高考物理一輪復(fù)習(xí) 第五章 機(jī)械能及其守恒定律 課后分級(jí)演練14 功和功率

1、課后分級(jí)演練(十四) 功和功率【a級(jí)基礎(chǔ)練】1(多選)(2016·湖南衡陽聯(lián)考)關(guān)于摩擦力做功的下列說法不正確的是()a滑動(dòng)摩擦力阻礙物體的相對(duì)運(yùn)動(dòng)，一定做負(fù)功b靜摩擦力起著阻礙物體相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)的作用，一定不做功c靜摩擦力和滑動(dòng)摩擦力一定都做負(fù)功d系統(tǒng)內(nèi)兩物體間相互作用的一對(duì)摩擦力做功的總和恒為負(fù)值解析：abc功的計(jì)算公式wfscos 中的s是指橙皮對(duì)于地面的位移，滑動(dòng)摩擦力和靜摩擦力僅起阻礙物體間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)(或相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì))的作用，它們和物體對(duì)地“絕對(duì)位移”的方向既可能相同也可能相反，說它們一定做負(fù)功是錯(cuò)誤的物體間有靜摩擦力作用時(shí)兩物體相對(duì)靜止，物體可以對(duì)地移動(dòng)，所以靜摩擦力也可能

2、做功物體間有相對(duì)滑動(dòng)時(shí)，伴隨有機(jī)械能的損耗(轉(zhuǎn)化為內(nèi)能)，所以一對(duì)滑動(dòng)摩擦力做功的總和恒為負(fù)值2(多選)位于水平面上的物體在水平恒力f1作用下，做速度為v1的勻速運(yùn)動(dòng)；若作用力變?yōu)樾毕蛏系暮懔2，物體做速度為v2的勻速運(yùn)動(dòng)，且f1與f2功率相同則可能有()af2f1，v1>v2bf2f1，v1<v2cf2>f1，v1>v2df2<f1，v1<v2解析：bd水平恒力f1作用下的功率p1f1v1，f2作用下的功率p2f2v2cos ，現(xiàn)p1p2，若f2f1，一定有v1<v2，因此a錯(cuò)誤、b正確；由于兩次都做勻速直線運(yùn)動(dòng)，因此第一次的摩擦力ff1mgf1，

3、而第二次的摩擦力ff2(mgf2sin )f2cos ，顯然ff2<ff1，即：f2cos <f1，因此無論f2>f1還是f2<f1都會(huì)有v1<v2，因此c錯(cuò)誤、d正確3.小物塊p位于斜面光滑的斜劈q上，斜劈q位于光滑的水平地面上(如圖所示)，從地面上看，在小物塊p沿斜劈q下滑的過程中，斜劈q對(duì)小物塊p的作用力()a垂直于接觸面，做功為零b垂直于接觸面，做功不為零c不垂直于接觸面，做功為零d不垂直于接觸面，做功不為零解析：b小物塊p在下滑過程中和斜劈之間有一對(duì)相互作用力f和f，如圖所示如果把斜劈q固定在水平桌面上，物體p的位移方向和彈力方向垂直，這時(shí)斜劈對(duì)物塊p不

4、做功但題中斜劈放在光滑的水平面上，可以自由滑動(dòng)，此時(shí)彈力方向仍然垂直于斜面，但是物塊p的位移方向卻是從初位置指向末位置如圖所示，彈力和位移方向不再垂直而是成一鈍角，所以彈力對(duì)小物塊p做負(fù)功，即b選項(xiàng)正確4.(多選)一質(zhì)量為1 kg的質(zhì)點(diǎn)靜止于光滑水平面上，從t0時(shí)刻開始，受到水平外力f作用，如圖所示，下列判斷正確的是()a02 s內(nèi)外力的平均功率是4 wb第2 s內(nèi)外力所做的功是4 jc第2 s末外力的瞬時(shí)功率最大d第1 s末與第2 s末外力的瞬時(shí)功率之比為94解析：ad第1 s末質(zhì)點(diǎn)的速度v1t1×1 m/s3 m/s.第2 s末質(zhì)點(diǎn)的速度v2v1t2(3×1) m/s4

