【全程复习方略】高考物理一轮总复习 第五章 第1讲 功 和 功 率课时提能演练 新人教版(1).doc

功和功率(45分钟100分)一、选择题(本大题共10小题,每小题7分,共70分。每小题只有一个选项正确)1.(2014龙岩模拟)质量为m的汽车,启动后发动机以额定功率p沿水平道路行驶,经过一段时间后将达到以速度v匀速行驶,若行驶中受到的摩擦阻力大小不变,则在加速过程中车速为v3时,汽车的加速度大小为()a.3pmvb.2pmvc.pmvd.0【解题指南】解答本题需把握以下两个方面:(1)匀速运动时,汽车的牵引力与阻力大小相等且有p=fv。(2)汽车的功率不变,车速变小时,牵引力变大,a=f合m=f-fm。【解析】选b。由汽车以额定功率p沿水平道路以速度v匀速行驶得f1=f,所以p=fv,f=pv,又由p=f2v3,得f=3pv,车速为v3时,汽车的加速度大小为a=f2-fm=2pmv,所以选项b正确。2.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s,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.mgsb.mgsc.mgscos+sind.mgs1+tan【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w=fscos=mgs1+tan,所以d正确。3.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wff=mgaccos+mgcb,由题图可知accos+cb=l,由两式联立可得:wff=mgl,故b正确。4.如图所示,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()a.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【解析】选c。人受到重力、支持力、摩擦力和车厢对人的推力,后面三个力的施力物体为车厢,因为人与车厢相对静止,所以有向右的加速度,重力和支持力不做功,人受到车厢的摩擦力和推力两个力的合力,合力方向与速度方向相同,因此合力做正功,c项正确。5.质量为2t的汽车,发动机牵引力的功率为30kw,汽车在水平路面上行驶能达到的最大速度为15m/s,若汽车所受阻力恒定,则汽车的速度为10 m/s时的加速度为()a.1 m/s2b.0.5 m/s2c.2 m/s2d.2.5 m/s2【解析】选b。当汽车达到最大速度时,牵引力等于阻力,即f阻=pvm=2103n,当汽车速度为10m/s时,汽车所受到的牵引力为f=pv=3103n,由牛顿第二定律可得:f-f阻=ma,那么汽车的加速度为a=103n2103kg=0.5m/s2,选项b正确,其他选项错误。6.如图所示,水平抛出的物体抵达斜面上端p处时,其速度方向恰好沿着斜面向下,然后沿斜面无摩擦滑下,在如图所示的图像中正确描述物体重力的功率pg随时间t变化的图像是()【解析】选c。水平抛出的物体到达斜面上端p点之前,物体沿竖直方向的速度v=gt,重力的功率为pg=mg2t,pg与t成正比;物体沿斜面下滑过程中,沿斜面方向速度v=gsint(为斜面倾角),重力的功率为pg=mgsin(gsint)=mg2sin2t,pg与t成正比,且倾斜直线斜率满足mg2mg2sin2,则选项c正确,其他选项错误。7.如图所示,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,将m拉向木板左端的过程中,拉力至少做功为()a.2mglb.12mglc.(m+m)gld.mgl【解析】选d。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ft=mg,ft+mg=f,当m到达m左端时,m向右运动的位移为l2,故拉力做功w=fl2=mgl,故d正确。8.(2014莆田模拟)如图所示,物体a、b质量相同,a放在光滑的水平面上,b放在粗糙的水平面上,在相同的水平力f作用下,由静止开始都通过了相同的位移s。