湖北省2020屆高考物理一輪復習 14《功和功率》試題

第五章機械能及其守恒定律 第14單元功和功率1.如圖所示，在加速向右運動的車廂中，一人用力向前推車廂(人與車廂始終保持相對靜止)，則下列說法中正確的是（ ）A.人對車廂的作用力做正功B.車廂對人做負功C.車廂對人做正功D.車廂對人不做功2.如圖所示，一個人推磨，其推磨桿的力的大小始終為F，與磨桿始終垂直，作用點到軸心的距離為r，磨盤繞軸緩慢轉動.則在轉動一周的過程中推力F做的功為（ ）A.0 B.2rFC.2Fr D.-2rF3.如圖所示，木板可繞固定水平軸O轉動.木板從水平位置OA緩慢轉到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（ ）A.FN和Ff對物塊都不做功B.FN對物塊做功為2 J，Ff對物塊不做功C.FN對物塊不做功，Ff對物塊做功為2 JD.FN和Ff對物塊所做功的代數和為04.放在地面上的物體受到水平拉力的作用,在06s內其速度與時間圖象和拉力的功率與時間圖象如圖所示,則物體的質量為(g=10m/s2)()A.kgB.kgC.kgD.kg5.(2020·山師大附中高三期末)一質量為m的物體,同時受幾個力的作用而處于靜止狀態(tài).某時刻其中一個力F突然變?yōu)?其他力不變,則經過t時刻,合力的功率的大小是 ()A.B.C.D.6.(2020·重慶卷)某車以相同的功率在兩種不同的水平路面上行駛，受到的阻力分別為車重的k1和k2倍，最大速率分別為v1和v2，則（ ）A.v2 B.v2 C.v2 D.v27.汽車以額定功率在平直公路上勻速行駛,t1時刻司機減小了油門,使汽車的功率立即減小一半,并保持該功率繼續(xù)行駛,到t2時刻汽車又開始做勻速直線運動(設整個過程中汽車所受的阻力不變),則在t1t2這段時間內()A.汽車的加速度逐漸減小B.汽車的加速度逐漸增大C.汽車的速度逐漸減小D.汽車的速度逐漸增大8.如圖所示為汽車在水平路面上啟動過程中的速度圖象,Oa為過原點的傾斜直線,ab段表示以額定功率行駛時的加速階段,bc段是與ab段相切的水平直線,則下述說法正確的是()A.0t1時間內汽車做勻加速運動且功率恒定B.t1t2時間內汽車牽引力做功為C.t1t2時間內的平均速度為(v1+v2)D.全過程中t1時刻的牽引力及其功率都是最大值,t2t3時間內牽引力最小9.如圖所示,水平傳送帶正以2m/s的速度運行,兩端水平距離l=8m,把一質量m=2kg的物塊輕輕放到傳送帶的A端,物塊在傳送帶的帶動下向右運動,若物塊與傳送帶間的動摩擦因數=0.1,則把這個物塊從A端傳送到B端的過程中,不計物塊的大小,g取10m/s2,求摩擦力對物塊做功的平均功率.10.在水平直線馬路上，質量為1.0×103 kg的汽車，其發(fā)動機的額定功率為6.0×104 W，汽車由靜止以加速度a1 m/s2做勻加速直線運動，運動中所受摩擦阻力大小恒為2 000 N，當汽車發(fā)動機達到額定功率后，保持功率不變，重力加速度g取10 m/s2.(1)求汽車做勻加速直線運動的時間t1；(2)求汽車所能達到的最大速率；(3)若汽車由靜止到發(fā)生位移x1 000 m前已達到最大速率，則汽車發(fā)生該1 000 m位移需要多少時間？參考答案1.解析：人受到重力、支持力、摩擦力和車廂對人的推力，后面三個力的施力物體為車廂，因為人與車廂相對靜止，所以有向右的加速度，重力和支持力不做功，人受到車廂的摩擦力和推力兩個力的作用，合力方向與速度方向相同，因此合力做正功，C項正確.