导学教程高考物理总复习 第五章 机械能及其守恒定律 第一节 功和功率限时检测 新人教版.doc

功和功率 限时检测(限时45分钟，满分100分)一、选择题(每小题7分，共63分)1(2016盐城模拟)如图5114所示，在加速向右运动的车厢中，一人用力向前推车厢(人与车厢始终保持相对静止)，则下列说法中正确的是图5114a人对车厢的作用力做正功 b车厢对人做负功c车厢对人做正功 d车厢对人不做功答案c2 (2015海南单科)假设摩托艇受到的阻力的大小正比于它的速率。如果摩托艇发动机的输出功率变为原来的2倍，则摩托艇的最大速率变为原来的a4倍b2倍c.倍d.倍解析因摩托艇受到的阻力fkv，设原来的发动机的输出功率为p，最大速率为vm。输出功率为2p时，最大速率为vm，由pfvfvmkv得vm ，所以，因此a、b、c错，d对。答案d3 (多选)如图5115所示，一根细绳的上端系在o点，下端系一个重球b，放在粗糙的斜面体a上。现用水平推力f向右推斜面体使之在光滑水平面上向右匀速运动一段距离(细绳尚未到达平行于斜面的位置)。在此过程中图5115a摩擦力对重球b不做功b摩擦力对重球b做正功c水平推力f和重球b对a做功的大小相等da对重球b所做的功与重球b对a所做的功大小相等解析因为斜面对b的摩擦力沿斜面向下，与b的位移方向夹角为锐角，所以斜面对b的摩擦力做正功，a错误、b正确；斜面对b的弹力和b对斜面的弹力是一对作用力和反作用力，大小相等，斜面在弹力方向上的位移大小等于b在弹力方向上的位移大小。所以斜面与b间的弹力对b所做的功与对斜面做的功的绝对值相等，c错误、d正确。答案bd4(2016合肥模拟)如图5116甲所示，两物体a、b叠放在光滑水平面上，对a施加一水平力f，ft关系图象如图乙所示。两物体在力f作用下由静止开始运动，且始终保持相对静止，则图5116a1 s末拉力f的瞬时功率最大b第2 s末拉力f的功率大于第3 s末拉力f的功率c04 s内，任意时刻a对b摩擦力的功率一定小于拉力f的功率d04 s，a对b摩擦力的平均功率为零解析对整体受力分析可知，水平方向只受拉力，故02 s整体做加速运动，24 s做减速运动直到静止，故2 s末速度最大，1 s末拉力f的大小是最大的，但此时的功率不一定最大，a错误；第2 s末，因为拉力为零，此时拉力的功率为零，故小于第3 s末拉力f的功率，b错误；04 s内，当拉力为零时，此时a对b摩擦力为零，a对b摩擦力的功率等于拉力f的功率，c错误；04 s内，物体b的动能变化量为零，即a对b摩擦力的总功为零，则此段时间内的平均功率为零，d正确。答案d5如图5117所示，一质量为m、长为l的木板，放在光滑的水平地面上，在木板的右端放一质量为m的小木块，用一根不可伸长的轻绳通过光滑的定滑轮分别与m、m连接，木块与木板间的动摩擦因数为，开始时木块和木板静止，现用水平向右的拉力f作用在m上，在将m拉向木板左端的过程中，拉力至少做功为图5117a2mgl b.mglc(mm)gl dmgl解析在拉力f的作用下，m、m缓慢匀速运动，使m被拉到木板的左端的过程中，拉力做功最少，设此时绳的拉力为ft，则ftmg，ftmgf，当m到达m左端时，m向右运动的位移为，故拉力做功wfmgl，故d正确。答案d6如图5118所示，木板可绕固定水平轴o转动。木板从水平位置oa缓慢转到ob位置，木板上的物块始终相对于木板静止。在这一过程中，物块克服重力做功为2 j。用fn表示物块受到的支持力，用ff表示物块受到的摩擦力。在此过程中，以下判断正确的是图5118afn和ff对物块都不做功bfn对物块做功为2 j，ff对物块不做功cfn对物块不做功，ff对物块做功为2 jdfn和ff对物块所做功的代数和为0解析由做功的条件可知：只要有力，并且物块沿力的方向有位移，那么该力就对物块做功。由受力分析知，支持力fn做正功，但摩擦力ff方向始终和速度方向垂直，所以摩擦力不做功。由动能定理wmgh0，故支持力fn做功为mgh，b正确。答案b7中国版“野牛”级重型气垫船，自重达540吨，最高速度为108 km/h，装有“m70”大功率燃气轮机，该机额定输出功率为8 700 kw。假设“野牛”级重型气垫船在海面航行过程中所受的阻力ff与速度v成正比，即ffkv。则下列说法错误的是a“野牛”级重型气垫船的最大牵引力为2.9105 nb在额定输出功率下以最高时速航行时，气垫船所受的阻力为2.9105 nc以最高时速一半的速度匀速航行时，气垫船发动机的输出功率为2 175 kwd从题中给出的数据，能计算阻力ff与速度v的比值k解析由f可得在额定输出功率下以最高时速航行时，“野牛”级重型气垫船的牵引力：f n2.9105 n，阻力与牵引力大小相等，b正确；当气垫船的速度小于最高时速时，提供的牵引力大于2.9105 n，a错误；由ffkv可得k ns/m，d正确；若以最高时速一半的速度匀速航行，则有pffv2 175 w，c正确。