2019届高中物理二轮复习热点题型专练专题5.1功和功率含解析2.doc

专题5.1 功和功率1.把A、B两相同小球在离地面同一高度处以相同大小的初速度v0分别沿水平方向和竖直方向抛出，不计空气阻力，如图所示，则下列说法正确的是 ()A两小球落地时速度相同B两小球落地时，重力的瞬时功率相同C从开始运动至落地，重力对两小球做的功相同D从开始运动至落地，重力对两小球做功的平均功率相同答案：C2一辆汽车从静止出发，在平直的公路上加速前进，如果发动机的牵引力保持恒定，汽车所受阻力保持不变，在此过程中 ()A汽车的速度与时间成正比B汽车的位移与时间成正比C汽车做变加速直线运动D汽车发动机做的功与时间成正比答案：A解析：由FFfma可知，因汽车牵引力F保持恒定，故汽车做匀加速直线运动，C错误；由vat可知，A正确；而xat2，故B错误；由WFFxFat2可知，D错误。3.如图所示，一物体在水平恒力作用下沿光滑的水平面做曲线运动，当物体从M点运动到N点时，其速度方向恰好改变了90，则物体在M点到N点的运动过程中，物体的动能将 ()A不断增大 B不断减小C先减小后增大 D先增大后减小答案：C解析：从运动合成与分解看受力，必有M方向的力，使其沿M方向速度减小到0，由于有N方向的速度，必有沿N方向的力，即合力为恒力，方向与初速度方向为钝角，故合力做负功，故动能减小；随着运动的变化合外力的方向与运动方向间的夹角逐渐减小，为锐角，合外力做正功，动能增加。4.在水平面上，有一弯曲的槽道AB，槽道由半径分别为和R的两个半圆构成。如图所示。现用大小恒为F的拉力将一光滑小球从槽道A点拉至B点，若拉力F的方向时时刻刻均与小球运动方向一致，则此过程中拉力所做的功为 ()A零 BFRCFR D2FR答案：C5如图所示，小物体位于光滑的斜面上，斜面位于光滑的水平地面上，从地面上看，在小物块沿斜面下滑的过程中，斜面对小物块的作用力 ()A垂直于接触面，做功为零B垂直于接触面，做功不为零C不垂直于接触面，做功为零 D不垂直于接触面，做功不为零答案：B解析：如图所示，物块初始位置为A，终末位置为B，A到B的位移为s，斜面对小物块的作用力为N，方向始终垂直斜面向上，且从地面看N与位移s方向间夹角为钝角，所以斜面对物块的作用力对物块做功不为零，且为负值。故B项正确。6如图所示，某同学斜向上抛出一石块，空气阻力不计。下列关于石块在空中运动过程中的速率v、加速度a、水平方向的位移x和重力的瞬时功率P随时间t变化的图象中，正确的是 ()答案：C7一滑块在水平地面上沿直线滑行，t0时其速度为1m/s。从此刻开始在滑块运动方向上再施加一水平作用力F，力F和滑块的速度v随时间t的变化规律分别如图甲和乙所示。设在第1s内、第2s内、第3s内力F对滑块做的功分别为W1、W2、W3，则以下关系式正确的是 ()AW1W2W3 BW1<W2<W3CW1<W3<W2 DW1W2<W3答案：B解析：各秒内位移等于速度图线与横轴所围的“面积”，由乙图可知x111m0.5m，x211m0.5m，x311m1m，结合甲图力的大小，可以求得W110.5J0.5J，W230.5J1.5J，W321J2J，所以选B。 16.(多选)如图所示，光滑水平地面上固定一带有光滑定滑轮的竖直杆，用轻绳一端系着小滑块，另一端绕过定滑轮，现用恒力F1水平向左拉滑块的同时，用恒力F2拉右侧绳端，使滑块从A点由静止开始向右运动，经过B点后到达C点，若ABBC，则滑块()A从A点至B点F2做的功等于从B点至C点F2做的功B从A点至B点F2做的功小于从B点至C点F2做的功C从A点至C点F2做的功可能等于滑块克服F1做的功D从A点至C点F2做的功可能大于滑块克服F1做的功17(多选)如图所示，轻绳一端受到大小为F的水平恒力作用，另一端通过定滑轮与质量为m、可视为质点的小物块相连开始时绳与水平方向的夹角为.