2019屆高中物理二輪復(fù)習(xí) 熱點(diǎn)題型專練 專題5.1 功和功率（含解析）.doc

專題5.1 功和功率1.把A、B兩相同小球在離地面同一高度處以相同大小的初速度v0分別沿水平方向和豎直方向拋出，不計(jì)空氣阻力，如圖所示，則下列說(shuō)法正確的是 ()A兩小球落地時(shí)速度相同B兩小球落地時(shí)，重力的瞬時(shí)功率相同C從開(kāi)始運(yùn)動(dòng)至落地，重力對(duì)兩小球做的功相同D從開(kāi)始運(yùn)動(dòng)至落地，重力對(duì)兩小球做功的平均功率相同答案：C2一輛汽車從靜止出發(fā)，在平直的公路上加速前進(jìn)，如果發(fā)動(dòng)機(jī)的牽引力保持恒定，汽車所受阻力保持不變，在此過(guò)程中 ()A汽車的速度與時(shí)間成正比B汽車的位移與時(shí)間成正比C汽車做變加速直線運(yùn)動(dòng)D汽車發(fā)動(dòng)機(jī)做的功與時(shí)間成正比答案：A解析：由FFfma可知，因汽車牽引力F保持恒定，故汽車做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，C錯(cuò)誤；由vat可知，A正確；而xat2，故B錯(cuò)誤；由WFFxFat2可知，D錯(cuò)誤。3.如圖所示，一物體在水平恒力作用下沿光滑的水平面做曲線運(yùn)動(dòng)，當(dāng)物體從M點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到N點(diǎn)時(shí)，其速度方向恰好改變了90，則物體在M點(diǎn)到N點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，物體的動(dòng)能將 ()A不斷增大 B不斷減小C先減小后增大 D先增大后減小答案：C解析：從運(yùn)動(dòng)合成與分解看受力，必有M方向的力，使其沿M方向速度減小到0，由于有N方向的速度，必有沿N方向的力，即合力為恒力，方向與初速度方向?yàn)殁g角，故合力做負(fù)功，故動(dòng)能減小；隨著運(yùn)動(dòng)的變化合外力的方向與運(yùn)動(dòng)方向間的夾角逐漸減小，為銳角，合外力做正功，動(dòng)能增加。4.在水平面上，有一彎曲的槽道AB，槽道由半徑分別為和R的兩個(gè)半圓構(gòu)成。如圖所示?，F(xiàn)用大小恒為F的拉力將一光滑小球從槽道A點(diǎn)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(dòng)方向一致，則此過(guò)程中拉力所做的功為 ()A零 BFRCFR D2FR答案：C5如圖所示，小物體位于光滑的斜面上，斜面位于光滑的水平地面上，從地面上看，在小物塊沿斜面下滑的過(guò)程中，斜面對(duì)小物塊的作用力 ()A垂直于接觸面，做功為零B垂直于接觸面，做功不為零C不垂直于接觸面，做功為零 D不垂直于接觸面，做功不為零答案：B解析：如圖所示，物塊初始位置為A，終末位置為B，A到B的位移為s，斜面對(duì)小物塊的作用力為N，方向始終垂直斜面向上，且從地面看N與位移s方向間夾角為鈍角，所以斜面對(duì)物塊的作用力對(duì)物塊做功不為零，且為負(fù)值。故B項(xiàng)正確。6如圖所示，某同學(xué)斜向上拋出一石塊，空氣阻力不計(jì)。下列關(guān)于石塊在空中運(yùn)動(dòng)過(guò)程中的速率v、加速度a、水平方向的位移x和重力的瞬時(shí)功率P隨時(shí)間t變化的圖象中，正確的是 ()答案：C7一滑塊在水平地面上沿直線滑行，t0時(shí)其速度為1m/s。從此刻開(kāi)始在滑塊運(yùn)動(dòng)方向上再施加一水平作用力F，力F和滑塊的速度v隨時(shí)間t的變化規(guī)律分別如圖甲和乙所示。