（浙江選考）2021版新高考物理一輪復(fù)習(xí) 6 第五章 機(jī)械能及其守恒定律 1 第1節(jié) 功和功率達(dá)標(biāo)檢測鞏固提能

第1節(jié)功和功率 隨堂檢測1(2017·11月浙江選考)如圖所示，質(zhì)量為60 kg的某運(yùn)動員在做俯臥撐運(yùn)動，運(yùn)動過程中可將她的身體視為一根直棒已知重心在c點(diǎn)，其垂線與腳、兩手連線中點(diǎn)間的距離Oa、Ob分別為0.9 m和0.6 m若她在1 min內(nèi)做了30個(gè)俯臥撐，每次肩部上升的距離均為0.4 m，則克服重力做的功和相應(yīng)的功率約為()A430 J，7 W B4 300 J，70 WC720 J，12 W D7 200 J，120 W答案：B2質(zhì)量為m的汽車，啟動后沿平直路面行駛，如果發(fā)動機(jī)的功率恒為P，且行駛過程中受到的摩擦阻力大小一定，汽車能夠達(dá)到最大速度為v，那么當(dāng)汽車的速度為v時(shí)，汽車的瞬時(shí)加速度的大小為()A. B. C. D.解析：選B.以恒定功率起步的機(jī)車，因PFv，v逐漸增大，F(xiàn)逐漸減小，即牽引力逐漸減小，所以機(jī)車做加速度逐漸減小的加速運(yùn)動，當(dāng)牽引力等于阻力時(shí)，不再加速，速度達(dá)到最大，可知阻力為fF，則當(dāng)速度為v時(shí)，可求得牽引力F3，則此時(shí)的加速度為a，故本題的正確選項(xiàng)為B.3當(dāng)前我國“高鐵”事業(yè)發(fā)展迅猛，假設(shè)一輛高速列車在機(jī)車牽引力和恒定阻力作用下，在水平軌道上由靜止開始啟動，其vt圖象如圖所示，已知0t1時(shí)間內(nèi)為過原點(diǎn)的傾斜直線，t1時(shí)刻達(dá)到額定功率P，此后保持功率P不變，在t3時(shí)刻達(dá)到最大速度v3，以后勻速運(yùn)動下列判斷正確的是()A從0至t3時(shí)間內(nèi)，列車一直做勻加速直線運(yùn)動Bt2時(shí)刻的加速度大于t1時(shí)刻的加速度C在t3時(shí)刻以后，機(jī)車的牽引力為零D該列車所受的恒定阻力大小為解析：選D.0t1時(shí)間內(nèi)，列車做勻加速運(yùn)動，t1t3時(shí)間內(nèi)，加速度逐漸變小，故A、B錯(cuò)誤；t3以后列車做勻速運(yùn)動，牽引力大小等于阻力大小，故C錯(cuò)誤；勻速運(yùn)動時(shí)FfF牽，故D正確4.(2017·11月浙江選考)如圖所示是具有登高平臺的消防車，具有一定質(zhì)量的伸縮臂能夠在5 min內(nèi)使承載4人的登高平臺(人連同平臺的總質(zhì)量為400 kg)上升60 m到達(dá)滅火位置此后，在登高平臺上的消防員用水炮滅火，已知水炮的出水量為3 m3/min，水離開炮口時(shí)的速率為20 m/s，則用于()A水炮工作的發(fā)動機(jī)輸出功率約為1×104 WB水炮工作的發(fā)動機(jī)輸出功率約為4×104 WC水炮工作的發(fā)動機(jī)輸出功率約為2.4×106 WD伸縮臂抬升登高平臺的發(fā)動機(jī)輸出功率約為800 W答案：B 課后達(dá)標(biāo)一、選擇題1一輛汽車在平直公路上從靜止開始運(yùn)動，假設(shè)汽車的功率保持不變，所受的阻力恒定，則下列說法正確的是()A汽車一直做勻加速運(yùn)動B汽車先勻加速運(yùn)動，后勻速運(yùn)動C汽車先勻加速運(yùn)動，后勻減速運(yùn)動直至靜止D汽車做加速度越來越小的加速運(yùn)動，直至勻速運(yùn)動答案：D2設(shè)飛機(jī)飛行中所受阻力與其速度的平方成正比，若飛機(jī)以速度v勻速飛行，其發(fā)動機(jī)功率為P，則飛機(jī)以3v勻速飛行時(shí)，其發(fā)動機(jī)的功率為()A3PB9PC27P D無法確定答案：C3.