高考物理一輪復(fù)習(xí)高效演練創(chuàng)新題5.1《功和功率》(含答案詳解)

1、 高效演練·創(chuàng)新預(yù)測1.(2018·三明模擬)小明騎電動自行車沿平直公路行駛,因電瓶“沒電”,故改用腳蹬車勻速前行。設(shè)小明與車的總質(zhì)量為100 kg,騎行過程中所受阻力恒為車和人總重的0.02倍,g取10 m/s2。通過估算可知,小明騎此電動車做功的平均功率最接近()A.500 WB.300 WC.100 WD.10 W【解析】選C。設(shè)人騎車的速度大小為5 m/s,人在勻速行駛時(shí),人和車的受力平衡,阻力的大小為Ff=0.02mg=0.02×1 000 N=20 N,此時(shí)的功率P=Fv=Ffv=20×5 W=100 W,故C正確。2.(多選)(2018&#

2、183;肇慶模擬)如圖所示,長為2L的輕桿上端固定一質(zhì)量為m的小球,下端用光滑鉸鏈連接于地面上的O點(diǎn),桿可繞O點(diǎn)在豎直平面內(nèi)自由轉(zhuǎn)動,定滑輪固定于地面上方L處,電動機(jī)由跨過定滑輪且不可伸長的繩子與桿的中點(diǎn)相連,啟動電動機(jī),桿從虛線位置繞O點(diǎn)逆時(shí)針倒向地面,假設(shè)整個(gè)倒下去的過程中,桿做勻速轉(zhuǎn)動,則在此過程中()A.小球重力做功為2mgLB.繩子拉力做功大于2mgLC.重力做功功率逐漸增大D.繩子拉力做功功率先增大后減小【解析】選A、C。小球重力做功為W=mg·2L=2mgL,故A正確;在整個(gè)過程中,根據(jù)動能定理可得mg·2L-W=mv2-mv2,解得W=2mgL,故B錯(cuò)誤;根

3、據(jù)P=Fvcos可知P=mgvcos,在桿倒下過程中,逐漸減小,故重力做功功率逐漸增大,故C正確;在整個(gè)過程中,重力的功率和繩子的功率相同,故繩子的功率逐漸增大,故D錯(cuò)誤。3.(多選)(2018·煙臺模擬)一物體在外力的作用下從靜止開始做直線運(yùn)動,合外力方向不變,大小隨時(shí)間的變化如圖所示。設(shè)該物體在t0和2t0時(shí)刻相對于出發(fā)點(diǎn)的位移分別是x1和x2,速度分別是v1和v2,合外力從開始至t0時(shí)刻做的功是W1,從t0至2t0時(shí)刻做的功是W2,則()A.x2=5x1v2=3v1B.x1=9x2v2=5v1C.v2=3v1W2=9W1D.x2=5x1W2=8W1【解析】選A、D。由于物體所受

4、的合力是2倍的關(guān)系,根據(jù)牛頓第二定律F=ma可知,加速度也是2倍的關(guān)系,即a2=2a1,所以物體的位移x1=a1,速度為 v1=a1t0,做的功為 W1=F0x1,x2=x1+v1t0+a2=x1+a1t0·t0+·2a1=a1=5x1,速度為 v2=v1+a2t0=3v1,做的功為 W2=2F0(x2-x1)=8F0x1=8W1,故A、D正確,B、C錯(cuò)誤。4.(多選)如圖所示是做勻變速直線運(yùn)動的質(zhì)點(diǎn)在06 s內(nèi)的位移時(shí)間圖線,則()A.03 s,合外力對質(zhì)點(diǎn)做正功B.36 s,合外力對質(zhì)點(diǎn)做負(fù)功C.15 s,合外力對質(zhì)點(diǎn)不做功D.前5 s內(nèi),合外力對質(zhì)點(diǎn)做負(fù)功【解析】選C

5、、D。由圖象切線斜率表示速度可知,03 s,質(zhì)點(diǎn)的速度逐漸減小,由動能定理可知合外力對質(zhì)點(diǎn)做負(fù)功,故A錯(cuò)誤;36 s,質(zhì)點(diǎn)的速度逐漸增大,由動能定理可知合外力對質(zhì)點(diǎn)做正功,故B錯(cuò)誤;根據(jù)對稱性可知,t=1 s和t=5 s時(shí)圖象的斜率的絕對值相等,則質(zhì)點(diǎn)的速率相等,由動能定理可知合外力對質(zhì)點(diǎn)不做功,故C正確;由圖象斜率可知,0時(shí)刻質(zhì)點(diǎn)的速率大于5 s時(shí)的速率,所以前5 s質(zhì)點(diǎn)動能減小,合外力對質(zhì)點(diǎn)做負(fù)功,故D正確。【加固訓(xùn)練】一物體靜止在粗糙水平地面上,現(xiàn)用一大小為F1的水平拉力拉動物體,經(jīng)過一段時(shí)間后其速度變?yōu)関,若將水平拉力的大小改為F2,物體從靜止開始經(jīng)過同樣的時(shí)間后速度變?yōu)?v,對于上述

6、兩個(gè)過程,用WF1、WF2分別表示拉力F1、F2所做的功,Wf1、Wf2分別表示前后兩次克服摩擦力所做的功,則()A.WF2>4WF1,Wf2>2Wf1B.WF2>4WF1,Wf2=2Wf1C.WF2<4WF1,Wf2=2Wf1D.WF2<4WF1,Wf2<2Wf1【解析】選C。根據(jù)x=t和Wf=mgx可判斷,兩次克服摩擦力所做的功Wf2=2Wf1。由動能定理得WF1-Wf1=mv2和WF2-Wf2=m(2v)2,整理可判斷WF2<4WF1,故選項(xiàng)C正確。5.(2018·濰坊模擬)如圖,點(diǎn)O、a、c在同一水平線上,c點(diǎn)在豎直細(xì)桿上。一橡皮筋一

7、端固定在O點(diǎn),水平伸直(無彈力)時(shí),另一端恰好位于a點(diǎn),在a點(diǎn)固定一光滑小圓環(huán),橡皮筋穿過圓環(huán)與套在桿上的小球相連。已知b、c間距離小于c、d間距離,小球與桿間的動摩擦因數(shù)恒定,橡皮筋始終在彈性限度內(nèi)且其彈力跟伸長量成正比。小球從b點(diǎn)上方某處釋放,第一次到達(dá)b、d兩點(diǎn)時(shí)速度相等,則小球從b第一次運(yùn)動到d的過程中()A.在c點(diǎn)速度最大B.在c點(diǎn)下方某位置速度最大C.重力對小球做的功一定大于小球克服摩擦力做的功D.在b、c兩點(diǎn),摩擦力的瞬時(shí)功率大小相等【解析】選B、C。在b點(diǎn),重力和彈力向下的分力之和大于摩擦力,合力向下,向下運(yùn)動過程中,彈力減小,所以從b到c,小球做加速度減小的加速運(yùn)動,在c點(diǎn),彈力與桿垂直,重力和摩擦力的合力仍然向下,所以在c點(diǎn)下方某位置加速度等于0,速度達(dá)到最大值,故A錯(cuò)誤,B正確;由題意知,第一次到達(dá)b、d兩點(diǎn)時(shí)速度相等,由動能定理可得,重力、彈力和摩擦力合力做功等于0,已知b、c間距離小于c、d間距離,即全過