設(shè)在第1s內(nèi)、第2s內(nèi)、第3s內(nèi)力F對(duì)滑塊做的功分別為W1、W2、W3，則以下關(guān)系式正確的是 ()AW1W2W3 BW1<W2<W3CW1<W3<W2 DW1W2<W3答案：B解析：各秒內(nèi)位移等于速度圖線與橫軸所圍的“面積”，由乙圖可知x111m0.5m，x211m0.5m，x311m1m，結(jié)合甲圖力的大小，可以求得W110.5J0.5J，W230.5J1.5J，W321J2J，所以選B。 16.(多選)如圖所示，光滑水平地面上固定一帶有光滑定滑輪的豎直桿，用輕繩一端系著小滑塊，另一端繞過(guò)定滑輪，現(xiàn)用恒力F1水平向左拉滑塊的同時(shí)，用恒力F2拉右側(cè)繩端，使滑塊從A點(diǎn)由靜止開(kāi)始向右運(yùn)動(dòng)，經(jīng)過(guò)B點(diǎn)后到達(dá)C點(diǎn)，若ABBC，則滑塊()A從A點(diǎn)至B點(diǎn)F2做的功等于從B點(diǎn)至C點(diǎn)F2做的功B從A點(diǎn)至B點(diǎn)F2做的功小于從B點(diǎn)至C點(diǎn)F2做的功C從A點(diǎn)至C點(diǎn)F2做的功可能等于滑塊克服F1做的功D從A點(diǎn)至C點(diǎn)F2做的功可能大于滑塊克服F1做的功17(多選)如圖所示，輕繩一端受到大小為F的水平恒力作用，另一端通過(guò)定滑輪與質(zhì)量為m、可視為質(zhì)點(diǎn)的小物塊相連開(kāi)始時(shí)繩與水平方向的夾角為.當(dāng)小物塊從水平面上的A點(diǎn)被拖動(dòng)到水平面上的B點(diǎn)時(shí)，位移為L(zhǎng)，隨后從B點(diǎn)沿斜面被拖動(dòng)到定滑輪O處，BO間距離也為L(zhǎng).小物塊與水平面及斜面間的動(dòng)摩擦因數(shù)均為，若小物塊從A點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到O點(diǎn)的過(guò)程中，F(xiàn)對(duì)小物塊做的功為WF，小物塊在BO段運(yùn)動(dòng)過(guò)程中克服摩擦力做的功為Wf，則以下結(jié)果正確的是()AWFFL(cos 1)BWF2FLcos CWfmgLcos 2DWfFLmgLsin 2解析：BC小物塊從A點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到O點(diǎn)，拉力F的作用點(diǎn)移動(dòng)的距離x2Lcos ，所以拉力F做的功WFFx2FLcos ，A錯(cuò)誤，B正確；由幾何關(guān)系知斜面的傾角為2，所以小物塊在BO段受到的摩擦力fmgcos 2，則WffLmgLcos 2，C正確，D錯(cuò)誤18.一輛汽車在平直的公路上以某一初速度運(yùn)動(dòng)，運(yùn)動(dòng)過(guò)程中保持恒定的牽引功率，其加速度a和速度的倒數(shù)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(dòng)到最大速度所需的時(shí)間19.如圖所示，質(zhì)量為m的小球以初速度v0水平拋出，恰好垂直打在傾角為的斜面上，則小球落在斜面上時(shí)重力的瞬時(shí)功率為(不計(jì)空氣阻力)()Amgv0tan B.C. Dmgv0cos 解析：B小球落在斜面上時(shí)重力的瞬時(shí)功率為Pmgvy，而vytan v0，所以P，B正確20.