答案：C2.解析：磨盤轉動一周，力的作用點的位移為0，但不能直接套用WFlcos 求解，因為在轉動過程中推力F為變力.我們可以用微元的方法來分析這一過程.由于F的方向在每時刻都保持與作用點的速度方向一致，因此可把圓周劃分成很多小段來研究，如圖所示，當各小段的弧長si足夠小(si0)時，F的方向與該小段的位移方向一致，所以有：WFF·s1F·s2F·s3F·siF·2r2rF(這等效于把曲線拉直).答案：B3.解析：由做功的條件可知：只要有力，并且物塊沿力的方向有位移，那么該力就對物塊做功.由受力分析知，支持力FN做正功，但摩擦力Ff方向始終和速度方向垂直，所以摩擦力不做功.由動能定理W-mgh0，故支持力FN做功為mgh，B正確.答案：B4.解析:物體在前2s內做勻加速直線運動,由P=Fv得,2s末功率為30W,速度為6m/s,因此前2s內拉力F1=5N;后4s內做勻速直線運動,拉力的功率等于阻力的功率,拉力大小和阻力大小都是N;再由前2s內a=3m/s2,且F1-Ff=ma得,質量m=kg,B項正確.答案:B5.解析:某時刻其中一個力F突然變?yōu)?則物體的合力為,加速度a=,則t時刻的速度v=at,合力的功率為P=F合v=,B項正確.答案:B6.解析：機車在不同的路面以相同的功率按最大速度行駛，可推斷機車做勻速直線運動，受力平衡，由公式PFv，Fkmg，可推出Pk1mgv1k2mgv2，解得v2 ，故B正確，A、C、D錯誤.答案：B7.解析:汽車勻速行駛時,牽引力F等于阻力Ff,根據P=Fv可知,t1時刻使汽車的功率立即減小一半,牽引力立即減小一半,則加速度a=與速度方向相反,做加速度減小的減速運動,到t2時速度減到,加速度為0,又開始做勻速直線運動,則A、C兩項正確.答案:AC8.解析:0t1時間內汽車做勻加速運動,牽引力恒定,但速度增加,故功率增加,A項錯;汽車水平方向受到牽引力和阻力作用,根據動能定理,t1t2時間內合力做功為,故B項錯;公式(v1+v2)適用于勻變速直線運動,故C項錯;功率增到t1時刻,不再增加,t1t2時間內功率恒定,但牽引力減小,t2t3時間內牽引力最小,與阻力相等,所以D項對.答案:D9.解析:物塊剛放到傳送帶上時,由于與傳送帶有相對運動,物塊受向右的滑動摩擦力,物塊做加速運動,摩擦力對物塊做功,物塊受向右的摩擦力為:Ff=mg=0.1×2×10N=2 N,加速度大小為a=g=1m/s2物塊與傳送帶相對靜止時的位移為:x=2m.摩擦力做功為:W=Ffx=2×2J=4 J相對靜止后物塊與傳送帶之間無摩擦力,此后物塊勻速運動到B端,物塊由A端到B端所用的時間為:t=5s則物塊在被傳送過程中所受摩擦力的平均功率為:P=0.8W.答案:0.8W10.解析：(1)根據牛頓第二定律得F-Ffma設汽車勻加速階段的末速度為v，則有PFv，vat1代入數據，聯立解得汽車做勻加速直線運動的時間t120 s.(2)當汽車達到最大速度vm時，有PFfvm，解得汽車的最大速度為vm30 m/s.(3)汽車勻加速運動的位移x1200 m，在后一階段牽引力對汽車做正功，阻力做負功，根據動能定理得Pt2-Ffx2又有x2x-x1代入數據，聯立解得t230.8 s所以汽車在該過程中運動的總時間tt1t250.8 s.答案：(1)20 s (2)30 m/s (3)50.8 s