新高考-二轮专题突破+有集训-物理-专题通关练(19个)-5专题5-功与功率动能定理

专题5功与功率动能定理A组限时：25分钟答案链接P971．(2019北京朝阳模拟)[易]如图所示，质量为60kg的某同学在做引体向上运动，从双臂伸直到肩部与单杠同高度算1次．若他在1min内完成了10次，每次肩部上升的距离均为0.4m，则他在1min内克服重力所做的功及相应的功率约为(g取10m/s2)()A．240J，4WB．2400J，2400WC．2400J,40WD．4800J，80W2．(人教版必修2P59T1改编)[易]如图所示，质量分别为m1和m2的两个物体，m1<m2，在大小相等的两个力F1和F2的作用下沿水平方向移动了相同的距离．若F1做的功为W1，F2做的功为W2，则()A．W1>W2B．W1<W2C．W1＝W2D．条件不足，无法确定3．(2019湖北宜昌模拟)[易]长为L的轻质细绳悬挂一个质量为m的小球，其下方有一个倾角为θ的光滑斜面体放在水平面上，开始时小球与斜面刚刚接触且细绳恰好竖直，如图所示．现在用水平推力F缓慢向左推动斜面体，直至细绳与斜面平行，则下列说法中正确的是()A．由于小球受到斜面的弹力始终与斜面垂直，故对小球不做功B．细绳对小球的拉力始终与小球的运动方向垂直，故对小球不做功C．小球受到的合外力对小球做功为零，故小球在该过程中机械能守恒D．若水平面光滑，则推力做功为mgL(1－cosθ)4．[易]水平路面上行驶的汽车所受到的阻力大小与汽车行驶的速率成正比．若汽车从静止出发，先做匀加速直线运动，达到额定功率后保持额定功率行驶，则在整个行驶过程中，汽车受到的牵引力大小与阻力大小的关系图像正确的是()ABCD5．[易](多选)汽车在平直的公路上以恒定的功率启动，设阻力恒定，则下图中关于汽车运动过程中加速度、速度随时间变化的关系，以下判断正确的是()A．汽车的加速度—时间图像可用图乙描述B．汽车的速度—时间图像可用图甲描述C．汽车的加速度—时间图像可用图丁描述D．汽车的速度—时间图像可用图丙描述6．(2019浙江温州模拟)[中]极限跳伞是世界上流行的空中极限运动．如图所示，它的独特魅力在于跳伞者可以从正在飞行的各种飞行器上跳下，也可以从固定在高处的器械、陡峭的山顶、高地甚至建筑物上纵身而下，并且通常起跳后伞并不是马上自动打开，而是由跳伞者自己控制开伞时间．伞打开前可看成是自由落体运动，打开伞后减速下降，最后匀速下落．用h表示人下落的高度，t表示下落的时间，Ep表示人的重力势能，Ek表示人的动能，E表示人的机械能，v表示人下落的速度，如果打开伞后空气阻力与速度平方成正比，则下列图像可能正确的是(),A),B),C),D)7．(2018浙江学业水平考试)[中]如图所示，质量为60kg的某运动员在做俯卧撑运动，运动过程中可将她的身体视为一根直棒．已知重心在c点，其垂线与两脚、两手连线中点间的距离Oa、Ob分别为0.9m和0.6m．若她在1min内做了30个俯卧撑，每次肩部上升的距离均为0.4m，则克服重力做的功和相应的功率约为(取g＝10m/s2)()A.430J，7WB.4300J，70WC.720J，12WD.7200J，120WB组限时：25分钟答案链接P978．(2019湖北孝感高中模拟)[易]长为L的细线一端固定在O点，另一端系一质量为m的小球，开始时细线被拉直，并处于水平位置，小球处在与O点等高的A位置，如图所示．现将小球由静止释放，若用v表示其速率，Ek表示其动能，Ep表示其重力势能(以最低点为零势能面)，则它由A运动到最低点B的过程中，关于这三个量随时间t或随下降高度h变化的图像可能正确的是(空气阻力不计)()ABCD9．(原创)[中]如图所示为某游乐场场地，在水平地面上O点正上方的A点向水平地面搭建很多个坡度不同的直滑道AB1、AB2、AB3、…，多名游乐者乘相同的滑橇从A点由静止开始分别沿这些滑道下滑，他们到达水平地面时均背向O点在地面上继续向前滑行直到停止．假设滑橇与滑道、地面间的动摩擦因数处处相同，且滑道与地面的连接处是圆滑的，则对所有游乐者有()A．