2014高三物理一轮复习 第五章 第1讲 功和功率2

1 第五章第五章 第第 1 1 讲讲 功和功率功和功率 2 2 时间 45 分钟 满分 100 分 一 选择题 本题共 10 小题 每小题 7 分 共 70 分 在每小题给出的四个选项中 有的只有一个选项正确 有的有多个选项正确 全部选对的得 7 分 选对但不全的得 4 分 有选错的得 0 分 1 图 5 1 17 2013 届广州一中模拟 如图 5 1 17 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 轮胎受到地面的摩擦力做了负功 B 轮胎受到的重力做了正功 C 轮胎受到的拉力不做功 D 轮胎受到地面的支持力做了正功 2 图 5 1 18 如图 5 1 18 所示 质量为m的物体置于倾角为 的斜面上 物体与斜面间的动摩 擦因数为 在外力作用下 斜面以加速度a沿水平方向向左做匀加速运动 运动中物体 m与斜面体相对静止 则关于斜面对m的支持力和摩擦力的下列说法中正确的是 A 支持力一定做正功 B 摩擦力一定做正功 C 摩擦力可能不做功 D 摩擦力可能做负功 3 2013 届汉中模拟 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 4 2013 届咸阳一中检测 如图 5 1 19 所示 木板质量为M 长度为L 小木块质 量为m 水平地面光滑 一根不计质量的轻绳跨过定滑轮分别与M和m连接 小木块与木 板间的动摩擦因数为 开始时木块静止在木板左端 现用水平向右的力将m拉至右端 2 拉力至少做功为 图 5 1 19 A mgL B 2 mgL C mgL 2 D M m gL 5 如图 5 1 20 所示 质量为m的小球以初速度v0水平抛出 恰好垂直打在倾角为 的斜面上 不计空气阻力 则球落在斜面上时重力的瞬时功率为 图 5 1 20 A mgv0tan B mgv0 tan C D mgv0cos mgv0 sin 6 图 5 1 21 2013 届扬州模拟 如图 5 1 21 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 mgvt cos C 挡板对小球的弹力做功为零 D 合力对小球做功为零 7 如图 5 1 22 甲所示 质量m 2 kg 的物块放在光滑水平面上 在P点的左方始 终受到水平恒力F1的作用 在P点的右方除F1外还受到与F1在同一条直线上的水平恒力 F2的作用 物块从A点由静止开始运动 在 0 5 s 内运动的v t图象如图乙所示 由图 可知下列判断正确的是 3 甲 乙 图 5 1 22 A t 2 5 s 时 物块经过P点 B t 2 5 s 时 物块距P点最远 C t 3 s 时 恒力F2的功率P为 10 W D 在 1 3 s 的过程中 F1与F2做功之和为 8 J 8 图 5 1 23 2013 届陵水模拟 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 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 5 1 23 所示 g取 10 m s2 下列说法中正确的是 A 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 W B 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 W C 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 6 W D 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 15 W 9 一汽车质量为 3 103 kg 它的发动机额定功率为 60 kW 它以额定功率匀速行驶 时速度为 120 km h 若汽车行驶时受到的阻力和汽车的重力成正比 下列说法中正确的是 A 汽车行驶时受到的阻力大小为 1 8 103 N B 汽车以 54 km h 的速度匀速行驶时消耗的功率为 30 kW C 汽车消耗功率为 45 kW 时 若其加速度为 0 4 m s2 则它行驶的速度为 15 m s D 若汽车保持额定功率不变从静 止状态启动 汽车启动后加速度将会越来越小 10 2012 黄冈中学检测 一个质量为 50 kg 的人乘坐电梯 由静止开始上升 整个 过程中电梯对人做功的功率随时间变化的P t图象如图 5 1 24 所示 g 10 m s2 加 速和减速过程均为匀变速运动 则以下说法正确的是 4 图 5 1 24 A 图中P1的值为 900 W B 图中P2的值为 1 100 W C 电梯匀速阶段运动的速度为 2 m s D 电梯加速运动过程中对人所做的功大于减速阶段对人所做的功 二 非选择题 本题共 2 小题 共 30 分 计算题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 图 5 1 25 14 分 2012 南京模拟 如图 5 1 25 所示 质量为m的小球用长L的细线悬挂而 静止在竖直位置 在下列三种情况下 