（全国通用版）2018高考物理大一轮复习 第五章 机械能（第1课时）功 功率检测.doc

第五章机械能第1课时功功率【基础巩固】功的理解与计算1.如图所示,拖着旧橡胶轮胎跑是身体耐力训练的一种有效方法.如果某受训者拖着轮胎在水平直道上跑了100 m,那么下列说法正确的是(a)a.轮胎受到地面的摩擦力对轮胎做了负功b.轮胎受到的重力对轮胎做了正功c.轮胎受到的拉力对轮胎不做功d.轮胎受到地面的支持力对轮胎做了正功解析:根据力做功的条件,轮胎受到的重力和地面的支持力都与位移垂直,这两个力均不做功,选项b,d错误;轮胎受到地面的摩擦力与位移方向相反,做负功,选项a正确;拉力与位移夹角小于90,做正功,选项c错误.2.如图所示,演员正在进行杂技表演.由图可估算出他将一只鸡蛋抛出的过程中对鸡蛋所做的功最接近于(a)a.0.3 jb.3 jc.30 jd.300 j解析:该题是估算题:一个鸡蛋质量约为50 g,鸡蛋上升高度约为0.5 m,则人对一个鸡蛋所做的功为w=mgh=0.25 j,故选项a正确.3.(2016上海松江期末)质量为m、初速度为零的物体,在不同变化的合外力f作用下都通过位移x0,下列各种情况中合外力做功最多的是(c)解析:力f随位移x变化的图线与x轴包围的面积表示功,合外力做功最多的是图c.4.(2016浙江温州模拟)在篮球比赛中,某位同学获得罚球机会,他站在罚球线处用力将篮球投出,篮球约以1 m/s的速度撞击篮筐.已知篮球质量约为0.6 kg,篮筐离地高度约为3 m,忽略篮球受到的空气阻力,则该同学罚球时对篮球做的功大约为(g=10 m/s2)(b)a.1 j b.10 j c.50 j d.100 j解析:由功能关系,该同学罚球时对篮球做的功大约为w=mgh+12mv2=0.610(3-1.5) j+120.612 j=9.3 j,选项b正确.5.导学号 00622309运输人员要把质量为m、体积较小的木箱拉上汽车.现将长为l的木板搭在汽车尾部与地面间构成一固定斜面,然后把木箱沿斜面拉上汽车.斜面与水平地面成30角,拉力与斜面平行.木箱与斜面间的动摩擦因数为,重力加速度为g.则将木箱拉上汽车,拉力至少做功(c)a.mgl b.mgl2c.12mgl(1+3)d.32mgl+mgl解析:以木箱为研究对象,将木箱拉上汽车,重力做功wg=-mglsin 30=-12mgl,摩擦力做功wff=-mglcos 30-32mgl,所以拉力至少做功wf=-(wg+wff)=12mgl(1+3),选项c正确.功率的分析与计算6.一个成年人以正常的速度骑自行车,受到的阻力为总重力的0.02倍,则成年人骑自行车行驶时的功率最接近于(c)a.1 w b.10 w c.100 wd.1 000 w解析:设人和车的总质量为100 kg,匀速行驶时的速率为5 m/s,匀速行驶时的牵引力与阻力大小相等f=0.02mg=20 n,则人骑自行车行驶时的功率为p=fv=100 w,故c正确.7.(多选)位于水平面上的物体在水平恒力f1作用下做速度为v1的匀速运动;若作用力变为斜向上的恒力f2,物体做速度为v2的匀速运动,且f1与f2功率相同.则可能有(bd)a.f2=f1,v1v2b.f2=f1,v1f1,v1v2d.f2f1,v1v2解析:水平恒力f1作用下的功率p1=f1v1,f2作用下的功率p2=f2v2cos ,现p1=p2,若f2=f1,一定有v1v2,因此选项a错误,b正确;由于两次都做匀速直线运动,因此第一次的摩擦力ff1=mg=f1,而第二次的摩擦力ff2=(mg-f2sin )=f2cos ,显然ff2ff1,即f2cos f1还是f2f1都会有v1v2,因此选项c错误,d正确.8.导学号 00622310(2016四川绵阳二诊)如图所示,质量为m的小球(可视为质点)用长为l的细线悬挂于o点,自由静止在a位置.