2019高考物理一轮复习 第五章《机械能》第1课时 功和功率课时冲关 新人教版

第五章 第1课时 功和功率一、单项选择题(本题共6小题，每小题6分，共36分)1(68520128)(2017广东广州执信中学期中考试)如图所示，水平路面上有一辆质量为M的汽车，车厢中有一个质量为m的人正用恒力F向前推车厢，在车以加速度a向前加速行驶距离L的过程中，下列说法正确的是()A人对车的推力F做的功为FLB人对车做的功为maLC车对人的作用力大小为maD车对人的摩擦力做的功为(Fma)L解析：A根据功的公式可知，人对车做功为WFL，故A正确；在水平方向上，由牛顿第二定律可知车对人的作用力为Fma，人对车的作用力为ma，故人对车做的功为WmaL，故B错误；因车对人还有支持力，大小等于mg，故车对人的作用力为N，故C错误；对人由牛顿第二定律得fFma，解得fmaF，车对人的摩擦力做功为WfL(Fma)L，故D错误2(2017江苏镇江模拟)如图所示，匈牙利大力士希恩考若尔特曾用牙齿拉动50 t的A320客机他把一条绳索的一端系在飞机下方的前轮处，另一端用牙齿紧紧咬住，在52 s的时间内将客机拉动了约40 m假设大力士牙齿的拉力约为5103 N，绳子与水平方向夹角约为30，则飞机在被拉动的过程中()A重力做功约2.0107 JB拉力做功约1.7105 JC克服阻力做功约1.5105 JD合外力做功约2.0105 J解析：B飞机在水平方向被拉动，故此过程中飞机的重力不做功，故A错误；根据WFscos 510340 J1.7105 J，故B正确；飞机获得的动能Ekmv2501032 J5.9104 J，根据动能定理可知，合外力做功为5.9104 J，又拉力做功1.7105 J，所以克服阻力做功1.11105 J，故C、D均错误3(2017江西余江一中二模)如图甲所示，静止在水平地面上的物块受到水平拉力F的作用，F与时间t的关系如图乙所示，设物块与地面之间的最大静摩擦力fm大小与滑动摩擦力大小相等，则 ()A0t1时间内所受摩擦力大小不变Bt1t2时间内物块做加速度减小的加速运动Ct2时刻物块的速度最大Dt2t3时间内物块克服摩擦力做功的功率增大解析：D在0t1时间内水平拉力小于最大静摩擦力，物块保持不动，摩擦力大小逐渐增大，故A错误；t1t2时间内，拉力逐渐增大，摩擦力不变，根据牛顿第二定律可知，加速度逐渐增大，故B错误；t1t3时间内，合力向前，物块一直加速前进，t3时刻后合力反向，物块要做减速运动，所以t3时刻物块速度最大，故C错误；t2t3时间内物块速度逐渐增大，摩擦力大小不变，根据Pfv可知物块克服摩擦力的功率增大，故D正确4(2017福建莆田质检)如图所示，乒乓球运动员用同一个乒乓球两次发球，乒乓球恰好都在等高处水平向左越过球网，从最高点落到台面的过程中(不计乒乓球的旋转和空气阻力)，下列说法正确的是 ()A球第1次过网时的速度小于第2次的B球第1次的速度变化量小于第2次的C球两次落到台面时重力的瞬时功率相等D球两次落到台面过程中重力的平均功率不相等解析：C球下落的高度相同，由hgt2可知下落的时间相等，因球第1次比第2次通过的水平位移大，根据xvt可知，球第1次过网时的速度大于第2次过网时的速度球在水平方向做匀速直线运动，在竖直方向做自由落体运动，故速度变化量只在竖直方向，由vgt可得速度变化量相等重力的瞬时功率Pmgvy，落地时竖直方向的速度相等，故球两次落到台面时重力的瞬时功率相等平均功率等于功除以时间，重力两次做的功相同，时间也相同，重力两次的平均功率也相同故选C.5(68520129)(2017山西康杰中学、长治二中、临汾一中、忻州中学四校联考)质量m20 kg的物体，在大小恒定的水平外力F的作用下，沿水平面做直线运动.02 s内F与运动方向相反，24 s内F与运动方向相同，物体的vt图象如图所示g取10 m/s2，则()A拉力F的大小为100 NB物体在4 s时拉力的瞬时功率为120 WC4 s内拉力所做的功为480 JD4 