2020届高考物理总复习课堂检测：功和功率

1、课时跟踪检测（十六）功和功率A 级一一基础小题练熟练快1 关于功的概念，下列说法正确的是（）A 物体受力越大，位移越大，力对物体做功越多B.合力的功等于各分力功的矢量和C .摩擦力可以对物体做正功D .功有正负，但正负不表示方向，而表示大小解析：选 C 因功的决定因素为力、位移及二者的夹角，若力大、位移大，但两者夹角为 90则做功为 0,故 A 错误；功是物体之间能量转化的量度，它是标量，功也有正负之分，但功的正负不是表示方向，也不表示大小，而是表示力对物体的做功效果，所以B、D 错误；摩擦力可以做正功，也可做负功，这要看摩擦力与位移的方向关系，故C 正确。2. 2017 年 6 月，随着时速

2、高达 350 公里的“复兴号”动车组高铁列车投入运营，中国已成为世界上高铁商业运营速度最高的国家。假设“复兴号”受到的阻力的大小正比于它速率的平方，如果“复兴号”动车组发动机的输出功率变为原来的8 倍，则它的最大速率变为原来的（）A. 2 倍B. 2 倍C . 3 倍D. 3 倍解析：选 A 设“复兴号”速率为 v，由题意知受到阻力的大小 f= kv2, “复兴号”匀速运动时输出功率 P= Fv = fv= kv3,如果“复兴号”动车组发动机的输出功率变为原来的8 倍，则它的最大速率变为原来的2 倍，故 A 正确，B、C、D 错误。3. （2018 长沙期中）如图所示，质量为 m 的物体在恒力

3、 F 的作用下从底端沿斜面向上一直匀速运动到顶端。斜面高h，倾斜角为 0o现把物体放在顶端，发现物体在轻微扰动后可匀速下滑，重力加速度大小为g。则在上升过程中恒力 F 做的功为（）A. FhB. mghC. 2mghD .无法确定解析：选 C 把物体放在顶端，发现物体在轻微扰动后可匀速下滑，则物体受力平衡， 则有 f= mgsin 0,上滑过程中，物体也做匀速直线运动，受力平衡，则有h2mgsin2mgsin 0，则在上升过程中恒力 F 做的功W W= FX =2mgsin2mgsine e =2mg2mgh,h,故C C正确。F=mgsin0+f=竖直位置的过程中，小球重力的瞬时功率的变化情

4、况是( )4.一轻绳一端固定在 0 点，另一端拴一小球，拉起小球使轻绳水平，然后无初速度释放小球。如图所示，小球从开始运动至轻绳到达A .一直增大C .先增大，后减小D .先减小，后增大解析：选 C 小球在初位置重力做功的功率为零，在最低点，由于重力的方向与速度方向垂直，则重力做功的功率为零，因为初、末位置重力做功的功率都为零，则小球从开始运动至轻绳到达竖直位置的过程中重力做功的功率先增大后减小，C 正确。5.一质量为 m 的汽车原来在平直路面上以速度v 匀速行驶，发动机的输出功率为P。从某时刻开始，司机突然加大油门将汽车发动机的输出功率提升至某个值并保持不变，结 果汽车在速度到达 2v 之后

5、又开始匀速行驶。若汽车行驶过程中所受路面阻力保持不变，不计空气阻力。下列说法正确的是（）3B.汽车加速过程的平均速度为2 vC .汽车在速度从 v 增大到 2v 过程中做匀加速运动D .汽车速度增大时发动机产生的牵引力随之不断增大解析：选 A 设汽车所受的阻力为 f,则开始时 P = fv ;加大油门速度到达 2v 匀速运动_ mgvoC.sin0D.mgvocos0解析：选 B小球洛在斜面上时重力的瞬时功率为P= mgvy,而 vytan0=vo,所以 PB. 直减小A .汽车加速过程的最大加速度为Pmv后有 Pi= f 2v，则 Pi= 2P;汽车在开始加大油门时的加速度最大,最大加速度为

