高考物理复习：功和功率

1、高考物理复习：功和功率1.某大瀑布的平均水流量为 5900 m3/s,水的落差为50m。已知水的密度为1.00 103 kg/m3。在大 瀑布水流下落过程中，重力做功的平均功率约为(D )A. 3 106 WB. 3 107 W C. 3 108 W D. 3 109 W解析：每秒钟水流的质量为 m 5900 1.0 103 5.9 106kg重力做功的平均功率约为 P W mgh 59 106 10 50 3 109W, 选项D正确。t t1.如图，汽车在平直路面上匀速运动，用跨过光滑定滑轮的轻绳牵引轮船，汽车与滑轮间的绳保持水平。当牵引轮船的绳与水平方向成。角时，轮船速度为 v,绳的拉力对

2、船彳功的功率为P,此时绳对船的拉力为。若汽车还受到恒定阻力f,则汽车发动机白输出功率为 。答案：一P.fv cos Pvcos 解析：,由功率公式P Fv cos ,解得FT P;此时汽车的速度v汽v船cos ,汽车匀速运vcos员 动，所以汽车发动机的输出功率为& Pf PTfvcos P。.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变化的图像中，可能正确的是(a )(a )解析：由图可知，汽车先以恒定功率P1起动，所以刚开始做加速度减小的加速度运动，后以更大功率P2运动，所以再次做加速

3、度减小的加速运动，故 A正确，B、C、D错误。.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. 0.3JB. 3JC. 30JD. 300J答：A【解析】生活经验告诉我们：10个鸡蛋大约1斤即0.5kg,则一个鸡蛋的质量约为0.5m 0.05kg ,鸡蛋大约能抛图度 h=0.6m,则做功约为 W=mgh=0.05 100.6J=0.3J, A正10确。5.假设摩托艇受到的阻力的大小正比于它的速率。如果摩托艇发动机的输出功率变为原来的2倍,则摩托艇的最大速率变为原来的(D r2倍,A. 4倍 B. 2倍 C.底倍 D. 22倍解析：设f kv ,

4、当阻力等于牵引力时，速度最大，输出功率变化前，有P Fv fv kv v kv2,变化后有 2P Fv kvv kv2,联立解得 v J2v, D 正确。.如图所示，细线的一端固定于 。点，另一端系一小球.在水平拉力作用下，小球以恒定速率在竖直平 面内由A点运动到B点.在此过程中拉力的瞬时功率变化情况是(A)逐渐增大(B)逐渐减小(C)先增大，后减小(D)先减小，后增大【答案】A【解析】设F与速度v的夹角为2则P Fvcos ,力的分解，在、B切线上(速度方向上)合力为 0,即mgsin F cos ,所以vP=mgvsin 0,随 增大，P增大。.如图所示，劲度系数为 k的轻弹簧的一端固定在

5、墙上，另一端与置于水平面上质量为m的物体接触(未连接)，弹簧水平且无形变。用水平力，缓慢推动物体，在弹性限度内弹簧长度被压缩了X0,此时物体静止。撤去 F后，物体开始向左运动，运动的最大距离为4x0。物体与水平面间的动摩擦因数为 科，重力加速度为go则A.撤去F后，物体先做匀加速运动，再做匀减速运动玄 TOC o 1-5 h z _ kvI 1 /.撤去F后，物体刚运动时的加速度大小为kX0gCX0C.物体做匀减速运动的时间为2、 X0D.物体开始向左运动到速度最大的过程中克服摩擦力做的功为mg(x0 g) 答案：BD解析：撤去F后，在物体离开弹簧的过程中，弹簧弹力是变力，物体先做变加速运动，

6、离开弹簧之后做匀变速运动，故 A错；刚开始时，由kx0-科mg=mai知B正确；离开弹簧之后做匀减速运动，减速时间满足 3x0=a1t2/2, ak八则t= J6X。/ g，从而C错；速度最大时合力为零，此时弹簧弹力F=pmg=kx x=mg/k所以物体开始向左运动到速度最大的过程中克服摩擦力做的功为W f mg xo x = mg xomg ， D 正确。正确答案： BDk.如图，表面光滑的固定斜面顶端安装一定滑轮，小物块A、B用轻绳连接并跨过滑轮(不计滑轮的质量和摩擦)。初始时刻，A、B处于同一高度并恰好静止状态。剪断轻绳后A下落、B沿斜面下滑，则从剪断轻绳到物块着地，两物块A.速率的变化

