高考物理一轮复习 第5章 机械能 第1讲 功 功率课时作业 新人教版.doc

功 功率一、选择题(17题为单选题，810题为多选题)1.(2015洛阳模拟)把a、b两相同小球在离地面同一高度处以相同大小的初速度v0分别沿水平方向和竖直方向抛出，不计空气阻力，如图所示，则下列说法正确的是()a两小球落地时速度相同b两小球落地时，重力的瞬时功率相同c从开始运动至落地，重力对两小球做的功相同d从开始运动至落地，重力对两小球做功的平均功率相同答案：c解析：a、b两球落地的速度大小相同，方向不同，a错误；由pmgv竖可知，因b球落地时竖直速度较大，故pbpa，b错误；重力做功与路径无关，均为mgh，c正确；因月球从抛出到落地所用时间较长，故ab，d错误。2(2015汕头模拟)一辆汽车从静止出发，在平直的公路上加速前进，如果发动机的牵引力保持恒定，汽车所受阻力保持不变，在此过程中()a汽车的速度与时间成正比b汽车的位移与时间成正比c汽车做变加速直线运动d汽车发动机做的功与时间成正比答案：a解析：由fffma可知，因汽车牵引力f保持恒定，故汽车做匀加速直线运动，c错误；由vat可知，a正确；而xat2，故b错误；由wffxfat2可知，d错误。3.如图所示，一物体在水平恒力作用下沿光滑的水平面做曲线运动，当物体从m点运动到n点时，其速度方向恰好改变了90，则物体在m点到n点的运动过程中，物体的动能将()a不断增大 b不断减小c先减小后增大 d先增大后减小答案：c解析：从运动合成与分解看受力，必有m方向的力，使其沿m方向速度减小到0，由于有n方向的速度，必有沿n方向的力，即合力为恒力，方向与初速度方向为钝角，故合力做负功，故动能减小；随着运动的变化合外力的方向与运动方向间的夹角逐渐减小，为锐角，合外力做正功，动能增加。4. (经典题)在水平面上，有一弯曲的槽道ab，槽道由半径分别为和r的两个半圆构成。如图所示。现用大小恒为f的拉力将一光滑小球从槽道a点拉至b点，若拉力f的方向时时刻刻均与小球运动方向一致，则此过程中拉力所做的功为()a零 bfrcfr d2fr答案：c解析：本题可用“微元法”将变力f的功转变为恒力功，由题意知，物体受的拉力f在整个过程中大小不变、方向时刻变化，是变力。但是，如果把圆周分成无数段小微元段，每一小段可近似看成小直线，从而拉力在每一小段上方向不变，每一小段上可用恒力做功的公式计算，然后各段累加起来，便可求得结果。把圆轨道分成l1、l2、l3、ln等微小段，拉力在每一段上为恒力，则在每一段上做的功w1fl1，w2fl2，w3fl3，wnfln，拉力在整个过程中所做的功ww1w2w3wnf(l1l2l3ln)f(rr)fr。5如图所示，小物体位于光滑的斜面上，斜面位于光滑的水平地面上，从地面上看，在小物块沿斜面下滑的过程中，斜面对小物块的作用力()a垂直于接触面，做功为零b垂直于接触面，做功不为零c不垂直于接触面，做功为零 d不垂直于接触面，做功不为零答案：b解析：如图所示，物块初始位置为a，终末位置为b，a到b的位移为s，斜面对小物块的作用力为n，方向始终垂直斜面向上，且从地面看n与位移s方向间夹角为钝角，所以斜面对物块的作用力对物块做功不为零，且为负值。故b项正确。6(2015安徽合肥)如图所示，某同学斜向上抛出一石块，空气阻力不计。下列关于石块在空中运动过程中的速率v、加速度a、水平方向的位移x和重力的瞬时功率p随时间t变化的图象中，正确的是()答案：c解析：石块做斜抛运动，可分解为竖直方向的上抛运动和水平方向的匀速直线运动，水平位移xv0xt与时间成正比，c正确。由于整个过程中石块只受重力，则ag，保持不变，b错误。竖直方向上做上抛运动，所以重力的瞬时功率pmg(v0ygt)，功率与时间不成正比，d错误。石块在运动过程中的速度v，石块的速率先减小后增大，最小为v0x，a错误。7一滑块在水平地面上沿直线滑行，t0时其速度为1m/s。从此刻开始在滑块运动方向上再施加一水平作用力f，力f和滑块的速度v随时间t的变化规律分别如图甲和乙所示。设在第1s内、第2s内、第3s内力f对滑块做的功分别为w1、w2、w3，则以下关系式正确的是()aw1w2w3 bw1w2w3cw1w3w2 dw1w2w3答案：b解析：各秒内位移等于速度图线与横轴所围的“面积”，由乙图可知x111m0.5m，x211m0.5m，x311m1m，结合甲图力的大小，可以求得w110.5j0.5j，w230.5j1.5j，w321j2j，所以选b。