高考物理一轮复习 第六章 微专题33 功和功率的理解与计算

功和功率的理解与计算1考点及要求：功和功率().2.方法与技巧：功的求解方法：恒力的功常用定义式来求，变力的功可以用动能定理、WPt(P恒定时)、将变力功转化为恒力功、图像法来求1(功的正负判断)一女士站立在台阶式自动扶梯上正在匀速上楼，一男士站立在履带式自动人行道上正在匀速上楼下列关于两人受到的力做功判断正确的是()A支持力对女士做正功B支持力对男士做正功C摩擦力对女士做负功D摩擦力对男士做负功2(功的分析与计算)如图1所示，长为L的小车置于光滑的水平面上，小车前端放一小物块，用大小为F的水平力将小车向右拉动一段距离s，物块刚好滑到小车的左端物块与小车间的摩擦力为f，在此过程中()图1A摩擦力对小物块做的功为fsB摩擦力对系统做的总功为0C力F对小车做的功为FLD小车克服摩擦力所做的功为fs3(功率的分析与计算)(多选)一质量为1 kg的质点静止于光滑水平面上，从t0时起，第1 s内受到2 N的水平外力作用，第2 s内受到同方向的1 N的外力作用下列判断正确的是()A02 s内外力的平均功率是 WB第2 s内外力所做的功是 JC第2 s末外力的瞬时功率最大D第1 s内与第2 s内质点动能增加量的比值是4(功、功率与图像结合问题)一个质量为m的木块静止在粗糙的水平面上，木块与水平面间的滑动摩擦力大小为2F0，某时刻开始受到如图2所示的水平拉力的作用，下列说法正确的是()图2A0到t0时间内，木块的位移大小为Bt0时刻合力的功率为C0到t0时间内，水平拉力做的功为D2t0时刻，木块的速度大小为5起重机的钢索将重物由地面吊到空中某个高度，其vt图像如图3所示，则钢索拉力的功率随时间变化的图像可能是图中的()图36如图4甲所示，物体受到水平推力F的作用在粗糙水平面上做直线运动监测到推力F、物体速度v随时间t变化的规律如图乙、丙所示取g10 m/s2，则()图4A第1 s内推力做功为1 JB第2 s内物体克服摩擦力做的功W2 JC第1.5 s时推力F的功率为2 WD第2 s内推力F做功的平均功率1.5 W7(多选)如图5所示，一根细绳的上端系在O点，下端系一个小球B，放在粗糙的斜面体A上现用水平推力F向右推斜面体使之在光滑水平面上向右匀速运动一段距离(细绳尚未到达平行于斜面的位置)在此过程中()图5A小球做匀速圆周运动B摩擦力对小球B做正功C水平推力F和小球B对A做功的大小相等DA对小球B的摩擦力所做的功与小球B对A的摩擦力所做的功大小相等8.如图6所示是一种清洗车辆用的手持式喷水枪设枪口截面积为0.6 cm2，喷出水的速度为20 m/s.当它工作时，估计水枪的平均功率约为(水的密度为1103 kg/m3)()图6A12 W B120 WC240 W D1 200 W9如图7所示，质量为m的小球(可视为质点)用长为L的细线悬挂于O点，自由静止在A位置现用水平力F缓慢地将小球从A拉到B位置而静止，细线与竖直方向夹角为60，此时细线的拉力为F1，然后放手让小球从静止返回，到A点时细线的拉力为F2，则()图7AF1F22mgB从A到B，拉力F做功为F1LC从B到A的过程中，小球受到的合外力大小不变D从B到A的过程中，小球重力的瞬时功率一直增大10一滑块在水平地面上沿直线滑行，t0时其速度为1 m/s.从此刻开始在滑块上再施加一水平作用力F，力F和滑块的速度v随时间的变化规律分别如图8甲和乙所示求：图8(1)在第1秒内力F的平均功率；(2)前2秒内滑块所受合力的功W；(3)前2秒内力F的总功112014年全国多地雾霾频发，且有愈演愈烈的趋势，空气质量问题备受关注在雾霾天气下，能见度下降，机动车行驶速度降低，道路通行效率下降，对城市快速路、桥梁和高速公路的影响很大，已知汽车保持匀速正常行驶时受到的阻力为f10.2mg，刹车时受到的阻力为f20.5mg，重力加速度为g10 m/s2.(1)若汽车在雾霾天行驶的速度为v136 km/h，则刹车后经过多长时间才会停下来？(2)若前车因故障停在车道上，当质量为m1 200 kg的后车距离已经停止的前车为x22.5 m处紧急刹车，刚好不与前车相撞，则后车正常行驶时的功率为多大？