高考物理总复习 第5单元 机械能 作业手册（13）功 功率-人教版高三全册物理试题.doc

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1、课时作业(十三)第13讲功功率时间 / 40分钟基础巩固1.(多选)如图K13-1甲所示,一女士站立在台阶式自动扶梯上正在匀速上楼,如图乙所示,一男士站立在履带式自动人行道上正在匀速上楼.下列关于两人受到的力做功的判断正确的是() 图K13-1A.甲图和乙图中支持力都对人做正功B.甲图和乙图中摩擦力都对人做负功C.甲图和乙图中重力都对人做负功D.甲图和乙图中人所受的合力都不做功2.如图K13-2甲所示,轻质弹簧右端固定在墙上,左端与一质量m=0.5 kg的物块相连,弹簧处于原长状态,物块静止且与水平面间的动摩擦因数=0.2.以物块所在处为原点,水平向右为正方向,建立x轴,现对物块施加水平向右的

2、力F,F随x轴坐标变化的情况如图乙所示,物块运动至x=0.4 m处时速度为零,则此时弹簧的弹性势能为(g取10 m/s2)()图K13-2A.3.1 J B.3.5 J C.1.8 J D.2.0 J3.2017湖南岳阳一中模拟 如图K13-3所示,四个相同的小球在距地面相同的高度处以相同的速率分别竖直下抛、竖直上抛、平抛和斜抛,不计空气阻力,则下列关于这四个小球从抛出到落地过程的说法中正确的是()图K13-3A.小球飞行过程中单位时间内的速度变化不同B.小球落地时,重力的瞬时功率相同C.从开始运动至落地,重力对小球做功相同D.从开始运动至落地,重力对小球做功的平均功率相同4.2017辽宁实验

3、中学月考 一辆跑车在行驶过程中的最大输出功率与速度大小的关系如图K13-4所示,已知该车质量为 2103 kg,在某平直路面上行驶,阻力恒为3103 N.若汽车从静止开始以恒定加速度2 m/s2做匀加速运动,则此匀加速过程能持续的时间大约为()图K13-4A.8 sB.14 sC.26 sD.38 s技能提升5.汽车以恒定功率P额从静止启动,最后做匀速运动,此过程其速度随时间以及加速度、牵引力和功率随速度变化的图像正确的是图K13-5中的()图K13-56.汽车发动机的额定功率为60 kW,汽车质量为5 t.汽车在水平面上行驶时,阻力与车重成正比,g取10 m/s2.当汽车以额定功率匀速行驶时

4、,速度为12 m/s.现突然减小油门,使发动机功率减小到40 kW,对接下去汽车的运动情况的描述正确的是()A.先做匀减速运动,再做匀加速运动B.先做加速度增大的减速运动,再做匀速运动C.先做加速度减小的减速运动,再做匀加速运动D.最后的速度大小是8 m/s7.(多选)2017武汉华师一附中月考 质量为m的物体静止在粗糙的水平地面上,从t=0时刻开始物体受到方向恒定的水平拉力F作用,拉力F与时间t的关系如图K13-6甲所示.物体在时刻开始运动,其运动的v-t图像如图乙所示.若最大静摩擦力等于滑动摩擦力,重力加速度为g,则()图K13-6A.物体与地面间的动摩擦因数为B.物体在t0时刻的加速度大

5、小为C.物体所受合外力在t0时刻的功率为2F0v0D.拉力F在t02t0时间内的平均功率为F08.(多选)2017齐鲁名校协作体模拟 质量为1 kg的物体静止在水平地面上,现用大小为4 N的水平恒力向右拉物体,作用3 s后将拉力方向反向,大小不变,继续作用于物体.已知物体运动的图像如图K13-7所示,重力加速度g取10 m/s2,则()图K13-7A.物体与水平地面间的动摩擦因数=0.2B.t1=4 sC.若t2时刻物体回到出发点,则t2=8 sD.物体从静止出发至回到出发点,全过程拉力做的功为零9.(多选)2017安徽安庆一模 高速公路上下坡路段刹车失灵时车辆可以驶离行车道,转入行车道外侧增