当小物块从水平面上的A点被拖动到水平面上的B点时，位移为L，随后从B点沿斜面被拖动到定滑轮O处，BO间距离也为L.小物块与水平面及斜面间的动摩擦因数均为，若小物块从A点运动到O点的过程中，F对小物块做的功为WF，小物块在BO段运动过程中克服摩擦力做的功为Wf，则以下结果正确的是()AWFFL(cos 1)BWF2FLcos CWfmgLcos 2DWfFLmgLsin 2解析：BC小物块从A点运动到O点，拉力F的作用点移动的距离x2Lcos ，所以拉力F做的功WFFx2FLcos ，A错误，B正确；由几何关系知斜面的倾角为2，所以小物块在BO段受到的摩擦力fmgcos 2，则WffLmgLcos 2，C正确，D错误18.一辆汽车在平直的公路上以某一初速度运动，运动过程中保持恒定的牵引功率，其加速度a和速度的倒数图象如图所示若已知汽车的质量，则根据图象所给的信息，不能求出的物理量是()A汽车的功率B汽车行驶的最大速度C汽车所受到的阻力D汽车运动到最大速度所需的时间19.如图所示，质量为m的小球以初速度v0水平抛出，恰好垂直打在倾角为的斜面上，则小球落在斜面上时重力的瞬时功率为(不计空气阻力)()Amgv0tan B.C. Dmgv0cos 解析：B小球落在斜面上时重力的瞬时功率为Pmgvy，而vytan v0，所以P，B正确20.如图所示，竖直平面内放一直角杆MON，OM水平，ON竖直且光滑，用不可伸长的轻绳相连的两小球A和B分别套在OM和ON杆上，B球的质量为2 kg，在作用于A球的水平力F的作用下，A、B均处于静止状态，此时OA0.3 m，OB0.4 m，改变水平力F的大小，使A球向右加速运动，已知A球向右运动0.1 m时速度大小为3 m/s，则在此过程中绳的拉力对B球所做的功为(取g10 m/s2)()A11 JB16 JC18 JD9 J21如图所示，将完全相同的四个小球1、2、3、4分别从同一高度由静止释放或平抛(图乙)，其中图丙是一倾角为45的光滑斜面，图丁为光滑圆弧，不计空气阻力，则下列对四种情况下相关物理量的比较正确的是()A落地时间t1t2t3t4B全程重力做功W1W2>W3W4C落地瞬间重力的功率P1P2P3P4D全程重力做功平均功率12>3>4解析：D图甲、乙中小球在竖直方向均做自由落体运动，故t1t2，其中h为竖直高度，对图丙，gtsin ，t3，其中为斜面倾角，比较图丙和图丁，由动能定理可知，两小球从初始位置到水平面上同一高度处速度大小总相等，但小球4的路程长，因此t1t2<t3<t4，选项A错误；因竖直高度相等，因此重力做功相等，选项B错误；重力的瞬时功率等于mgvcos mgvy，由动能定理可知，小球四种方式落地时的瞬时速度大小相等，但竖直分速度vy1vy2>vy3>vy40，故落地瞬间重力的功率P1P2>P3>P4，选项C错误；综合分析，可知全程重力做功平均功率，故12>3>4，选项D正确22. (多选)质量为2103 kg的汽车由静止开始沿平直公路行驶，行驶过程中牵引力F和车速倒数的关系图象如图所示已知行驶过程中最大车速为30 m/s，设阻力恒定，则()A汽车所受阻力为6103 NB汽车在车速为5 m/s时，加速度为3 m/s2C汽车在车速为15 m/s时，加速度为1 m/s2D汽车在行驶过程中的最大功率为6104 W23.一汽车在平直公路上行驶从某时刻开始计时，发动机的功率P随时间t的变化如图所示假定汽车所受阻力的大小f恒定不变下列描述该汽车的速度v随时间t变化的图线中，可能正确的是()解析：A由PFvFavmax，A正确，B、C、D错误24高速连续曝光照相机可在底片上重叠形成多个图象现利用这架照相机对MD2000家用汽车的加速性能进行研究，如图为汽车做匀加速直线运动时三次曝光的照片，图中汽车的实际长度为4 m，照相机每两次曝光的时间间隔为2.0 s已知该汽车的质量为1 000 kg，额定功率为90 kW，汽车运动过程中所受的阻力始终为1 500 N.