5、 m/s.則第2 s內(nèi)外力做功w2mvmv3.5 j02 s內(nèi)外力的平均功率p w4 w.選項(xiàng)a正確，選項(xiàng)b錯(cuò)誤；第1 s末外力的瞬時(shí)功率p1f1v13×3 w9 w，第2 s末外力的瞬時(shí)功率p2f2v21×4 w4 w，故p1p294.選項(xiàng)c錯(cuò)誤，選項(xiàng)d正確5如圖所示，靜止于光滑水平面上坐標(biāo)原點(diǎn)處的小物塊，在水平拉力f作用下，沿x軸方向運(yùn)動(dòng)，拉力f隨物塊所在位置坐標(biāo)x的變化關(guān)系如圖乙所示，圖線為半圓則小物塊運(yùn)動(dòng)到x0處時(shí)f所做的總功為()a0b.fmx0c.fmx0d.x解析：cf為變力，但fx圖象包圍的面積在數(shù)值上表示拉力做的總功由于圖線為半圓，又因在數(shù)值上fmx0，故

6、w·f·fm·x0fmx0.6.(多選)如圖所示，光滑水平地面上固定一帶有光滑定滑輪的豎直桿，用輕繩一端系著小滑塊，另一端繞過定滑輪，現(xiàn)用恒力f1水平向左拉滑塊的同時(shí)，用恒力f2拉右側(cè)繩端，使滑塊從a點(diǎn)由靜止開始向右運(yùn)動(dòng)，經(jīng)過b點(diǎn)后到達(dá)c點(diǎn)，若abbc，則滑塊()a從a點(diǎn)至b點(diǎn)f2做的功等于從b點(diǎn)至c點(diǎn)f2做的功b從a點(diǎn)至b點(diǎn)f2做的功小于從b點(diǎn)至c點(diǎn)f2做的功c從a點(diǎn)至c點(diǎn)f2做的功可能等于滑塊克服f1做的功d從a點(diǎn)至c點(diǎn)f2做的功可能大于滑塊克服f1做的功解析：cd由題意知，滑塊從a點(diǎn)至b點(diǎn)時(shí)右側(cè)繩端的位移大于滑塊從b點(diǎn)至c點(diǎn)時(shí)右側(cè)繩端的位移，f2是恒力，則滑

7、塊從a點(diǎn)至b點(diǎn)f2做的功大于從b點(diǎn)至c點(diǎn)f2做的功，a、b錯(cuò)誤；滑塊從a點(diǎn)至c點(diǎn)過程中，可能先加速后減速，滑塊在c點(diǎn)速率大于或等于零，根據(jù)動(dòng)能定理得知，滑塊從a點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到c點(diǎn)過程中動(dòng)能的變化量大于或等于零，總功大于或等于零，則從a點(diǎn)至c點(diǎn)f2做的功大于或等于滑塊克服f1做的功，c、d正確7(多選)如圖所示，輕繩一端受到大小為f的水平恒力作用，另一端通過定滑輪與質(zhì)量為m、可視為質(zhì)點(diǎn)的小物塊相連開始時(shí)繩與水平方向的夾角為.當(dāng)小物塊從水平面上的a點(diǎn)被拖動(dòng)到水平面上的b點(diǎn)時(shí)，位移為l，隨后從b點(diǎn)沿斜面被拖動(dòng)到定滑輪o處，bo間距離也為l.小物塊與水平面及斜面間的動(dòng)摩擦因數(shù)均為，若小物塊從a點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到o點(diǎn)的

8、過程中，f對(duì)小物塊做的功為wf，小物塊在bo段運(yùn)動(dòng)過程中克服摩擦力做的功為wf，則以下結(jié)果正確的是()awffl(cos 1)bwf2flcos cwfmglcos 2dwfflmglsin 2解析：bc小物塊從a點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到o點(diǎn)，拉力f的作用點(diǎn)移動(dòng)的距離x2lcos ，所以拉力f做的功wffx2flcos ，a錯(cuò)誤，b正確；由幾何關(guān)系知斜面的傾角為2，所以小物塊在bo段受到的摩擦力fmgcos 2，則wfflmglcos 2，c正確，d錯(cuò)誤8.(2017·徐州模擬)一輛汽車在平直的公路上以某一初速度運(yùn)動(dòng)，運(yùn)動(dòng)過程中保持恒定的牽引功率，其加速度a和速度的倒數(shù)圖象如圖所示若已知汽車的質(zhì)量，

