2012高三物理一轮复习 5.1功 功率课时练习

第五章第五章 第第 1 1 课时课时 1 某物体同时受到三个力作用而做匀减速直线运动 其中 F1与加速度 a 的方向相同 F2 与速度 v 的方向相同 F3与速度 v 的方向相反 则 A F1对物体做正功 B F2对物体做正功 C F3对物体做负功 D 合外力对物体做负功 解析 因物体做匀减速运动 a 的方向与 v 的方向相反 故 F1对物体做负功 A 错 F2与速度 v 方向相同做正功 B 正确 F3与 v 方向相反做负功 C 正确 合外力的方向与运 动方向相反做负功 故 D 正确 答案 BCD 2 一辆汽车保持功率不变驶上一斜坡 其牵引力逐渐增大 阻力保持不变 则在汽车 驶上斜坡的过程中 A 加速度逐渐增大 B 速度逐渐增大 C 加速度逐渐减小 D 速度逐渐减小 解析 由 P F v 可知 汽车的牵引力逐渐增大 其上坡的速度逐渐减小 汽车的 加速度方向沿坡向下 由牛顿第二定律得 mgsin Ff F ma 随 F 增大 a 逐渐减小 综上所述 C D 正确 A B 错误 答案 CD 3 将一质量为 m 的小球以初速度 v0从倾角为 的斜坡顶向外水平抛出 并落在斜坡上 那么当它击中斜坡时重力做功的功率是 A mgv0cot B mgv0tan C 2mgv0cot D 2mgv0tan 解析 设小球平抛后经过 t 击中斜坡 则有 tan gt 2v0tan 小球击中斜 1 2gt2 v0t 坡时重力做功的功率 P mg v竖 mg gt 2mgv0tan 故只有 D 正确 答案 D 4 2010 年江苏南通测试 如下图所示甲 乙两容器形状不同 容积却相同 现有两块完 全相同的金属块用细线系着分别浸没入同样深度 这时两容器水面相平齐 如果将金属块匀 速提出水面 则下列说法中正确的是 A 将金属块从甲容器中拉出水面的过程中拉力做功多些 B 将金属块从乙容器中拉出水面的过程中拉力做功多些 C 将金属块分别从甲 乙两容器中拉出水面的过程中拉力做功相同 D 将金属块分别从甲 乙两容器中拉出水面的过程中拉力做功多少无法比较 解析 将两金属块分别从甲 乙两容器中拉出水面时 乙容器水面下降的高度大于 甲容器水面下降的高度 可见将金属块从甲容器中拉出水面的位移要大些 所以拉力做功多 些 A 正确 答案 A 5 如图所示两物体与水平地面间动摩擦因数相同 它们的质量相等 在甲图用力 F1拉 物体 在乙图用力 F2推物体 两种情况下两物体都做匀速运动 经相同位移 则 F1和 F2对 物体所做的功 W1和 W2关系为 A W1 W2 B W1 W2 C W1 W2 D 无法比较 解析 两物体均做匀速运动 由平衡条件有 对甲 F1cos mg F1sin 对乙 F2cos mg F2sin 得 F2 F1 cos sin F2 F1 0 所以 F2 F1 WF1 F1scos WF2 F2scos 答案 C 6 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 之间的关系如图所示 g 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 瓦 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 瓦 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 瓦 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 瓦 解析 前 3 m 位移内的拉力为 5 N 根据牛顿第二定律可得加速度 a 1 5 m s2 末 速度为 3 m s 后 6 m 位移内拉力等于 2 N 所以此物体在 AB 段做匀速直线运动 答案 D 7 2009 年辽宁 宁夏卷 水平地面上有一木箱 木箱与地面之间的动摩擦因数为 0 1 现对木箱施加一拉力 F 使木箱做匀速直线运动 设 F 的方向与水平面夹角为 如图 在 从 0 逐渐增大到 90 的过程中 木箱的速度保持不变 则 A F 先减小后增大 B F 一直增大 C F 的功率减小 D F 的功率不变 解析 木箱在 F 作用下向右匀速运动的过程中 受 4 个力作用而平衡 即 Fcos mg Fsin 解得 F F 有极值 所以 A 对 B 错 F 的功率 P Fvcos mg cos sin 所以 C 对 D 错 mgv 1 tan 答案 AC 8 质量为 m 20 kg 的物体 在大小恒定的水平外力 F 的作用下 沿水平面做直线运动 0 2 0 s 内 F 与运动方向相反 2 0 4 0 s 内 F 与运动方向相同 物体的速度 时间图象如图 所示 已知 g 取 10 m s2 则 A 物体在 0 4 s 内通过的位移为 8 m B 拉力 F 的大小为 100 N C 物体与地面间的动摩擦因数为 0 