滑到地面离O点距离相同时速度相同B．在地面停止时与O点的距离相同C．滑行过程中通过的路程相同D．滑行过程中机械能的变化相同10．(2019广东深圳质检)[中](多选)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成电能并储存在蓄电池中，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的关系图像如图所示，其中①是关闭储能装置时的关系图线，②是开启储能装置时的关系图线．已知汽车的质量为1000kg，设汽车运动过程中所受地面阻力恒定，空气阻力不计．根据图像所给的信息可求出()A．汽车行驶过程中所受地面的阻力为1000NB．汽车的额定功率为80kWC．汽车加速运动的时间为22.5sD．汽车开启储能装置后向蓄电池提供的电能为5×105J11．(2019广西柳州检测)[中]一辆汽车在平直的公路上以某一初速度运动，运动过程中保持恒定的牵引功率，其加速度a和速度的倒数eq\f(1,v)图像如图所示．若已知汽车的质量，则根据图像所给的信息，不能求出的物理量是()A．汽车的功率B．汽车行驶的最大速度C．汽车所受的阻力D．汽车运动到最大速度所需的时间12．(原创)[中]如图所示，一本质量分布均匀的大字典置于水平桌面上，字典总质量M＝1.5kg，宽L＝16cm，高H＝6cm.一张白纸(质量和厚度均可忽略不计，页面大于字典页面)夹在字典最深处，白纸离桌面的高度h＝2cm.假设字典中同一页纸上的压力分布均匀，白纸上、下表面与字典书页之间的动摩擦因数均为μ1，字典与桌面之间的动摩擦因数为μ2，且各接触面的最大静摩擦力近似等于滑动摩擦力，重力加速度g取10m/s2.(1)水平向右拉动白纸，要使字典能被拖动，求μ1与μ2满足的关系；(2)若μ1＝0.25，μ2＝0.4，求将白纸从字典中水平向右抽出拉力至少做的功W.13．(2018河北衡水中学3月模拟)[中]如图所示，水平面上的O点左侧光滑，右侧粗糙，有3个质量均为m的完全相同的滑块(可视为质点)，用轻细杆相连，相邻滑块间的距离为L，滑块1恰好位于O点左侧，滑块2、3依次沿直线水平向左排开．现将水平恒力F＝1.8μmg作用于滑块1上，μ为粗糙地带与滑块间的动摩擦因数，g为重力加速度．(1)求滑块运动的最大速度；(2)判断滑块3能否进入粗糙地带；若能，计算滑块3在粗糙地带的运动时间．

答案与解析A组1．C【解析】该同学每次引体向上克服重力所做的功为W1＝mgh＝60×10×0.4J＝240J，他在1min内克服重力所做的功为W＝10W1＝10×240J＝2400J，相应的功率约为P＝eq\f(W,t)＝40W，选项C正确．2．C【解析】由题意可得F1和F2是大小相等的两个力，物体移动的位移相同，并且力与位移的夹角相等，所以由功的公式W＝FLcosθ可知，它们对物体做的功是相同的，选项C正确．3．B【解析】小球受到的斜面的弹力沿小球位移方向有分量，故对小球做正功，选项A错误；细绳的拉力方向始终和小球的运动方向垂直，故对小球不做功，选项B正确；合外力对小球做的功等于小球动能的改变量，虽然合外力做功为零，但小球的重力势能增加，故小球在该过程中机械能不守恒，选项C错误；若水平面光滑，则推力做功等于小球重力势能的增量，即为mgL(1－sinθ)，选项D错误．4．A【解析】匀加速阶段：F－Ff＝ma，牵引力F随着Ff的增大而均匀增大，图像是一条倾斜的直线，选项C、D错误；额定功率阶段：F＝eq\f(P,v)和Ff＝kv，得F＝eq\f(kP,Ff)，可知牵引力与阻力成反比，选项A正确，B错误．5．AB【解析】由牛顿第二定律得F－Ff＝ma，F＝eq\f(P,v)，即eq\f(P,v)－Ff＝ma，随着v的增大，汽车做加速度减小的加速运动，在v­t图像上斜率应越来越小，故图甲为汽车的速度—时间图像，选项B正确，D错误；由a＝eq\f(P,mv)－eq\f(Ff,m)知，速度增加得越来越慢，加速度减小得越来越慢，最后趋于零，故图乙为汽车加速度—时间图像，选项A正确，C错误．