物理二轮练习精练精析——5.1功和功率

1、2019 版物理二轮练习精练精析5.1 功和功率注意事项 ：认真阅读理解，结合历年的真题，总结经验，查找不足！重在审题，多思考，多理解！无论是单选、多选还是论述题，最重要的就是看清题意。在论述题中， 问题大多具有委婉性， 尤其是历年真题部分，在给考生较大发挥空间的同时也大大增加了考试难度。考生要认真阅读题目中提供的有限材料，明确考察要点， 最大限度的挖掘材料中的有效信息，建议考生答题时用笔将重点勾画出来，方便反复细读。 只有经过仔细推敲，揣摩命题老师的意图，积极联想知识点，分析答题角度，才能够将考点锁定，明确题意。1. 在广州亚运会男子 110 米栏决赛中，刘翔以 13.09 秒的优异成绩获得

2、冠军并打破之前创造的比赛记录 . 刘翔在比赛中，主要有起跑加速、途中匀速跨栏和加速冲刺三个阶段， 他的脚与地面间不会发生相对滑动, 以下说法正确的选项是 ()A. 加速阶段地面对人的摩擦力做正功B. 匀速阶段地面对人的摩擦力做负功C.由于人的脚与地面间不发生相对滑动，所以不论加速还是匀速， 地面对人的摩擦力始终不对人做功D.无论加速还是匀速阶段，地面对人的摩擦力始终做负功2. 把动力装置分散安装在每节车厢上， 使其既具有牵引动力， 又可以载客，这样的客车车辆叫做动车 . 几节自带动力的车辆 ( 动车 ) 加几节不带动力的车辆 ( 也叫拖车 ) 编成一组，就是动车组， 假设动车组运行过程中受到的

3、阻力与其所受重力成正比， 每节动车与拖车的质量都相等，每节动车的额定功率都相等 . 假设 1 节动车加 3 节拖车编成的动车组的最大速度为 120km/h; 那么 6 节动车加 3 节拖车编成的动车组的最大速度为 ()A.120km/hB.240km/hC.320km/hD.480km/h3.(2018 唐山模拟 ) 质量为 m的物体静止在粗糙的水平地面上, 现用一水平拉力使物体从静止开始运动，其运动的v-t图象如下图 . 以下关于物体的运动过程 , 分析正确的选项是 ()A.0 t 1 内拉力逐渐减小B.0 t 1 内拉力对物体做负功C.在 t 1 t 2 时间内拉力的功率为零D.在 t 1

4、 t 2 时间内合外力做功1mv 224. 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 x, 物体和地面间的动摩擦因数为 .那么在此过程中F 做的功为 ()A.mgxB. mgxC.mgxD.mgxcossin1tan5.(2018 临沂模拟 ) 质量为 1kg 的物体，放在动摩擦因数为 0.2 的水平面上，在水平拉力的作用下由静止开始运动， 水平拉力做的功 W和物体发生的位移 x 之间的关系如下图， 重力加速度取 10m/s2，那么以下说法正确的选项是 ()A.x=3m时速度大小为 3 2 m/sB.x=9m时速度大小为 3 2 m/sC.OA段加速度大小为

5、3m/s2D.AB段加速度大小为3m/s26. 低碳、环保是未来汽车的发展方向 . 某汽车研发机构在汽车的车轮上安装了小型发电机，将减速时的部分动能转化并储存在蓄电池中，以达到节能的目的 . 某次测试中，汽车以额定功率行驶一段距离后关闭发动机，测出了汽车动能 Ek 与位移 x 的关系图象如图， 其中是关闭储能装置时的关系图线，是开启储能装置时的关系图线 . 汽车的质量为 1000kg, 设汽车运动过程中所受地面阻力恒定， 空气阻力不计 .根据图象所给的信息可求出()A. 汽车行驶过程中所受地面的阻力为 1000N B. 汽车的额定功率为 80kWC.汽车加速运动的时间为22.5sD.汽车开启储

6、能装置后向蓄电池提供的电能为5105J7.(2018 盐城模拟 ) 如下图，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.2 mgLB. 1mgL2C.(M+m)gLD.mgL8. 如下图，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 .

7、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，那么以下关系一定成立的有()A.W1W2B.Q1EkCD.PBPC【二】计算题 ( 本大题共 2 小题，共 28 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)9.(12 分) 如下图，一质量为 0.1kg 的小滑块以 v0=4m/s 的初速度滑上一个固定在地面上的足够长的斜面，经过t=0.6s恰好经过斜面上的某点B，斜面的倾角 =37，小滑块与斜面的动摩擦因数为 =0.5 ，求小滑块在 t=0.6

8、s经过 B点时重力的功率 .(g=10m/s 2)10.(16 分) 质量为 1.0 103kg 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 5.6 104 W,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 t 1;(2) 汽车所能达到的最大速率 ;(3) 假设斜坡长 143.5m, 且认为汽车达到坡顶之前 , 已达到最大速率 ,那么汽车从坡底到坡顶需多少时间?答案解析1. 【解析】选 C.由于人的脚与地面间不发生相对滑动，地面对人产生摩擦力的瞬间， 力的