6、am=2PvPv + 2v 3=，选项 A 正确。汽车若做匀加速运动，则平均速度为=3v,而实际上随汽车速m v22度的增加，牵引力逐渐减小，汽车做加速度逐渐减小的加速运动,平均速度大于,选项 B、C、 D 错误。6. （2019 济南调研）如图所示，质量为 m 的小球以初速度 vo抛出，恰好垂直打在倾角为0的斜面上，则小球落在斜面上时重力的 瞬时功率为（不计空气阻力）（）（）A.mgvotan0B.mgvotan0竖直位置的过程中，小球重力的瞬时功率的变化情况是( )=默 B 正确。B 级一一保分题目练通抓牢7.（多选）汽车以恒定功率 P、初速度vo冲上倾角一定的斜坡时，汽车受到的阻力恒定

7、不变，则汽车上坡过程的 v -t 图像可能是选项图中的（）解析：选 BCD 由瞬时功率 P = Fv 可知，汽车功率恒定，汽车开始所受牵引力 F =-,v0若牵引力与汽车所受阻力相等，则汽车做匀速运动，B 项中 v -t 图像是可能的；若牵引力大于阻力，则汽车做加速运动，则随速度增大，牵引力减小，而汽车所受阻力不变，由牛顿 第二定律可知，汽车的加速度减小，直至减小到零，C 项中 v -t 图像是可能的，A 项中 v -t图像是不可能的；若牵引力小于阻力，则汽车做减速运动，牵引力增大，汽车所受阻力不 变，由牛顿第二定律可知，汽车的加速度减小，直至减小到零，D 项中 v -t 图像是可能的。8.用

8、长为 I、不可伸长的细线把质量为m 的小球悬挂于 0 点，将小球拉至悬线偏离竖直方向a角后放手，运动 t 时间后停在最低点。则在时间 t 内( () )A .小球重力做功为 mgl(1 cosaB.空气阻力做功为一 mglcosaC .小球所受合力做功为mglsinamglfl cos aD.细线拉力做功的功率为 -解析：选 A 小球从开始运动到停止的过程中，下降的高度为：h= l(1 cos %),所以小球的重力做功： WG= mgh= mgl(1 cos %,故 A 正确；在小球运动的整个过程中，重力 和空气阻力对小球做功，根据动能定理得：WG+ Wf= 0 0，所以空气阻力做功 Wf=

9、WG=mgl(1 cos a)，故 B 错误；小球受到的合外力做功等于小球动能的变化，所以W合=00=0，故 C 错误；由于细线的拉力始终与运动的方向垂直，所以细线的拉力不做功，细 线的拉力的功率为 0,故 D 错误。9. (2018 天津高考) )我国自行研制、具有完全自主知识产权的新一代大型喷气式客机 C919 首飞成功后，拉开了全面试验试飞的新 征程。假设飞机在水平跑道上的滑跑是初速度为零的匀加速直线运动，当位移 x= 1.6x10 m 时才能达到起飞所要求的速度v = 80m/s。已知飞机质量m=7.0X04kg，滑跑时受到的阻力为自身重力的0.1 倍，重力加速度取g= 10 m/ s

10、2。求飞机滑跑过程中，(1)加速度 a 的大小； 牵引力的平均功率 P。竖直位置的过程中，小球重力的瞬时功率的变化情况是( )解析：( (1)飞机做初速度为零的匀加速直线运动，有v2= 2ax代入数据解得a= 2 m/s2。(2)飞机受到的阻力 F阻=O.lmg设发动机的牵引力为F，根据牛顿第二定律有F F阻=ma飞机滑跑过程中的平均速度V=2所以牵引力的平均功率P =F V联立式得6P=8.4X10 W。答案：(1)2 m/s2(2)8.4X106W10. (2019 宜昌五校联考) )如图所示，质量为m= 1 kg 的滑块 A 放在质量为 M = 2 kg 的长木板 B 上，B 放在水平地

11、面上，A 与 B 之间、B 与地面之间的动摩擦因数均为尸 0.1 , B的长度为 L = 2.5 m , A 的大小不计。A、B 之间由一绕过光滑轻质动滑轮的柔软轻绳相连， 开始时 A位于 B 的最左端，滑轮位于B 的右端。给滑轮施加一水平恒力F = 20 N，滑轮两侧与 A、B 相连的绳子保持水平，重力加速度g 取 10 m/s2。求：(1) A 在 B 上滑行的时间；(2) A 从 B 的最左端滑到最右端过程中水平恒力F 做的功。解析：( (1)设绳中张力大小为 T,则分别对 A、B 分析，根据牛顿第二定律有T卩 mg=ma1,T +m p(m + M)g= Ma2,其中T=2，根据运动学

