2019年高考物理一轮总复习 第五章 第1讲 功 和 功 率课时提能演练 新人教版.doc

2019年高考物理一轮总复习 第五章 第1讲 功 和 功 率课时提能演练 新人教版一、选择题(本大题共10小题,每小题7分,共70分。每小题只有一个选项正确)1.(xx龙岩模拟)质量为m的汽车,启动后发动机以额定功率P沿水平道路行驶,经过一段时间后将达到以速度v匀速行驶,若行驶中受到的摩擦阻力大小不变,则在加速过程中车速为时,汽车的加速度大小为()A.B.C.D.0【解题指南】解答本题需把握以下两个方面:(1)匀速运动时,汽车的牵引力与阻力大小相等且有P=fv。(2)汽车的功率不变,车速变小时,牵引力变大,a=。【解析】选B。由汽车以额定功率P沿水平道路以速度v匀速行驶得F1=f,所以P=fv,f=,又由P=,得f=,车速为时,汽车的加速度大小为a=,所以选项B正确。2.如图,用与水平方向成角的力F拉着质量为m的物体沿水平地面匀速前进位移s,已知物体和地面间的动摩擦因数为。则在此过程中F做的功为()A.mgsB.mgsC.D.【解析】选D。物体受力平衡:Fsin+FN=mg,Fcos-FN=0。在此过程中F做的功W=Fscos=,所以D正确。3.如图所示,滑雪者由静止开始沿斜坡从A点自由滑下,然后在水平面上前进至B点停下。已知斜坡、水平面与滑雪板之间的动摩擦因数都为,滑雪者(包括滑雪板)的质量为m,A、B两点间的水平距离为L。在滑雪者经过AB段运动的过程中,克服摩擦力做的功()A.大于mgLB.等于mgLC.小于mgLD.以上三种情况都有可能【解析】选B。设斜面的倾角为,则对滑雪者从A到B的运动过程中摩擦力做的功为=mgACcos+mgCB,由题图可知ACcos+CB=L,由两式联立可得:=mgL,故B正确。4.如图所示,在加速向右运动的车厢中,一人用力向前推车厢(人与车厢始终保持相对静止),则下列说法中正确的是()A.人对车厢的作用力做正功B.车厢对人做负功C.车厢对人做正功D.车厢对人不做功【解析】选C。人受到重力、支持力、摩擦力和车厢对人的推力,后面三个力的施力物体为车厢,因为人与车厢相对静止,所以有向右的加速度,重力和支持力不做功,人受到车厢的摩擦力和推力两个力的合力,合力方向与速度方向相同,因此合力做正功,C项正确。5.质量为2t的汽车,发动机牵引力的功率为30kW,汽车在水平路面上行驶能达到的最大速度为15m/s,若汽车所受阻力恒定,则汽车的速度为10 m/s时的加速度为()A.1 m/s2B.0.5 m/s2C.2 m/s2D.2.5 m/s2【解析】选B。当汽车达到最大速度时,牵引力等于阻力,即f阻=2103N,当汽车速度为10m/s时,汽车所受到的牵引力为F=3103N,由牛顿第二定律可得:F-f阻=ma,那么汽车的加速度为a=0.5m/s2,选项B正确,其他选项错误。6.如图所示,水平抛出的物体抵达斜面上端P处时,其速度方向恰好沿着斜面向下,然后沿斜面无摩擦滑下,在如图所示的图像中正确描述物体重力的功率PG随时间t变化的图像是()【解析】选C。水平抛出的物体到达斜面上端P点之前,物体沿竖直方向的速度v=gt,重力的功率为PG=mg2t,PG与t成正比;物体沿斜面下滑过程中,沿斜面方向速度v=gsint(为斜面倾角),重力的功率为PG=mgsin(gsint)=mg2sin2t,PG与t成正比,且倾斜直线斜率满足mg2mg2sin2,则选项C正确,其他选项错误。7.如图所示,一质量为M,长为L的木板,放在光滑的水平地面上,在木板的右端放一质量为m的小木块,用一根不可伸长的轻绳通过光滑的定滑轮分别与m、M连接,木块与木板间的动摩擦因数为,开始时木块和木板静止,现用水平向右的拉力F作用在M上,将m拉向木板左端的过程中,拉力至少做功为()A.2mgLB.mgLC.(M+m)gLD.mgL【解析】选D。在拉力F的作用下,m、M缓慢匀速运动,使m被拉到木板的左端的过程中,拉力做功最少,设此时绳的拉力为FT,则FT=mg,FT+mg=F,当m到达M左端时,M向右运动的位移为,故拉力做功W=F=mgL,故D正确。8.(xx莆田模拟)如图所示,物体A、B质量相同,A放在光滑的水平面上,B放在粗糙的水平面上,在相同的水平力F作用下,由静止开始都通过了相同的位移s。那么()A.力F对A、B做功相等,但对A做功的平均功率较大B.