专题15 功和功率—七年高考 物理试题分项精析版 含解析
高三物理功率试题答案及解析
高三物理功率试题答案及解析1.如图所示,足够长传送带与水平方向的倾角为θ,物块a通过平行于传送带的轻绳跨过光滑轻滑轮与物块b相连,b的质量为m,开始时a、b及传送带均静止,且a不受传送带摩擦力作用,现让传送带逆时针匀速转动,则在b上升h高度(未与滑轮相碰)过程中A.物块a重力势能减少mghB.摩擦力对a做的功大于a机械能的增加C.摩擦力对a做的功小于物块a、b动能增加之和D.任意时刻.重力对a、b做功的瞬时功率大小相等【答案】ABD【解析】开始时,a、b及传送带均静止且a不受传送带摩擦力作用,有,则.b上升h,则a下降,则a重力势能的减小量为,故A正确.根据能量守恒定律得,系统机械能增加,摩擦力对a做的功等于a、b机械能的增量.所以摩擦力做功大于a的机械能增加.因为系统重力势能不变,所以摩擦力做功等于系统动能的增加.故B 正确,C错误.任意时刻a、b的速率相等,对b,克服重力的瞬时功率,对a有:,所以重力对a、n做功的瞬时功率大小相等.故D正确.故选ABD.【考点】本题考查了机械能守恒定律,功率、平均功率和瞬时功率.2.人通过挂在高处的定滑轮,用绳子拉起静止在地面上的重物,使它的高度上升h,如图所示。
第一次拉力为F,第二次拉力为2F,则A.两次克服重力做的功相等B.两次上升到h处时拉力的功率,第二次是第一次的2倍C.两次上升到h处时的动能,第二次为第一次的2倍D.两次上升到h处时机械能的增加量,第二次为第一次的2倍【答案】AD【解析】两次克服重力做的功都为-WG=mgh,故A正确;根据动能定理得:用F拉动时,mv12=(F−mg)h,解得:,则拉力的瞬时功率P1=Fv1=;用2F拉动时,mv22=(2F−mg)h解得:,则拉力的瞬时功率P2=2Fv2=所以P2≠2P1,mv22≠2×mv12,故BC错误;除了重力之外的力做功量度机械能的变化量,则第一次机械能增加量△E1=Fh;第一次机械能增加量△E2=2Fh,所以△E2=2△E1,故D正确.【考点】功率;动能定理。
高三物理总复习 功和功率 习题及答案解析
物理总复习:功和功率一、选择题1、(2017 广东学业考试)如图所示,某物块分别沿三条不同的轨道由离地高h 的A 点滑到同一水平面上,轨道1、2是光的,轨道3是粗糙的,则( )A .沿轨道1滑下重力做功多B .沿轨道2滑下重力做功多C .沿轨道3滑下重力做功多D .沿三条轨道滑下重力做的功一样多2、(2017 山东学业考试)如图所示,为举重运动员在0.5s 内由支撑到起立将杠铃举起过程中拍摄的两张照片,杠铃的总质量为100kg ,已知照片中杠铃的实际直径是40cm ,根据照片可估算出该运动员在上述过程中对杠铃做功的平均功率约为( )A .700 WB .1900WC .1300 WD .2500W3、如图所示为测定运动员体能的一种装置,运动员质量为1m ,绳拴在腰间沿水平方向跨过滑轮(不计滑轮质量及摩擦),下悬一质量为2m 的重物,人用力蹬传送带而人的重心不动,使传送带以速率v 匀速向右运动。
下面是人对传送带做功的四种说法,其中正确的是( ) A .人对传送带做功 B .人对传送带不做功C .人对传送带做功的功率为2m gvD .人对传送带做功的功率为12()m m gv4、根据《电动自行车通用技术条件》(GB17761)标准规定,电动自行车的最高时速应不大于20km/h,整车质量应不大于40kg,假设一成年人骑着电动自行车在平直的公路上按上述标准快速行驶时所受阻力是总重量的0.05倍,则电动车电机的输出功率最接近于()A.100 WB.300 WC.600 WD.1 000 W5、(2016 北京卷)如图所示,一物体静止在水平面上,在水平恒力F作用下由静止开始运动,前进距离为x时,速度达到v,此时力F的功率为()A. FvB. FxC. 2FvD. 2Fx6、(2016 广西模拟)一物体放在水平面上,受到F=50N的水平力的作用,从介质开始以5m/s2的加速度做匀减速运动,则拉力F在第2s末的瞬时功率为()A. 100WB. 250WC. 500WD. 1000W7、一质量为m的小球,用长为L的轻绳悬挂在O点,小球在水平恒力F作用下,从静止开始由平衡位置P点移动到Q点,此时绳与竖直方向的偏角为θ如图所示,则力F所做的功为()θFL A.mgLcosθ B.mgL(1-cosθ) C.FLsinθ D.cosv滑下。
