2024版高考物理一轮总复习专题五机械能第1讲功功率提能演练.docx

第1讲功、功率知识巩固练1.(2022年宜昌模拟)一端固定的轻质弹簧处于原长，现用互成直角的两个力F1、F2拉弹簧的另一端至O点，如图所示，在此过程中力F1、F2分别做了3 J、4 J的功；换用另一个力F仍使弹簧重复上述过程，则该过程中F所做的功是()A.10 JB.5 JC.7 JD.1 J【答案】C【解析】功是标量，用两个力F1、F2拉弹簧的另一端至O点，此过程F1、F2分别做了3J、4J的功；换用另一个力F仍使弹簧重复上述过程，则力F做的功等于F1、F2做的总功，所以WF3J+4J7J，A、B、D错误，C正确.2.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()A.C.D.【答案】B3.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()A.N·sB.N·m/sC.kg·m/sD.kg·m2/s3【答案】D4.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()A.05 s内的物体向上运动，1025 s内物体向下运动B.05 s内拉力做正功，1020 s内拉力也做正功C.010 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05s内物体的速度为正，且速度均匀增大，1020s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010s内物体的位移为x(5+10)×215m，所以平均速度为m/s1.5m/s，第2.5s末速度为v11m/s，第15s末速度为v21m/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.(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.(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1.0×105N，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Fxmv20，可求出F1.2×106N，减去发动机的推力，得出弹射器的推力为1.1×106N，A正确；弹射器对舰载机所做的功W弹F弹x1.1×108J，B正确；舰载机的平均速度为40m/s，则弹射器做功的平均功率F弹4.4×107W，C错误；舰载机的加速度a32m/s2，D正确.7.如图，消防员用高压水枪喷出的强力水柱冲击着火物，直径为D的水柱以水平速度v垂直射向着火物.假设水流进入水枪的速度忽略不计，水柱冲击着火物后速度为零，水的密度为.下列说法正确的是()A.单位时间流经水枪的水的体积为vD2B.水枪对水做功的功率为D2v3C.水柱对着火物的冲击力为D2v2D.水枪水平向前喷水时，消防员对水枪的作用力方向水平向前【答案】B【解析】单位时间流经水枪的水的体积为VvtSv×1×D2vD2，A错误；水枪对水做功的功率为PD2v3，B正确；根据动量定理Ftm·v，结合mvtD2，解得水柱对着火物的冲击力为FD2v2，C错误；水枪水平向前喷水时，水平方向消防员对水枪的水平作用力方向水平向前，竖直方向消防员对水枪的作用力竖直向上，则消防员对水枪的作用力方向斜向前偏上方向，D错误.综合提升练8.(2022年泉州检测)如图，工人在斜坡上用一绳跨过肩膀把货物从A点缓慢拉到B点，轻绳与斜坡的夹角恒为.若工人采用身体前倾的姿势使变小且保持恒定，仍把货物从A点缓慢拉到B点，则用身体前倾的姿势拉货物()A.一定更省力，对货物做的功也一定更少B.一定更省力，但对货物做的功一定更多C.不一定更省力，但对货物做的功一定更多D.不一定更省力，但对货物做的功一定更少【答案】C【解析】设绳中拉力为T，斜面倾角为，根据平衡关系Tcosmgsin+(mgcosTsin)，整理T.对货物做的功WTxcos，变小，拉力不一定变小，但做功一定变大，C正确.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WFfx4J，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t5s，则物块在被传送过程中所受摩擦力的平均功率P0.8W.1s时，物块的速度v1at1m/s，则摩擦力对物块做功的功率P1Ffv12W.皮带的速度v2m/s，故皮带克服摩擦力做功的功率P2Ffv4W.