12、规律有 X1=如，X2= a2t2,而由位移关系得 X1 X2= L,联立解得 t= 1 So(2)此过程中滑轮的位移 x= X2+L,F 做的功 W = Fx,联立解得 W= 65 J。答案：(1)1 s (2)65 JC 级一一难度题目适情选做11.(多选)如图所示，轻绳一端受到大小为 F 的水平恒力作用，另一端通过定滑轮与质 量为 m、可视为质点的小物块相连。开始时绳与水平方向的夹角为0o当小物块从水平面上的 A 点被拖动到水平面上的 B 点时，位移为 L,随后从 B 点沿斜面被拖动到定滑轮 0 处,B0 间距离也为 L。小物块与水平面及斜面间的动摩擦因数均为卩，若小物块从 A 点运动到

13、0 点的过程中，F 对小物块做的功为 WF,小物块在 B0 段运动过程中克服摩擦力做的功为所以拉力 F 做的功 WF= Fx = 2FLcos0,A 错误，B 正确；由几何关系知斜面的倾角为 20,所以小物块在 BO 段受到的摩擦力 f=mgos 20,贝 U Wf= fL =卩 mglcos 20,C 正确，D 错 误。12.（2019 平顶山模拟）质量 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。02 s 内 F 与运动方向相反，24 s 内 F 与运动方向相同，物体的 v-t 图像如图所示。g 取10 m/s2,则（）A .拉力 F 的大小为 100

14、 NB.在 4 s 时拉力的瞬时功率为 120 WC . 4 s 内拉力所做的功为 480 JD . 4 s 内物体克服摩擦力做的功为320 J解析：选 B 取物体初速度方向为正方向，由题图可知物体与水平面间存在摩擦力，2；由题图可知 02 s 内，一 F f= ma1,且 a1= 5 m/s;24 s 内，一F+f=ma2，且 色=1 m/s2,联立以上两式解得 F = 60 N , f= 40 N , A 错误。由 P= Fv 得 4 s 时拉力的瞬时功率 为 120 W, B 正确。由 W = Fx，可知 02 s 内，W1= Fx1,24 s 内，W2= Fx2，由题图可 知为=10

15、m , x2= 2 m，代入数据解得，4 s 内拉力所做的功为480 J , C 错误。摩擦力做 功 W = fs,摩擦力始终与速度方向相反，故 s 为路程，由题图可求得总路程为 12 m, 4 s 内物体克服摩擦力做的功为480 J , D 错误。13.高速连续曝光照相机可在底片上重叠形成多个图像。现利用这架照相机对 MD- 2 000 家用汽车的加速性能进行研究，如图为汽车做匀加速直线运动时三次曝光的照片，图中汽Wf，则以下结果正确的是（A.WF=FL (cos0+1)C.Wf=卩 mglcos 20D.Wf=FLmgLsin 20解析：选 BC 小物块从A 点运动到 O 点，拉力 F 的

16、作用点移动的距离x=2Lcos0,车的实际长度为 4 m，照相机每两次曝光的时间间隔为2.0 s。已知该汽车的质量为1 000kg,额定功率为 90 kW，汽车运动过程中所受的阻力始终为1 500 N。 - 亠 4 -N - *-a ca c立d1111111111111u1111111 |1111111r111111111n11111 111111T11111111 I I(1)试利用图示，求该汽车的加速度大小。(3)汽车所能达到的最大速度是多大。(4)若该汽车从静止开始运动，牵引力不超过3 000 N，求汽车运动 2 400 m 所用的最短时间( (汽车已经达到最大速度) )。解析：( (1)由题图可得汽车在第1 个 2.0 s 时间内的位移 捲=9 m，第 2 个 2.0 s 时间内的位移 x2= 15 m汽车的加速度 a=y?= 1.5 m/s2。(2)由 F Ff= ma 得，汽车牵引力F=Ff+ma=(1 500+1 000 x1.5)N=3 000 N汽车做匀加速运动的末速度3P额90 x10v=V=3X7m mIs=30 mIs s(3)汽车所能达到的最大速度3P额90 x10vm=3mIs = 60 m/ s。Ff1.5X10由(1)、(2)知匀加速运动的时间t1= 2