七年高考高考物理试题专题15功和功率
专题15 功和功率一、单项选择题1.【2020·浙江·14】下列说法正确的是 A .电流通过导体的热功率与电流大小成正比 B .力对物体所做的功与力的作用时间成正比 C .电容器所带电荷量与两极板间的电势差成正比 D .弹性限度内,弹簧的劲度系数与弹簧伸长量成正比 【答案】C【考点定位】电功率,功,电容,胡克定律2.【2020·新课标Ⅱ卷】如图,一光滑大圆环固定在桌面上,环面位于竖直平面内,在大圆环上套着一个小环。
小环由大圆环的最高点从静止开始下滑,在小环下滑的过程中,大圆环对它的作用力A .一直不做功B .一直做正功C .始终指向大圆环圆心D .始终背离大圆环圆心【答案】A【解析】大圆环光滑,则大圆环对小环的作用力总是沿半径方向,与速度方向垂直,故大圆环对小环的作用力一直不做功,选项A 正确,B 错误;开始时大圆环对小环的作用力背离圆心,最后指向圆心,故选项CD 错误;故选A 。
【考点定位】圆周运动;功【名师点睛】此题关键是知道小圆环在大圆环上的运动过程中,小圆环受到的弹力方向始终沿大圆环的半径方向,先是沿半径向外,后沿半径向里。
3.【2020·重庆卷】某车以相同的功率在两种不同的水平路面上行驶,受到的阻力分别为车重的1k 和2k 倍,最大速率分别为1v 和2v ,则A.112v k v =B.1212v k k v =C.1122v k kv = D.122v k v =【答案】B【解析】汽车的阻力分别为11f k mg =,22f k mg =,当汽车以相同功率启动达到最大速度时,有F f =,故由P Fv =可知最大速度P P v F f ==,则122211v f kv f k==,有1212v k k v =,故选B .【考点定位】本题考查了机车的启动规律、瞬时功率的计算.4.【2020·海南·3】假设摩托艇受到的阻力的大小正比于它的速率。
高考物理第一轮复习限时规范训练:功和功率(含解析)
一轮复习限时规范训练:功和功率一、选择题:在每小题给出的四个选项中,第1~5题只有一项符合题目要求,第6~8题有多项符合题目要求.1.如图所示,乒乓球运动员用同一个乒乓球两次发球,乒乓球恰好都在等高处水平向左越过球网,从最高点落到台面的过程中(不计乒乓球的旋转和空气阻力),下列说法正确的是 () A.球第1次过网时的速度小于第2次的B.球第1次的速度变化量小于第2次的C.球两次落到台面时重力的瞬时功率相等D.球两次落到台面过程中重力的平均功率不相等解析:C球下落的高度相同,由h=12gt2可知下落的时间相等,因球第1次比第2次通过的水平位移大,根据x=vt可知,球第1次过网时的速度大于第2次过网时的速度.球在水平方向做匀速直线运动,在竖直方向做自由落体运动,故速度变化量只在竖直方向,由Δv=gt可得速度变化量相等.重力的瞬时功率P=mgvy,落地时竖直方向的速度相等,故球两次落到台面时重力的瞬时功率相等.平均功率等于功除以时间,重力两次做的功相同,时间也相同,重力两次的平均功率也相同,故选C.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v3时,汽车的瞬时加速度的大小为()A.Pmv B.2PmvC.3PmvD.4Pmv【答案】B【解析】当汽车匀速行驶时,有f=F=Pv,根据P=F′×v3,得F′=3Pv,由牛顿第二定律得a=F′-fm=3Pv-Pvm=2Pmv,故选项B正确,A、C、D错误.3.