如圖所示，豎直平面內(nèi)放一直角桿MON，OM水平，ON豎直且光滑，用不可伸長(zhǎng)的輕繩相連的兩小球A和B分別套在OM和ON桿上，B球的質(zhì)量為2 kg，在作用于A球的水平力F的作用下，A、B均處于靜止?fàn)顟B(tài)，此時(shí)OA0.3 m，OB0.4 m，改變水平力F的大小，使A球向右加速運(yùn)動(dòng)，已知A球向右運(yùn)動(dòng)0.1 m時(shí)速度大小為3 m/s，則在此過(guò)程中繩的拉力對(duì)B球所做的功為(取g10 m/s2)()A11 JB16 JC18 JD9 J21如圖所示，將完全相同的四個(gè)小球1、2、3、4分別從同一高度由靜止釋放或平拋(圖乙)，其中圖丙是一傾角為45的光滑斜面，圖丁為光滑圓弧，不計(jì)空氣阻力，則下列對(duì)四種情況下相關(guān)物理量的比較正確的是()A落地時(shí)間t1t2t3t4B全程重力做功W1W2>W3W4C落地瞬間重力的功率P1P2P3P4D全程重力做功平均功率12>3>4解析：D圖甲、乙中小球在豎直方向均做自由落體運(yùn)動(dòng)，故t1t2，其中h為豎直高度，對(duì)圖丙，gtsin ，t3，其中為斜面傾角，比較圖丙和圖丁，由動(dòng)能定理可知，兩小球從初始位置到水平面上同一高度處速度大小總相等，但小球4的路程長(zhǎng)，因此t1t2<t3<t4，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；因豎直高度相等，因此重力做功相等，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；重力的瞬時(shí)功率等于mgvcos mgvy，由動(dòng)能定理可知，小球四種方式落地時(shí)的瞬時(shí)速度大小相等，但豎直分速度vy1vy2>vy3>vy40，故落地瞬間重力的功率P1P2>P3>P4，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；綜合分析，可知全程重力做功平均功率，故12>3>4，選項(xiàng)D正確22. (多選)質(zhì)量為2103 kg的汽車由靜止開(kāi)始沿平直公路行駛，行駛過(guò)程中牽引力F和車速倒數(shù)的關(guān)系圖象如圖所示已知行駛過(guò)程中最大車速為30 m/s，設(shè)阻力恒定，則()A汽車所受阻力為6103 NB汽車在車速為5 m/s時(shí)，加速度為3 m/s2C汽車在車速為15 m/s時(shí)，加速度為1 m/s2D汽車在行駛過(guò)程中的最大功率為6104 W23.一汽車在平直公路上行駛從某時(shí)刻開(kāi)始計(jì)時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)的功率P隨時(shí)間t的變化如圖所示假定汽車所受阻力的大小f恒定不變下列描述該汽車的速度v隨時(shí)間t變化的圖線中，可能正確的是()解析：A由PFvFavmax，A正確，B、C、D錯(cuò)誤24高速連續(xù)曝光照相機(jī)可在底片上重疊形成多個(gè)圖象現(xiàn)利用這架照相機(jī)對(duì)MD2000家用汽車的加速性能進(jìn)行研究，如圖為汽車做勻加速直線運(yùn)動(dòng)時(shí)三次曝光的照片，圖中汽車的實(shí)際長(zhǎng)度為4 m，照相機(jī)每?jī)纱纹毓獾臅r(shí)間間隔為2.0 s已知該汽車的質(zhì)量為1 000 kg，額定功率為90 kW，汽車運(yùn)動(dòng)過(guò)程中所受的阻力始終為1 500 N.(1)試?yán)脠D示，求該汽車的加速度(2)若汽車由靜止開(kāi)始以此加速度做勻加速運(yùn)動(dòng)，勻加速運(yùn)動(dòng)狀態(tài)最多能保持多長(zhǎng)時(shí)間(3)汽車所能達(dá)到的最大速度是多大(4)若該汽車從靜止開(kāi)始運(yùn)動(dòng)，牽引力不超過(guò)3 000 N，求汽車運(yùn)動(dòng)2 400 m所用的最短時(shí)間(汽車已經(jīng)達(dá)到最大速度)(3)汽車所能達(dá)到的最大速度vm m/s60 m/s(4)由(1)、(2)知?jiǎng)蚣铀龠\(yùn)動(dòng)的時(shí)間t120 s運(yùn)動(dòng)的距離x120 m300 m所以，后階段以恒定功率運(yùn)動(dòng)的距離x2(2 400300) m2 100 m對(duì)后階段以恒定功率運(yùn)動(dòng)，有：P額t2fx2m(vv2)解得t250 s所以，所求時(shí)間為t總t1t2(2050) s70 s答案：(1)1.5 m/s2(2)20 s(3)60 m/s(4)70 s。 