高考物理一轮复习成套课时练习第一单元功和功率课时作业

第五章 第1单元 功和功率[课时作业]

命 题 设 计 难度 题号 目标 单 一 目 标 综合 目标

一、选择题(本题共10小题，每小题7分，共70分，在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的)

1．一人乘电梯从1楼到20楼，在此过程中经历了先加速，后匀速，再减速的运动过程，则电梯支持力对人做功情况是 ( ) A．加速时做正功，匀速时不做功，减速时做负功 B．加速时做正功，匀速和减速时做负功 C．加速和匀速时做正功，减速时做负功 D．始终做正功

解析：支持力始终竖直向上，与位移同向，α＝0°，故支持力始终做正功，D正确． 答案：D

2. (2010·芜湖模拟)水平地面上有一木箱，木箱与地面之间的动摩擦因数为μ(0＜μ＜1)．现对木箱施加一拉力F，使木箱做匀速直线运动．设F的方向与水平面夹角为θ，如图1所示，在θ从0逐渐增大到90°的过程中，木箱的

速度保持不变，则 ( ) A．F先减小后减小 B．F一直增大 图1 C．F的功率减小 D．F的功率不变 解析：由木箱受力平衡可知：Fcosθ＝μ(G－Fsinθ)， μGμG即F＝＝， 2cosθ＋μsinθ1＋μcos(θ－φ)

μGv故F先减小后变大．根据P＝Fvcosθ＝可知F的功率减小．故A正确．

1＋μtanθ

功率 功及功率的计算 2 3、4、5 7 8、9 功 1、6 11 较易 中等 稍难 10、12 用心 爱心 专心 - 1 -

答案：C

3．在距地面高5 m的平台上，以25 m/s的速率竖直向上抛出一质量为1 kg的石块，不计空气阻力，取g＝10 m/s，则抛出后第三秒内重力对石块所做的功是 ( ) A．－100 J B．50 J C．100 J D．0 J

解析：石块在2 s末与3 s末在同一位置，故第3 s内位移为0，所以第3 s内重力做功为

零． 答案：D

4. (2010·黄冈模拟)如图2所示，质量相同的两物体处于同一高度，

2

A沿固定在地面上的光滑斜面下滑，B自由下落，最后到达同一

水平面，则 ( ) 图2

A．重力对两物体做的功相同 B．重力的平均功率相同

C．到达底端时重力的瞬时功率PA＝PB D．到达底端时两物体的动能相同，速度相同

解析：由于两个物体质量相同、下落高度相同，所以重力对两物体做的功相同，A选项正确．由于下落的时间不同，所以重力的平均功率不相同，B选项错误．根据机械能守恒可知，两物体到达底端时动能相同，即速度大小相同、方向不同，D选项错误．由瞬时功率的计算式可得PA＝mgvcosθ，PB＝mgv，因此，到达底端时重力的瞬时功率PA＜PB，C选项错误． 答案：A

5.如图3所示是某中学科技小组制作的利用太阳能驱动小车的装 置．当太阳光照射到小车上方的光电板时，光电板中产生的电流经 电动机带动小车前进．若小车在平直的公路上以初速度v0开始加速 行驶，经过时间t，前进了距离l，达到最大速度vmax，设此过程中 电动机功率恒为额定功率P，受的阻力恒为Ff，则此过程中电动机

所做的功有如下几个表达式： 图3 ①Ffvmaxt ②Pt ③Fftv0＋vmax

21122

④mvmax＋Ffl－mv0

22

其中正确的是 ( )

用心 爱心 专心 - 2 -

A．①②③ B．①②④ C．②③④ D．②③

解析：因小车以恒定的功率运动，故此过程小车电动机做功为W＝Pt＝Ffvmaxt，①、② 均正确．由动能定理可得

W－Ff·l＝mvmax2－mv02，

1122

得：W＝mvmax－mv0＋Ffl.