8(2016安徽省皖南八校联考)如图所示，质量相等的甲、乙两球被以相同的初速度抛出，初速度与水平方向的夹角均为，甲在空中做抛体运动，乙刚好沿倾角为的足够长光滑斜面向上运动，则下列说法正确的是()a两球到最高点的时间相同b两球到达的最大高度相同c两球运动过程中加速度保持不变d两球到最高点的过程中重力做功的平均功率相同答案：cd解析：甲球在竖直方向以v0sin向上做竖直上抛运动，因此上升到最高点的时间为t1，上升的最大高度为h1，沿斜面向上运动到最高的速度为零，时间为t2，上升的高度h2sin，故ab错误；甲球运动过程中的加速度为g，乙球运动的加速度为gsin，甲乙运动的加速度恒定，故c正确；两球在竖直方向均做匀减速运动到速度为零，竖直方向的初速度为v0sin，因此竖直方向运动的平均速度为v0sin，重力做功的平均功率为pmgvmgv0sin，故d正确。9.(2015宁波模拟)如图所示，摆球的质量为m，悬线的长为l，把悬线拉到水平位置后放手。设在摆球从a点运动到b点的过程中空气阻力f阻的大小不变，则下列说法正确的是()a重力做功为mglb绳的拉力做功为0c空气阻力f阻做功为mgld空气阻力f阻做功为f阻l答案：abd解析：小球下落过程中，重力做功为mgl，a正确；绳的拉力始终与速度方向垂直，拉力做功为0，b正确；空气阻力f阻大小不变，方向始终与速度方向相反，故空气阻力f阻做功为f阻l，c错误，d正确。10(2015南昌模拟)如图所示为汽车的加速度和车速的倒数1/v的关系图象。若汽车质量为2103kg，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30m/s，则()a汽车所受阻力为2103nb汽车在车速为15m/s时，功率为6104wc汽车匀加速的加速度为3m/s2d汽车匀加速所需时间为5s答案：abd解析：由图可知汽车在速度小于10m/s之前做加速度为2m/s2的匀加速直线运动，由时间公式t可得，t5s，c选项错误，d选项正确；当汽车速度等于10m/s时，汽车功率达到最大，即p0fv，而此时ffma，当汽车速度为30m/s时，p0fvmax，解方程可得：f2103n，p06104w，a选项正确；而汽车速度为15m/s时，汽车的功率等于额定功率，b选项正确。二、非选择题11(2016浙江省桐乡市模拟)某兴趣小组制作了一“石炮”，结构如图所示。测得其长臂的长度l4.8m，石块“炮弹”的质量m10.0kg，初始时长臂与水平面间的夹角30。在水平地面上演练，将石块装在长臂末端的开口箩筐中，对短臂施力，使石块升高并获得速度，当长臂转到竖直位置时立即停止转动，石块即被水平抛出，熟练操作后，石块水平射程稳定在x19.2m。不计空气阻力，长臂和箩筐的质量忽略不计。求：(1)石炮被水平抛出的初速度是多大？(2)要达到上述射程人要做多少功？答案：(1)16m/s(2)2000j解析：(1)石块被抛出后做平抛运动：水平方向：sv0t竖直方向：hgt2hllsin解得：v016m/s(2)长臂从初始位置转到竖直位置，根据动能定理wmghmv0解得：w2000j12. 质量为2kg的物体静止在水平地面上，物体与地面间的动摩擦因数为0.2，最大静摩擦力与滑动摩擦力大小视为相等。t0时，物体受到方向不变的水平拉力f的作用，f的大小在不同时间段内有不同的值，具体情况如表格所示(g取10m/s2)。求：时间t(s)02244668拉力f(n)4848(1)4s末拉力的瞬时功率；(2)68s内拉力所做的功；(3)8s内拉力的平均功率。答案：(1)32w(2)96j(2)20w解析：(1)在02s内，拉力等于4n，最大静摩擦力等于4n，故物体静止。在24s内，拉力f8n，由牛顿第二定律得fmgma解得a2m/s2位移为x1a(t)24m4s末物体的速度大小vat4m/s4s末拉力的瞬时功率pfv84m32w(2)在46s内，拉力等于4n，滑动摩擦力等于4n，故物体做匀速直线运动。位移x2vt42m8m在68s内，拉力仍然是f8n，物体的加速度大小仍为a2m/s2。位移x3vta(t)212m拉力所做的功wfx3812j96j(3)8s内拉力做功w084j48j96j160j平均功率20w13解放军某部队用直升飞机抢救一个峡谷中的伤员，直升飞机在空中悬停，其上有一起重机通过悬绳将伤员从距飞机102m的谷底由静止开始起吊到机舱里。已知伤员的质量为80kg，其伤情允许最大加速度为2m/s2，起重机的最大输出功率为9.6kw。为安全地把伤员尽快吊起，操作人员采取的办法是：先让起重机以伤员允许向上的最大加速度工作一段时间，接着让起重机以最大功率工作，达最大速度后立即以最大加速度减速，使伤员到达机舱时速度恰好为零，g取10m/s2。求：(1)吊起过程中伤员的最大速度；(2)伤员向上做匀加速运动的时间；(3)把伤员从谷底吊到机舱所用的时间。答案：(1)12m/s(2)5s(3)14.6s解析：(1)吊起过程中当伤员做匀速运动时其速度最大，此时悬绳中的拉力fmg根据pmaxfvmax解得吊起过程中伤员的最大速度vm12m/s(2)设伤员向上做匀加速运动时受到悬绳的拉力为f1，做匀加速运动的最大速度