6、设的安全减速专用斜坡避险车道.某避险车道的斜坡与水平面的夹角为37,斜坡长为50 m,某汽车进入该避险车道入口时速度为90 km/h,假设汽车动力为零,所受摩擦阻力为车重的,g取10 m/s2,sin 37=0.6,cos 37=0.8,则()A.该车上滑到速度为零处所用的时间为10 sB.无论该车的质量如何,上滑到速度为零处所用的时间都相同C.该车从开始上滑到速度为零的过程中,重力的平均功率为摩擦阻力的平均功率的2倍D.若该车进入斜坡时的速度为108 km/h,则汽车恰好可到达斜坡顶端10.2017江苏常州模拟 高速连续曝光照相机可在底片上重叠形成多个图像.现利用这架照相机对某款家用汽车的加

7、速性能进行研究,图K13-8为汽车做匀加速直线运动时连续三次曝光的照片,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1000 kg,额定功率为90 kW,汽车运动过程中所受的阻力始终为1500 N.(1)求该汽车的加速度大小.(2)若汽车由静止开始以此加速度做匀加速运动,则匀加速运动状态能保持多长时间?(3)汽车所能达到的最大速度是多少?(4)若该汽车从静止开始运动,牵引力不超过3000 N,求汽车运动2400 m所用的最短时间(汽车已经达到最大速度).图K13-8挑战自我11.如图K13-9所示,在水平道路上,质量为5103 kg的拖车将另一同质量的

8、故障车拖移.用一根长度为4.6 m、不可伸长的轻绳将两车连接,行驶时两车所受阻力均为车重的.当拖车拖动故障车一起做匀速直线运动时,拖车输出功率为2105 W.重力加速度g取10 m/s2.(1)求拖车拖动故障车一起匀速运动时的速度大小v0.(2)在拖车拖着故障车匀速行驶过程中,司机发现前方有一障碍物后紧急刹车,此后拖车在水平方向上只受到阻力,其大小为其重力的,若故障车所受阻力保持不变,则经过多长时间故障车撞上拖车?碰撞前瞬间故障车的速度为多大?图K13-9课时作业(十三)1.CD解析 根据做功的两个因素力和在力方向上的位移,甲图中支持力方向竖直向上且在竖直方向上有位移,所以做了正功,乙图中支持

9、力方向上没有位移,因此没有做功,选项A错误;甲图中人不受摩擦力,乙图中摩擦力对人做正功,选项B错误.两图中人的重力与位移之间的夹角均大于90,所以都做负功,选项C正确;甲图和乙图中人均做匀速运动,合力不做功,选项D正确.2.A解析 物块与水平面间的摩擦力为f=mg=1 N.对物块施加水平向右的力F,由F-x图线与x轴围成图形的面积表示功,可知F做功为W=3.5 J,克服摩擦力做功为Wf=fx=0.4 J.由功能关系可知W-Wf=Ep,故此时弹簧的弹性势能为Ep=3.1 J,选项A正确.3.C解析 因为抛体运动的加速度恒为g,所以单位时间内的速度变化相同,选项A错误;小球落地时竖直方向上的速度大

10、小不都相同,所以重力的瞬时功率不都相同,选项B错误;由WG=mgh可知重力做功相同,选项C正确;从抛出到落地所用时间不相同,所以重力做功的平均功率不相同,D错误.4.B解析 由图可知,跑车的最大输出功率大约为200 kW,根据牛顿第二定律得,牵引力F=f+ma=3000 N+20002 N=7000 N,则跑车做匀加速运动时的实际功率与速度的关系为P实=7000v(W),作P实 -v图像如图所示,由两图线交点可看出跑车匀加速运动的最大速度约为vm=28 m/s,则匀加速过程持续的时间约为t= s=14 s,故B正确,A、C、D错误.5.A解析 汽车以恒定功率启动时,功率一定,由P=Fv可知,速