22故④正确，③错误．故选B. 答案：B

6．(2008·宁夏高考)一滑块在水平地面上沿直线滑行，t＝0时其速度为1 m/s，从此刻开始在滑块运动方向上再施加一水平作用力F，力F和滑块的速率v随时间的变化规律分别如图3甲和乙所示．设在第1秒内、第2秒内、第3秒内力F对滑块做的功分别为W1、

1212

W2、W3，则以下关系正确的是 ( )

图3

A．W1＝W2＝W3 B．W1＜W2＜W3 C．W1＜W3＜W2 D．W1＝W2＜W3

解析：力F做的功等于每段恒力F与该段滑块运动的位移数值(v－t图象中图象与坐标 轴围成的面积)的乘积，第1秒内，位移为一个小三角形面积S；第2秒内，位移也为一个小三角形面积S；第3秒内，位移为两个小三角形面积2S，故W1＝1S，W2＝3S，W3＝4S，所以W1＜W2＜W3. 答案：B

7. (2009·宁夏高考)质量为m的物体静止在光滑水平面上，从t＝0时 刻开始受到水平力的作用．力的大小F与时间t的关系如图5所示， 力的方向保持不变，则 ( ) 5F0t0

A．3t0时刻的瞬时功率为 2

m10F0t0B．3t0时刻的瞬时功率为

2

m用心 爱心 专心 - 3 -

23F0t0

C．在t＝0到3t0这段时间内，水平力的平均功率为 4m25F0t0

D．在t＝0到3t0这段时间内，水平力的平均功率为 6m解析：2t0时速度v1＝·2t0

1F0F0t02

0～2t0内位移x1＝·(2t0)＝2· 2mm2

2

2

F0

mF02t02

F做功W1＝F0x1＝2 m3F0F0

3t0时速度v2＝·t0＋v1＝5·t0

mmF02t0

3t0时刻瞬时功率：P＝3F0·v2＝15，故A、B错误．

m13F07F0t02

2t0～3t0内位移x2＝v1t0＋·t0＝，

2m2m21F0t0

F做的功W2＝3F0x2＝. 2m2

2

2

W1＋W225F02t0

0～3t0内F的平均功率P＝＝.故C错误，D正确．

3t06m答案：D

8.汽车在水平路面上从静止开始做匀加速直线运动，t1末关闭发动机，做匀减速直线运动，

t2末静止，其v－t图象如图6所示，图中α＜β，若汽车牵引力做功为W，平

均功率为P；汽车加速和减速过程中克服摩擦力做功分别为W1和W2，平均功率分别为P1和P2，则 ( ) A．W

解析：整个过程动能变化量为零，所以合力的功为零，A项错误．摩擦力大小相等，第一段位移大，所以B项错误．第一段是加速的，牵引力大于摩擦力，所以P>P1，C项错．加速阶段和减速阶段平均速度相等，所以摩擦力的平均功率相等，D项正确． 答案：D

9．一起重机的钢绳由静止开始匀加速提起质量为m的重物，当重物的速度为v1时，起重机的有用功率达到最大值P，以后起重机保持该功率不变，继续提升重物，直到以最大速度

v2匀速上升为止，物体上升的高度为h，则整个过程中，下列说法正确的是( )

A．钢绳的最大拉力为 2v2

P用心 爱心 专心 - 4 -

B．钢绳的最大拉力为 2v1C．重物的最大速度v2＝ D．重物匀加速运动的加速度为

PPmgP mv1

解析：由F－mg＝ma和P＝Fv可知，重物匀加速上升过程中钢绳拉力大于重力且不变，达到最大功率P后，随v增加，钢绳拉力F变小，当F＝mg时重物达最大速度v2，故v2＝

PPPP，最大拉力F＝mg＋ma＝，A、B错误，C正确．由－mg＝ma得：a＝－g，D错mgv1v1mv1

误． 答案：C

10．如图7所示，三个固定的斜面底边长度都相等，斜面倾角分别为30°、45°、60°，斜面的表面情况都一样．完全相同的物体(可视为质点)A、B、C分别从三个斜面的顶部滑到底部的过程中 ( )