9、作用点位移为零， 所以地面对人的摩擦力不做功，选项 C正确 .2. 【解析】选 C.假设 1 节动车加 3 节拖车编成的动车组的最大速度为P120 km / h ; 那么 6 节动车加 3 节拖车编成的动车组的最大v14kmg速度为6P24v18，应选项 C正确 .v29kmg33120 km / h 320 km / h3.【解析】选 A. 由运动的 v-t图象可知 , 物体运动的加速度越来越小 ,水平拉力越来越小 , 所以 0t 1内拉力逐渐减小 , 选项 A 正确 ; 由于拉力与运动方向相同 , 所以 0t 1内拉力对物体做正功 , 选项 B 错误 ; 由P=Fv可知 , 在 t 1t

10、2 时间内拉力等于摩擦力 , 速度不为零 , 所以拉力的功率大于零 , 选项 C错误 ; 由于在 t 1t 2 时间内物体速度不变 , 合外力做功为零 , 选项 D错误 .4. 【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mgxWFxcos1tan, 所以 D正确 .【变式备选】 如下图，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 . 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()

11、A. 大于 mgLB. 等于 mgL【解析】选 B. 设斜面的倾角为 ，那么对滑雪者从A 到 B 的运动过程中摩擦力做的功为： WFmgACcosmgCB ，由图可知 ACcosf+CB=L，由两式联立可得：WFmgL , 故 B 正确 .f5. 【解析】选 A、B、C.由 W=Fx可知，水平拉力 F 大小等于 W-x 图线的斜率，故15 N, 由 F - mg=ma得：OAOAFOA5 N,F AB2715 N 2 N393aOA=3m/s2,F AB=mg,故 aAB=0,C 正确， D错误；由 v2=2ax 可得：vA2a xOA233 m / s 32 m / s , 因物体由 A 到

12、 B 做匀速直线运OA动，故 vBvA32 m / s, 故 A、B、C均正确 .6. 【解题指南】解答此题时应把握以下三点：(1) 汽车的额定功率为汽车匀速行驶时的功率 .(2) 同时关闭发动机和储能装置时，汽车受到的阻力为地面对汽车的阻力 .(3) 开启储能装置后向蓄电池提供的电能与图中汽车运动位移的减少量相对应 .【解析】选 B、D.汽车行驶过程中，所受地面的阻力对应图线的斜率大小，故阻力为85,A 错误；汽车匀速行驶的速10N2 000 N117210度 vm可由 128105求得 vm=40m/s，故 P 额=Fv=Ff vm=80kW，Bmv mJ2正确；由Ffx1212x 500

13、 m 可求得： t=16.25s,C 错误 ;P额 tmv m2mv ,2开启储能装置后，汽车向前减速的位移减小 (11-8.5) 102m=2.5 102m,对应的能量为 2.5 1022000J=5105J，故 D正确 .7. 【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，那么FT=mg，FT+mg=F，当 m到达 M左端时， M向右运动的位移为L , 故2拉力做功LmgLW F2，故 D正确 .8. 【解析】选 A. 木箱由 A 到 B 的过程比木箱由 B 到 C的过程拉力 F的作用点的位移大 , 故有

14、W1W2,A 正确；设左端绳子与水平方向夹角为 , 木箱向右运动的过程中 , 因 Fsin 的增大 , 木箱对地面的压力逐渐减小 , 由 Ff =FN 可知 , 木箱受地面的滑动摩擦力逐渐减小 , 故 Q1Q2,B错误 ; 因木箱向右运动过程中 ,Fcos 逐渐减小 , 无法确定木箱由B 到C的过程速度是增大还是减小, 故无法确定 EkB 和 EkC 及 PB和 PC的大小关系 ,C、D均错误 .9. 【解析】上滑时，由受力分析得：mgsin+mgcos=ma(2 分)设滑到最高点用时t 1, 由运动学公式：0-v 0=-at 1(2 分)联立代入数据得t 1 =0.4s(1 分)t=0.6s

15、t 1=0.4s(1 分)所以 0.6s 时滑块下滑 0.2s(1 分)下滑时，由牛顿第二定律得：mgsin- mgcos=ma(2 分)由运动学公式： v=at (1 分)由功率公式： P=mgvsin (1 分)代入解之得： P=0.24W(1 分)答案： 0.24W10. 【解析】 (1) 根据牛顿第二定律有 : F-mgsin30-F f =ma(1 分)设匀加速的末速度为v, 那么有 :P=Fv(1 分)v=at 1(1 分)代入数值 , 联立解得匀加速的时间为:t 1=7s(1 分)(2) 当达到最大速度 vm时, 有: P=(mgsin30+Ff )v m(2 分)解得汽车的最大速度为:v m=8m/s(1 分 )(3) 汽车匀加速运动的位移为 :12x1at124.5 m(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(mgsin30F )x21 mvm21 mv2f22(2 分)