11、度逐渐增大,牵引力F逐渐减小,根据F-f=ma可知,加速度逐渐减小,但速度继续增大,当牵引力等于阻力时,速度达到最大,故A正确,B、C、D错误.6.D解析 发动机功率减小,由公式P=Fv知,牵引力F变小,fF,汽车做减速运动,使得汽车速度v变小,则F变大,由f-F=ma可知,汽车减速运动的加速度变小,当再次出现F=f时,汽车做匀速运动,选项A、B、C错误;由f=5103 N,可知v=8 m/s,选项D正确.7.AD解析 物体在时刻开始运动,此时f=F0,则动摩擦因数=,A正确;在t0时间内,假设物体做匀加速运动,则v0=a,解得a=,实际上物体的加速度从0开始增大,故在t0时刻的加速度大于,B

12、错误;在t0时刻,物体受到的合外力F=2F0-f=F0,其功率P=F0v0,C错误;在2t0时刻,速度v1=v0+t0,在t02t0时间内,物体的平均速度,故拉力F的平均功率,D正确.8.AB解析 03 s内,由牛顿第二定律得F-mg=ma1,由图像知加速度大小a1=2 m/s2,解得=0.2,选项A正确;3 st1内,物体做匀减速运动,加速度大小a2=6 m/s2,由t1-3 s=1 s,解得t1=4 s,选项B正确;由图像可知,回到出发点应满足总位移为零,即(t2-t1)a1(t2-t1),解得t2=(4+2)s,C错误;拉力做的功等于摩擦产生的内能及物体动能增量之和,故D错误.9.BCD

13、解析 该汽车的初速度v0=90 km/h=25 m/s,由牛顿第二定律得mgsin 37+0.3mg=ma,解得a=9 m/s2,根据公式v=v0-at,当v=0时,t= s,A错误.由受力分析可知,无论该车的质量如何,加速度都相同,所以上滑到速度为零处所用的时间都相同,B正确.在汽车上滑过程中,重力沿斜坡的分力为摩擦阻力的2倍,做功的位移和时间均相同,所以重力的平均功率为摩擦阻力的平均功率的2倍,C正确.若初速度v0=108 km/h=30 m/s,则由公式2ax=-v2可得该汽车速度v减为零时的位移x=50 m,D正确.10.(1)1.5 m/s2(2)20 s(3)60 m/s(4)70

14、 s解析 (1)由图可得汽车在第一个2 s时间内的位移x1=9 m,在第二个2 s时间内的位移x2=15 m故汽车的加速度a=1.5 m/s2.(2)由F-f=ma得,汽车的牵引力F=f+ma=1500 N+10001.5 N=3000 N汽车做匀加速运动的末速度v= m/s=30 m/s故匀加速运动保持的时间t1= s=20 s.(3)汽车所能达到的最大速度vm= m/s=60 m/s.(4)由(2)知匀加速运动的时间t1=20 s,运动的距离x1=20 m=300 m所以,以额定功率运动的距离x2=2400 m-300 m=2100 m对以额定功率运动的过程,由动能定理得P额t2-fx2=

15、mv2解得t2=50 s所以所求时间为t总=t1+t2=20 s+50 s=70 s.11.(1)8 m/s(2)2 s3 m/s解析 (1)以故障车和拖车为系统,设其所受阻力大小为f,拖车的牵引力为F,有f=(m+m)gP=Fv0此系统匀速运动时,有F=f联立解得v0=8 m/s.(2)假设追尾前两车一直在运动.设制动时拖车和故障车的加速度分别为a1、a2,则a1=-=-5 m/s2a2=-=-2.5 m/s2设经时间t故障车追尾拖车,则有v0t+a2t2解得t=1.92 s追尾时拖车速度大小v1=v0+a1t=-1.6 m/s,不合题意,故拖车先停下来等待故障车追尾.拖车从开始刹车到停止的位移x1=6.4 m从拖车开始制动到追尾,故障车的位移x2=4.6 m+x1=11 m设追尾时故障车的速度大小为v,则有v2-=2a2x2解得v=3 m/s设从开始刹车到追尾经历时间为t,则t=2 s.