力F对B做功较多,做功的平均功率也较大C.力F对A做功较多,做功的平均功率也较大D.力F对A、B做的功和做功的平均功率都相同【解析】选A。由功的定义可知选项B、C错;由于物体A在光滑的水平面上获得的加速度大,通过相同的位移用的时间短,所以F对A做功的功率较大,故选项A正确,选项D错。9.如图所示,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变化的规律如图所示。取g=10m/s2,则()A.第1s内推力做功为1JB.第2s内物体克服摩擦力做的功为W=2.0JC.第1.5s时推力F的功率为2WD.第2s内推力F做功的平均功率=1.5W【解析】选B。第1s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,A选项错误;由图像可知,第3s内物体做匀速运动,F=2N,故F=Ff=2N,由v-t图像知,第2s内物体的位移x=12m=1 m,第2 s内物体克服摩擦力做的功W=Ffx=2.0J,故B选项正确;第1.5s时物体的速度为1m/s,故推力的功率为3W,C选项错误;第2s内推力F=3N,推力F做功WF=Fx=3.0J,故第2s内推力F做功的平均功率=3W,故D选项错误。10.一质量为m的物体在水平恒力F的作用下沿水平面运动,在t0时刻撤去力F,其v-t图像如图所示。已知物体与水平面间的动摩擦因数为,则下列关于力F的大小和力F做功W的大小关系式正确的是()A.F=mgB.F=2mgC.W=mgv0t0D.W=mgv0t0【解析】选D。在t0时刻前,F-mg=m,在t0时刻以后,-mg=-m,由以上两式可得F=3mg,因此选项A、B均不对;在0至t0时间内,W-mgv0t0=m,在t0至3t0时间内,-mgv0(2t0)=-m,因此力F做的功为W=mgv0t0,选项D正确,而选项C错误。二、非选择题(本大题共2小题,共30分。要有必要的文字说明和解题步骤,有数值计算的要注明单位)11.(xx汕头模拟)(14分)如图甲所示,质量为1kg的物体置于固定斜面上,现对物体施以平行于斜面向上的拉力F,1s后将拉力撤去,物体运动的v-t图像如图乙所示,试求:(1)拉力F的大小;(2)拉力F在第1s内的平均功率。【解析】(1)由v-t图像知,当撤去拉力F后,物体做匀减速直线运动,加速度大小a=6m/s2。(2分)由牛顿第二定律得Ff=ma=6N,(2分)当物体受拉力F的作用时,由牛顿第二定律得F-Ff=ma,(2分)其中由题图知加速度a=12m/s2,(2分)所以F=18N。(2分)(2)物体在拉力F作用下的位移x=at2=6m,(2分)所以拉力F在第1s内的平均功率=W=108 W。(2分)答案:(1)18N(2)108 W12.(能力挑战题)(16分)质量为1.0103kg的汽车,沿倾角为30的斜坡由静止开始向上运动,汽车在运动过程中所受摩擦阻力大小恒为xxN,汽车发动机的额定输出功率为5.6104W,开始时以a=1m/s2的加速度做匀加速运动(g=10m/s2)。求:(1)汽车做匀加速运动的时间t1;(2)汽车所能达到的最大速率;(3)若斜坡长143.5m,且认为汽车达到坡顶之前,已达到最大速率,则汽车从坡底到坡顶需多少时间?【解析】(1)根据牛顿第二定律有:F-mgsin30-Ff=ma(1分)设匀加速的末速度为v,则有:P=Fv(1分)v=at1(1分)代入数值,联立解得匀加速的时间为t1=7s(1分)(2)当达到最大速度vm时,有:P=(mgsin30+Ff)vm(2分)解得汽车的最大速度为vm=8m/s(1分)(3)汽车匀加速运动的位移为s1=a=24.5m(2分)在后一阶段牵引力对汽车做正功,重力和阻力做负功,根据动能定理有:Pt2-(mgsin30+Ff)s2=m-mv2(2分)又有s2=s-s1(2分)代入数值,联立求解得:t2=15s(1分)所以汽车总的运动时间为t=t1+t2=22s(2分)答案:(1)7s(2)8 m/s(3)22 s【总结提升】解答汽车启动问题时应注意的问题(1)确定是匀加速启动还是恒定功率启动。(2)区别汽车所能达到的最大速度与匀加速运动的最大速度。(3)注意对汽车进行受力分析,汽车匀速时加速度为零,但不一定满足F=Ff,如本题中,汽车速度最大时,F=Ff+mgsin30。