如图所示,质量为m的小球以初速度v0水平抛出,恰好垂直打在倾角为θ的斜面上,不计空气阻力,则球落在斜面上时重力的瞬时功率为()A.mgv0tan θB.mgv0tan θC.mgv0sin θD.mgv0cos θ【答案】B【解析】由于v 垂直于斜面,可求出小球落在斜面上时速度的竖直分量v 2=v0tan θ,此时重力做功的瞬时功率为P =mgv 2=mgv0tan θ.选项B 正确.4.如图所示,木板质量为M ,长度为L ,小木块质量为m ,水平地面光滑,一根不计质量的轻绳跨过定滑轮分别与M 和m 连接,小木块与木板间的动摩擦因数为μ,开始时木块静止在木板左端,现用水平向右的力将m 拉至右端,拉力至少做功为 ()A .μmgLB .2μmgLC .μmgL 2D .μ(M +m )gL 【答案】A【解析】m 缓慢运动至右端,拉力F 做功最小,其中F =μmg +F T ,F T =μmg ,小木块位移为L 2,所以W F =F ·L 2=μmgL . 5.有一固定轨道ABCD 如图所示,AB 段为四分之一光滑圆弧轨道,其半径为R ,BC 段是水平光滑轨道,CD 段是光滑斜面轨道,BC 和斜面CD 间用一小段光滑圆弧连接.有编号为1,2,3,4完全相同的4个小球(小球不能视为质点,其半径r <R ),紧挨在一起从圆弧轨道上某处由静止释放,经平面BC 到斜面CD 上,忽略一切阻力,则下列说法正确的是()A.四个小球在整个运动过程中始终不分离B.在圆弧轨道上运动时,2号球对3号球不做功C.在CD斜面轨道上运动时,2号球对3号球做正功D.在CD斜面轨道上运动时,2号球对3号球做负功【答案】A【解析】圆弧轨道越低的位置切线的倾角越小,加速度越小,故相邻小球之间有挤压力,小球在水平面上速度相同,无挤压不分离,在斜面上加速度相同,无挤压也不分离,故选项B、C、D错误,A正确.6.用起重机提升货物,货物上升过程中的v-t图象如图所示,在t=3 s到t=5 s内,重力对货物做的功为W1,绳索拉力对货物做的功为W2,货物所受合力做的功为W3,则()A.W1>0B.W2<0C.W2>0D.W3<0【答案】CD【解析】分析题图可知,货物一直向上运动,根据功的定义式可得:重力做负功,拉力做正功,即W1<0,W2>0,A、B错误,C正确;根据动能定理:合力做的功W3=0-12mv2,v=2 m/s,即W3<0,选项D 正确.7.质量为m 的汽车在平直路面上启动后就做匀加速直线运动,经过时间t ,达到速度v ,此时汽车达到了额定功率.汽车以额定功率继续行驶.整个运动过程中汽车所受阻力恒为f ,则()A .整个运动过程中,汽车运动的最大速度是vB .整个运动过程中,汽车运动的最大速度是mv2ftC .匀加速运动阶段,汽车的牵引力为f +mv tD .汽车的额定功率为⎝ ⎛⎭⎪⎫m v t +f v 【答案】CD【解析】达到额定功率后汽车继续加速,直到最后匀速运动,A项错误;t 时间内,汽车的加速度a =v t,由牛顿第二定律得F -f =ma ,所以汽车的牵引力F =f +m v t,C 项正确;t 时刻汽车达到额定功率P =Fv =⎝ ⎛⎭⎪⎫m v t +f v ,D 项正确;最后的速度为P f =⎝ ⎛⎭⎪⎫mv ft +1v ,因此B 项错误.8.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 点移到C 点(AB =BC ),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W 1,W 2,克服摩擦力做功分别为Q 1,Q 2,木箱经过B 、C 时的动能和F 的功率分别为E k B ,E k C 和P B ,P C ,则下列关系一定成立的有()A .W 1>W 2B .Q 1>Q 2C .E k B >E k CD .P B >P C【答案】AB【解析】F 做功W =Fl cos α(α为绳与水平方向的夹角),在AB 段和BC 段相比较,F 大小相同,l 相同,而α逐渐增大,故W 1>W 2,A 正确;物体运动中,支持力逐渐减小,摩擦力逐渐减小,故Q 1>Q 2,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,选项C 、D 错.