2018高考物理大一轮复习 第5章 机械能 第1节 功 功率课时规范训
更新时间:2024-03-16 02:24:01 阅读量: 综合文库 文档下载
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功 功率
课时规范训练 [基础巩固题组]
1. 如图所示,木块B上表面是水平的,当木块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所受的合外力对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
解析:选C.AB一起沿固定的光滑斜面由静止开始下滑,加速度为gsin θ.由于A速度增大,由动能定理,A所受的合外力对A做功,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. (多选)如图所示,摆球质量为m,悬线的长为L,把悬线拉到水平位置后放手.设在摆球从A点运动到B点的过程中空气阻力F阻的大小不变,则下列说法正确的是( )
A.重力做功为mgL B.绳的拉力做功为0 C.空气阻力F阻做功为-mgL 1
D.空气阻力F阻做功为-F阻πL
2
解析:选ABD.小球下落过程中,重力做功为mgL,A正确;绳的拉力始终与速度方向垂直,拉力做功为0,B正确;空气阻力F阻大小不变,方向始终与速度方向相反,故空气阻力
F阻做功为-F阻·πL,C错误,D正确.
3.(多选) 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,则这对摩擦力做功的情况,下列说法中正确的是( )
12
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
解析:选BC.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.
4. 如图所示,用与水平方向成θ角的力F,拉着质量为m的物体沿水平地面匀速前进位移s,已知物体和地面间的动摩擦因数为μ.则在此过程中F做的功为( )
A.mgs C.
μmgs cos θ+μsin θ
B.μmgs D.
μmgs 1+μtan θ
解析:选D.物体受力平衡,有Fsin θ+FN=mg,Fcos θ-μFN =0,在此过程中Fμ mgs做的功W=Fscos θ=,D正确.
1+μtan θ
5.如图所示,质量为m的小球用长L的细线悬挂而静止在竖直位置.现用水平拉力F将小球缓慢拉到细线与竖直方向成θ角的位置.在此过程中,拉力F做的功为( )
A.FLcos θ C.FL(1-cos θ)
B.FLsin θ D.mgL(1-cos θ)
解析:选D.用F缓慢地拉,则显然F为变力,只能用动能定理求解,由动能定理得WF-mgL(1-cos θ)=0,解得WF=mgL(1-cos θ),D正确.
6. 如图所示,质量为m的小球以初速度v0水平抛出,恰好垂直打在倾角为θ的斜面上,则球落在斜面上时重力的瞬时功率为(不计空气阻力)( )
2
A.mgv0tan θ C.
B.
mgv0
tan θ
mgv0
sin θ
D.mgv0cos θ
解析:选B.小球落在斜面上时重力的瞬时功率为P=mgvy,而vytan θ=v0,所以P=
mgv0
tan θ
,B正确.
7. 如图所示,光滑斜面的顶端固定一弹簧,一小球向右滑行,并冲上固定在地面上的斜面.设小球在斜面最低点A的速度为v,压缩弹簧至C点时弹簧最短,C点距地面高度为
h,则小球从A到C的过程中弹簧弹力做功是( )
12
A.mgh-mv
2C.-mgh
12
B.mv-mgh 212
D.-(mgh+mv)
2
解析:选A.小球从A点运动到C点的过程中,重力和弹簧的弹力对小球做负功,由于12
支持力与位移始终垂直,则支持力对小球不做功,由动能定理,可得WG+WF=0-mv,重力
212
做功为WG=-mgh,则弹簧的弹力对小球做功为WF=mgh-mv,所以正确选项为A.
2
[综合应用题组]
8.质量为m的汽车,启动后沿平直路面行驶,如果发动机的功率恒为P,且行驶过程中受到的摩擦阻力大小一定,汽车速度能够达到的最大值为v,那么当汽车的车速为时,3汽车的瞬时加速度的大小为( )
A.C.
vP mv3PB.D.
2P4Pmvmv mv
Pv3P解析:选B.当汽车匀速行驶时,有f=F=,根据P=F′,得F′=,由牛顿第二v3v 3
PF′-fvv2P定律得a===,故B正确,A、C、D错误.
mmmv-9.如图甲所示,滑轮质量、摩擦均不计,质量为2 kg的物体在F作用下由静止开始向上做匀加速运动,其速度随时间的变化关系如图乙所示,由此可知( )
3P
A.物体加速度大小为2 m/s B.F的大小为21 N
C.4 s末F的功率大小为42 W D.4 s内F做功的平均功率为42 W
解析:选C.由图乙可知,物体的加速度a=0.5 m/s,由2F-mg=ma可得:F=10.5 N,A、B均错误;4 s末力F的作用点的速度大小为vF=2×2 m/s=4 m/s,故4 s末拉力F做功的功率为P=F·vF=42 W,C正确;4 s内物体上升的高度h=4 m,力F的作用点的位移
2
2
Wl=2h=8 m,拉力F所做的功W=F·l=84 J,4 s内拉力F做功的平均功率P==21 W,
tD错误.