那么()a.力f对a、b做功相等,但对a做功的平均功率较大b.力f对b做功较多,做功的平均功率也较大c.力f对a做功较多,做功的平均功率也较大d.力f对a、b做的功和做功的平均功率都相同【解析】选a。由功的定义可知选项b、c错;由于物体a在光滑的水平面上获得的加速度大,通过相同的位移用的时间短,所以f对a做功的功率较大,故选项a正确,选项d错。9.如图所示,物体受到水平推力f的作用在粗糙水平面上做直线运动。监测到推力f、物体速度v随时间t变化的规律如图所示。取g=10m/s2,则()a.第1s内推力做功为1jb.第2s内物体克服摩擦力做的功为w=2.0jc.第1.5s时推力f的功率为2wd.第2s内推力f做功的平均功率p=1.5w【解析】选b。第1s内物体保持静止状态,在推力方向没有位移产生,故做功为0,a选项错误;由图像可知,第3s内物体做匀速运动,f=2n,故f=ff=2n,由v-t图像知,第2s内物体的位移x=1212m=1 m,第2 s内物体克服摩擦力做的功w=ffx=2.0j,故b选项正确;第1.5s时物体的速度为1m/s,故推力的功率为3w,c选项错误;第2s内推力f=3n,推力f做功wf=fx=3.0j,故第2s内推力f做功的平均功率p=wft=3w,故d选项错误。10.一质量为m的物体在水平恒力f的作用下沿水平面运动,在t0时刻撤去力f,其v-t图像如图所示。已知物体与水平面间的动摩擦因数为,则下列关于力f的大小和力f做功w的大小关系式正确的是()a.f=mgb.f=2mgc.w=mgv0t0d.w=32mgv0t0【解析】选d。在t0时刻前,f-mg=mv0t0,在t0时刻以后,-mg=-mv02t0,由以上两式可得f=3mg,因此选项a、b均不对;在0至t0时间内,w-mg12v0t0=12mv02,在t0至3t0时间内,-mg12v0(2t0)=-12mv02,因此力f做的功为w=32mgv0t0,选项d正确,而选项c错误。二、非选择题(本大题共2小题,共30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)11.(2014汕头模拟)(14分)如图甲所示,质量为1kg的物体置于固定斜面上,现对物体施以平行于斜面向上的拉力f,1s后将拉力撤去,物体运动的v-t图像如图乙所示,试求:(1)拉力f的大小;(2)拉力f在第1s内的平均功率。【解析】(1)由v-t图像知,当撤去拉力f后,物体做匀减速直线运动,加速度大小a=6m/s2。(2分)由牛顿第二定律得ff=ma=6n,(2分)当物体受拉力f的作用时,由牛顿第二定律得f-ff=ma,(2分)其中由题图知加速度a=12m/s2,(2分)所以f=18n。(2分)(2)物体在拉力f作用下的位移x=12at2=6m,(2分)所以拉力f在第1s内的平均功率p=fxt=1861w=108 w。(2分)答案:(1)18n(2)108 w12.(能力挑战题)(16分)质量为1.0103kg的汽车,沿倾角为30的斜坡由静止开始向上运动,汽车在运动过程中所受摩擦阻力大小恒为2000n,汽车发动机的额定输出功率为5.6104w,开始时以a=1m/s2的加速度做匀加速运动(g=10m/s2)。求:(1)汽车做匀加速运动的时间t1;(2)汽车所能达到的最大速率;(3)若斜坡长143.5m,且认为汽车达到坡顶之前,已达到最大速率,则汽车从坡底到坡顶需多少时间?【解析】(1)根据牛顿第二定律有:f-mgsin30-ff=ma(1分)设匀加速的末速度为v,则有:p=fv(1分)v=at1(1分)代入数值,联立解得匀加速的时间为t1=7s(1分)(2)当达到最大速度vm时,有:p=(mgsin30+ff)vm(2分)解得汽车的最大速度为vm=8m/s(1分)(3)汽车匀加速运动的位移为s1=12at12=24.5m(2分)在后一阶段牵引力对汽车做正功,重力和阻力做负功,根据动能定理有:pt2-(mgsin30+ff)s2=12mvm2-12mv2(2分)又有s2=s-s1(2分)代入数值,联立求解得:t2=15s(1分)