二、非选择题9.如图所示,建筑工人通过滑轮装置将一质量是100 kg 的料车沿30°角的斜面由底端匀速地拉-到顶端,斜面长L 是4 m ,若不计滑轮的质量和各处的摩擦力,g 取10 N/kg ,求这一过程中:(1)人拉绳子的力做的功;(2)物体的重力做的功;(3)物体受到的各力对物体做的总功.解:(1)工人拉绳子的力F =12mg sin θ工人将料车拉到斜面顶端时,拉绳子的长度:l=2L,根据公式W=Fl cos α,得W1=12mg sin θ·2L=2 000 J.(2)重力做功W2=-mgh=-mgL sin θ=-2 000 J.(3)由于料车在斜面上匀速运动,则料车所受的合力为0,故W合=0.10.如图所示,水平传送带正以v=2 m/s的速度运行,两端水平距离l=8 m,把一质量m=2 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μ=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为F f=μmg加速度为a=μg当物块与传送带相对静止时,物块的位移为x=v2 2a摩擦力做功为W=F f x=4 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端所用的时间为t=va +l-xv=5 s则物块在被传送过程中所受摩擦力的平均功率为P=Wt=0.8 W1 s时,物块的速度为v1=at=1 m/s则摩擦力对物块做功的功率为P1=F f v1=2 W皮带的速度为v=2 m/s故皮带克服摩擦力做功的功率为P2=F f v=4 W.11.质量为m的汽车,在平直公路上以恒定的加速度匀加速启动,汽车达到额定功率时速度大小为v,此时恰好开始下坡,司机立即调整发动机的功率为额定功率的一半,使汽车以大小为v的速度沿坡路匀速下滑,下滑一段路程后汽车又开足马力以额定功率加速下行,在坡路上加速t时间后,车速达到最大,且最大车速是刚下坡时速度的2倍,已知坡面倾角为θ,重力加速度为g,水平路面和坡面对车的阻力相同,在t时间内汽车沿坡路通过的距离为s,试求:(1)汽车的额定功率;(2)平直公路和坡面对车的阻力的大小;(3)汽车在平直公路上匀加速行驶的加速度的大小.解:(1)设汽车的额定功率为P ,阻力为f ,汽车在坡面上匀速运动时的牵引力为F 1,则对匀速运动过程,由平衡条件得F 1+mg sin θ=f ①又有P 2=F 1v ② 对汽车在坡面上以额定功率加速行驶t 时间的过程,由动能定理得Pt +mgs sin θ-fs =12m (2v )2-12mv 2③ 由①②③解得P =3mv32vt -s.④ (2)由①②④式解得阻力大小f =错误!+mg sin θ.⑤(3)设汽车在平直公路上运动的加速度为a ,汽车达到额定功率时的牵引力为F 2由牛顿第二定律得F 2-f =ma ⑥又有P =F 2v ⑦由④⑤⑥⑦解得a =错误!-g sin θ.。
高考物理专题复习:功与功率
高考物理专题复习:功与功率一、单选题1.汽车发动机的额定功率是60kW ,汽车的质量为3210kg ⨯在平直路面上行驶,受到的阻力是车重的0.2倍。
若汽车从静止出发,以21m/s 的加速度做匀加速运动,则出发12s 时,汽车发动机的实际功率P ;汽车能达到的最大速度m v 分别为(g 取210m/s )( ) A .60KW P =,m 12m/s v =B .60KW P =,m 15m/s v =C .48KW P =,m52m/s =vD .72KW P =,m12m/s =v2.物体在水平恒力F 的作用下,在光滑的水平面上由静止开始加速前进了路程s 。
接着进入一个粗糙水平面。
