高考物理一輪復(fù)習(xí) 第5章 第1課時(shí) 功、功率練習(xí)人教大綱版練習(xí) 人教大綱版

第五章機(jī)械能第1課時(shí)功功率1．質(zhì)量為m的物體，受水平力F的作用，在粗糙的水平面上運(yùn)動(dòng)，下列說法中正確的()A．如果物體做加速直線運(yùn)動(dòng)，F(xiàn)一定對(duì)物體做正功B．如果物體做減速直線運(yùn)動(dòng)，F(xiàn)一定對(duì)物體做負(fù)功C．如果物體做減速直線運(yùn)動(dòng)，F(xiàn)也可能對(duì)物體做正功D．如果物體做勻速直線運(yùn)動(dòng)，F(xiàn)一定對(duì)物體做正功解析：F做正功還是負(fù)功，要看F的方向與位移方向是相同還是相反，當(dāng)物體做加速或勻速直線運(yùn)動(dòng)時(shí)F的方向一定與位移方向相同；當(dāng)物體做減速直線運(yùn)動(dòng)時(shí)包括兩種情況，一種是力F方向與位移方向相反，F(xiàn)做負(fù)功，另一種情況是力F方向與位移方向相同(此時(shí)F小于摩擦力)，F(xiàn)做正功．答案：ACD2.圖5－1－8年9月6日，殘奧會(huì)在北京開幕．我國運(yùn)動(dòng)員侯斌坐在輪椅上靠自身牽引升空點(diǎn)燃主火炬．該裝置可簡(jiǎn)化為如圖5－1－8所示的定滑輪模型．假設(shè)侯斌和輪椅的總質(zhì)量為m，需要上升高度h點(diǎn)燃主火炬，設(shè)上升時(shí)間為t，不計(jì)一切摩擦和細(xì)繩質(zhì)量，則()A．若侯斌拉繩的拉力為F，則上升的加速度為a＝2F/B．若侯斌以速度v勻速向下拉繩，則侯斌拉繩的功率等于mgvC．若侯斌拉繩先加速后勻速最后減速到零，則在整個(gè)上升過程中，侯斌拉細(xì)繩的力都一定不小于mg/2D．若侯斌拉繩先加速后勻速最后減速到零，則在整個(gè)上升過程中，侯斌拉細(xì)繩做功W＝mgh解析：若侯斌拉繩的拉力為F，把輪椅和侯斌看作整體，則整體受到向上的拉力為2F，由牛頓第二定律得2F－mg＝ma，則上升的加速度為a＝2F/m－g，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；若侯斌以速度v勻速向下拉繩，則侯斌拉繩的力F＝mg/2，拉繩的功率P＝Fv＝mgv/2，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；侯斌自身牽引升空是先加速后勻速最后減速到零，在加速上升階段，侯斌的拉力大于mg/2，勻速運(yùn)動(dòng)階段，侯斌的拉力等于mg/2，最后減速上升階段侯斌的拉力小于mg/2，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；對(duì)于整個(gè)上升過程，由動(dòng)能定理得W－mgh＝0，侯斌拉細(xì)繩做功W答案：D3.圖5－1－9如圖5－1－9所示，在雄壯的《中國人民解放軍進(jìn)行曲》中，胡錦濤主席乘國產(chǎn)紅旗版檢閱車，穿過天安門城樓，經(jīng)過金水橋，駛上長(zhǎng)安街，檢閱了44個(gè)精神抖擻、裝備精良的地面方隊(duì)．若胡錦濤主席乘坐的國產(chǎn)紅旗牌檢閱車的額定功率為P，檢閱車勻速行進(jìn)時(shí)所受阻力為Ff，在時(shí)間t內(nèi)勻速通過總長(zhǎng)為L(zhǎng)的44個(gè)精神抖擻、裝備精良的地面方隊(duì)，由此可知()A．在時(shí)間t內(nèi)檢閱車的發(fā)動(dòng)機(jī)實(shí)際做功為PtB．檢閱車勻速行進(jìn)的速度為eq\f(P,Ff)C．