高考物理大一轮复习 第五章 机械能(第1课时)功 功率检测

第五章机械能

第1课时功功率

【基础巩固】

功的理解与计算

1.如图所示,拖着旧橡胶轮胎跑是身体耐力训练的一种有效方法.如果某受训者拖着轮胎在水平直道上跑了100 m,那么下列说法正确的是( A )

A.轮胎受到地面的摩擦力对轮胎做了负功

B.轮胎受到的重力对轮胎做了正功

C.轮胎受到的拉力对轮胎不做功

D.轮胎受到地面的支持力对轮胎做了正功

解析:根据力做功的条件,轮胎受到的重力和地面的支持力都与位移垂直,这两个力均不做功,选项B,D错误;轮胎受到地面的摩擦力与位移方向相反,做负功,选项A正确;拉力与位移夹角小于90°,做正功,选项C错误.

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 )

A.0.3 J

B.3 J

C.30 J

D.300 J

解析:该题是估算题:一个鸡蛋质量约为50 g,鸡蛋上升高度约为

0.5 m,则人对一个鸡蛋所做的功为W=mgh=0.25 J,故选项A正确.

3.(2016·上海松江期末)质量为m、初速度为零的物体,在不同变化的合外力F作用下都通过位移x0,下列各种情况中合外力做功最多的是( C )

2

解析:力F 随位移x 变化的图线与x 轴包围的面积表示功,合外力做功最多的是图C.

4.(2016·浙江温州模拟)在篮球比赛中,某位同学获得罚球机会,他站在罚球线处用力将篮球投出,篮球约以1 m/s 的速度撞击篮筐.已知篮球质量约为0.6 kg,篮筐离地高度约为3 m,

忽略篮球受到的空气阻力,则该同学罚球时对篮球做的功大约为(g=10 m/s 2)( B )

A.1 J

B.10 J

C.50 J

D.100 J

解析:由功能关系,该同学罚球时对篮球做的功大约为W=mgh+mv 2

= 0.6×10×(3-1.5) J+×0.6×12

J=9.3 J,选项B 正确.

m 、体积较小的木箱拉上汽车.现将长为L 的木板搭在汽车尾部与地面间构成一固定斜面,然后把木箱沿斜面拉上汽车.斜面与水平地面成30°角,拉力与斜面平行.木箱与斜面间的动摩擦因数为μ,重力加速度为g.则将木箱拉上汽车,拉力至少做功( C ) A.mgL B.mg

C.mgL(1+μ)

D.μmgL+mgL

解析:以木箱为研究对象,将木箱拉上汽车,重力做功W G =-mgLsin 30° =-mgL,摩擦力做功W Ff =-μmgLcos 30°-μmgL,所以拉力至少做功

W F =-(W G +W Ff )=mgL(1+μ),选项C 正确.

功率的分析与计算

6.一个成年人以正常的速度骑自行车,受到的阻力为总重力的0.02倍,则成年人骑自行车行驶时的功率最接近于( C )

A.1 W

B.10 W

C.100 W

D.1 000 W

解析:设人和车的总质量为100 kg,匀速行驶时的速率为5 m/s,匀速行驶时的牵引力与阻力大小相等F=0.02mg=20 N,则人骑自行车行驶时的功率为P=Fv=100 W,故C 正确.

7.(多选)位于水平面上的物体在水平恒力F 1作用下做速度为v 1的匀速运动;若作用力变为斜

向上的恒力F 2,物体做速度为v 2的匀速运动,且F 1与F 2功率相同.则可能有( BD )

A.F 2=F 1,v 1>v 2

B.F 2=F 1,v 1

C.F 2>F 1,v 1>v 2

D.F 2

解析:水平恒力F 1作用下的功率P 1=F 1v 1,F 2作用下的功率P 2=F 2v 2cos θ,现P 1=P 2,若F 2=F 1,一定有v 1F 1还是F 2

·四川绵阳二诊)如图所示,质量为m的小球(可视为质点)用长为L 的细线悬挂于O点,自由静止在A位置.现用水平力F缓慢地将小球从A拉到B位置而静止,细线与竖直方向夹角为θ=60°,此时细线的拉力为F1,然后放手让小球从静止返回,到A点时细线的拉力为F2,则( A )

A.F1=F2=2mg

B.从A到B,拉力F做功为F1L

C.从B到A的过程中,小球受到的合外力大小不变

D.从B到A的过程中,小球重力的瞬时功率一直增大

解析:在B位置根据平衡条件有F1==2mg,在A位置根据牛顿第二定律有F2-mg=,

从B到A利用动能定理得mgL(1-cos 60°)=mv2,联

立可知F2=2mg,选项A正确;从A到B利用动能定理得W F-mgL(1-

cos 60°)=0,解得拉力F做功为W F=,选项B错误;从B到A的过程中,小球受到的合外

力大小时刻发生变化,选项C错误;在最高点时小球的速度为零,重力的瞬时功率为零,在最低点时小球竖直方向的速度为零,重力的瞬时功率为零,即从B到A的过程中,小球重力的瞬时功率先增大后减小,选项D错误.

机车的启动问题

9.(2016·北京东城区期末)清洁工人在清洁城市道路时驾驶洒水车沿平直粗糙路面匀速行驶,当洒水车行驶到某路口时开始洒水,若洒水车的速度保持不变,且所受阻力与车重成正比,则开始洒水后( D )

A.洒水车受到的牵引力保持不变

B.洒水车受到的牵引力逐渐增大

C.洒水车发动机的输出功率保持不变

D.洒水车发动机的输出功率不断减小

解析:设洒水车的质量为m,洒水车所受的牵引力为F、阻力为f,因为洒水车所受阻力与车重成正比,即f=kmg,由平衡条件得F=kmg,因为洒水车在洒水过程中质量不断减小,故洒水车所受的牵引力减小,选项A,B错误;洒水车发动机的输出功率P=Fv,因F减小,故P减小,选项C 错误,D正确.

10.(2015·全国Ⅱ卷,17)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( A )