高考物理课标版一轮复习考点规范练15功和功率

考点规范练15功和功率一、单项选择题1.如图所示,木块B上表面是水平的,木块A置于B上,并与B保持相对静止,一起沿固定的光滑斜面由静止开始下滑,在下滑过程中()A.A所受的合力对A不做功B.B对A的弹力做正功C.B对A的摩擦力做正功D.A对B做正功2.(2017·课标全国Ⅲ)如图所示,一质量为m,长度为l的均匀柔软细绳PQ竖直悬挂。用外力将绳的下端Q缓慢地竖直向上拉起至M点,M点与绳的上端P相距l。重力加速度大小为g。在此过程中,外力做的功为()A.mgl B.mglC.mgl D.mgl3.一个质量为m的物块,在几个共点力的作用下静止在光滑水平面上。现把其中一个水平方向的力从F突然增大到3F,并保持其他力不变,则从这时开始到t时刻,该力的瞬时功率是(A. B. C. D.4.A、B两物体的质量之比mA∶mB=2∶1,它们以相同的初速度v0在水平面上做匀减速直线运动,直到停止,其速度—时间图象如图所示。那么,A、B两物体所受摩擦阻力之比FA∶FB与A、B两物体克服摩擦阻力做功之比WA∶WB分别为()A.2∶1,4∶1 B.4∶1,2∶1C.1∶4,1∶2 D.1∶2,1∶45.当前我国高铁事业发展迅猛,假设一辆高速列车在机车牵引力和恒定阻力作用下,在水平轨道上由静止开始启动,其vt图象如图所示,已知0~t1时间内为过原点的倾斜直线,t1时刻达到额定功率P,此后保持功率P不变,在t3时刻达到最大速度v3,以后匀速运动。下列判断正确的是()A.从0至t3时间内,列车一直做匀加速直线运动B.t2时刻的加速度大于t1时刻的加速度C.在t3时刻以后,机车的牵引力为零D.该列车所受的恒定阻力大小为6.如图所示,传送带AB倾角是α,传送带上的可看作质点的小物块质量是m,物块与传送带间的动摩擦因数为μ<tanα。现给在B位置的小物块一个沿传送带向上的初速度v0,传送带速度为v,方向未知。在传送带上摩擦力对物块做功的最大功率是()A.μmg(v0v)cosα B.μmgv0cosαC.μmgvcosα D.μmg(v0+v)cosα7.某物体在变力F作用下沿水平方向做直线运动,物体的质量m=10kg,F随物体的坐标x的变化情况如图所示。若物体从坐标原点由静止出发,不计一切摩擦。借鉴教科书中学习直线运动时由vt图象求位移的方法,结合其他所学知识,根据图示的Fx图象可求出物体运动到x=16m处时的速度大小为()A.3m/s B.C.2m/s D.二、多项选择题8.如图所示,B物体在拉力F的作用下向左运动,在运动过程中,A、B之间有相互作用的摩擦力,关于这对摩擦力做功的情况,下列说法正确的是()A.A、B都克服摩擦力做功 B.摩擦力对A不做功C.摩擦力对B做负功 D.摩擦力对A、B都不做功9.(2017·湖北沙市模拟)如图所示,将质量m0=1kg的重物B悬挂在轻绳的一端,并放置在倾角为30°、固定在水平地面的斜面上,轻绳平行于斜面,重物B与斜面间的动摩擦因数μ=。轻绳跨过质量不计的光滑定滑轮,其另一端系一质量m=0.5kg的小圆环A。圆环套在竖直固定的光滑直杆上,滑轮中心与直杆的距离为l=4m。现将圆环A从与定滑轮等高处由静止释放,不计空气阻力,直杆和斜面足够长,g取10m/s2。下列判断正确的是(A.圆环下降的过程中,轻绳的张力大小始终等于10NB.圆环能下降的最大距离为hm=mC.圆环速度最大时,轻绳与直杆的夹角为30°D.若增加圆环质量使m=1kg,再重复题述过程,则圆环在下降过程中,重力做功的功率一直在增大10.(2016·课标全国Ⅱ)如图所示,小球套在光滑的竖直杆上,轻弹簧一端固定于O点,另一端与小球相连。现将小球从M点由静止释放,它在下降的过程中经过了N点。已知在M、N两点处,弹簧对小球的弹力大小相等,且∠ONM<∠OMN<。在小球从M点运动到N点的过程中()A.弹力对小球先做正功后做负功B.有两个时刻小球的加速度等于重力加速度C.弹簧长度最短时,弹力对小球做功的功率为零D.小球到达N点时的动能等于其在M、N两点的重力势能差11.如图甲所示,物体受到水平推力F的作用在粗糙水平面上做直线运动。通过力传感器和速度传感器监测到推力F、物体速度v随时间t变化的规律如图乙所示。g取10m/s2。则()A.物体的质量m=1B.物体与水平面间的动摩擦因数μ=0.20C.第2s内物体克服摩擦力做的功W=2.0JD.前2s内推力F做功的平均功率=1.5W三、非选择题12.如图甲所示,质量m=2kg的物体静止在水平面上,物体跟水平面间的动摩擦因数μ=0.2。从t=0时刻起,物体受到一个水平力F的作用而开始运动,F随时间t变化的规律如图乙所示,6s后撤去拉力F(g取10m/s2)。求:(1)4s末物体的速度;(2)物体运动过程中拉力F做的功。13.