分别用水平拉力F将小球拉到细线与竖直方向成 角的位置 在此过程中 拉力F做的功各是多少 1 用F缓慢地拉 2 F为恒力 3 若F为恒力 而且拉到该位置时小球的速度刚好为零 12 16 分 一辆汽车质量为 1 103 kg 最大功率为 2 104 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 3 103 N 其行驶过程中牵引力F与车速的倒数 的关系如图 5 1 26 所示 试求 1 v 图 5 1 26 1 根据图线ABC判断汽车做什么运动 2 v2的大小 5 3 整个运动过程中的最大加速度 答案与解析 1 解析 轮胎受力如图所示 因轮胎位移方向水平向右 故拉力F对轮胎做正功 摩擦力Ff对 轮胎做负功 重力和支持力对轮胎均不做功 故只有 A 项正确 答案 A 2 解析 因加速度a的大小情况不确定 故物体m可能不受摩擦力 也可能受沿 斜面向上或向下的摩擦力 故摩擦力对物体做功情况不确定 B 错误 C D 正确 因支持 力与位移方向夹角小于 90 故支持力一定做正功 A 正确 答案 ACD 3 解析 由F Ff ma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v at可知 A 正确 而x at2 故 B 错误 由WF F x F at2可知 1 2 1 2 D 错误 答案 A 4 解析 m缓慢运动至右端 拉力F做功最小 其中F mg FT FT mg 小木块位移为 所以WF F mgL L 2 L 2 答案 A 5 解析 如图所示 由于v垂直于斜面 可求出小球落在斜面上时速度的竖直 分量v2 v0 tan 此时重力做功的瞬时功率为P mgv B 正确 mgv0 tan 6 答案 B 6 解析 分析小球受力如图所示 可求得 FN1 mgtan FN2 因此 mg cos 斜劈对小球弹力做功W2 FN2 vt cos 90 mgvtta n 挡板对小球的弹力做功 为W1 FN1vt mgvttan 重力和合外力对小球做功均为零 故 A D 正确 B C 错 误 答案 AD 7 解析 根据题图乙可知t 1 s 时 物块由加速变为减速 结合题干条件可判 断t 1 s 时 物块经过P点 A 错 根据v t图象的物理意义可知t 2 5 s 时 物块向 右运动位移最大 即距P点最远 B 对 根据牛顿第二定律得F1 ma1 F2 F1 ma2 结合 图象联立解得F2 10 N t 3 0 s 时 v a2t 1 m s 所以 恒力F2的功率 P F2v 10 W C 对 根据动能定理得在 1 3 s 的过程中 F1与F2做功之和 W mv mv 8 J D 对 1 22 2 1 22 1 答案 BCD 8 解析 前 3 m 位移内拉力F1 N 5 N W1 x1 15 3 前 3 m 的加速度a1 1 5 m s2 F1 mg m 前 3 m 末速度v1 3 m s 2a1x1 后 6 m 位移内拉力F2 N 2 N W x2 27 15 6 a2 0 物体做匀速运动 F2 mg m 所以整个过程中拉力的最大功率为 Pmax F1v1 5 3 W 15 W 答案 D 7 9 解析 由P Fv可得汽车以额定功率P 60 kW 以速度v 120 km h 100 3 m s 匀速行驶时 受到的阻力大小为f F P v 1 8 103 N A 项正确 汽车以 54 km h 的速度匀速行驶时消耗的功率为P fv 1 8 103 15 W 27 kW B 项错 汽车消耗功率 为 45 kW 行驶的速度为 15 m s 时 其牵引力F P v 3 103 N 由牛顿第二定律得加速 度a 0 4 m s2 C项正确 若汽车保持额定功率不变从静止状态启动 其牵引力F F f m 随汽车速度的增大而减小 所以汽车启动后加速度将会越来越小 D 项正确 答案 ACD 10 解析 由于加速和减速过程均为匀变速运动 所以每个过程中电梯对人的作 用力均为恒力 由题图可知在第 2 5 s 过程中 电梯匀速上升 电梯 对人的支持力大小等于重力 500 N 由P Fv可知 电梯以 2 m s 的速度匀速上升 C 正确 电梯加速上升的末速度和减速上升的初速度均为 2 m s 其加速度分别为 1 m s2和 0 5 m s2 由牛顿第二定律得加速过程F2 mg ma 550 N 减速过程F1 mg ma2 475 N 故 P2 F2v 1 100 W P1 F1v 950 W 故 A 项错 B 项正确 在P t图象中 图线与坐标 轴所围的面积表示电梯对人的支持力所做的功 由图象易知 加速过程中电梯对人所做的 功小于减速过程中电梯对人所做的功 D 项错误 答案 BC 11 解析 1 用力F缓慢地拉小球时 拉力F为变力 由能量守恒定律得拉力F 的功WF mgL 1 cos 2 F为恒力时 根据功的公式得F做的功为 WF FLsin 3 因拉力为恒力 故拉力的功WF FLsin 又因拉到该处时小球的速度刚好为零 由动能定理可得 WF mgL 1 cos 答案 1 mgL 1 cos 2 FLsin 3 FLsin 或mgL 1 cos 12 解析 1 题图中图线AB段牵引力F不变 阻力Ff不变 汽车做匀加速直线 运动 图线