9、則根據(jù)圖象所給的信息，不能求出的物理量是()a汽車的功率b汽車行駛的最大速度c汽車所受到的阻力d汽車運(yùn)動(dòng)到最大速度所需的時(shí)間解析：d由fffma，pfv可得：a·，對(duì)應(yīng)圖線可知，k40，可求出汽車的功率p，由a0時(shí)，0.05可得：vm20 m/s，再由vm，可求出汽車受到的阻力ff，但無法求出汽車運(yùn)動(dòng)到最大速度的時(shí)間9.如圖所示，質(zhì)量為m的小球以初速度v0水平拋出，恰好垂直打在傾角為的斜面上，則小球落在斜面上時(shí)重力的瞬時(shí)功率為(不計(jì)空氣阻力)()amgv0tan b.c.dmgv0cos 解析：b小球落在斜面上時(shí)重力的瞬時(shí)功率為pmgvy，而vytan v0，所以p，b正確10一滑塊

10、在水平地面上沿直線滑行，t0時(shí)其速度為1 m/s.從此刻開始在滑塊運(yùn)動(dòng)方向上再施加一水平作用力f，力f和滑塊的速度v隨時(shí)間的變化規(guī)律分別如圖甲和乙所示，規(guī)定初速度的方向?yàn)檎较蚯螅?1)在第1秒內(nèi)、第2秒內(nèi)力f對(duì)滑塊做的功w1、w2；(2)前兩秒內(nèi)力f的總功wf及滑塊所受合力的功w.解析：(1)第1秒內(nèi)滑塊的位移為l10.5 m，第2秒內(nèi)滑塊的位移為l20.5 m由wflcos 可得，w10.5 jw21.5 j(2)前2秒內(nèi)力f的總功wfw1w21 j由動(dòng)能定理可知合力的功wmvmv0答案：(1)0.5 j1.5 j(2) 1 j0【b級(jí)提升練】11.(2017·吉林三校聯(lián)考)如圖

11、所示，豎直平面內(nèi)放一直角桿mon，om水平，on豎直且光滑，用不可伸長(zhǎng)的輕繩相連的兩小球a和b分別套在om和on桿上，b球的質(zhì)量為2 kg，在作用于a球的水平力f的作用下，a、b均處于靜止?fàn)顟B(tài)，此時(shí)oa0.3 m，ob0.4 m，改變水平力f的大小，使a球向右加速運(yùn)動(dòng)，已知a球向右運(yùn)動(dòng)0.1 m時(shí)速度大小為3 m/s，則在此過程中繩的拉力對(duì)b球所做的功為(取g10 m/s2)()a11 jb16 jc18 jd9 j解析：c本題考查速度分解、動(dòng)能定理及其相關(guān)的知識(shí)點(diǎn)a球向右運(yùn)動(dòng)0.1 m時(shí)，va3 m/s，oa0.4 m，ob0.3 m，設(shè)此時(shí)bao，則有tan .vacos vbsin ，解

12、得vb4 m/s.此過程中b球上升高度h0.1 m，由動(dòng)能定理，wmghmv，解得繩的拉力對(duì)b球所做的功為wmghmv2×10×0.1 j×2×42 j18 j，選項(xiàng)c正確12(2017·河北檢測(cè))如圖所示，將完全相同的四個(gè)小球1、2、3、4分別從同一高度由靜止釋放或平拋(圖乙)，其中圖丙是一傾角為45°的光滑斜面，圖丁為光滑圓弧，不計(jì)空氣阻力，則下列對(duì)四種情況下相關(guān)物理量的比較正確的是()a落地時(shí)間t1t2t3t4b全程重力做功w1w2>w3w4c落地瞬間重力的功率p1p2p3p4d全程重力做功平均功率12>3>4

