（浙江选考）2019届高考物理二轮复习 专题二 能量与动量 提升训练6 功、功率.doc

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1、1提升训练提升训练 6 6 功、功率功、功率 1 1.小物块P位于光滑的斜面Q上,斜面位于光滑的水平地面上(如图所示),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,做负功 C.不垂直于接触面,做功为零 D.不垂直于接触面,做正功 2 2.如图所示,演员正在进行杂技表演。由图可估算出他将一只鸡蛋抛出的过程中对鸡蛋所做的功最 接近于( )A.0.3 JB.3 J C.30 JD.300 J 3 3.(2018 年 3 月杭州命题比赛)质量为 50 kg 的同学在做仰卧起坐运动,若该同学上半身的质量约为全身质量的 ,她在 1 mi

2、n 内做了 50 个仰卧起坐,每次上半身重心上升的距离均为 0.3 m,则她克服3 5 重力做的功W和相应的功率P约为( ) A.W=4 500 J P=75 WB.W=450 J P=7.5 W C.W=3 600 J P=60 WD.W=360 J P=6 W 4 4.(2018 年 2 月宁波重点中学期末,7)如图所示,自动卸货车静止在水平地面上,在液压机的作用下,车 厢与水平方向的夹角缓慢增大,在货物没有滑动之前的过程中,下列说法正确的是( ) A.货物受到的静摩擦力减小 B.地面对货车有水平向右的摩擦力 C.货物受到的摩擦力对货物做负功 D.货物受到的支持力对货物做正功 5 5.一质

3、量为m的物体静止在粗糙的水平地面上,从t=0 时刻开始受到方向恒定的水平拉力F作用,F与时间t的关系如图甲所示。物体在时刻开始运动,其v-t图象如图乙所示,若认为滑动摩擦力等02 于最大静摩擦力,则( )2A.物体与地面间的动摩擦因数为20B.物体在t0时刻的加速度大小为200C.物体所受合力在t0时刻的功率为 2F0v0D.水平力F在t0到 2t0这段时间内的平均功率为F0(20+00)6 6.(宁波诺丁汉大学附属中学 20172018 学年第二学期期中)美国研发的强力武器轨道电磁炮在试 射中,将炮弹以 5 倍音速,击向 200 km 外的目标,射程为海军常规武器的 10 倍,且破坏力惊人。

4、电 磁炮原理如图所示,若炮弹质量为m,水平轨道长L,宽为d,轨道摩擦不计,炮弹在轨道上做匀加速运 动。要使炮弹达到 5 倍音速(设音速为v),则( )A.炮弹在轨道上的加速度为2 2B.磁场力做的功为mv25 2C.磁场力做功的最大功率为1253 2D.磁场力的大小为252 2 7 7.物体受到水平推力F的作用在粗糙水平面上做直线运动。通过力和速度传感器监测到推力F、物 体速度v随时间t变化的规律分别如图甲、乙所示。g取 10 m/s2,则下列说法错误的是( )A.物体的质量m=0.5 kg B.物体与水平面间的动摩擦因数=0.4 C.第 2 s 内物体克服摩擦力做的功W=2 J D.前 2

5、s 内推力F做功的平均功率=3 W8 8.电动自行车已成为人们出行的重要交通工具,下表为一辆电动自行车的铭牌上给出的技术参数。 根据表中数据可以得出(g取 10 m/s2)规格后轮驱动直流电动机 车型26 英寸额定输出功率160 W 整车质量40 kg额定电压40V 最大载量120 kg额定电流5 A 水平路面额定功率下满载行驶最大速度10 m/sA.电动机在正常工作时的输出功率为 40 W B.水平路面上额定功率下且满载最大速度行驶过程中,电动自行车所受阻力为 20 N C.在额定电压下,电动机突然卡死时,电动机的总功率为 200 W D.电动自行车在额定功率情况下正常行驶 1 小时消耗电能

6、为 7.2105 J 9 9.某品牌汽车在某次测试过程中数据如下表所示,请根据表中数据回答问题。3整车行驶质量1 500 kg 额定功率75 kW 加速过程车辆从静止加速到 108 km/h所需时间为 10 s 制动过程车辆以 36 km/h行驶时的制动距离为 5.0 m已知汽车在水平公路上沿直线行驶时所受阻力 Ff跟行驶速率 v 和汽车所受重力 mg 的乘积成正比, 即 Ff=kmgv,其中 k=2.010-3 s/m。重力加速度 g 取 10 m/s2。 (1)若汽车加速过程和制动过程都做匀变速直线运动,求这次测试中加速过程的加速度大小 a1和制 动过程的加速度大小 a2;(2)求汽车在水