答案解析1A如图甲所示，女士匀速上楼，所受支持力方向竖直向上，与速度方向夹角小于90，做正功；因匀速上楼，故女士不受摩擦力作用，选项A正确，C错误如图乙所示，男士匀速上楼，支持力方向垂直履带向上，摩擦力方向沿履带向上，支持力与位移方向垂直，支持力不做功，摩擦力对男士做正功，选项B、D错误2D摩擦力对小物块做的功为f(sL)，小车克服摩擦力所做的功为fs，摩擦力对系统做的总功为fL，力F对小车做的功为Fs，只有选项D正确3AD根据牛顿第二定律得，质点在第1 s内的加速度a12 m/s2，在第2 s内的加速度a21 m/s2；第1 s末的速度v1a1t2 m/s，第2 s末的速度v2v1a2t3 m/s；02 s内外力做的功Wmv J，平均功率P W，故选项A正确；第2 s内外力所做的功W2mvmv(132122) J J，故选项B错误；第1 s末的瞬时功率P1F1v14 W，第2 s末的瞬时功率P2F2v23 W，故选项C错误；第1 s内动能的增加量Ek1mv2 J，第2 s内动能的增加量Ek2W2 J，所以，故选项D正确4D由题意，0到t0时间内，4F02F0ma1，x1a1t，拉力做的功W4F0x1，A、C错；t0时刻木块的瞬时速度va1t0，合力的功率为P(4F02F0)v，B错；t0到2t0时间内木块的加速度为a2，F02F0ma2,2t0时刻，木块的速度v2va2t0，D正确5A由vt图像知重物先匀加速再匀速最后匀减速运动，由牛顿第二定律知，在匀加速过程有F1mgma1，F1为恒力且大于mg，拉力的功率P1F1vF1at；在匀速过程有F2mg，拉力的功率P2F2v0为定值；在匀减速过程有mgF3ma3，F3为恒力且小于mg，拉力的功率P3F3vF3(v0at)，功率逐渐减小到0；可知A正确6B第1 s内物体保持静止状态，在推力方向没有位移产生，故做功为0，选项A错误；由题图可知第3 s内物体做匀速运动，F2 N，故Ff2 N，由vt图像面积可知第2 s内物体的位移x12 m1 m，第2 s内物体克服摩擦力做的功Wffx2 J，故选项B正确；第1.5 s时物体的速度为1 m/s，由PFv31 W3 W，故推力的功率为3 W，选项C错误；第2 s内推力F3 N，推力F做功WFFx3 J，故第2 s内推力F做功的平均功率3 W，故选项D错误7BC小球B的线速度可以分解为水平方向的分速度与沿绳子方向的分速度，如图，则：vv0cos ，可知小球的线速度随的增大是逐渐变小的，不是匀速圆周运动，故A错误斜面对B的摩擦力沿斜面向下，B的运动轨迹的弧线在B受到的支持力的上方，所以B受到的摩擦力与B的位移方向夹角为锐角，所以斜面对B的摩擦力对小球B做正功，故B正确；斜面体A做匀速运动，动能不变，外力对A所做的总功为零，则知水平推力F和小球B对A做功的大小相等，故C正确A对小球B的摩擦力和小球B对A的摩擦力是一对作用力与反作用力，大小相等，但是B在摩擦力方向上的位移和A在摩擦力方向上的位移不等，所以做功也不等，故D错误8C考虑t时间内从枪口射出去的水，其质量为mSvt，该部分水增加的动能Ekmv2，结合上式有EkSv3t，则水枪的平均功率Sv3，代入数据得240 W9A在B位置对小球进行受力分析，根据平衡条件有F12mg，在最低点A位置，根据牛顿第二定律有F2mg，从B到A利用动能定理得mgL(1cos 60)mv2，联立可知F22mg，选项A正确；从A到B利用动能定理得WFmgL(1cos 60)0，解得拉力F做功为WF，选项B错误；从B到A的过程中，小球受到的合外力大小时刻发生变化，选项C错误；在最高点时小球的速度为零，重力的瞬时功率为零，在最低点时，小球在竖直方向的速度也为零，其重力的瞬时功率为零，即从B到A的过程中，小球重力的瞬时功率先增大后减小，选项D错误10(1)0.5 W(2)0(3)1 J解析(1)第1秒内滑块的位移为x10.5 m，由WFx1得W10.5 J，则第1秒内力F的平均功率0.5 W.(2)由动能定理得合力的功Wmvmv0.(3)第2秒内滑块的位移为x20.5 m.由WFx2，可得W21.5 J.前2秒内力F的总功WFW1W21 J.11(1)2 s(2)3.6104 W解析(1)v36 km/h10 m/sf20.5mg刹车后由牛顿第二定律可知：f2ma0.5mgmaa0.5g5 m/s2vvat0得：t s2 s(2)根据动能定理有：f2x0mvf20.5mg联立解得：v015 m/s正常行驶时有：Ff10f10.2mgPFv00.21 2001015 W3.6104 W