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

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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：C 2．一輛汽車從靜止出發(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F－Ff＝ma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v＝at可知，A正確；而x＝at2，故B錯(cuò)誤；由WF＝Fx＝Fat2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??；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 B．FR C．πFR D．2πFR 答案：C 5．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：C 7．一滑塊在水平地面上沿直線滑行，t＝0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 (　　) A．W1＝W2＝W3 B．W1W3＝W4 C．落地瞬間重力的功率P1＝P2＝P3＝P4 D．全程重力做功平均功率1＝2>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t1＝t2＝，其中h為豎直高度，對(duì)圖丙，＝gtsin θ，t3＝，其中θ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t1＝t2vy3>vy4＝0，故落地瞬間重力的功率P1＝P2>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1＝2>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 N B．汽車在車速為5 m/s時(shí)，加速度為3 m/s2 C．汽車在車速為15 m/s時(shí)，加速度為1 m/s2 D．汽車在行駛過(guò)程中的最大功率為6104 W 23.一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P＝FvF↓a↓vmax＝，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)MD－2000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/s＝60 m/s (4)由(1)、(2)知?jiǎng)蚣铀龠\(yùn)動(dòng)的時(shí)間t1＝20 s 運(yùn)動(dòng)的距離x′1＝＝20 m＝300 m 所以，后階段以恒定功率運(yùn)動(dòng)的距離 x′2＝(2 400－300) m＝2 100 m 對(duì)后階段以恒定功率運(yùn)動(dòng)，有： P額t2－fx′2＝m(v－v2) 解得t2＝50 s 所以，所求時(shí)間為t總＝t1＋t2＝(20＋50) s＝70 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L＝4.8m，石塊“炮彈”的質(zhì)量m＝10.0kg，初始時(shí)長(zhǎng)臂與水平面間的夾角α＝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x＝19.2m。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)2000J 26. 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。t＝0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) 0～2 2～4 4～6 6～8 拉力F(N) 4 8 4 8 (1)4s末拉力的瞬時(shí)功率； (2)6～8s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0～2s內(nèi)，拉力等于4N，最大靜摩擦力等于4N，故物體靜止。 在2～4s內(nèi)，拉力F＝8N，由牛頓第二定律得 F－μmg＝ma 解得a＝2m/s2 位移為x1＝a(Δt)2＝4m 4s末物體的速度大小v＝aΔt＝4m/s 4s末拉力的瞬時(shí)功率P＝Fv＝84m＝32W 27．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F＝mg 根據(jù)Pmax＝Fvmax 解得吊起過(guò)程中傷員的最大速度vm＝12m/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F1－mg＝ma 再根據(jù)Pmax＝F1v1，聯(lián)立解得v1＝10m/s 所以傷員向上做勻加速運(yùn)動(dòng)的時(shí)間 t1＝＝s＝5s (3)第一階段，傷員向上做勻加速運(yùn)動(dòng)的距離 x1＝at＝25m 第三階段，傷員向上做勻減速運(yùn)動(dòng)的時(shí)間 t3＝＝s＝6s 豎直方向的位移x3＝t3＝36m 第二階段，恒定功率下的運(yùn)動(dòng)，由動(dòng)能定理，得