现用水平力f缓慢地将小球从a拉到b位置而静止,细线与竖直方向夹角为=60,此时细线的拉力为f1,然后放手让小球从静止返回,到a点时细线的拉力为f2,则(a)a.f1=f2=2mgb.从a到b,拉力f做功为f1lc.从b到a的过程中,小球受到的合外力大小不变d.从b到a的过程中,小球重力的瞬时功率一直增大解析:在b位置根据平衡条件有f1=mgcos60=2mg,在a位置根据牛顿第二定律有f2-mg=mv2l,从b到a利用动能定理得mgl(1-cos 60)=12mv2,联立可知f2=2mg,选项a正确;从a到b利用动能定理得wf-mgl(1-cos 60)=0,解得拉力f做功为wf=mgl2,选项b错误;从b到a的过程中,小球受到的合外力大小时刻发生变化,选项c错误;在最高点时小球的速度为零,重力的瞬时功率为零,在最低点时小球竖直方向的速度为零,重力的瞬时功率为零,即从b到a的过程中,小球重力的瞬时功率先增大后减小,选项d错误.机车的启动问题9.(2016北京东城区期末)清洁工人在清洁城市道路时驾驶洒水车沿平直粗糙路面匀速行驶,当洒水车行驶到某路口时开始洒水,若洒水车的速度保持不变,且所受阻力与车重成正比,则开始洒水后(d)a.洒水车受到的牵引力保持不变b.洒水车受到的牵引力逐渐增大c.洒水车发动机的输出功率保持不变d.洒水车发动机的输出功率不断减小解析:设洒水车的质量为m,洒水车所受的牵引力为f、阻力为f,因为洒水车所受阻力与车重成正比,即f=kmg,由平衡条件得f=kmg,因为洒水车在洒水过程中质量不断减小,故洒水车所受的牵引力减小,选项a,b错误;洒水车发动机的输出功率p=fv,因f减小,故p减小,选项c错误,d正确.10.(2015全国卷,17)一汽车在平直公路上行驶.从某时刻开始计时,发动机的功率p随时间t的变化如图所示.假定汽车所受阻力的大小f恒定不变.下列描述该汽车的速度v随时间t变化的图线中,可能正确的是(a)解析:由题意知汽车发动机的功率为p1,p2时,汽车匀速运动的速度为v1,v2满足p1=fv1,p2=fv2,即v1=p1/f,v2=p2/f.若t=0时刻v0v1的情况,故不作分析.在t1时刻,发动机的功率突然由p1增大到p2,而瞬时速度未来得及变化,则由p=fv知牵引力突然增大,则汽车立即开始做加速运动,有p2v-f=ma2,同样,a2随v的增大而减小,直到a2=0时开始匀速运动,故选项a正确,c错误.11.(多选)汽车发动机的额定功率为p1,它在水平路面上行驶时受到的阻力f阻大小恒定,汽车在水平路面上由静止开始运动,最大速度为v,汽车发动机的输出功率随时间变化的图像如图所示.则汽车(ac)a.0t1做匀加速运动,牵引力恒定b.0t1做变加速运动,牵引力增大c.t1后加速度逐渐减小,速度达到v后做匀速运动d.t1后牵引力恒定,与阻力大小相等解析:由题图可知0t1汽车发动机的功率p=kt(k为图像斜率,为定值),由功率p=fv可知,p=fat=ff-f阻mt=f2-ff阻mt,由于阻力f阻大小恒定,则牵引力f恒定,故选项a正确,b错误;在t1后功率p=p1恒定不变,但在t1时牵引力ff阻,故速度继续增加,则f开始减小,加速度开始减小,当f=f阻时,加速度减为零,速度增加到最大为v,此后汽车开始做匀速运动,故选项c正确,d错误.【素能提升】12.导学号 00622311(多选)如图所示,细绳的一端绕过定滑轮与木箱相连,现以大小恒定的拉力f拉动细绳,将静置于a点的木箱经b点移到c点(ab=bc),地面平直且与木箱的动摩擦因数处处相等.设从a到b和从b到c的过程中,f做功分别为w1,w2,克服摩擦力做功分别为q1,q2,木箱经过b,c时的动能和f的功率分别为ekb,ekc和pb,pc,则下列关系一定成立的有(ab)a.w1w2b.q1q2c.ekbekcd.pbpc解析:f做功w=flcos (为绳与水平方向的夹角),在ab段和bc段相比较,f大小相同,l相同,而逐渐增大,故w1w2,选项a正确;木箱运动中,支持力逐渐减小,摩擦力逐渐减小,故q1q2,选项b正确;因为木箱运动情况不能确定,故动能关系、功率关系无法确定,选项c,d错误.13.