又匀速前进了路程s 。
设力F 在第一段路程中对物体做功为W 1,平均功率为P 1;在第二段路程中力F 对物体做功为W 2,力F 做功的平均功率为P 2。
则( ) A .W 1=W 2,P 1=P 2 B .W 1>W 2,P 1=P 2 C .W 1<W 2,P 1>P 2 D .W 1=W 2,P 1<P 23.某电动车在前5s 内做匀加速直线运动,5s 末达到额定功率,之后保持额定功率运动,其v t -图像如图所示。
某驾驶员和电动车总质量为150kg m =,设电动车受到的一切阻力恒为车重的0.1倍,行驶过程中电动车功率及受到的阻力保持不变,取210m/s g =,则不正确的是( )A .电动车和人在前5内的所受牵引力为450 NB .电动车和人在第5s 末的功率为4500 WC .电动车和人的最大速度为30 m/sD .电动车和人的额定功率为300 W4.质量为m 的汽车,其发动机的额定功率是P ,当它沿倾角θ的倾斜公路向山顶匀速行驶时,受到的摩擦阻力为车重的K 倍。
那么,该汽车行驶的最大速度v m 应是( ) A .sin Pmg θB .(sin cos )Pmg K θθ+C .(sin )Pmg K θ+D .sin (sin )P mg K θθ+5.起重机吊钩挂着一木箱,木箱正在匀减速下降,这个过程中,说法正确的是( ) A .木箱重力做负功 B .钢索对木箱的拉力做正功 C .钢索对木箱的拉力做负功D .木箱的机械能增大6.如图所示,一物体放在水平地面上,在大小300N =F 、方向与水平面成60α=︒角斜向上的拉力作用下,水平向右前进一段距离10m l =,前进过程物体所受阻力f 50N F =。
2024高考物理复习重难点解析—功、功率及动能定理
2024高考物理复习重难点解析—功、功率及动能定理这部分知识单独考查一个知识点的试题非常少,大多数情况都是同时涉及到几个知识点,而且都是牛顿运动定律、功和功率、动能定理的内容结合起来考查,考查时注重物理思维与物理能力的考核。
计算题中多过程问题中,巧妙选取过程利用动能定理求解题目居多。
电磁场中也会结合功、动能定理解决问题。
例题1.(2022·北京·高考真题)我国航天员在“天宫课堂”中演示了多种有趣的实验,提高了青少年科学探索的兴趣。
某同学设计了如下实验:细绳一端固定,另一端系一小球,给小球一初速度使其在竖直平面内做圆周运动。
无论在“天宫”还是在地面做此实验()A .小球的速度大小均发生变化B .小球的向心加速度大小均发生变化C .细绳的拉力对小球均不做功D .细绳的拉力大小均发生变化【答案】C【解析】AC .在地面上做此实验,忽略空气阻力,小球受到重力和绳子拉力的作用,拉力始终和小球的速度垂直,不做功,重力会改变小球速度的大小;在“天宫”上,小球处于完全失重的状态,小球仅在绳子拉力作用下做匀速圆周运动,绳子拉力仍然不做功,A 错误,C 正确;BD .在地面上小球运动的速度大小改变,根据2v a r=和2F r v m =(重力不变)可知小球的向心加速度和拉力的大小发生改变,在“天宫”上小球的向心加速度和拉力的大小不发生改变,BD 错误。
故选C 。
例题2.(2022·江苏·高考真题)某滑雪赛道如图所示,滑雪运动员从静止开始沿斜面下滑,经圆弧滑道起跳。
将运动员视为质点,不计摩擦力及空气阻力,此过程中,运动员的动能k E 与水平位移x 的关系图像正确的是()A .B .C .D .【答案】A【解析】设斜面倾角为θ,不计摩擦力和空气阻力,由题意可知运动员在沿斜面下滑过程中根据动能定理有tan k E mgx θ=即tan kE mg xθ=下滑过程中开始阶段倾角θ不变,E k -x 图像为一条直线;经过圆弧轨道过程中θ先减小后增大,即图像斜率先减小后增大。
高三物理功和功率试题答案及解析
