2019屆高考物理一輪復(fù)習(xí) 第五章 能量和運(yùn)動(dòng) 課時(shí)作業(yè)14 功和功率.doc

課時(shí)作業(yè)（十四）功和功率基礎(chǔ)小題練1.(2018山東濟(jì)南一中上學(xué)期期中)如圖所示，小球位于光滑的曲面上，曲面體位于光滑的水平地面上，從地面上看，在小球沿曲面下滑的過(guò)程中，曲面體對(duì)小球的作用力() A垂直于接觸面，做功為零B垂直于接觸面，做負(fù)功C不垂直于接觸面，做功為零D不垂直于接觸面，做正功【解析】小球下滑，重力勢(shì)能減少，減少的重力勢(shì)能轉(zhuǎn)化為小球的動(dòng)能和曲面體的動(dòng)能，小球?qū)η骟w做正功，而曲面體對(duì)小球的作用力做負(fù)功，B正確【答案】B2.(2018安慶模擬)如圖所示，擺球質(zhì)量為m，懸線長(zhǎng)度為L(zhǎng)，把懸線拉到水平位置后放手設(shè)在擺球從A點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)的過(guò)程中空氣阻力的大小F阻不變，則下列說(shuō)法正確的是() A重力做功為mgLB懸線的拉力做功為0C空氣阻力做功為mgLD空氣阻力做功為F阻L【解析】擺球下落過(guò)程中，重力做功為mgL，A正確；懸線的拉力始終與速度方向垂直，故做功為0，B正確；空氣阻力的大小不變，方向始終與速度方向相反，故做功為F阻L，C錯(cuò)誤，D正確【答案】ABD3.如圖所示，小球在水平拉力作用下，以恒定速率v沿豎直光滑圓軌由A點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)，在此過(guò)程中拉力的瞬時(shí)功率變化情況是() A逐漸減小 B逐漸增大C先減小，后增大 D先增大，后減小【解析】小球速率不變，合力的功率為零，只有重力和F對(duì)小球做功，重力做負(fù)功，F(xiàn)做正功，根據(jù)速度方向與重力方向的變化關(guān)系，重力的瞬時(shí)功率越來(lái)越大，所以拉力的瞬時(shí)功率逐漸增大【答案】B4如圖所示，木板可繞固定水平軸O轉(zhuǎn)動(dòng)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(duì)于木板靜止在這一過(guò)程中，物塊的重力勢(shì)能增加了2 J用FN表示物塊受到的支持力，用f表示物塊受到的摩擦力在此過(guò)程中，以下判斷正確的是() AFN和f對(duì)物塊都不做功BFN對(duì)物塊做功為2 J，f對(duì)物塊不做功CFN對(duì)物塊不做功，f對(duì)物塊做功為2 JDFN和f對(duì)物塊所做功的代數(shù)和為0【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(duì)物塊做功由受力分析知，支持力FN做正功，但摩擦力f方向始終和速度方向垂直，所以摩擦力不做功由動(dòng)能定理知WNmgh0，故支持力FN做功為mgh.【答案】B5質(zhì)量為m的汽車，以恒定的功率P從靜止開始在平直路面上行駛一段距離s后達(dá)到最大速度vm，經(jīng)歷時(shí)間為t，若行駛中阻力Ff恒定，則以下關(guān)系式正確的是()Avm BPFfvmCPtmv DPtFfs【解析】根據(jù)PFv，F(xiàn)Ffma，若保持功率P不變，可知汽車做加速度減小的加速運(yùn)動(dòng)，達(dá)到最大速度vm后，做勻速運(yùn)動(dòng)，所以A錯(cuò)誤；勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)，F(xiàn)Ff，所以PFfvm，故B正確；對(duì)加速過(guò)程，根據(jù)動(dòng)能定理可知：PtFfsmv0，所以C、D錯(cuò)誤【答案】B6列車在空載情況下以恒定功率P經(jīng)過(guò)一平直的路段，通過(guò)某點(diǎn)時(shí)速率為v，加速度大小為a1；當(dāng)列車滿載貨物再次經(jīng)過(guò)同一點(diǎn)時(shí)，功率和速率均與原來(lái)相同，但加速度大小變?yōu)閍2.