檢閱車勻速行進(jìn)時(shí)地面對(duì)車輪的摩擦力為滑動(dòng)摩擦力D．檢閱車的實(shí)際功率為eq\f(FfL,t)解析：在檢閱車檢閱時(shí)，在水平道路上行進(jìn)速度很慢，發(fā)動(dòng)機(jī)的實(shí)際功率一定小于額定功率，在時(shí)間t內(nèi)檢閱車的發(fā)動(dòng)機(jī)實(shí)際做功一定小于Pt，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；由P＝Ffv計(jì)算出的速度為檢閱車的最大速度，檢閱車勻速行進(jìn)的速度一定小于eq\f(P,Ff)，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；檢閱車勻速行進(jìn)時(shí)地面對(duì)車輪的摩擦力為靜摩擦力，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；檢閱車勻速行進(jìn)的速度為v＝eq\f(L,t)，牽引力F等于阻力Ff，檢閱車的實(shí)際功率為P′＝Fv＝eq\f(FfL,t)，選項(xiàng)D正確．答案：D4．將一質(zhì)量為m的小球以初速度v0從傾角為θ的斜坡頂向外水平拋出，并落在斜坡上，那么當(dāng)它擊中斜坡時(shí)重力做功的功率是()A．mgv0cotθB．mgv0tanθC．2mgv0cotθD．2mgv0tanθ解析：設(shè)小球平拋后經(jīng)過t擊中斜坡，則有tanθ＝eq\f(\f(1,2)gt2,v0t)，gt＝2v0tanθ，小球擊中斜坡時(shí)重力做功的功率P＝mg·v豎＝mg·gt＝2mgv0tanθ，故只有D正確．答案：D5．在年四川汶川大地震抗震救災(zāi)活動(dòng)中，為轉(zhuǎn)移被困群眾動(dòng)用了直升飛機(jī)．設(shè)被救人員的質(zhì)量m＝80kg，所用吊繩的拉力最大值Fm＝1200N，所用電動(dòng)機(jī)的最大輸出功率為Pm＝12kW，為盡快吊起被困群眾，操作人員采取的辦法是，先讓吊繩以最大的拉力工作一段時(shí)間，而后電動(dòng)機(jī)又以最大功率工作，被救人員上升h＝90m時(shí)恰好達(dá)到最大速度(g取10m/s2)，試求：(1)被救人員剛到達(dá)機(jī)艙時(shí)的速度；(2)這一過程所用的時(shí)間．解析：(1)第一階段繩以最大拉力拉著被救人員勻加速上升，當(dāng)電動(dòng)機(jī)達(dá)到最大功率時(shí)，功率保持不變，被救人員變加速上升，速度增大，拉力減小，當(dāng)拉力與重力相等時(shí)速度達(dá)到最大．由Pm＝FTvm＝mgvm得vm＝eq\f(Pm,mg)＝eq\f(12×103,80×10)m/s＝15m/s(2)a1＝eq\f(Fm－mg,m)＝eq\f(1200－80×10,80)m/s2＝5m/s2勻加速階段的末速度v1＝eq\f(Pm,Fm)＝eq\f(12×103,1200)m/s＝10m/s時(shí)間t1＝eq\f(v1,a1)＝eq\f(10,5)s＝2s上升的高度h1＝eq\f(v1,2)t1＝eq\f(10,2)×2m＝10m對(duì)于以最大功率上升過程，由動(dòng)能定理得Pmt2－mg(h－h(huán)1)＝eq\f(1,2)mveq\o\al(2,m)－eq\f(1,2)mveq\o\al(2,1)代入數(shù)據(jù)解得t2＝5.75s所以此過程所用總時(shí)間為t＝t1＋t2＝(2＋5.75)s＝7.75s.答案：(1)15m/s(2)7.75s1．