7、平公路上行驶的最大速度 vm;(3)把该汽车改装成同等功率的纯电动汽车,其他参数不变。若电源功率转化为汽车前进的机械功 率的效率 =90%。假设 1 kWh电能的售价为 0.50 元(人民币),求电动汽车在平直公路上以最大 速度行驶的距离 l=100 km时所消耗电能的费用。结合此题目,谈谈你对电动汽车的看法。1010.某次登陆演练中,假设一艘战舰因吨位大吃水太深,只能停锚在距离海岸登陆点 s=1 km处,登陆 队员需要从较高的军舰甲板上,利用绳索下滑到登陆快艇上再行登陆接近目标。若绳索两端固定好 后,与竖直方向的夹角 =30,为保证行动最快,队员甲先无摩擦自由加速下滑到某最大速度,再靠 摩擦

8、匀减速滑至快艇,速度刚好为零;在队员甲开始下滑时,队员乙在甲板上同时向快艇以速度 v0=3m/s平抛救生圈,第一个刚落到快艇上,接着抛第二个,结果第二个救生圈刚好与甲队员同时抵达3快艇。若人的质量为 m,重力加速度 g 取 10 m/s2,问:(1)军舰甲板到快艇的竖直高度 H 是多少?队员甲在绳索上运动的时间 t0是多少?(2)若加速过程与减速过程中的加速度大小相等,则队员甲在何处速度最大?最大速度多大?4(3)若登陆艇额定功率为 5 kW,载人后连同装备总质量为 1103 kg,从静止开始以最大功率向登陆 点加速靠近,到达岸边时刚好能达到最大速度 10 m/s,则登陆艇运动的时间 t是多少

9、?(忽略初始时 登陆艇与战舰之间的距离)1111.严重的雾霾天气,对国计民生已造成了严重的影响。汽车尾气是形成雾霾的重要污染源,“铁腕 治污”已成为国家的工作重点。地铁列车可实现零排放,大力发展地铁,可以大大减少燃油公交车 的使用,减少汽车尾气排放。若一地铁列车从甲站由静止启动后做直线运动,先匀加速运动 20 s达 最高速度 72 km/h,再匀速运动 80 s,接着匀减速运动 15 s到达乙站停住。设列车在匀加速运动阶 段牵引力为 1106 N,匀速运动阶段牵引力的功率为 6103 kW,忽略匀减速运动阶段牵引力所做的 功。(1)求甲站到乙站的距离;(2)如果燃油公交车运行中做的功与该列车从

10、甲站到乙站牵引力做的功相同,求公交车排放气态污 染物的质量。(燃油公交车每做 1 J功排放气态污染物 310-6 g)1212.如图甲所示,电动机通过绕过光滑定滑轮的细绳与放在倾角为 30的光滑斜面上的物体相连,启 动电动机后物体沿斜面上升。在 03 s时间内物体运动的 v-t 图象如图乙所示,其中除 12 s时间 段图象为曲线外,其余时间段图象均为直线。1 s后电动机的输出功率保持不变。已知物体的质量 为 2 kg,重力加速度 g 取 10 m/s2。求:5(1)1 s后电动机的输出功率 P;(2)物体运动的最大速度 vm;(3)在 03 s内电动机所做的功。1313.汽车发动机的额定牵引功

11、率为 60 kW,汽车质量为 5 t,汽车在水平路面上行驶时,阻力是车重的,试问:(g 取 10 N/kg)1 10 (1)汽车保持以额定功率从静止启动后能达到的最大速度是多少?(2)若汽车从静止开始,保持以 0.5 m/s2的加速度做匀加速直线运动,这一过程能维持多长时间?6提升训练 6 6 功、功率 1 1.B 解析 由于斜面光滑,斜面对物体的作用力是弹力,总是垂直于接触面,由于斜面后退,小 物块对地位移与接触面不平行且与弹力的夹角为钝角,所以斜面对小物块的弹力做负功,B 正确。 2 2.A 解析 一个鸡蛋大约 50 g,根据人的身高估测鸡蛋抛出的高度大约为 60 cm,则将一只鸡 蛋抛出

12、的过程中,对鸡蛋做的功约等于鸡蛋重力势能的增加量,即W=mgh=5010-3106010-2 J=0.3 J,A 正确。 3 3.A 解析 每次上半身重心上升的距离均为 0.3 m,则她每一次克服重力做的功:W= mgh= 50100.3 J=90 J,1 min 内克服重力所做的功:W总=50W=5090 J=4 500 J,相应的3 53 5功率约为P= W=75 W,故 A 正确,B、C、D 错误。总=4 500 604 4.D5 5.D 解析 由题图知在时刻,物体刚被拉动,有F0=mg,则=,A 错误;在t0时刻加速度020大于,B 错误;物体在t0时刻的合力F=2F0-mg=F0,功