高三物理功和功率试题答案及解析1.如图所示,质量为m的物体在水平传送带上由静止释放,传送带由电动机带动,始终保持以速率v匀速运动,物体与传送带间的动摩擦因数为μ,物体过一会儿能保持与传送带相对静止,对于物体从静止释放到相对传送带静止这一过程下列说法正确的是()A.电动机多做的功为mv2B.摩擦力对物体做的功为mv2C.电动机增加的功率为μmgvD.传送带克服摩擦力做功为mv2【答案】BC【解析】由能量守恒知电动机多做的功为物体动能增量和摩擦生热Q,所以A项错;根据动能定=mv2,所以B项正确;因为电动机增加的功率P=理,对物体列方程,Wf==μmgv,C项正确;因为传送带与物体共速之前,传送带的路程是物体路程的2倍,所以传送带克服摩擦力做功是摩擦力对物体做功的2倍,即mv2,D项错误.2.一起重机由静止开始以加速度a匀加速提起质量为m的重物,当重物的速度为时,起重机的允许输出的功率达到最大值P,此后起重机保持该功率不变,继续提升重物,直到以最大速度匀速上升为止。
设重物上升高度为h,则下列说法中正确的是()A.钢绳的最大拉力为B.钢绳的最大拉力为C.重物的动能增量为D.起重机对重物做功为【答案】B【解析】匀加速提升重物时钢绳拉力最大,且等于匀加速结束时的拉力,由P=Fv得,所以A错误,B正确;由题意知重物先做匀加速运动后做加速度减小的加速运动,而ma是匀加速过程的合外力,所以动能的增量不等于mah,故C错误;整个过程起重机对重物做功为W,根据动能定律,所以D错误。
【考点】本题考查功、功率及动能定理。
3.如图所示,A、B两物体用一根跨过定滑轮的细绳相连,置于固定斜面体的两个斜面上的相同高度处,且都处于静止状态,两斜面的倾角分别为α和β,α>β,若不计摩擦,剪断细绳后,下列关于两物体说法中正确的是( )A.两物体着地时所受重力的瞬时功率相同B.两物体着地时的动能相同C.两物体着地时的速率相同D.两物体着地时的机械能相同【答案】AC【解析】两物体静止时时,根据平衡条件可知,,到达地面时,根据机械能守恒可知两物体速率相等,因此重力的瞬时功率,A正确,C正确;开始时A物体的机械能为,B物体的机械能为,由于,因此,D错误,下滑过程中,两个物体各自机械能守恒,到达底端时势能全部转化为动能,因此两物体落地时动能也不相同,B错误。
高考物理重点难点知识专题讲解(功和功率)
【解析】只要分析好物体的受力情况,明 确每个力与位移的夹角,就可根据功的定义求 解. (1)拉力 F 做功 WF=Fs· cos 37° =10× 2× 0.8 J=16 J (2)重力 G 做功 WG=mgs· cos 90° =0 (3)弹力 N 做功 WN=Ns· cos 90° =0 (4)摩擦力 f 做功 Wf=fs· cos 180° =-μNs =-μ(mg-Fsin 37° )s=-5.6 J
正常工作 4.额定功率:机械 ____ 最大 ____ 功率.
功率.要求____ 不大于 额定功率.
时输出的
实际工作负功的判断及计算
例 1 质量为 m 的物体静止在倾角为θ的斜面上,当斜面沿水 平方向向右匀速移动了距离 s 时,如图所示,物体 m 相对斜面静 止,则下列说法中不正确的是( A.摩擦力对物体 m 做功为零 B.合力对物体 m 做功为零 C.摩擦力对物体 m 做负功 D.弹力对物体 m 做正功 )
3.依据能量变化来判断:此法既适用于 恒力做功,也适用于变力做功,关键应分析清 楚能量的转化情况.根据功是能量转化的量度, 若有能量转化,则必有力对物体做功.比如系 统的机械能增加,说明力对系统做正功;如果 系统的机械能减少,则说明力对系统做负 功.此法常用于两个相联系的物体之间的相互 作用力做功的判断.
(5)外力做的总功 W 总=WF+WG+WN+ Wf=(16+0+0-5.6)J=10.4 J 也可先求出合力,再求合力做的总功 F 合=Fcos 37° -μ(mg-Fsin 37° )=5.2 N W 总=F 合 s· cos 0° =5.2× 2× 1 J=10.4 J 可见,合外力对物体做的功,等于各个外 力对物体做功的代数和,因此,求总功可以有 两种计算方法,所得的结果是相同的.