汽車以額定功率從水平路面上坡時(shí)，司機(jī)要通過變速桿進(jìn)行“換擋”，其目的是()A．增大速度，增大牽引力 B．減小速度，減小牽引力C．增大速度，減小牽引力 D．減小速度，增大牽引力答案：D2．沿著高度相同，坡度不同，粗糙程度也不同的斜面向上拉同一物體到頂端，以下說法中正確的是()A．沿坡度小，長(zhǎng)度大的斜面上升克服重力做的功多B．沿長(zhǎng)度大、粗糙程度大的斜面上升克服重力做的功多C．沿坡度大、粗糙程度大的斜面上升克服重力做的功多D．上述幾種情況重力做功同樣多解析：重力做功只與高度有關(guān)，與路徑無關(guān)，因此，題中所述幾種情況重力做功同樣多．答案：D3．一輛汽車保持功率不變駛上一斜坡，其牽引力逐漸增大，阻力保持不變，則在汽車駛上斜坡的過程中()A．加速度逐漸增大B．速度逐漸增大C．加速度逐漸減小D．速度逐漸減小解析：由P＝F·v可知，汽車的牽引力逐漸增大，其上坡的速度逐漸減小，汽車的加速度方向沿坡向下，由牛頓第二定律得：mgsinθ＋Ff－F＝ma，隨F增大，a逐漸減小，綜上所述，C、D正確，A、B錯(cuò)誤．答案：CD4.圖5－1－10如圖5－1－10所示，用恒力F拉著質(zhì)量為m的物體沿水平面從A移到B的過程中，下列說法正確的是()A．有摩擦力時(shí)比無摩擦力時(shí)F做的功多B．有摩擦力時(shí)與無摩擦力時(shí)F做功一樣多C．物體加速運(yùn)動(dòng)時(shí)F做的功比減速運(yùn)動(dòng)時(shí)F做的功多D．物體無論是加速、減速還是勻速，力F做的功一樣多解析：由功的公式W＝Fscosα可得力F對(duì)物體m做的功W＝F·s，與有無摩擦無關(guān)，與物體是加速、減速還是勻速也無關(guān)，因此B、D正確．答案：BD5.圖5－1－11年國慶大閱兵檢閱了我國的空中加、受油機(jī)梯隊(duì)，加、受油機(jī)梯隊(duì)將模擬空中加油，如圖5－1－11所示．空中加油的過程大致如下：首先是加油機(jī)和受油機(jī)必須按照預(yù)定時(shí)間在預(yù)定地點(diǎn)匯合，然后受油機(jī)和加油機(jī)實(shí)施對(duì)接，對(duì)接成功后，加油系統(tǒng)根據(jù)信號(hào)自動(dòng)接通油路．加油完畢后，受油機(jī)根據(jù)加油機(jī)的指揮進(jìn)行脫離，整個(gè)加油過程便完成了．在加、受油機(jī)加油過程中，若加油機(jī)和受油機(jī)均保持勻速運(yùn)動(dòng)，且運(yùn)動(dòng)時(shí)所受阻力與重力成正比，則()A．加油機(jī)和受油機(jī)一定相對(duì)運(yùn)動(dòng)B．加油機(jī)和受油機(jī)的速度可能不相等C．加油機(jī)向受油機(jī)供油，受油機(jī)質(zhì)量增大，必須減小發(fā)動(dòng)機(jī)輸出功率D．加油機(jī)向受油機(jī)供油，加油機(jī)質(zhì)量減小，必須減小發(fā)動(dòng)機(jī)輸出功率解析：在加油過程中，加油機(jī)和受油機(jī)必須相對(duì)靜止，速度一定相等；加油機(jī)向受油機(jī)供油，受油機(jī)質(zhì)量增大，運(yùn)動(dòng)時(shí)所受阻力f阻增大，由P＝f阻v可知，要保持勻速運(yùn)動(dòng)，必須增大發(fā)動(dòng)機(jī)的輸出功率P；加油機(jī)向受油機(jī)供油，加油機(jī)質(zhì)量減小，運(yùn)動(dòng)時(shí)所受阻力f阻減小，由P＝f阻v可知，要保持勻速運(yùn)動(dòng)，必須減小發(fā)動(dòng)機(jī)輸出功率P.答案：D6.