25某興趣小組制作了一“石炮”，結(jié)構(gòu)如圖所示。測(cè)得其長(zhǎng)臂的長(zhǎng)度L4.8m，石塊“炮彈”的質(zhì)量m10.0kg，初始時(shí)長(zhǎng)臂與水平面間的夾角30。在水平地面上演練，將石塊裝在長(zhǎng)臂末端的開(kāi)口籮筐中，對(duì)短臂施力，使石塊升高并獲得速度，當(dāng)長(zhǎng)臂轉(zhuǎn)到豎直位置時(shí)立即停止轉(zhuǎn)動(dòng)，石塊即被水平拋出，熟練操作后，石塊水平射程穩(wěn)定在x19.2m。不計(jì)空氣阻力，長(zhǎng)臂和籮筐的質(zhì)量忽略不計(jì)。求：(1)石炮被水平拋出的初速度是多大？(2)要達(dá)到上述射程人要做多少功？答案：(1)16m/s(2)2000J26. 質(zhì)量為2kg的物體靜止在水平地面上，物體與地面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為0.2，最大靜摩擦力與滑動(dòng)摩擦力大小視為相等。t0時(shí)，物體受到方向不變的水平拉力F的作用，F(xiàn)的大小在不同時(shí)間段內(nèi)有不同的值，具體情況如表格所示(g取10m/s2)。求：時(shí)間t(s)02244668拉力F(N)4848(1)4s末拉力的瞬時(shí)功率；(2)68s內(nèi)拉力所做的功；(3)8s內(nèi)拉力的平均功率。答案：(1)32W(2)96J(2)20W解析：(1)在02s內(nèi)，拉力等于4N，最大靜摩擦力等于4N，故物體靜止。在24s內(nèi)，拉力F8N，由牛頓第二定律得Fmgma解得a2m/s2位移為x1a(t)24m4s末物體的速度大小vat4m/s4s末拉力的瞬時(shí)功率PFv84m32W27解放軍某部隊(duì)用直升飛機(jī)搶救一個(gè)峽谷中的傷員，直升飛機(jī)在空中懸停，其上有一起重機(jī)通過(guò)懸繩將傷員從距飛機(jī)102m的谷底由靜止開(kāi)始起吊到機(jī)艙里。已知傷員的質(zhì)量為80kg，其傷情允許最大加速度為2m/s2，起重機(jī)的最大輸出功率為9.6kW。為安全地把傷員盡快吊起，操作人員采取的辦法是：先讓起重機(jī)以傷員允許向上的最大加速度工作一段時(shí)間，接著讓起重機(jī)以最大功率工作，達(dá)最大速度后立即以最大加速度減速，使傷員到達(dá)機(jī)艙時(shí)速度恰好為零，g取10m/s2。求：(1)吊起過(guò)程中傷員的最大速度；(2)傷員向上做勻加速運(yùn)動(dòng)的時(shí)間；(3)把傷員從谷底吊到機(jī)艙所用的時(shí)間。答案：(1)12m/s(2)5s(3)14.6s解析：(1)吊起過(guò)程中當(dāng)傷員做勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)其速度最大，此時(shí)懸繩中的拉力Fmg根據(jù)PmaxFvmax解得吊起過(guò)程中傷員的最大速度vm12m/s(2)設(shè)傷員向上做勻加速運(yùn)動(dòng)時(shí)受到懸繩的拉力為F1，做勻加速運(yùn)動(dòng)的最大速度為v1，根據(jù)牛頓第二定律，得F1mgma再根據(jù)PmaxF1v1，聯(lián)立解得v110m/s所以傷員向上做勻加速運(yùn)動(dòng)的時(shí)間t1s5s(3)第一階段，傷員向上做勻加速運(yùn)動(dòng)的距離x1at25m第三階段，傷員向上做勻減速運(yùn)動(dòng)的時(shí)間t3s6s豎直方向的位移x3t336m第二階段，恒定功率下的運(yùn)動(dòng)，由動(dòng)能定理，得