2 D 物体克服摩擦力做的功为 480 J 解析 根据 v t 图象的特点可知 物体在 0 4 s 内通过的位移为 8 m A 正确 0 2 s 内物体做匀减速直线运动 加速度为 a1 5 m s2 a1 F Ff m 2 s 4 s 内物体做匀加 速直线运动 加速度为 a2 1 m s2 a2 F Ff m 又 Ff mg 解得 F 60 N 0 2 B 错误 C 正确 由于摩擦力始终对物体做负功 根据图象可求得物体通过的路 程为 12 m 由 Wf mgs 可得物体克服摩擦力做的功为 480 J D 正确 答案 ACD 9 一根质量为 M 的直木棒 悬挂在 O 点 有一只质量为 m 的猴子抓着木棒 如图所 示 剪断悬挂木棒的细绳 木棒开始下落 同时猴子开始沿木棒向上爬 设在一段时间内木 棒沿竖直方向下落 猴子对地的高度保持不变 忽略空气阻力 则能正确反映在这段时间内 猴子做功的功率随时间变化的关系的是 解析 猴子对地的高度不变 所以猴子受力平衡 设猴子的质量为 m 木棒对猴子 的作用力为 F 则有 F mg 设木棒重力为 Mg 则木棒受合外力为 F Mg mg Mg 根据 牛顿第二定律 Mg mg Ma 可见 a 是恒量 t 时刻木棒速度 v at 猴子做功的功率 P mgv mgat P 与 t 为正比例关系 故 B 正确 答案 B 10 一物体在水平面上 受恒定的水平拉力和摩擦力作用沿直线运动 已知在第 1 秒内 合力对物体做的功为 45 J 在第 1 秒末撤去拉力 其 v t 图象如下图所示 则 A 物体的质量为 10 kg B 物体与水平面间的动摩擦因数为 0 2 C 第 1 秒内摩擦力对物体做的功为 60 J D 第 1 秒内拉力对物体做的功为 60 J 解析 由动能定理 45 J mv2 2 第 1 秒末速度 v 3 m s 解出 m 10 kg 故 A 正 确 撤去拉力后加速度的大小 a m s2 1 m s2 摩擦力 Ff ma 10 N 又 Ff mg 解 3 0 4 1 出 0 1 故 B 错误 第 1 秒内物体的位移 s 1 5 m 第 1 秒内摩擦力对物体做的功 W Ff 15 J 故 C 错误 第 1 秒内加速度 a1 m s2 3 m s2 设第 1 秒内拉力为 3 0 1 0 F 则 F Ff ma1 第 1 秒内拉力对物体做的功 W Fs 60 J 故 D 正确 答案 ABD 11 跳水是一项优美的水上运动 图甲是 2008 年北京奥运会跳水比赛中小将陈若琳和 王鑫在跳台上腾空而起的英姿 如果陈若琳质量为 m 身高为 L 她站在离水面 H 高的跳台 上 重心离跳台面的高度为 h1 竖直向上跃起后重心又升高了 h2达到最高点 入水时身体竖 直 当手触及水面时伸直双臂做一个翻掌压水花的动作 如图乙所示 这时陈若琳的重心离 水面约为 h3 她进入水中后重心最低可到达离水面 h4处 整个过程中空气阻力可忽略不计 重力加速度为 g 求 1 陈若琳从离开跳台到手触及水面的过程中可用于完成一系列动作的时间 2 陈若琳克服水的作用力所做的功 解析 1 陈若琳跃起后可看做竖直向上的匀减速运动 重心上升的高度 h2 设起跳速度为 v0 则 v 2gh2 上升过程的时间 t1 解得 2 0 v0 g t1 2h2 g 陈若琳从最高处自由下落到手触及水面的过程中重心下落的高度 s H h1 h2 h3 设下落过程的时间为 t2 则 s gt 1 2 2 2 解得 t2 2s g 2 H h1 h2 h3 g 陈若琳要完成一系列动作可利用的时间 t t1 t2 2h2 g 2 H h1 h2 h3 g 2 设从最高点到水面下最低点的过程中 重力做的功为 WG 克服水的作用力所做的功 为 WZ 由动能定理可得 WG WZ Ek WZ WG mg H h1 h2 h4 答案 1 2 mg H h1 h2 h4 2h2 g 2 H h1 h2 h3 g 12 汽车发动机的功率为 60 kW 汽车的质量为 4 t 当它行驶在坡度为 0 02 sin 0 02 的 长直公路上时 如图所示 所受摩擦阻力为车重的 0 1 倍 g 10 m s2 求 1 汽车所能达到的最大速度 vm 2 若汽车从静止开始以 0 6 m s2的加速度做匀加速直线运动 则此过程能维持多长时间 3 当汽车匀加速行驶的速度达到最大值时 汽车做功多少 解析 1 汽车在坡路上行驶 所受阻力由两部分构成 即 Ff kmg mgsin 4 000 N 800 N 4 800 N 又因为当 F Ff时 P Ff vm 所以 vm m s 12 5 m s P Ff 60 103 4 800 2 汽车从静止开始 以 a 0 6 m s2匀加速行驶 由 F ma 有 F Ff mgsin ma 所以 F ma kmg mgsin 4 103 0 6 N 4 800 N 7 2 103 N 保持这一牵引力 汽车可达到匀加速行驶的最大速度 v m 有 v