圖5－1－12靜止在粗糙水平面上的物塊A受方向始終水平向右、大小先后為F1、F2、F3的拉力作用做直線運(yùn)動(dòng)，t＝4s時(shí)停下，其速度—時(shí)間圖象如圖5－1－12所示，已知物塊A與水平面間的動(dòng)摩擦因數(shù)處處相同，下列判斷正確的是()A．全過程中拉力做的功等于物塊克服摩擦力做的功B．全過程拉力做的功等于零C．一定有F1＋F3＝2FD．可能有F1＋F3＞2F答案：AC7.圖5－1－13物體在合外力作用下做直線運(yùn)動(dòng)的v—t圖象如圖5－1－13所示．下列表述正確的是()A．在0～1s內(nèi)，合外力做正功B．在0～2s內(nèi)，合外力總是做負(fù)功C．在1～2s內(nèi)，合外力不做功D．在0～3s內(nèi)，合外力總是做正功解析：根據(jù)動(dòng)能定理，合外力做的功等于物體動(dòng)能的變化，0～1s內(nèi)，動(dòng)能增加，所以合外力做正功，A正確；0～2s內(nèi)動(dòng)能先增加后減少，合外力先做正功后做負(fù)功，B錯(cuò)誤；1～2s內(nèi)，動(dòng)能減少，合外力做負(fù)功，C錯(cuò)誤；0～3s內(nèi)，動(dòng)能變化量為零，合力做功為零，D錯(cuò)誤．答案：A8.圖5－1－14質(zhì)量為2kg的物體，放在動(dòng)摩擦因數(shù)為μ＝0.1的水平面上，在水平拉力F的作用下，由靜止開始運(yùn)動(dòng)，拉力做的功W和物體發(fā)生的位移x之間的關(guān)系如圖5－1－14所示，g＝10m/s2.下列說法中正確的是()A．此物體在AB段做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，且整個(gè)過程中拉力的最大功率為15瓦B．此物體在AB段做勻速直線運(yùn)動(dòng)，且整個(gè)過程中拉力的最大功率為6瓦C．此物體在AB段做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，且整個(gè)過程中拉力的最大功率為6瓦D．此物體在AB段做勻速直線運(yùn)動(dòng)，且整個(gè)過程中拉力的最大功率為15瓦解析：前3m位移內(nèi)的拉力為5N，根據(jù)牛頓第二定律可得加速度a＝1.5m/s2，末速度為3m/s，后6m位移內(nèi)拉力等于2N，所以此物體在AB段做勻速直線運(yùn)動(dòng)．答案：D9.圖5－1－15汽車在水平路面上從靜止開始做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，t1s末關(guān)閉發(fā)動(dòng)機(jī)，做勻減速直線運(yùn)動(dòng)，t2s末靜止，其v—t圖象如圖5－1－15所示．圖中α＜β，若汽車牽引力做功為W、平均功率為P，汽車加速和減速過程中克服摩擦力做功分別為W1和W2、平均功率分別為P1和P2，則()A．W＝W1＋W2B．W1＞W(wǎng)2C．P＝P1D．P1＝P解析：整個(gè)過程動(dòng)能變化量為零，所以合外力做功為零．A項(xiàng)正確．摩擦力大小相等，第一段位移大，所以B項(xiàng)正確．第一段是加速，故牽引力大于摩擦力，所以P＞P1，C項(xiàng)錯(cuò)．因兩段平均速度相等，所以摩擦力的平均功率相等，D項(xiàng)正確．答案：ABD10.圖5－1－16跳水是一項(xiàng)優(yōu)美的水上運(yùn)動(dòng)，圖5－1－16甲是年北京奧運(yùn)會(huì)跳水比賽中小將陳若琳和王鑫在跳臺(tái)上騰空而起的英姿．