6．B【解析】重力势能与人下落的高度呈线性关系，选项A错误．人先做自由落体运动，机械能守恒，可得Ek＝ΔEp＝mgh，动能与下落的高度成正比；打开降落伞后人做减速运动，速度减小，阻力减小，由牛顿第二定律可知，人做加速度减小的减速运动，最后当阻力与重力大小相等后，人做匀速直线运动，所以动能先减小得快，后减小得慢，当阻力与重力大小相等后，动能不再发生变化，而机械能继续减小，选项B正确，C、D错误．7．B【解析】设重心上升的高度为h，根据相似三角形可知，每次俯卧撑中，有eq\f(h,0.4m)＝eq\f(0.9m,0.9m＋0.6m)，即h＝0.24m．一次俯卧撑中，克服重力做功W＝mgh＝60×10×0.24J＝144J，所以1min内克服重力做的总功为W总＝NW＝4320J，功率P＝eq\f(W总,t)＝72W，故选项B正确．B组8．D【解析】小球在运动的过程中只受到重力和绳子的拉力，其运动类似于单摆，可知小球在从A到B运动的过程中其速度随时间的变化是按正弦的规律变化，选项A错误；小球的动能Ek＝eq\f(1,2)mv2＝mgh，可知小球的动能与下降的高度成正比，选项B错误，D正确；小球的重力势能Ep＝E0－Ek＝mgL－mgh，由此可得出小球的重力势能与下降高度呈线性关系，且随下降高度的增大而减小，选项C错误．9．B【解析】如题图所示，设AO＝h，某游乐者及滑橇的质量为m，滑橇与滑道、地面间的动摩擦因数为μ，当他沿某一滑道下滑到地面离O点距离为x时其速率为v，由动能定理有mgh－μmgx＝eq\f(1,2)mv2，可得v＝eq\r(2gh－2μgx)，速度大小相等，方向不同，选项A错误；设此游乐者在地面停止时与O点相距L，则有mgh－μmgL＝0，得L＝h/μ，故所有游乐者停止滑行时与O点的距离相同，选项B正确；沿不同的倾角滑道滑行的游乐者在滑行过程中通过的路程不同，选项C错误；整个过程中游乐者机械能的变化为ΔE＝mgh，由于不同的游乐者的质量可能不同，因此在滑行过程所有游乐者的机械能的变化不一定相同，选项D错误．10．BD【解析】由图线①求所受阻力，由ΔEkm＝FfΔx，得Ff＝eq\f(8×105,400)N＝2000N，选项A错误；由Ekm＝eq\f(1,2)mvm2可得，vm＝40m/s，所以P＝Ffvm＝80kW，选项B正确；加速阶段，Pt－Ffx＝ΔEk，得t＝16.25s，选项C错误；根据能量守恒定律，并由图线②可得，ΔE＝Ekm－Ffx′＝8×105J－2×103×150J＝5×105J，选项D正确．11.D【解析】由牛顿第二定律得F－Ff＝ma，P＝Fv可得a＝eq\f(P,m)·eq\f(1,v)－eq\f(Ff,m)，对应题图图线可知，eq\f(P,m)＝|k|＝40m2·s－3，已知汽车的质量，故可求出汽车的功率P，由a＝0时eq\f(1,vm)＝0.05m－1·s，可得汽车行驶的最大速度为vm＝20m/s，再由vm＝eq\f(P,Ff)，可求出汽车受到的阻力Ff，但无法求出汽车运动到最大速度的时间，选项D正确．12．(1)4μ1>3μ2(2)0.4J【解析】(1)白纸对字典的总摩擦力大小F1＝2μ1eq\f(（H－h）Mg,H)＝eq\f(4,3)μ1Mg字典与桌面间的最大静摩擦力大小F2＝μ2Mg若能拖动字典，有F1>F2解得4μ1>3μ2.(2)当μ1＝0.25，μ2＝0.4时，拉动白纸字典将不动．当白纸向右抽出位移为x时，纸上方受到字典的压力FN＝eq\f(Mg（L－x）（H－h）,HL)此时白纸受到拉力大小F＝2μ1FN可得F＝eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(5－\f(125,4)x))(N)(0≤x≤0.16m)由于白纸受到的拉力大小F与位移x成线性关系，故拉力做功为WF＝eq\f(1,2)×5×0.16J＝0.4J13．(1)eq\r(\f(8μgL,15))