7、量不同B .机械能的变化量不同C.重力势能的变化量相同D.重力做功的平均功率相同【答案】D【解析】 由平衡知识可知 mAg mBgsin ，则两者质量不等，mA hB,则可能有 WaWbhAhAhB,贝U一定有 WaWb答案；B解析：设绳长为L,由于捏住两绳中点缓慢提起，因此重心在距最高点L/4位置处，因绳 A较长。若hA=hB , A的重心较低， WahB两根绳子重心无法知道谁高谁低，因此可能 WaWb,因此B正确而C不对；若hAhB,则一定是 A的重心低，因此一定是WaEk2,Wi=W2C.EkiEk2,WiEk2,WiEk2,重力做功跟路径无关，所以Wi =W2,选项B正确。i7一一物体

8、静止在粗糙水平地面上，现用一大小为Fi的水平拉力拉动物体，经过一段时间后其速度变为v,若将水平拉力的大小改为F2,物体从静止开始经过同样的时间后速度变为2v,对于上述两个过程，用 Wfi、WF2分别表示拉力Fi、F2所做的功，Wfi、Wf2分别表示前后两次克服摩擦力 所做的功，则()A. Wf24Wfi, Wf22WfiB. Wf24Wfi, Wf2=2WfiC. Wf24Wfi, Wf2=2Wfi,D. Wf24Wfi , Wf22Wfi【答案】C【解析】由于物体两次受恒力作用做匀加速运动，由于时间相等，末速度之比为 i ： 2,由于F合ii _ . 一一一 一 v=at,则加速度之比为i

9、： 2, 一，位移之比为i ： 2。而摩擦力不变，由W=仅得 TOC o 1-5 h z F合22W合 iF合 iXiiWf0 2Wfi ; 因为 W 合=W F-Wf,彳W W F =W 合-Wf,2W合2F合 2X24所以 Wf2= W合 2- Wf2=4 W合 i-2 Wfi V2(B) F2=Fi, viFi, vi V2(D) F2Fi, vi V2答案：BD解析：水平恒力 Fi作用下的功率P仁Fi vi,现Pi=P2,若F2=Fi, 一定有 viFi还是F2Fi都会有vi/3mg。杆的中点速度为 v=舄，方向垂直杆,1此时拉力的功率为 P=Fvsin60 ,解得P=2mgLw, C

10、对。.题23图所示为一种摆式摩擦因数测量仪，可测量轮胎与地面间动摩擦因数，其中主要部件有：底部固定有轮胎橡胶片的摆锤和连接摆锤的轻质细杆。摆锤的质量为m,细杆可绕轴O在竖直平面内自由转动，摆锤重心到。点的距离为L。测量时，测量仪固定于水平地面，将摆锤从与。等高的位置由静止释放。摆锤到最低点附近时，橡胶片紧压地面擦过一小段距离s(sL),之后继续摆动至与坚直方向成。角的最高位置。若摆锤对地面的压力可视为大小为F的恒力，重力加速度为g,求 摆锤在上述过程中损失的机械能 在上述过程中摩擦力对摆锤所做的功 橡胶片与地面间的动摩擦因数 解答： 损失的机械能 正=mgL cos摩擦力做的功Wf = -mg

11、L COS动摩擦因数 科=mgLCOS /FS.我国科学家正在研制航母舰载机使用的电磁弹射器。舰载机总质量为3.0 X 10 4 k g ,设起飞过程中发动机的推力恒为 1.0 X 10 5 n ；弹射器有效作用长度为100m,推力恒定。要求舰载机在水平弹射结束时速度大小达到80m/s,弹射过程中舰载机所受总推力为弹射器和发动机推力之和，假设所受阻力为总推力的 20%,则 (ABD )A .弹射器的推力大小为 1.1 X10 6NB.弹射器对舰载机所做的功为1.1 X10 8JC.弹射器对舰载机做功的平均功率为8.8 X10 7WD.舰载机在弹射过程中的加速度大小为32m/s2解析：设发动机的

12、推力为Fi,弹射器的推力为 F2,则阻力为f=0.2 (F1+ F2),根据动能定理可得10.2(F1 F2) 0.2(F1 F2) s -mv2 , Fi=1.0 M05N,故解得 Fi=1.1 M06N, A 正确；弹射器对舰载机所做的功为 Wf2=F2s=1.1 108J, B正确；舰载机在弹射过程中的加速度大小为a0.2(F1F2)0.2(F1F2)32m/s2,根据公式s工at2可得运动时间为tJ2.5s ,所m2 aWF7以弹射器对舰载机做功的平均功率为PfL 4.4 10 W,故C错误D正确.2 t23.水平地面上有质量分别为m和4m的物A和B,两者与地面的动摩擦因数均为仰细绳的一端固定，另一端跨过轻质动滑轮与A相连，动滑轮与 B相连，如图所示。初始时，绳出于水平拉直状态。若物块A在水平向右的恒力 F作用下向右移动了距离 s,重力加速度大小为 go求(1)物块B克服摩擦力所做的功；(2)物块A、B的加速度大小。F 3 mgF 3 mg【答案】(1) 2 mg