(1)试利用图示，求该汽车的加速度(2)若汽车由静止开始以此加速度做匀加速运动，匀加速运动状态最多能保持多长时间(3)汽车所能达到的最大速度是多大(4)若该汽车从静止开始运动，牵引力不超过3 000 N，求汽车运动2 400 m所用的最短时间(汽车已经达到最大速度)(3)汽车所能达到的最大速度vm m/s60 m/s(4)由(1)、(2)知匀加速运动的时间t120 s运动的距离x120 m300 m所以，后阶段以恒定功率运动的距离x2(2 400300) m2 100 m对后阶段以恒定功率运动，有：P额t2fx2m(vv2)解得t250 s所以，所求时间为t总t1t2(2050) s70 s答案：(1)1.5 m/s2(2)20 s(3)60 m/s(4)70 s。 25某兴趣小组制作了一“石炮”，结构如图所示。测得其长臂的长度L4.8m，石块“炮弹”的质量m10.0kg，初始时长臂与水平面间的夹角30。在水平地面上演练，将石块装在长臂末端的开口箩筐中，对短臂施力，使石块升高并获得速度，当长臂转到竖直位置时立即停止转动，石块即被水平抛出，熟练操作后，石块水平射程稳定在x19.2m。不计空气阻力，长臂和箩筐的质量忽略不计。求：(1)石炮被水平抛出的初速度是多大？(2)要达到上述射程人要做多少功？答案：(1)16m/s(2)2000J26. 质量为2kg的物体静止在水平地面上，物体与地面间的动摩擦因数为0.2，最大静摩擦力与滑动摩擦力大小视为相等。t0时，物体受到方向不变的水平拉力F的作用，F的大小在不同时间段内有不同的值，具体情况如表格所示(g取10m/s2)。求：时间t(s)02244668拉力F(N)4848(1)4s末拉力的瞬时功率；(2)68s内拉力所做的功；(3)8s内拉力的平均功率。答案：(1)32W(2)96J(2)20W解析：(1)在02s内，拉力等于4N，最大静摩擦力等于4N，故物体静止。在24s内，拉力F8N，由牛顿第二定律得Fmgma解得a2m/s2位移为x1a(t)24m4s末物体的速度大小vat4m/s4s末拉力的瞬时功率PFv84m32W27解放军某部队用直升飞机抢救一个峡谷中的伤员，直升飞机在空中悬停，其上有一起重机通过悬绳将伤员从距飞机102m的谷底由静止开始起吊到机舱里。已知伤员的质量为80kg，其伤情允许最大加速度为2m/s2，起重机的最大输出功率为9.6kW。为安全地把伤员尽快吊起，操作人员采取的办法是：先让起重机以伤员允许向上的最大加速度工作一段时间，接着让起重机以最大功率工作，达最大速度后立即以最大加速度减速，使伤员到达机舱时速度恰好为零，g取10m/s2。求：(1)吊起过程中伤员的最大速度；(2)伤员向上做匀加速运动的时间；(3)把伤员从谷底吊到机舱所用的时间。答案：(1)12m/s(2)5s(3)14.6s解析：(1)吊起过程中当伤员做匀速运动时其速度最大，此时悬绳中的拉力Fmg根据PmaxFvmax解得吊起过程中伤员的最大速度vm12m/s(2)设伤员向上做匀加速运动时受到悬绳的拉力为F1，做匀加速运动的最大速度为v1，根据牛顿第二定律，得F1mgma再根据PmaxF1v1，联立解得v110m/s所以伤员向上做匀加速运动的时间t1s5s(3)第一阶段，伤员向上做匀加速运动的距离x1at25m第三阶段，伤员向上做匀减速运动的时间t3s6s竖直方向的位移x3t336m第二阶段，恒定功率下的运动，由动能定理，得