(2017·福建厦门模拟)如图甲所示,一质量为m=1kg的物块静止在粗糙水平面上的A点,从t=0时刻开始,物块受到按如图乙所示变化的水平力F作用并向右运动,第3s末物块运动到B点时速度刚好为0,第5s末物块刚好回到A点,已知物块与粗糙水平面之间的动摩擦因数μ=0.2,(g取10m/s2)求:(1)A与B间的距离;(2)水平力F在5s内对物块所做的功。##考点规范练15功和功率1.C解析A、B一起沿固定的光滑斜面由静止开始下滑,加速度为gsinθ。由于A速度增大,由动能定理可知,A所受的合力对A做正功,B对A的摩擦力做正功,B对A的弹力做负功,选项A、B错误,C正确;A对B不做功,选项D错误。2.A解析根据题意,此过程中外力做的功等于细绳增加的重力势能,MQ的下半部分质量为的重心升高了,故增加的重力势能为ΔEp=mgl,所以外力做功mgl,A正确。3.C解析物块受到的合力为2F,根据牛顿第二定律有2F=ma,在合力作用下,物块做初速度为零的匀加速直线运动,速度v=at,该力大小为3F,则该力的瞬时功率P=3Fv,解以上各式得4.B解析由vt图象可知aA∶aB=2∶1,又由F=ma,mA∶mB=2∶1,可得FA∶FB=4∶1;又由题图中面积关系可知A、B位移之比xA∶xB=1∶2,由做功公式W=Fx,可得WA∶WB=2∶1,故选B。5.D解析0~t1时间内,列车做匀加速运动,t1~t3时间内,加速度逐渐变小,故A、B错误;t3以后列车做匀速运动,牵引力大小等于阻力大小,故C错误;匀速运动时Ff=F牵=,故D正确。6.B解析因为μ<tanα,即μmgcosα<mgsinα,不论传送带如何转动,物块在传送带上都做减速运动,故摩擦力对物块做功的最大功率在刚放上瞬间,功率最大为P=μmgv0cosα,故B正确。7.C解析力F在运动过程中所做的总功WF=10×4J=40J,由动能定理得WF=mv20,解得物块运动到x=16m处的速度大小为v=28.BC解析对A、B受力分析如图所示,物体A在Ff2作用下没有位移,所以摩擦力对A不做功,故B正确;对物体B,Ff1与位移夹角为180°,做负功,故C正确,A、D错误。9.BD解析由于在重物B沿斜面上滑过程中,向上的拉力FT>mgsin30°+μmgcos30°=10N,也就是FT大于圆环的重力5N,所以圆环A先向下做加速运动,后做减速运动,直至停止,重物B也是先加速后减速,而重物B受到的重力、支持力和摩擦力都保持不变,所以绳子对重物B的拉力必定是变化的,故A错误;设圆环A下降的最大距离为hm,则重物B上升的距离为h1=(l)sin30°,对圆环A和重物B组成的系统,由动能定理得mghmm0gh1μm0gh1cos30°=0,解得hm=m,故B正确;当圆环A在下滑过程中受力平衡时速度最大,则此时重物B的加速度也是0,绳子的拉力就等于重物B的重力向下的分力与摩擦力的和,即FT=m0gsin30°+μm0gcos30°=10N,设此时拉圆环A的绳子与竖直方向的夹角是θ,则在竖直方向上有FTcosθ=mg,代入数据解得θ=60°,故C错误;若增加圆环A的质量使m=1kg,再重复题述过程,则圆环A的重力大于重物B的重力沿斜面向下的分力与摩擦力的和,则圆环A将一直向下做加速运动,其重力做功的功率一直增大,故10.BCD解析如图所示,小球沿杆下滑要经过弹簧处于压缩状态的M点、压缩量最大点P点、原长处Q点和伸长状态N点,根据题意可知M点和N点弹簧形变量相同,从M点到P点,弹力方向向左上,做负功,从P点到Q点,弹力方向向左下,做正功,从Q点到N点,弹力方向向右上,做负功,所以,整个过程弹力对小球先做负功,再做正功,后做负功,A选项错误;在P点,弹力方向与杆垂直,在Q点,弹力为零,这两个点加速度等于重力加速度,B选项正确;在P点弹簧长度最短,弹力方向与杆垂直,即弹力方向与小球速度方向垂直,故弹力的功率为零,C选项正确;从M点到N点,小球和弹簧组成的系统机械能守恒,M、N两点的弹性势能相等,故重力势能差等于动能的变化,即小球到达N点时的动能,D选项正确。11.CD解析第2s内,根据速度—时间图象可知,物体的加速度为2m/s2,第3s内,物体做匀速直线运动,F=Ff=2N,所以根据牛顿第二定律得3μmg=2m,2=μmg,解得m=0.5kg,μ=0.40,A、B选项错误;第2s内物体运动的位移为1m,摩擦力为2N,克服摩擦力做的功W=2.0J,C选项正确;前2s内推力F做功为312.解析(1)在0~4s内,拉力为F1=10N,时间间隔t1=4s,设物体的加速度为a1,4s末速度为v,则根据牛顿第二定律得F1μmg=ma1①又v=a1t1②联立①②式得v=12m/s(2)前4s的位移x1=a1④解得x1=24由图象得4~6s内物体受到的拉力F2=4N=μmg所以物体做匀速直线运动,时间间隔t2=2s,位移大小x2=vt2⑥联立③⑥式得x2=24物体运动过程中拉力F做的功W=F1x1+F2x2⑧联立⑤⑦⑧式得W