13、率P=Fv0=F0v0,C 错误;t02t0时间内,002=200加速度为a=,2t0时刻的速度为v=v0+at0,t02t0时间内的平均速度,20- =0 =0+ 2平均功率=2F0,联立得=F0,D 正确。(20+00)6 6.C 解析 由题知,2aL=(5v)2-0,故a=,A 错误;设磁场力为F,则F=ma=,磁场力做252 2252 2功W=FL=,故 B、D 错误;磁场力做功的最大功率Pm=Fvm=,故 C 正确。252 21253 27 7.D8 8.D 解析 电动机在正常工作时输出的功率为 160 W,故 A 错;Ff=16 N,故 B 错;在额定电输出 压下,电动机卡死,电流

14、大于 5 A,故功率大于 200 W,故 C 错;W=UIt=7.2105 J,故 D 对。 9 9.答案 (1)a1=3 m/s2,a2=10 m/s2 (2)50 m/s (3)23.2 元 可以从行驶费用、环保和减排等 角度说明 解析 (1)加速过程的加速度大小a1=3 m/s2 =108/ 10制动过程满足 2(-a2)x=2 02解得加速度大小a2=10 m/s2。 (2)当汽车的速度达到最大时,汽车受到的牵引力与阻力相等。满足Pm=Ffvm,即Pm=kmg2解得vm=50 m/s。 (3)以最大速度行驶过程中,克服阻力所做的功 Wf=Ffl=kmgvml 代入数据,解得Wf=1.5

15、108 J消耗电能E=1.667108 J46.3 kWh 所以,以最大速度行驶 100 km 的费用7Y=46.30.5 元=23.15 元23.2 元 可以从行驶费用、环保和减排等角度说明。 1010.答案 (1)H=16.2 m,t03.6 s (2)甲在绳索中点处速度最大,vm10.39 m/s (3)110 s解析 (1)救生圈做平抛运动时间为t,有H= gt21 2Htan=v0t 设人下滑时间为t0,由题意知t0=2t 联立得H=16.2 m,t03.6 s。 (2)由几何关系得绳索长l=18.7 m 30 因加速过程与减速过程的加速度大小相等,所以,甲在绳索中点处速度最大,由v

16、mt0=l1 2得vm=10.39 m/s。2 0(3)加速过程有P额t-Ffs= mvm21 2加速到最大速度时vm=额联立解得t=110 s。 1111.答案 (1)1 950 m (2)2.04 kg 解析 (1)设列车匀加速直线运动阶段所用的时间为t1,距离为s1;在匀速直线运动阶段所用的 时间为t2,距离为s2,速度为v;在匀减速直线运动阶段所用的时间为t3,距离为s3;甲站到乙站的距 离为s。则s1= vt11 2s2=vt2s3= vt31 2s=s1+s2+s3 联立式并代入数据得s=1 950 m。 (2)设列车在匀加速直线运动阶段的牵引力为F,所做的功为W1;在匀速直线运动

17、阶段的牵引力 的功率为P,所做的功为W2。设燃油公交车与该列车从甲站到乙站做相同的功W,排放气态污染物的 质量为m。则 W1=Fs1 W2=Pt2 W=W1+W2 m=(310-9 kgJ-1)W 联立式并代入数据得 m=2.04 kg。 1212.答案 (1)100 W (2)10 m/s (3)250 J 解析 (1)设物体的质量为m,在时间t1=1 s 内,做匀加速直线运动的加速度大小为a,1 s 末物 体的速度大小达到v1,此过程中,细线拉力的大小为F1,则根据运动学公式和牛顿第二定律可得 v1=at1,F1-mgsin30=ma 其中由题图可知v1=5 m/s 在 1 s 末设电动机

18、的输出功率为P,则由功率公式可得P=F1v1 联立解得a=5 m/s2,P=100 W。8(2)当物体达到最大速度vm后,设细绳的拉力大小为F2,由牛顿第二定律和功率的公式可得F2- mgsin30=0,P= F2vm 联立解得vm=10 m/s。 (3)在时间t1=1 s 内,物体的位移为x,电动机做的功为W1,则由运动学公式及动能定理有x=,W1-mgxsin30=,解得W1=50 J1 2a121 2m12设在时间t=3 s 内电动机做的功为W,则W=W1+P(t- t1)=250 J。 1313.答案 (1)12 m/s (2)16 s解析 (1)当a=0 时,速度最大,此时F=Ff=5 00010 N=5 000 N,则vm= 1 10 =60 103 5 000 m/s=12 m/s。(2)牵引力F=Ff+ma=5 000 N+5 0000.5 N=7 500 N,匀加速运动的末速度v= m/s=8 =60 000 7 500m/s,t= s=16 s。80.5