导学号 00622312质量为2 kg的物体放在动摩擦因数为=0.1 的水平面上,在水平拉力f的作用下,从o点由静止开始运动,拉力做的功w和物体发生的位移x之间的关系如图所示,取g=10 m/s2.下列说法中正确的是(a)a.此物体在oa段做匀加速直线运动,且整个过程中拉力的最大功率为15 wb.此物体在ab段做匀速直线运动,且整个过程中拉力的最大功率为6 wc.此物体在ab段做匀加速直线运动,且整个过程中拉力的最大功率为15 wd.此物体在oa段做匀速直线运动,且整个过程中拉力的最大功率为15 w解析:对物体受力分析,物体受到的摩擦力为ff=fn=mg=0.1210 n=2 n,由图像可知,斜率表示的是物体受到的力的大小,oa段的拉力为5 n,ab段的拉力为2 n,所以物体在oa段做匀加速运动,在ab段做匀速直线运动,选项c,d错误;在oa段的拉力为5 n,物体做加速运动,当速度最大时,拉力的功率最大,由v=at,x=12at2,a=f-ffm,代入数值解得v=3 m/s,此时的最大功率为p=fv=53 w=15 w,在ab段,物体匀速运动,最大速度的大小为3 m/s,拉力的大小为2 n,所以此时的最大功率为p=fv=23 w=6 w,所以在整个过程中拉力的最大功率为15 w,故选项a正确,b错误.14.导学号 00622313(多选)如图(甲)所示,静止在水平面上的物体在竖直向上的拉力f作用下开始向上加速运动,拉力的功率恒定为p,运动过程中所受空气阻力大小不变,物体最终做匀速运动,物体运动速度的倒数与加速度a的关系如图(乙)所示,若重力加速度为g,下列说法正确的是(ad)a.物体的质量为pv0a0b.空气阻力大小为pv0c.物体加速运动的时间为v0a0d.物体匀速运动的速度大小为v0解析:根据题意得p=fv,由牛顿第二定律得f-mg-f阻=ma,故得1v=mpa+mg+f阻p,由图(乙)得mp=1v0a0,mg+f阻p=1v0,得m=pv0a0,f阻=p(a0-g)v0a0,此时有v=pf=pmg+f阻=v0,故选项a,d正确,b,c错误.15.导学号 00622314一辆汽车质量为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1v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.解析:(1)题图中图线ab段牵引力f不变,阻力f阻不变,汽车做匀加速直线运动,图线bc的斜率表示汽车的功率p,p不变,则汽车做加速度减小的加速运动,直至达到最大速度v2,此后汽车做匀速直线运动.(2)当汽车的速度为v2时,牵引力为f1=1103 n,v2=pmf1=21041103 m/s=20 m/s.(3)汽车做匀加速直线运动时的加速度最大阻力f阻=pmv2=210420 n=1 000 n,a=fm-f阻m=(3-1)1031103 m/s2=2 m/s2.答案:(1)见解析(2)20 m/s(3)2 m/s2【备用题】(多选)质量为m的物体放在水平面上,它与水平面间的动摩擦因数为,重力加速度为g,用水平力拉物体,运动一段时间后撤去此力,最终物体停止运动.物体运动的vt图像如图所示.下列说法正确的是(bd)a.水平拉力大小为f=mv0t0b.物体在3t0时间内位移大小为32v0t0c.在0t0时间内水平拉力做的功为12mv02d.在03t0时间内物体克服摩擦力做功的平均功率为12mgv0解析:vt图像的斜率表示加速度,则匀加速运动的加速度大小a1=v0t0,匀减速运动的加速度大小a2=v02t0,根据牛顿第二定律得f