如果陳若琳質(zhì)量為m，身高為L(zhǎng)，她站在離水面H高的跳臺(tái)上，重心離跳臺(tái)面的高度為h1，豎直向上躍起后重心又升高了h2達(dá)到最高點(diǎn)，入水時(shí)身體豎直，當(dāng)手觸及水面時(shí)伸直雙臂做一個(gè)翻掌壓水花的動(dòng)作，如圖5－1－16乙所示，這時(shí)陳若琳的重心離水面約為h3，她進(jìn)入水中后重心最低可到達(dá)離水面h4處，整個(gè)過程中空氣阻力可忽略不計(jì)，重力加速度為g，求：(1)陳若琳從離開跳臺(tái)到手觸及水面的過程中可用于完成一系列動(dòng)作的時(shí)間；(2)陳若琳克服水的作用力所做的功．解析：(1)陳若琳躍起后可看作豎直向上的勻減速運(yùn)動(dòng)，重心上升的高度h2設(shè)起跳速度為v0，則veq\o\al(2,0)＝2gh2，上升過程的時(shí)間t1＝eq\f(v0,g)，解得t1＝eq\r(\f(2h2,g))陳若琳從最高處自由下落到手觸及水面的過程中重心下落的高度s＝H＋h1＋h2－h(huán)3設(shè)下落過程的時(shí)間為t2，則s＝eq\f(1,2)gteq\o\al(2,2)解得t2＝eq\r(\f(2s,g))＝eq\r(\f(2(H＋h1＋h2－h(huán)3),g))陳若琳要完成一系列動(dòng)作可利用的時(shí)間t＝t1＋t2＝eq\r(\f(2h2,g))＋eq\r(\f(2(H＋h1＋h2－h(huán)3),g)).(2)設(shè)從最高點(diǎn)到水面下最低點(diǎn)的過程中，重力做的功為WG，克服水的作用力所做的功為WZ，由動(dòng)能定理可得WG－WZ＝ΔEkWZ＝WG＝mg(H＋h1＋h2＋h4)．答案：(1)eq\r(\f(2h2,g))＋eq\r(\f(2(H＋h1＋h2－h(huán)3),g))(2)mg(H＋h1＋h2＋h4)11.圖5－1－17(·四川，23)如圖5－1－17為修建高層建筑常用的塔式起重機(jī)．在起重機(jī)將質(zhì)量m＝5×103kg的重物豎直吊起的過程中，重物由靜止開始向上做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，加速度a＝0.2m/s2，當(dāng)起重機(jī)輸出功率達(dá)到其允許的最大值時(shí)，保持該功率直到重物做vm＝1.02m/s的勻速運(yùn)動(dòng)．取g＝10m/s(1)起重機(jī)允許輸出的最大功率；(2)重物做勻加速運(yùn)動(dòng)所經(jīng)歷的時(shí)間和起重機(jī)在第2秒末的輸出功率．解析：(1)設(shè)起重機(jī)允許輸出的最大功率為P0，重物達(dá)到最大速度時(shí)，拉力F0等于重力．P0＝F0vm①F0＝mg②代入數(shù)據(jù)，有：P0＝5.1×104W③(2)勻加速運(yùn)動(dòng)結(jié)束時(shí)，起重機(jī)達(dá)到允許輸出的最大功率，設(shè)此時(shí)重物受到的拉力為F，速度為v1，勻加速運(yùn)動(dòng)經(jīng)歷時(shí)間為t1，有：P0＝Fv1④F－mg＝ma⑤v1＝at1⑥由③④⑤⑥，代入數(shù)據(jù)，得：t1＝5s⑦t＝2s時(shí)，重物處于勻加速運(yùn)動(dòng)階段，設(shè)此時(shí)速度為v2，輸出功率為P，則v2＝at⑧P＝Fv2⑨由⑤⑧⑨，代入數(shù)據(jù)，得：P＝2.04×104W⑩答案：(1)5.1×104W(2)2.04×104W12.一列火車總質(zhì)量m＝500t，機(jī)車發(fā)動(dòng)機(jī)的額定功率P＝6×105W，在軌道上行駛時(shí)，軌道對(duì)列車的阻力Ff是車重的0.01倍，g取10m/s2，求：(1)火車在水