s内物体克服摩擦力做的功为320 J解析：B取物体初速度方向为正方向，由图象可知物体与水平面间存在摩擦力，由图象可知02 s内，Ffma1且a15 m/s2；24 s内，Ffma2且a21 m/s2，联立以上两式解得F60 N，f40 N，A错误由PFv得4 s时拉力的瞬时功率为120 W，B正确由WPt得4 s内拉力所做的功为480 J，C错误摩擦力做功Wfs，摩擦力始终与速度方向相反，故s为路程，由图象可知总路程为12 m,4 s内物体克服摩擦力做的功为480 J，D错误6(2017福建厦门双十中学期中)一辆汽车在水平路面上匀速直线行驶，阻力恒定为f.t1时刻驶入一段阻力为2f的路段继续行驶t2时刻驶出这段路，阻力恢复为f.行驶中汽车功率恒定，则汽车的速度v及牵引力F随时间t的变化图象可能是()解析：At1之前，汽车做匀速直线运动，牵引力与阻力相等，t1时刻后阻力变为2f，汽车做减速运动，由PFv知，随着速度的减小，牵引力逐渐增大，即汽车做加速度逐渐减小的减速运动，当牵引力增到2f时，汽车做匀速运动t2时刻后，汽车驶出这段路，阻力恢复为f，这时牵引力为2f大于阻力f，汽车做加速运动，由PFv知，随着速度增大，牵引力逐渐减小，加速度逐渐减小由以上分析可知，A正确二、多项选择题(本题共4小题，每小题6分，共24分全部选对的得6分，部分选对的得3分，有选错或不答的得0分)7(2017重庆育才中学月考)质量为m的物体在水平恒定外力F作用下沿水平面做匀加速直线运动，一段时间后撤去外力，已知物体的vt图象如图所示，则下列说法正确的有()A物体所受摩擦力大小为B水平拉力大小是物体所受摩擦力大小的2倍C物体在加速阶段的平均速度大于减速阶段的平均速度D03t0时间内物体克服摩擦力做功的平均功率为解析：AD由vt图象知物体在加速阶段的加速度大小为a1，在减速阶段的加速度大小为a2，由牛顿第二定律知物体所受摩擦力大小为fma2，A正确；而Ffma1，即水平拉力大小为F，是物体所受摩擦力大小的3倍，B错误；由vt图象知物体在加速阶段的平均速度和在减速阶段的平均速度均为，C错误；03t0时间内物体的位移为x，所以克服摩擦力做功的平均功率为P，D正确8(2017河南模拟)质量为2 kg的物块，放在水平面上，物块与水平面间的动摩擦因数0.1，在水平拉力的作用下物块由静止开始运动，水平拉力做的功W随物块的位移x变化的关系如图所示重力加速度g取10 m/s2，下列说法正确的是()A在x0至x2 m的过程中，物块的加速度大小是1 m/s2B在x4 m时，摩擦力的瞬时功率是4 WC在x2 m至x6 m的过程中，物块做匀加速直线运动D在x0至x6 m的过程中，拉力的平均功率是4 W解析：ABDWx图线的斜率表示水平拉力F的大小，由图可知，x0至x2 m的过程中，水平拉力为F14 N，由牛顿第二定律有F1mgma解得a1 m/s2，故A正确根据图象可知，x4 m对应拉力做的功W12 J，04 m的过程中，根据动能定理有Wmgxmv2，解得v2 m/s，则在x4 m时，摩擦力的瞬时功率是Pmgv0.12102 W4 W，故B正确Wx图线的斜率表示水平拉力F的大小，由图可知，x2 m至x6 m的过程中，水平拉力F22 N，而fmg2 N，F2f，物块做匀速直线运动，故C错误在x0至x2 m的过程中物块的运动时间t12 s，在x2 m至x6 m的过程中物块的运动时间t2 s2 s，在x0至x6 m的过程中，拉力的平均功率 W4 W，故D正确9(2017四川成都七中第一次理科综合)如图所示，轻质弹簧一端固定在水平面上，另一端放置一质量m1 kg的小球，小球此时处于静止状态，现用竖直向上的拉力F作用在小球上，使小球开始向上做匀加速直线运动，经0.2 s弹簧刚好恢复到原长，此时小球的速度为1 m/s，整个过程弹簧始终在弹性限度内，g取10 m/s2.