(2020·湖州質(zhì)檢)如圖所示，細(xì)線的一端固定于O點(diǎn)，另一端系一小球，在水平拉力作用下，小球以恒定速率在豎直平面內(nèi)由A點(diǎn)運(yùn)動到B點(diǎn)，在此過程中拉力的瞬時(shí)功率變化情況是()A逐漸增大B逐漸減小C先增大，后減小 D先減小，后增大答案：A4如圖所示，木板可繞固定水平軸O轉(zhuǎn)動木板從水平位置OA緩慢轉(zhuǎn)到OB位置，木板上的物塊始終相對于木板靜止在這一過程中，物塊的重力勢能增加了2 J用FN表示物塊受到的支持力，用Ff表示物塊受到的摩擦力在此過程中，以下判斷正確的是()AFN和Ff對物塊都不做功BFN對物塊做功為2 J，F(xiàn)f對物塊不做功CFN對物塊不做功，F(xiàn)f對物塊做功為2 JDFN和Ff對物塊所做功的代數(shù)和為0答案：B5中國已成為世界上高鐵運(yùn)營里程最長、在建規(guī)模最大的國家報(bào)道稱，新一代高速列車正常持續(xù)運(yùn)行牽引功率達(dá) 9 000 kW，速度為300 km/h.假設(shè)一列高速列車從杭州到金華運(yùn)行路程為150 km，則()A列車從杭州到金華在動力上消耗的電能約為9 000 kW·hB列車正常持續(xù)運(yùn)行時(shí)的阻力大小約為105 NC如果該列車以150 km/h運(yùn)動，則牽引功率為4 500 kWD假設(shè)從杭州到金華阻力大小不變，則列車克服阻力做功大小等于阻力與位移的乘積解析：選B.根據(jù)題意，不知道該列車運(yùn)行時(shí)間，所以無法求出杭州到金華列車消耗的電能，A錯(cuò)誤；根據(jù)PFv可知，F(xiàn)1.08×105 N，B正確；列車的瞬時(shí)速度為150 km/h，但不能確定是勻速運(yùn)動還是其他運(yùn)動，所以不能確定牽引功率，C錯(cuò)誤；假設(shè)阻力大小不變，則克服阻力做功應(yīng)該為阻力大小與其路程的乘積，D錯(cuò)誤6(2020·麗水高三期中)如圖所示為牽引力F和車速的倒數(shù)的關(guān)系圖象，若汽車質(zhì)量為2×103 kg，它由靜止開始沿平直的公路行駛，設(shè)阻力恒定且最大車速為30 m/s，則()A汽車所受的阻力為6×103 NB汽車的速度為15 m/s時(shí)，功率為6×104 WC汽車勻加速運(yùn)動的加速度為3 m/s2D汽車勻加速所需的時(shí)間為7.5 s答案：B7(2020·溫州樂清期中)塔吊吊起貨物沿豎直方向勻速上升過程中，鋼絲繩對貨物的拉力及其功率變化說法正確的是()A拉力增大，功率不變 B拉力不變，功率變大C拉力減小，功率變大 D拉力不變，功率不變解析：選D.因?yàn)樨浳飫蛩偕仙?，知Fmg，則拉力不變，根據(jù)PFv知，拉力功率不變故D正確，A、B、C錯(cuò)誤8.