重力加速度大小為g.設(shè)阻力是列車重力的k倍，則列車滿載與空載時(shí)的質(zhì)量之比為()A. BC. D【解析】由PFv、Ffma及fkmg得m，由題干知空載與滿載貨物時(shí)通過(guò)同一點(diǎn)時(shí)功率和速率均相同，即P、v不變，所以，A正確【答案】A創(chuàng)新導(dǎo)向練7生活科技行駛中電動(dòng)車的功率問(wèn)題一個(gè)高中生騎電動(dòng)車以20 km/h的速度勻速行駛，電動(dòng)車所受的阻力是人和車總重力的.已知人和車的總質(zhì)量約為80 kg，重力加速度大小g取10 m/s2，則此時(shí)電動(dòng)車電機(jī)的輸出功率約為()A50 W B100 W C.450 W D800 W【解析】車在勻速行駛時(shí)，人和車受力平衡，人和車受到的阻力大小為fmg800 N80 N，此時(shí)的功率PFvfv444 W，所以C正確【答案】C8科技物理動(dòng)車組中的功率與速度的制約關(guān)系把動(dòng)力裝置分散安裝在每節(jié)車廂上，使其既具有牽引動(dòng)力，又可以載客，這樣的客車車輛叫做動(dòng)車幾節(jié)自帶動(dòng)力的車輛(動(dòng)車)加幾節(jié)不帶動(dòng)力的車輛(也叫拖車)編成一組，就是動(dòng)車組，假設(shè)動(dòng)力車組運(yùn)行過(guò)程中受到的阻力與其所受重力成正比，每節(jié)動(dòng)車與拖車的質(zhì)量都相等，每節(jié)動(dòng)車的額定功率都相等若1節(jié)動(dòng)車加3節(jié)拖車編成的動(dòng)車組的最大速度為120 km/h；則6節(jié)動(dòng)車加3節(jié)拖車編成的動(dòng)車組的最大速度為()A120 km/h B240 km/hC320 km/h D480 km/h【解析】若1節(jié)動(dòng)車加3節(jié)拖車編成的動(dòng)車組的最大速度為v1120 km/h；則6節(jié)動(dòng)車加3節(jié)拖車編成的動(dòng)車組的最大速度為v24v1120 km/h320 km/h.故選項(xiàng)C正確【答案】C9生活實(shí)際汽車爬坡行駛中功率與速度的制約關(guān)系一汽車以速度v0在平直路面上勻速行駛，在t0時(shí)刻汽車進(jìn)入一定傾角的上坡路段，設(shè)汽車行駛過(guò)程中受到的阻力大小恒定不變，發(fā)動(dòng)機(jī)的輸出功率不變，已知汽車上坡路面足夠長(zhǎng)從t0時(shí)刻開始，汽車運(yùn)動(dòng)的vt圖象可能正確的有()【解析】汽車在平直路面上以速度v0勻速行駛時(shí)，設(shè)汽車受到的阻力大小為f，汽車的牽引力大小為F，t0時(shí)刻汽車上坡，加速度a，汽車立即減速，又牽引力F隨速度減小而增大，汽車做加速度減小的減速運(yùn)動(dòng)，當(dāng)加速度減小為0時(shí)，汽車勻速運(yùn)動(dòng)，選項(xiàng)D正確【答案】D10生活科技水電站發(fā)電過(guò)程中的功和功率問(wèn)題一水電站的水流量是100 m3/s，上游攔河壩內(nèi)水位高80 m，假設(shè)水位下落過(guò)程中重力做的功全部變成水的動(dòng)能，利用水流對(duì)水輪機(jī)做功，已知水輪機(jī)的效率是90%，水的密度1.0103 kg/m3，重力加速度大小g取10 m/s2.