱子的质量为m5 kg.由图像知，当吊起一个箱子时，上升的最大速度约为v1 m/s，当吊起两个箱子时，上升的最大速度约为v2 m/s，当吊起三个箱子时，机械提供的功率最大，此时上升的最大速度约为v3 m/s.随着功率减小及重物的增加，货箱上升的速度越来越小，故c项正确，d项错误因提3个货箱时机械的功率最大，由ptw可知以最大功率提升货箱用的时间最少，是12 min，故a、b项正确二、双项选择题（经典题）5一物体在外力的作用下从静止开始做直线运动，合外力方向不变，大小随时间的变化如图所示设该物体在t0和2t0时刻相对于出发点的位移分别是s1和s2，速度分别是v1和v2，合外力从开始至t0时刻做的功是w1，从t0至2t0时刻做的功是w2，则()as25s1v23v1bs29s1v25v1cs25s1w28w1 dv23v1w29w1【答案】ac【解析】设0t0内物体的加速度为a1，t02t0内物体的加速度为a2，则a22a1，所以v1a1t0，v2v1a2t03v1；s1a1t，s2s1v1t0a2t5s1；w1f0s1，w22f0(s2s1)8w1，故a、c项对，b、d项错6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数(设阻力与物体运动速率的平方成正比，即fkv2，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【答案】cd【解析】物体运动的最大速度为匀速运动时的速度，此时牵引力与阻力大小相等，若物体运动速率增大到2vm，则牵引力的功率p8kv，则当阻力因数不变时，即kk时，则p8p0，a项错c项对；当发动机额定功率不变时，即p0p时，则k8k，k，d项对b项错（2013.广东湛江一中月考）7如图所示是某中学科技小组制作的利用太阳能驱动小车的装置当太阳光照射到小车上方的光电板时，光电板中产生的电流经电动机带动小车前进若小车在平直的水泥路上从静止开始加速行驶，经过时间t前进距离l，速度达到最大值vm，设这一过程中电动机的功率恒为p，小车所受阻力恒为f，那么()a这段时间内小车先做匀加速运动，然后做匀速运动b这段时间内电动机所做的功为ptc这段时间内电动机所做的功为mvd这段时间内电动机所做的功为flmv【答案】bd【解析】小车以恒定功率启动，则小车先做变加速运动，速度达到vm后再做匀速运动，a项错误当行驶时间t时，电动机所做的功为pt，b项正确根据能量的守恒与转化知，电动机所做的功一部分克服摩擦阻力做功，另一部分转化为小车的动能，d项正确c项错误8一辆汽车保持功率不变驶上一斜坡，其牵引力逐渐增大，阻力保持不变，则在汽车驶上斜坡的过程中()a加速度逐渐增大 b速度逐渐增大c加速度逐渐减小 d速度逐渐减小【答案】cd【解析】由pfv可知，汽车的牵引力逐渐增大，其上坡的速度逐渐减小，汽车的加速度方向沿坡向下，由牛顿第二定律得：mgsin ffma，随f增大，a逐渐减小，c、d项正确，a、b项错误9一起重机的钢绳由静止开始匀加速提起质量为m的重物，当重物的速度为v1时，起重机的有用功率达到最大值p，以后起重机保持该功率不变，继续提升重物，直到重物以最大速度v2匀速上升为止，物体上升的高度为h，则整个过程中，下列说法正确的是()a钢绳的最大拉力为b钢绳的最大拉力为c重物的最大速度v2d重物匀加速运动的加速度为【答案】bc【解析】由fmgma和pfv可知，重物匀加速上升过程中钢绳拉力大于重力且不变，达到最大功率p后，随v增加，钢绳拉力f变小，当fmg时重物达最大速度v2，故v2，最大拉力fmgma，a项错误，b、c两项正确由mgma，得ag，d项错误三、非选择题10(2011四川高考)如图所示为修建高层建筑常用的塔式起重机在起重机将质量m5103 kg的重物竖直吊起的过程中，重物由静止开始向上做匀加速直线运动，加速度a0.2 m/s2，当起重机输出功率达到其允许的最大值时，保持该功率直到重物做vm1.02 m/s的匀速运动g取10 m/s2，不计额外功求：(1)起重机允许输出的最大功率(2)重物做匀加速运动所经历的时间和起重机在第2秒末的输出功率【答案】(1)5.1104 w(2)5 s2.04104 w【解析】(1)设起重机允许输出的最大功率为p0，重物达到最大速度时，拉力f0等于重力p0f0vmf0mg代入数据，有：p05.1104 w(2)匀加速运动结束时，起重机达到允许输出的最大功率，设此时重物受到的拉力为f，速度为v1，匀加速运动经历时间为t1，有：p0fv1fmgmav1at1由式，代入数据，得：t15 s当时间为t2 s时，重物处于匀加速运动阶段，设此时速度为v2，输出功率为p，则v2atpfv2由式，代入数据，得：p2.04104 w.11如图甲所示，质量m2.0 kg的物体静止在水平面上，物体跟水平面间的动摩擦因数0.20.从t0时刻起，物体受到一个水平力f的作用而开始运动，前8 s内f随时间t变化的规律如图乙所示， g取10 m/s2.求： (1)在图丙所示的坐标系中画出物体在前8 s内的vt图像(2)前8 s内水平力f所做的功【答案】(1)见解析图(2)155 j【解析】(1)04 s物体做匀加速直线运动，由牛顿第二定律得fmgma1，解得a13 m/s24 s时物体的速度v1a1t112 m/s4 s5 s物体做加速度为a2的匀减速直线运动，由牛顿第二定律得fmgma2，解得a27 m/s25 s时物体的速度v2v1a2t25 m/s5 s后f撤去，物体做加速度为a3的匀减速直线运动，设t3时间后物体的速度为零，由牛顿运动定律得mgma3，解得a3g2 m/s20v2a3t3，解得t32.5 s即5 s7.5 s内物体做匀减速直线运动到速度为零75 s8 s内物体处于静止状态. 综上所述，08 s内物体的vt图像如图所示(2)前8 s内水平力f所做的功由vt图像知：wfft1ft2155 j.12一辆汽车质量为1103 kg，最大功率为2104 w，在水平路面上由静止开始做直线运动，最大速度为v2，运动中汽车所受阻力恒定发动机的最大牵引力为3103 n，其行驶过程中牵引力f与车速的倒数的关系如图所示试求：(1)根据图线abc判断汽车做什么运动？(2)v2的大小(3)整个运动过程中的最大加速度(4)匀加速运动过程的最大速度是多大？当汽车的速度为10 m/s时发动机的功率为多大？【答案】(1)见解析(2)20 m/s(3)2 m/s2(4)6.67 m/s2 104 w【解析】(1)题图中图线ab段牵引力f不变，阻力f不变，汽车做匀加速直线运动，图线bc的