高考物理一轮总复习专题机械能第讲功功率课后提能演练.docx

专题五第1讲知识巩固练1一辆正沿平直路面行驶的车厢内，一个面向车前进方向站立的人对车厢壁施加水平推力F，在车前进s的过程中，下列说法正确的是()A当车匀速前进时，人对车做的总功为正功B当车加速前进时，人对车做的总功为负功C当车减速前进时，人对车做的总功为负功D不管车如何运动，人对车做的总功都为零【答案】B2质量为m的汽车，启动后沿平直路面行驶，如果发动机的功率恒为P，且行驶过程中受到摩擦阻力大小一定，汽车速度能够达到的最大值为v，那么当汽车的车速为时，汽车的瞬时加速度的大小为()ABCD【答案】B3(2021年湖南长郡中学模拟)如图所示是我国自主研发的全自动无人值守望远镜，它安装在位于南极大陆的昆仑站，电力供应仅为1×103 W若用国际单位制基本单位的符号来表示W，下列正确的是()AN·sBN·m/sCkg·m/sDkg·m2/s3【答案】D4(2021年深圳高级中学模拟)质量为1 kg的物体在竖直向上的拉力和重力的作用下运动，规定竖直向上为正方向，其运动的vt图像如图所示则()A05 s内的物体向上运动，1025 s内物体向下运动B05 s内拉力做正功，1020 s内拉力也做正功C010 s内物体的平均速度为1 m/sD第2.5 s末和第15 s末，重力的瞬时功率不相同【答案】B【解析】速度时间图像中速度的正负表示运动方向，所以05 s内物体的速度为正，且速度均匀增大，1025 s内物体的速度为正，且速度均匀减小，两个时间段里物体都是朝着正方向运动，即向上运动，两个时间段里拉力都是向上，位移向上，所以拉力都做正功，A错误，B正确；速度时间图像与坐标轴围成的面积表示位移，所以010 s内物体的位移为x(510)×215 m，所以平均速度为 m/s1.5 m/s，第2.5 s末速度为v11 m/s，第15 s末速度为v21 m/s，根据公式Pmgv可得在这两个时刻的重力的功率相同，C、D错误5(2021年河北衡水中学调研)(多选)如图所示是健身用的“跑步机”示意图，质量为m的运动员踩在与水平面成角的静止皮带上，运动员用力向后蹬皮带，皮带运动过程中受到的阻力恒为f使皮带以速度v匀速向后运动，则在此运动过程中，下列说法正确的是()A人脚对此皮带的摩擦力是皮带运动的动力B人对皮带不做功C人对皮带做功的功率为mgvD人对皮带做功的功率为fv【答案】AD【解析】皮带受摩擦力而运动，故皮带受到的摩擦力是皮带运动的动力，故A正确；人对皮带的摩擦力使皮带产生了位移，故人对皮带做正功，故B错误；人对皮带的力为摩擦力，故人对皮带做功的功率Pfv，D正确，C错误6(2021年阜阳模拟)(多选)我国科学家正在研制航母舰载机使用的电磁弹射器舰载机总质量为3.0×104 kg，设起飞过程中发动机的推力恒为1.0×105 N，弹射器有效作用长度为100 m，推力恒定，要求舰载机在水平弹射结束时速度大小达到80 m/s弹射过程中舰载机所受总推力为弹射器和发动机推力之和，假设所受阻力为总推力的20%，则下列说法正确的是()A弹射器的推力大小为1.1×106 NB弹射器对舰载机所做的功为1.1×108 JC弹射器对舰载机做功的平均功率为8.8×107 WD舰载机在弹射过程中的加速度大小为32 m/s2【答案】ABD【解析】设总推力为F，则舰载机受到的合外力为0.8F，由动能定理有F合xmv20，可求出F合1.2×106 N，减去发动机的推力，得出弹射器的推力为1.1×106 N，A正确；弹射器对舰载机所做的功W弹F弹x1.1×108 J，B正确；舰载机的平均速度为40 m/s，则弹射器做功的平均功率弹F弹4.4×107 W，C错误；舰载机的加速度a32 m/s2，D正确7(多选)如图所示，细绳的一端绕过定滑轮与木箱相连，现以大小恒定的拉力F拉动细绳，将静置于A点的木箱经B点拉到C点(ABBC)，地面平直且与木箱的动摩擦因数处处相等设从A到B和从B到C的过程中，F做功分别为W1、W2，克服摩擦力做功分别为Q1、Q2，木箱经过B、C时的动能和F的功率分别为EkB、EkC和PB、PC，则下列关系一定成立的有()AW1W2BQ1Q2CEkBEkCDPBPC【答案】AB【解析】F做功WFlcos (为绳与水平方向的夹角)，AB段和BC段相比较，F大小相同，l相同，而逐渐增大，故W1W2，A正确；物体运动中，支持力逐渐减小，摩擦力逐渐减小，故Q1Q2，B正确；因为物体运动情况不能确定，故动能关系、功率关系无法确定，C、D错误综合提升练8图甲为沿斜坡向上行驶的汽车，当汽车受牵引力F向上运动时，汽车的机械能E与位移x的关系如图乙所示(AB段为曲线)，汽车与斜面间的摩擦忽略不计下列说法正确的是()A0x1过程中，汽车所受拉力逐渐增大Bx1x2过程中，汽车速度可能存在最大值C0x3过程中，汽车的动能一直增大Dx1x2过程中，汽车以恒定的功率运动【答案】B【解析】设斜坡的倾角为，则汽车的重力势能Epmgxsin ，由动能定理得汽车的动能为EkFxmgxsin ，则汽车的机械能为EEkEpFx，即图线的斜率表示F，则可知0x1过程中汽车的拉力恒定，故A错误；x1x2过程中，拉力逐渐减小，当Fmgsin 时，加速度为零，速度达到最大，以后随着F的减小，汽车将做减速运动，故B正确；由前面分析知，汽车先向上做匀加速运动，然后做加速度逐渐减小的加速运动，再做加速度逐渐增大的减速运动，0x3过程中，汽车的速度先增大后减小，即动能先增大后减小，故C错误；x1x2过程中，汽车牵引力逐渐减小，在x2处为零，则汽车在x2处的功率为零，故D错误9(多选)两轮平衡车(如图所示)广受年轻人的喜爱，它的动力系统由电池驱动，能够输出的最大功率为P0，小明驾驶平衡车在水平路面上沿直线运动，受到的阻力恒为Ff已知小明和平衡车的总质量为m，从启动到加速至最大速度的整个过程中，小明和平衡车可视为质点，不计小明对平衡车做的功设平衡车启动后的一段时间内，由静止开始做加速度为a的匀加速直线运动，则()A平衡车做匀加速直线运动过程中能达到的最大速度为vB平衡车运动过程中所需的最小牵引力为FFfC平衡车达到最大速度所用的时间tD平衡车能达到的最大行驶速度v0【答案】AB【解析】当平衡车的实际功率达到最大功率时匀加速直线运动速度达到最大值，则有P0Fv，根据牛顿第二定律可知FFfma，联立可得平衡车做匀加速直线运动过程中能达到的最大速度为v，A正确；平衡车在运动过程中，根据牛顿第二定律可知FFfma，牵引力最小时即加速度为零时，因此牵引力最小值为FFf，B正确；启动后从静止到最大速度，平衡车先做匀加速直线运动，所用时间为t，之后平衡车做加速度减小的变加速运动，也需要一段时间，所以平衡车达到最大速度所用的时间大于，C错误；平衡车所能达到的最大速度应该是合力为零时，即FFf，可知最大速度为v0，D错误10如图所示，水平传送带正以v2 m/s的速度运行，两端水平距离l8 m，把一质量m2 kg的物块轻轻放到传送带的A端，物块在传送带的带动下向右运动，若物块与传送带间的动摩擦因数0.1，不计物块的大小，g取10 m/s2，则把这个物块从A端传送到B端的过程中，摩擦力对物块做功的平均功率是多少？1 s时，摩擦力对物块做功的功率是多少？皮带克服摩擦力做功的功率是多少？解：物块受向右的摩擦力Ffmg，加速度为ag，当物块与传送带相对静止时，物块的位移x，摩擦力做功WFfx4 J，相对静止后物块与传送带之间无摩擦力，此后物块匀速运动到B端，物块由A端运动到B端所用的时间t5 s，则物块在被传送过程中所受摩擦力的平均功率P0.8 W1 s时，物块的速度v1at1 m/s，则摩擦力对物块做功的功率P1Ffv12 W皮带的速度v2 m/s，故皮带克服摩擦力做功的功率P2Ffv4 W11某中学生对刚买来的一辆小型遥控车的性能进行研究他让这辆小车在水平的地面上由静止开始沿直线轨道运动，并将小车运动的全过程通过传感器记录下来，通过数据处理得到如图所示的vt图像已知小车在02 s内做匀加速直线运动，211 s内小车牵引力的功率保持不变，911 s内小车做匀速直线运动，在11 s末开始小车失去动力而自由滑行已知小车质量m1 kg，整个过程中小车受到的阻力大小不变，试求：(1)在211 s内小车牵引力的功率P是多大？(2)小车在2 s末的速度vx为多大？(3)小车在29 s内通过的距离x是多少？解：(1)根据题意，在11 s末撤去牵引力后，小车只在阻力f作用下做匀减速直线运动，设其加速度大小为a，根据图像可知a2 m/s2根据牛顿第二定律有fma2 N设小车在匀速运动阶段的牵引力为F，则Ff，vm8 m/s，有PFvm16 W(2)02 s的匀加速运动过程中，小车的加速度为ax，设小车的牵引力为Fx，根据牛顿第二定律有Fxfmax，根据题意有PFxvx，解得vx4 m/s(3)在29 s内的变加速过程t7 s，由动能定理可得Ptfxmvmv，解得小车通过的距离是x44 m