【志鸿优化设计】高考物理大一轮复习 5.14 功和功率 沪科版(1).doc

功和功率(时间:45分钟满分:100分)课时规范练第23页一、选择题(本题共8小题,每小题6分,共48分。在每小题给出的四个选项中,第15题只有一项符合题目要求,第68题有多项符合题目要求。全部选对的得6分,选对但不全的得3分,有选错的得0分)1.物体在两个相互垂直的力的作用下运动,力f1对物体做功6 j,物体克服力f2做功8 j,则f1、f2的合力对物体做功为()a.14 jb.10 jc.2 jd.-2 j解析:由于功为标量,合力对物体做的功应等于分力做功的代数和,即w=6 j+(-8 j)=-2 j,故d正确。答案:d2.在光滑的水平面上,用一水平拉力f使物体从静止开始移动s,平均功率为p,如果将水平拉力增加为4f,使同一物体从静止开始移动s,平均功率为()a.2pb.4pc.6pd.8p解析:设第一次运动时间为t,则其平均功率表达式为p=;第二次加速度为第一次的4倍,由s=at2可知时间为,其平均功率为=8p,d正确。答案:d3.物体在合外力作用下做直线运动的vt图像如图所示。下列表述正确的是()a.在01 s内,合外力做正功b.在02 s内,合外力总是做负功c.在12 s内,合外力不做功d.在03 s内,合外力做的总功是正功解析:根据动能定理,合外力做的功等于物体动能的变化,01 s内,动能增加,所以合外力做正功,a正确;02 s内动能先增加后减少,合外力先做正功后做负功,b错误;12 s内,动能减少,合外力做负功,c错误;03 s内,动能变化量为零,合外力做功为零,d错误。答案:a4.如图所示,质量分别是ma和mb的a、b两物体,用劲度系数为k的弹簧相连,处于静止状态。现对a施以竖直向上的力f,并将其缓慢提起,当b对地面恰无压力时撤去f,a由静止向下运动至最大速度时,重力做的功为()a.b.c.d.解析:当a向下运动至平衡位置时速度最大,此时弹簧的压缩量x1=;当b恰好对地无压力时弹簧的伸长量x2=;故知a从撤去f至速度达到最大的过程中,重力做的功wg=mag(x1+x2)=。故c正确。答案:c5.静止在粗糙水平面上的物体a受方向始终水平向右、大小先后为f1、f2、f3的拉力作用做直线运动,t=4 s时停下,其vt图像如图所示,已知物块a与水平面间的动摩擦因数处处相同,下列判断正确的是()a.全过程中拉力做的功大于物体克服摩擦力做的功b.全过程拉力做的功等于零c.一定有f1+f3=2f2d.可能有f1+f32f2解析:由动能定理知全过程中拉力做的功等于物体克服摩擦力做的功,选项a、b均错误;第1 s内f1-mg=ma,1 s末至3 s末f2=mg,第4 s内mg-f3=ma,所以f1+f3=2f2,故c正确、d错误。答案:c6.如图所示,小物体a沿高为h、倾角为的光滑斜面以初速度v0从顶端滑到底端,而相同的物体b以同样大小的初速度从等高处竖直上抛,则()a.两物体落地时速度的大小相同b.两物体落地时,重力的瞬时功率相同c.从开始运动至落地过程中,重力对它们做功相同d.从开始运动至落地过程中,重力对它们做功的平均功率相同解析:由于竖直高度的变化是相同的,所以相同质量的物体重力做功是一样的,整个过程中只有重力做功,故末速度的大小相等,选项a、c正确。根据功率的定义,由两物体落地时竖直方向上的速度不同,可知选项b错误。由于两物体在落地过程中的运动时间不一定相同,所以选项d错误。答案:ac7.如图所示,倾角为的斜劈放在水平面上,斜劈上用固定的竖直挡板挡住一个光滑的质量为m的小球,当整个装置沿水平面以速度v向左匀速运动时间t时,以下说法正确的是()a.小球的重力做功为零b.斜劈对小球的弹力做功为c.挡板对小球的弹力做功为零d.合力对小球做功为零解析:小球的重力与速度方向始终垂直,不做功,a正确;由于小球匀速,对小球受力分析如图,可求得斜劈对小球的弹力为fn=,做功为wfn=fnvtsin =mgvttan ,挡板的弹力为f=mgtan ,做功为wf=-fvt=-mgvttan ,故b、c均错误;小球受到的合力为零,则合力对小球做功为零,d正确。答案:ad8.如图所示为牵引力f和车速倒数的关系图像。若一汽车质量为2103 kg,它由静止开始沿平直公路行驶,且行驶中阻力恒定,设其中最大车速为30 m/s,则()a.汽车所受阻力为2103 nb.汽车在车速为15 m/s时,功率为6104 wc.汽车匀加速运动的加速度为3 m/s2d.汽车匀加速所需时间为5 s解析:由题图可知,汽车达到最大速度v=30 m/s时对应的牵引力等于阻力,为2103 n,a正确;在vf2时,v1v2,即汽车沿斜坡上行时,汽车的牵引力f1较大,则车速v1较小;当汽车沿斜坡下行时,汽车的牵引力f2较小,则车速v2较大。答案:(1)上坡时v1=,下坡时v2=(2)见解析11.(19分)汽车发动机的功率为60 kw,汽车的质量为4 t,当它行驶在坡度为(sin =0.02)的长直公路上时,如图所示,所受摩擦阻力为车重的0.1倍(g取10 m/s2),求: (1)汽车所能达到的最大速度vm。(2)若汽车从静止开始以0.6 m/s2的加速度做匀加速直线运动,则此过程能维持多长时间?(3)当汽车以0.6 m/s2的加速度匀加速行驶的速度达到最大值时,汽车做功多少?解析:由p=fv可知,汽车在额定功率下行驶,牵引力与速度成反比。当汽车的牵引力与阻力(包括爬坡时克服的下滑力)相等时,速度达最大。只有当汽车牵引力不变时,汽车才能匀加速行驶,当fv=p额时,匀加速运动结束,可由w=fs求出这一阶段汽车做的功。(1)汽车在坡路上行驶,所受阻力由两部分构成,即f=kmg+mgsin =4 000 n+800 n=4 800 n又因为f=f时,p=fvm,所以vm= m/s=12.5 m/s。(2)汽车从静止开始,以a=0.6 m/s2匀加速行驶,由牛顿第二定律有f-f=ma所以f=ma+kmg+mgsin =41030.6 n+4 800 n=7.2103 n保持这一牵引力,汽车可达到匀加速行驶的最大速度vm,有vm= m/s8.33 m/s