“激流勇進(jìn)”是一種常見的水上機(jī)動游樂設(shè)備，常見于主題游樂園中游客們在一定安全裝置的束縛下，沿著設(shè)計(jì)好的水道漂行其間通常會有至少一次大幅度的機(jī)械提升和瞬時(shí)跌落圖中所示為游客們正坐在皮筏艇上從高處沿斜坡水道向下加速滑行，在此過程中下列說法正確的是()A合力對游客做負(fù)功 B皮筏艇對游客不做功C重力對游客做正功 D游客的機(jī)械能增加答案：C9(2020·寧波質(zhì)檢)汽車發(fā)動機(jī)的額定功率是60 kW，汽車的質(zhì)量為2×103 kg，在平直路面上行駛，受到的阻力是車重的0.1.若汽車從靜止出發(fā)，以0.5 m/s2的加速度做勻加速運(yùn)動，則出發(fā)50 s時(shí)，汽車發(fā)動機(jī)的實(shí)際功率為(g取10 m/s2)()A25 kW B50 kWC60 kW D75 kW解析：選C.汽車受到的阻力Ff0.1mg2 000 N，汽車以0.5 m/s2的加速度做勻加速運(yùn)動，由牛頓第二定律得FFfma，解得F3 000 N，若50 s內(nèi)車做勻加速運(yùn)動，則vat25 m/s，50 s末汽車功率PFv75 000 W75 kW，但汽車發(fā)動機(jī)的額定功率是60 kW，則50 s 內(nèi)車不是勻加速運(yùn)動，而是先勻加速運(yùn)動后變加速運(yùn)動，出發(fā)50 s時(shí)，汽車發(fā)動機(jī)的實(shí)際功率為60 kW，故C正確10一輛汽車在平直的公路上以某一初速度運(yùn)動，運(yùn)動過程中保持恒定的牽引功率，其加速度a和速度的倒數(shù)的關(guān)系圖象如圖所示若已知汽車的質(zhì)量，則根據(jù)圖象所給的信息，不能求出的物理量是()A汽車的功率B汽車行駛的最大速度C汽車所受到的阻力D汽車運(yùn)動到最大速度所需的時(shí)間解析：選D.由FFfma，PFv可得：a·，對應(yīng)圖線可知，k40，可求出汽車的功率P，由a0時(shí)，0.05可得：vm20 m/s，再由vm，可求出汽車受到的阻力Ff，但無法求出汽車運(yùn)動到最大速度的時(shí)間11.(2020·浙江溫嶺高二月考)如圖是武廣鐵路上某機(jī)車在性能測試過程中的vt圖象，測試時(shí)機(jī)車先以恒定的牽引力F啟動發(fā)動機(jī)使機(jī)車在水平鐵軌上由靜止開始運(yùn)動，t1時(shí)刻機(jī)車關(guān)閉發(fā)動機(jī)，到t2時(shí)刻機(jī)車完全停下圖象中>，設(shè)整個(gè)測試過程中牽引力F做的功和克服摩擦力f做的功分別為W1、W2，0t1時(shí)間內(nèi)F做功的平均功率和全過程克服摩擦力f做功的平均功率分別為P1、P2，則下列判斷正確的是()AW1>W2，F(xiàn)2f BW1W2，F(xiàn)>2fCP1<P2，F(xiàn)>2f DP1P2，F(xiàn)2f解析：選B.機(jī)車整個(gè)運(yùn)動過程中，根據(jù)動能定理有W1W20，所以W1W2，又P1，P2，因t2>t1，所以P1>P2；根據(jù)牛頓第二定律，機(jī)車的牽引力為F時(shí)的加速度大小a1，關(guān)閉發(fā)動機(jī)后機(jī)車加速度大小a2，根據(jù)vt圖象斜率的意義可知a1>a2，即Ff >f，所以有F >2f，綜上分析可知，B正確12.如圖所示，汽車停在緩坡上，要求駕駛員在保證汽車不后退的前提下向上啟動，這就是汽車駕駛中的“坡道起步”，駕駛員的正確操作是：變速桿掛入低速擋，徐徐踩下加速踏板，然后慢慢松開離合器，同時(shí)松開手剎，汽車慢慢啟動，下列說法正確的是()A變速桿掛入低速擋，是為了增大汽車的輸出功率B變速桿掛入低速擋，是為了能夠提供較大的牽引力C徐徐踩下加速踏板，是為了讓牽引力對汽車做更多的功D徐徐踩下加速踏板，是為了讓汽車的輸出功率保持為額定功率解析：選B.