图7

A．物体A克服摩擦力做的功最多 B．物体B克服摩擦力做的功最多 C．物体C克服摩擦力做的功最多 D．三个物体克服摩擦力做的功一样多

解析：因为三个固定斜面的表面情况一样，A、B、C又是完全相同的三个物体，因此A、

B、C与斜面之间的动摩擦因数相同，可设为μ，由功的定义：Wf＝－fl＝－μmgLcosθ

＝－μmgd，三个固定斜面底边长度d都相等，所以摩擦力对三个物体做的功相等，都为－μmgd，因此三个物体克服摩擦力做的功一样，都为μmgd. 答案：D

二、计算题(本题共2小题，共30分，解答时应写出必要的文字说明、方程式和演算步骤，有数值计算的要注明单位)

11．(15分)静止在水平地面上的木箱，质量m＝50 kg.木箱与地面间的动摩擦因数μ＝0.4，若用大小为400 N、方向与水平方向成37°角的斜向上的拉力拉木箱从静止开始运动，使木箱能够到达50 m远处，拉力最少做多少功？(cos37°＝0.8，取g＝10 m/s) 解析：欲使拉力做功最少，须使拉力作用的位移最小，故重物应先在拉力作用下加速，

2

用心 爱心 专心 - 5 -

再撤去拉力使木箱减速，到达50 m处时速度恰好减为0.设加速时加速度的大小为a1，减速时加速度的大小为a2. 由牛顿第二定律得，加速时有： 水平方向Fcos37°－μFN＝ma1 竖直方向Fsin37°＋FN－mg＝0 减速时有：μmg＝ma2

且有v＝2a1x1＝2a2x2 x1＋x2＝x 联立以上各式解得：x1≈24 m 由功的定义，有

2

W＝Fx1cos37°＝400×24×0.8 J＝7.68×103 J.

答案：7.68×10 J

12．(15分)汽车发动机的功率为60 kW，汽车的质量为4 t，当它行驶在坡 度为0.02(sinα＝0.02)的长直公路上时，如图8所示，所受摩擦阻力为车重

的0.1倍(g＝10 m/s)，求： 图8 (1)汽车所能达到的最大速度vm；

(2)若汽车从静止开始以0.6 m/s的加速度做匀加速直线运动，则此过程能维持多长时 间？

(3)当汽车匀加速行驶的速度达到最大值时，汽车做功多少？

解析：(1)汽车在坡路上行驶，所受阻力由两部分构成，即Ff＝kmg＋mgsinα＝4000 N＋ 800 N＝4800 N.

又因为当F＝Ff时，P＝Ff·vm，所以

3

P60×10

vm＝＝ m/s＝12.5 m/s.

kmg＋mgsinα4800

2

2

3

(2)汽车从静止开始，以a＝0.6 m/s匀加速行驶， 由F合＝ma，有

2

F′－Ff＝ma，

所以F′＝ma＋kmg＋mgsinα

＝4×10×0.6 N＋4800 N＝7.2×10 N.

保持这一牵引力，汽车可达到匀加速行驶的最大速度vm′，

3

P60×10

有vm′＝＝ m/s＝8.33 m/s.

F′7.2×103

3

3

由运动学规律可以求出匀加速行驶的时间与位移

vm′8.33t＝＝ s＝13.9 s，

a0.6

用心 爱心 专心 - 6 -

x＝

vm

2a22

＝

2×0.6

m＝57.82 m.

(3)由W＝F′·x可求出汽车在匀加速运动阶段行驶时牵引力做功为

W＝F′·x＝7.2×103×57.82 J＝4.16×105 J.

答案：(1)12.5 m/s (2)13.9 s (3)4.16×10 J

5

用心 爱心专心 - 7 -

本文来源：https://www.bwwdw.com/article/89n8.html