則()A每小時(shí)流過(guò)水輪機(jī)的水的質(zhì)量為3.6105 kgB每小時(shí)流過(guò)水輪機(jī)的水沖擊水輪機(jī)的動(dòng)能為2.881011 JC每小時(shí)水流對(duì)水輪機(jī)做的有用功為3.21011 JD水輪機(jī)的功率為7.2107 W【解析】每小時(shí)流過(guò)水輪機(jī)的水的體積V100 m3/s3 600 s3.6105 m3，由得，水的質(zhì)量m3.6108 kg，A錯(cuò)誤；水下落過(guò)程中重力做的功WGhmgh2.881011 J，由題知，水位下落過(guò)程中重力做的功全部都變成水的動(dòng)能，這些水沖擊水輪機(jī)的動(dòng)能EW2.881011 J，B正確；由得每小時(shí)水流對(duì)水輪機(jī)做的有用功W有E2.61011 J，C錯(cuò)誤；水輪機(jī)的功率P7.2107 W，D正確【答案】BD綜合提升練11如圖甲所示，在水平路段AB上有一質(zhì)量為2103 kg的汽車，正以10 m/s的速度向右勻速運(yùn)動(dòng)，汽車前方的水平路段BC較粗糙，汽車通過(guò)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(dòng)過(guò)程中汽車發(fā)動(dòng)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(1)求汽車在AB路段上運(yùn)動(dòng)時(shí)所受的阻力Ff1；(2)求汽車剛好到達(dá)B點(diǎn)時(shí)的加速度a；(3)求BC路段的長(zhǎng)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)汽車處于平衡狀態(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(dòng)，有F1Ff2ma，解得a1 m/s2.(3)對(duì)BC段由動(dòng)能定理可得PtFf2xmvmv解得x68.75 m.【答案】(1)2 000 N(2)1 m/s2(3)68.75 m12幾節(jié)自帶動(dòng)力的車輛(動(dòng)車)加幾節(jié)不帶動(dòng)力的車輛(也叫拖車)編成一組，就是動(dòng)車組(1)假設(shè)動(dòng)車組運(yùn)行過(guò)程中受到的阻力與其所受重力成正比，每節(jié)動(dòng)車與拖車的質(zhì)量都相等，每節(jié)動(dòng)車的額定功率都相等若1節(jié)動(dòng)車加3節(jié)拖車編成的動(dòng)車組的最大速度為120 km/h；則6節(jié)動(dòng)車加3節(jié)拖車編成的動(dòng)車組的最大速度為多少？(2)若動(dòng)車組運(yùn)動(dòng)阻力正比于其速度，已知?jiǎng)榆嚱M的功率為P0時(shí)能達(dá)到的最大速度是v，若要求提速一倍，則動(dòng)車組功率是多少？(3)若動(dòng)車組從靜止開始做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，經(jīng)過(guò)t1時(shí)間動(dòng)車組達(dá)到最大功率P，然后以該最大功率繼續(xù)加速，又經(jīng)過(guò)t2時(shí)間達(dá)到最大速度v0，設(shè)運(yùn)動(dòng)阻力恒定，動(dòng)車組總質(zhì)量為m，求動(dòng)車組整個(gè)加速距離【解析】(1)設(shè)每節(jié)動(dòng)車的功率為P，每節(jié)動(dòng)車的重力是G，阻力為kG1節(jié)動(dòng)車加3節(jié)拖車PF1v14kGv16節(jié)動(dòng)車加3節(jié)拖車6PF2v29kGv2v1120 km/h，得到v2320 km/h.(2)阻力正比于速度F阻kv，最大速度時(shí)FF阻0則P0Fvkv2車速提升一倍，Pk(2v)24kv24P0.(3)最大功率是P，最大速度是v0，則阻力為F阻勻加速過(guò)程功率隨時(shí)間均勻增加，發(fā)動(dòng)機(jī)的平均功率是，設(shè)整個(gè)加速距離是x，根據(jù)動(dòng)能定理有t1Pt2F阻xmv，解得x.【答案】(1)320 km/h(2)4P0(3)