10. 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v-t图象如图所示,已知在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.下述判断正确的是( )
A.从0至t3时间内,列车一直匀加速直线运动 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
解析:选D.0~t1时间内,列车匀加速运动,t1~t3时间内,加速度变小,故A、B错;
Pv3
Pt3以后列车匀速运动,牵引力等于阻力,故C错;匀速运动时f=F牵=,故D正确.
v3
11.有一种太阳能驱动的小车,当太阳光照射到小车上方的光电板时,光电板中产生的
4
电流经电动机带动小车前进.若质量为m的小车在平直的水泥路上从静止开始沿直线加速行驶,经过时间t前进的距离为x,且速度达到最大值vm.设这一过程中电动机的功率恒为P,小车所受阻力恒为f,那么这段时间内( )
A.小车做匀加速运动 B.小车受到的牵引力逐渐增大 C.小车受到的合外力所做的功为Pt 12
D.小车受到的牵引力做的功为fx+mvm
2
解析:选D.小车在运动方向上受牵引力F和阻力f,因为v增大,P不变,由P=Fv,F-f=ma,得出F逐渐减小,a也逐渐减小,当v=vm时,a=0,故A、B均错;合外力做的12
功W外=Pt-fx,由动能定理得Pt-fx=mvm,故C错误,D正确.
2
12.放在粗糙水平面上的物体受到水平拉力的作用,在0~6 s内其速度与时间图象和该拉力的功率与时间图象分别如图所示,下列说法正确的是( )
A.0~6 s内物体位移大小为36 m B.0~6 s内拉力做的功为30 J
C.合外力在0~6 s内做的功与0~2 s内做的功相等 D.滑动摩擦力大小为5 N
解析:选C.由P=Fv,对应v-t图象和P-t图象可得30=F·6,10=f·6,解得:F=5 51
N,f= N,D错误;0~6 s内物体的位移大小为(4+6)×6× m=30 m,A错误;0~6 s
3215
内拉力做功W=F·x1+f·x2=5×6×2× J+×6×4 J=70 J,B错误;由动能定理可知,
23C正确.
13.一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,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 B.钢绳的最大拉力为mg C.重物匀加速的末速度为
Pv2
Pmg 5
D.重物匀加速运动的加速度为P-g mv1
Pv2
解析:选D.加速过程物体处于超重状态,钢绳拉力较大,匀速运动阶段钢绳的拉力为,故A错误;加速过程重物处于超重状态,钢绳拉力大于重力,故B错误;重物匀加速运动的末速度不是运动的最大速度,此时钢绳对重物的拉力大于其重力,故其速度小于
P,故CmgF-mg=m错误;重物匀加速运动的末速度为v1,此时的拉力为F=,由牛顿第二定律得:a=
Pv1
P-g,故D正确. mv1
14.(多选)两实心小球甲和乙由同一种材料制成,甲球质量大于乙球质量.两球在空气中由静止下落,假设它们运动时受到的阻力与球的半径成正比,与球的速率无关.若它们下落相同的距离,则( )
A.甲球用的时间比乙球长
B.甲球末速度的大小大于乙球末速度的大小 C.甲球加速度的大小小于乙球加速度的大小 D.甲球克服阻力做的功大于乙球克服阻力做的功
43
解析:选BD.设f=kR,则由牛顿第二定律得F合=mg-f=ma,而m=πR·ρ,故a3=g-,由m甲>m乙、ρ
42
πR·ρ3
k甲
=ρ
乙
可知a甲>a乙,故C错误;因甲、乙位移相同,由
v2=2ax可知,v甲>v乙,B正确;由x=at2可知,t甲 =f·x,又f甲>f乙,则W甲克服>W乙克服,D正确. 12 6 D.重物匀加速运动的加速度为P-g mv1 Pv2 解析:选D.加速过程物体处于超重状态,钢绳拉力较大,匀速运动阶段钢绳的拉力为,故A错误;加速过程重物处于超重状态,钢绳拉力大于重力,故B错误;重物匀加速运动的末速度不是运动的最大速度,此时钢绳对重物的拉力大于其重力,故其速度小于 P,故CmgF-mg=m错误;重物匀加速运动的末速度为v1,此时的拉力为F=,由牛顿第二定律得:a= Pv1 P-g,故D正确. mv1 14.(多选)两实心小球甲和乙由同一种材料制成,甲球质量大于乙球质量.两球在空气中由静止下落,假设它们运动时受到的阻力与球的半径成正比,与球的速率无关.若它们下落相同的距离,则( ) A.甲球用的时间比乙球长 B.甲球末速度的大小大于乙球末速度的大小 C.甲球加速度的大小小于乙球加速度的大小 D.甲球克服阻力做的功大于乙球克服阻力做的功 43 解析:选BD.设f=kR,则由牛顿第二定律得F合=mg-f=ma,而m=πR·ρ,故a3=g-,由m甲>m乙、ρ 42 πR·ρ3 k甲 =ρ 乙 可知a甲>a乙,故C错误;因甲、乙位移相同,由 v2=2ax可知,v甲>v乙,B正确;由x=at2可知,t甲 =f·x,又f甲>f乙,则W甲克服>W乙克服,D正确. 12 6
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