答案a8 (多选)质量为1 500 kg的汽车在平直的公路上运动，vt图象如图5119所示。由此可求图5119a前25 s内汽车的位移b前10 s内汽车所受的牵引力c前10 s内汽车的平均速度d1525 s内合外力对汽车所做的功解析汽车在前25 s内的位移为vt图象与t轴所围面积，x总450 m，前10 s内汽车的平均速度 m/s10 m/s，汽车在1525 s内做匀加速直线运动，w合mvmv3.75105 j，而由ffma，因f未知，故无法求前10 s内汽车的牵引力，故本题应选a、c、d。答案acd9 (多选)(2016南昌模拟)如图5120所示为汽车的加速度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，最大车速为30 m/s，则图5120a汽车所受阻力为2103 nb汽车在车速为15 m/s时，功率为6104 wc汽车匀加速的加速度为3 m/s2d汽车匀加速所需时间为5 s解析设汽车所受阻力大小为ff，由汽车的加速度和车速倒数的关系图象可知，汽车从静止开始先做匀加速运动，加速度a2 m/s2，直到速度达到v110 m/s，则匀加速阶段所用时间为t5 s，此时汽车的牵引力功率达到最大，即pm(ffma)v1；接下来做加速度逐渐减小的变加速运动，汽车的牵引力功率保持不变，当速度达到v230 m/s时，加速度为零，此时pmffv2，则解得ff2103 n，pm6104 w，当汽车在车速为15 m/s时，功率为6104 w，所以正确选项为a、b、d。答案abd二、计算题(共37分)10 (10分)(2016日照模拟)如图5121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：图5121 (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：x2l，根据公式wfxcos ，得w1mgsin 2l2 000 j。(2)重力做功：w2mghmglsin 2 000 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)2 000 j(2)2 000 j(3)011 (13分)如图5122甲所示，一辆货车车厢内紧靠前挡板处有一物体a，其质量m1103 kg，与车厢间的动摩擦因数0.83。物体a与货车一起以速度v10 m/s，在倾角37的足够长斜坡上匀速向上行驶。从某时刻开始货车加速运动，vt图象如图乙所示，物体a与车厢后挡板接触前，已与货车速度相同，此时货车已经做匀速直线运动(空气阻力不计，g取10 m/s2，sin 370.6，cos 370.8)。在这个相对滑动过程中，求：图5122(1)物体a的加速度大小；(2)物体a的相对滑动时间；(3)摩擦力对物体a所做的功(结果保留两位有效数字)。解析(1)设物体a与车厢发生相对滑动时的加速度为a，由牛顿第二定律有：mgcos mgsin ma所以物体a的加速度：a0.64 m/s2(2)由vt图象可知，货车的加速度：a0.8 m/s2a所以货车匀速运动后，物体a仍继续向前加速一段时间才与车厢保持相对静止。由vt图象可知，物体匀加速运动的末速度为：vt18 m/s设从物体与车厢发生相对滑动到相对静止的时间为t由匀变速直线运动规律有：vtvat解得：t12.5 s(3)由匀变速直线运动规律可得物体a的位移：xvtat2故摩擦力对物体a做的功为：wmgcos x联立以上两式并代入数据可得摩擦力对物体a做的功：w1.2106 j。答案(1)0.64 m/s2(2)12.5 s(3)1.2106 j12 (14分)如图5123所示，水平传送带正以v2 m/s的速度运行，两端水平距离l8 m，把一质量m2 kg的物块轻轻放到传送带的a端，物块在传送带的带动下向右运动，若物块与传送带间的动摩擦因数0.1，不计物块的大小，g取10 m/s2，则把这个物块从a端传送到b端的过程中，摩擦力对物块做功的平均功率是多少？1 s时，摩擦力对物块做功的功率是多少？皮带克服摩擦力做功的功率是多少？图5123解析物块刚放到传送带上时，由于与传送带有相对运动，物块受向右的滑动摩擦力，物块做加速运动，摩擦力对物块做功，求出物块在摩擦力作用下的位移和运动时间物块受向右的摩擦力为：ffmg0.1210 n2 n加速度为ag0.110 m/s21 m/s2当物块与传送带相对静止时，物块的位移为：x m