下列说法正确的是 ()A在00.2 s内，拉力的最大功率为15 WB弹簧的劲度系数为100 N/cmC在0.2 s时撤去外力，则小球在全过程中能上升的最大高度为15 cmD在00.2 s内，拉力F对小球做的功等于1.5 J解析：AC小球从静止开始向上做匀加速直线运动，经0.2 s弹簧刚好恢复到原长，此时小球的速度v1 m/s，0.2 s内小球的位移xt0.1 m，加速度a5 m/s2.刚开始弹簧静止，故mgkx，解得k100 N/m，故B错误对小球受力分析，小球受重力、拉力和弹簧的弹力，根据牛顿第二定律有Fmgkma，解得F5250t2(t0.2 s)，拉力F的功率PFvFat(5250t2)5t，当t0.2 s时，拉力功率达到最大，为Pm15 W，故A正确撤去F后，小球离开弹簧做竖直上抛运动，能继续上升的最大高度为h0.05 m，故小球在全过程中能上升的最大高度为Hxh0.15 m15 cm，故C正确在00.2 s内拉力F5250t2(t0.2 s)，逐渐增加，最大为15 N，位移为0.1 m，故拉力做的功W15 N0.1 m1.5 J，故D错误10(2017福建泉州一诊)如图甲所示，在倾角为37的粗糙且足够长的斜面的底端，一质量m2 kg、可视为质点的滑块压缩一轻弹簧并锁定，滑块与弹簧不相连t0时解除锁定，计算机通过传感器描绘出滑块的vt图象如图乙所示，其中ab段为曲线，bc段为直线，g取10 m/s2，sin 370.6，cos 370.8，则下列说法正确的是()A在滑块与弹簧脱离之前，滑块一直做加速运动B滑块在0.15 s末的加速度为8 m/s2C滑块在0.1 s末克服重力做功的功率为32 WD滑块与斜面间的动摩擦因数为0.25解析：BD00.1 s为滑块和弹簧接触的过程，由图象可知，滑块先做加速运动后做减速运动，故A错误；vt图线的斜率代表加速度，0.10.2 s内滑块的加速度a m/s28 m/s2，故B正确；在0.1 s末滑块的速度为1.6 m/s，克服重力做功的功率为PGmgvsin 3719.2 W，故C错误；在0.10.2 s内，对滑块，由牛顿第二定律可知mgsin 37mgcos 37ma，解得0.25，故D正确三、非选择题(本题2小题，共40分写出必要的文字说明和重要的演算步骤，有数值计算的要注明单位)11(68520130)(20分)1.3 L夏利N3轿车发动机的最大功率为63 kW，汽车满载质量为1 225 kg，最高车速是165 km/h，汽车在平直路面上行驶(g取10 m/s2)问：(1)汽车所受阻力与车重的比值是多少？(2)若汽车从静止开始，以1.0 m/s2的加速度做匀加速运动，则这一过程能维持多长时间？解析：(1)达到最大速度时，a0，即牵引力Ff(f为汽车所受的阻力)vmax，f N1.37103 N，k0.11.(2)以恒定的加速度a从静止开始运动，物体在达到最大功率之前做匀加速运动，速度越来越大，由maFf，PmaxFvt，vtat得Fmaf，Pmax(maf)at，t s24.3 s.答案：(1)0.11(2)24.3 s12(68520131)(20分)(2017宁夏模拟)日本大地震以及随后的海啸给日本带来了巨大的损失灾后某中学的部分学生组成了一个课题小组，对海啸的威力进行了模拟研究，他们设计了如下的模型：如图甲所示，在水平地面上放置一个质量为m4 kg的物体，让其在随位移均匀减小的水平推力作用下运动，推力F随位移x变化的图象如图乙所示，已知物体与地面之间的动摩擦因数为0.5，取g10 m/s2.(1)在运动的过程中物体的最大加速度为多大？(2)在距出发点什么位置时，物体的速度达到最大？(3)物体在水平面上运动的最大位移是多少？解析：(1)由牛顿第二定律有Fmgma当推力F100 N时，物体所受合外力最大，加速度最大代入数据解得ag20 m/s2.(2)由图象可得推力随位移x变化的关系为：F10025x速度最大时，物体加速度为零，则Fmg代入数据解得x3.2 m.(3)由Fx图象可知推力对物体做的功WFFx0200 J由动能定理知WFmgxm0，代入数据得：xm10 m.答案：(1)20 m/s2(2)x3.2 m处(3)10 m- 7 -