13、解析：d圖甲、乙中小球在豎直方向均做自由落體運(yùn)動(dòng)，故t1t2，其中h為豎直高度，對(duì)圖丙，gtsin ，t3，其中為斜面傾角，比較圖丙和圖丁，由動(dòng)能定理可知，兩小球從初始位置到水平面上同一高度處速度大小總相等，但小球4的路程長(zhǎng)，因此t1t2<t3<t4，選項(xiàng)a錯(cuò)誤；因豎直高度相等，因此重力做功相等，選項(xiàng)b錯(cuò)誤；重力的瞬時(shí)功率等于mgvcos mgvy，由動(dòng)能定理可知，小球四種方式落地時(shí)的瞬時(shí)速度大小相等，但豎直分速度vy1vy2>vy3>vy40，故落地瞬間重力的功率p1p2>p3>p4，選項(xiàng)c錯(cuò)誤；綜合分析，可知全程重力做功平均功率，故12>3>

14、4，選項(xiàng)d正確13.(2017·蘇州高三調(diào)研)(多選)質(zhì)量為2×103 kg的汽車由靜止開始沿平直公路行駛，行駛過程中牽引力f和車速倒數(shù)的關(guān)系圖象如圖所示已知行駛過程中最大車速為30 m/s，設(shè)阻力恒定，則()a汽車所受阻力為6×103 nb汽車在車速為5 m/s時(shí)，加速度為3 m/s2c汽車在車速為15 m/s時(shí)，加速度為1 m/s2d汽車在行駛過程中的最大功率為6×104 w解析：cd當(dāng)牽引力等于阻力時(shí)，速度最大，由圖線可知阻力大小ff2 000 n，故a錯(cuò)誤傾斜圖線的斜率表示功率，可知pffv2 000×30 w60 000 w，車速為5

15、 m/s時(shí)，汽車的加速度a m/s22 m/s2，故b錯(cuò)誤；當(dāng)車速為15 m/s時(shí)，牽引力f n4 000 n，則加速度a m/s21 m/s2，故c正確；汽車的最大功率等于額定功率，等于60 000 w，故d正確14.一汽車在平直公路上行駛從某時(shí)刻開始計(jì)時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)的功率p隨時(shí)間t的變化如圖所示假定汽車所受阻力的大小f恒定不變下列描述該汽車的速度v隨時(shí)間t變化的圖線中，可能正確的是()解析：a由pfvfavmax，a正確，b、c、d錯(cuò)誤15(2017·常州模擬)高速連續(xù)曝光照相機(jī)可在底片上重疊形成多個(gè)圖象現(xiàn)利用這架照相機(jī)對(duì)md2000家用汽車的加速性能進(jìn)行研究，如圖為汽車做勻加速直線

16、運(yùn)動(dòng)時(shí)三次曝光的照片，圖中汽車的實(shí)際長(zhǎng)度為4 m，照相機(jī)每?jī)纱纹毓獾臅r(shí)間間隔為2.0 s已知該汽車的質(zhì)量為1 000 kg，額定功率為90 kw，汽車運(yùn)動(dòng)過程中所受的阻力始終為1 500 n.(1)試?yán)脠D示，求該汽車的加速度(2)若汽車由靜止開始以此加速度做勻加速運(yùn)動(dòng)，勻加速運(yùn)動(dòng)狀態(tài)最多能保持多長(zhǎng)時(shí)間(3)汽車所能達(dá)到的最大速度是多大(4)若該汽車從靜止開始運(yùn)動(dòng)，牽引力不超過3 000 n，求汽車運(yùn)動(dòng)2 400 m所用的最短時(shí)間(汽車已經(jīng)達(dá)到最大速度)解析：(1)由圖可得汽車在第1個(gè)2 s時(shí)間內(nèi)的位移x19 m，第2個(gè)2 s時(shí)間內(nèi)的位移x215 m汽車的加速度a1.5 m/s2(2)由ffma得，汽車牽引力ff十ma(1 5001 000×1.5) n3 000 n汽車做勻加速運(yùn)動(dòng)的末速度v m/s30 m/s勻加速運(yùn)動(dòng)保持的時(shí)間t1 s20 s(3)汽車所能達(dá)到的最大速度vm m/s60 m/s(4)由(1)、(2)知?jiǎng)蚣铀龠\(yùn)動(dòng)的時(shí)間t120 s運(yùn)動(dòng)的距離x1×20 m3