由PFv可知，在功率一定的情況下，當(dāng)速度減小時(shí)，汽車的牽引力就會增大，此時(shí)更容易上坡，則換低速擋，增大牽引力，故A錯(cuò)誤，B正確；徐徐踩下加速踏板，發(fā)動機(jī)的輸出功率增大，根據(jù)PFv可知，是為了增大牽引力，故C、D錯(cuò)誤13一物體在粗糙的水平面上滑行從某時(shí)刻起，對該物體再施加一水平恒力F，則在此后的一段時(shí)間內(nèi)()A如果物體改做勻速運(yùn)動，則力F一定對物體做負(fù)功B如果物體改做勻加速直線運(yùn)動，則力F一定對物體做正功C如果物體仍做勻減速運(yùn)動，則力F一定對物體做負(fù)功D如果物體改做曲線運(yùn)動，則力F一定對物體不做功解析：選B.物體在粗糙的水平面上做勻減速直線運(yùn)動施加一水平恒力F后，如果物體改做勻速運(yùn)動，則力F一定與摩擦力等大、反向，與物體運(yùn)動方向相同，對物體做正功，A錯(cuò)誤；如果物體改做勻加速直線運(yùn)動，則力F一定與物體運(yùn)動方向相同，且大于摩擦力，力F對物體做正功，B正確；如果物體仍做勻減速運(yùn)動，則力F可能與物體運(yùn)動方向相同，但大小小于摩擦力，對物體做正功，也可能與物體運(yùn)動方向相反，對物體做負(fù)功，C錯(cuò)誤；只要物體受力F與物體運(yùn)動方向不共線，物體就做曲線運(yùn)動，力F與速度的夾角既可以是銳角也可以是鈍角，還可以是直角，各種做功情況都有可能，D錯(cuò)誤14.(2020·舟山高二期中)在水平面上，有一彎曲的槽道弧AB，槽道由半徑分別為和R的兩個(gè)半圓構(gòu)成(如圖所示)，現(xiàn)用大小恒為F的拉力將一光滑小球從A點(diǎn)沿滑槽道拉至B點(diǎn)，若拉力F的方向時(shí)時(shí)刻刻均與小球運(yùn)動方向一致，則此過程中拉力所做的功為()A0 BFRC.FR D2FR解析：選C.雖然拉力方向時(shí)刻改變，但力與運(yùn)動方向始終一致，用微元法，在很小的一段位移內(nèi)可以看成恒力，小球的路程為R，則拉力做的功為FR，故C正確二、非選擇題15如圖甲所示，在水平路段AB上有一質(zhì)量為2×103 kg的汽車，正以10 m/s的速度向右勻速運(yùn)動，汽車前方的水平路段BC較粗糙，汽車通過整個(gè)ABC路段的vt圖象如圖乙所示(在t15 s處水平虛線與曲線相切)，運(yùn)動過程中汽車發(fā)動機(jī)的輸出功率保持20 kW 不變，假設(shè)汽車在兩個(gè)路段上受到的阻力(含地面摩擦力和空氣阻力等)各自有恒定的大小求：(1)汽車在AB路段上運(yùn)動時(shí)所受的阻力Ff1；(2)汽車剛好到達(dá)B點(diǎn)時(shí)的加速度a；(3)BC路段的長度解析：(1)汽車在AB路段時(shí)，有F1Ff1，PF1v1，F(xiàn)f1，聯(lián)立解得：Ff1 N2 000 N.(2)t15 s時(shí)汽車處于平衡態(tài)，有F2Ff2，PF2v2，F(xiàn)f2，聯(lián)立解得：Ff2 N4 000 N.t5 s時(shí)汽車開始減速運(yùn)動，有F1Ff2ma，解得a1 m/s2.(3)PtFf2xmvmv解得x68.75 m.答案：(1)2 000 N(2)1 m/s2(3)68.75 m7