高考物理一轮复习 课时练15 功和功率(含解析)新人教版
学习资料功和功率1。
(正负功的判断)(2020浙江杭州高三一模)载人飞行包是一个单人低空飞行装置,如图所示,其发动机使用汽油作为燃料提供动力,可以垂直起降,也可以快速前进。
则飞行包(包括人)在竖直匀速降落的过程中(空气阻力不可忽略),下列说法正确的是()A.发动机对飞行包做正功B.飞行包的重力做负功C。
空气阻力对飞行包做负功D。
飞行包的合力做负功2。
(功、功率的计算)如图所示,两个完全相同的小球分别从水平地面上A点和A点正上方的O点抛出,O点抛出的小球做平抛运动,A点斜抛出的小球能达到的最高点与O点等高,且两球同时落到水平面上的B点,关于两球的运动,下列说法正确的是()A.两小球应该是同时抛出B。
两小球着地速度大小相等C.两小球着地前瞬间,重力的瞬时功率相等D.两小球做抛体运动过程重力做功相等3.(功率的计算)在抢险救灾工作中常见到直升机的身影,如图为直升机抢救伤员的情景,直升机悬停在空中,用绳索将伤员由静止向上吊起,绳索对伤员做功的功率恒定,则在伤员加速上升的过程中(不计空气阻力),下列说法正确的是()A.绳索对伤员的拉力越来越大B.伤员克服重力做功的功率恒定C.伤员运动的速度变化得越来越快D.合力对伤员做功的功率越来越小4.(汽车的功率问题)(2020内蒙古通辽高三模拟)在平直的公路上,一辆汽车在牵引力作用下从静止开始做匀加速直线运动,当速度达到某一值时汽车做匀速直线运动。
若汽车所受阻力恒定,则汽车功率P随时间t变化的关系可能是()5.(多选)(功、功率的计算)(2020甘肃武威第六中学高考模拟)图a、b是一辆质量m=6×103 kg的公共汽车在t=0和t=4 s末两个时刻的照片。
当t=0时,汽车刚启动(汽车的运动可看成匀加速直线运动).图c是车内横杆上悬挂的拉手环经放大后的图像,测得θ=15°.根据题中提供的信息,可以估算出的物理量有()A。
汽车的长度B.4 s末汽车的速度C.4 s内汽车牵引力所做的功D。
高三物理:功和功率、功能关系(含精细解析)
教师备选题库: 功和功率1.如图1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 .轮胎受到地面的摩擦力做了负功 B .轮胎受到的重力做了正功 C .轮胎受到的拉力不做功图1D .轮胎受到地面的支持力做了正功2.如图2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 JC .30 JD .300 J图23.一质量为m 的木块静止在光滑的水平面上,从t =0开始,将一个大小为F 的水平恒力作用在该木块上,在t =t 1时刻力F 的瞬时功率是( )A.F 22m t 1 B.F 22m t 12 C.F 2mt 1D.F 2mt 12 4.如图3所示,在外力作用下某质点运动的v -t 图像为正弦曲线。
从图中可以判断( )A .在0~t 1时间内,外力做正功B .在0~t 1时间内,外力的功率逐渐增大C .在t 2时刻,外力的功率最大图3D .在t 1~t 3时间内,外力做的总功为零5.如图4所示,倾角为θ的斜劈放在水平面上,斜劈上用固定的竖直挡板挡住一个光滑的质量为m 的小球,当整个装置沿水平面以速度v 向左匀速运动时间t 时,以下说法正确的是( )A .小球的重力做功为零B .斜劈对小球的弹力做功为mg v tcos θ图4C .挡板对小球的弹力做功为零D .合力对小球做功为零6.起重机的钢索将重物由地面吊到空中某个高度,其速度-时间图像如图5所示,则钢索拉力的功率随时间变化的图像可能是图6中的( )图5图67.如图7甲所示,静止于光滑水平面上坐标原点处的小物块,在水平拉力F 作用下,沿x 轴方向运动,拉力F 随物块所在位置坐标x 的变化关系如图乙所示,图线为半圆。
则小物块运动到x 0处时F 做的总功为( )图7A .0B.12F m x 0 C.π4F m x 0D.π4x 02 8.下列图8是反映汽车以额定功率P 额从静止开始匀加速启动,最后做匀速运动的过程中,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,其中正确的是( )图89.一根质量为M 的直木棒,悬挂在O 点,有一只质量为m 的猴子抓着木棒,如图9所示。
高考物理专题复习《机械能守恒定律》真题汇编
高考物理专题复习《机械能守恒定律》真题汇编考点一:功和功率一、单选题1.(22·23下·湖北·学业考试)一物体沿粗糙斜面下滑到斜面底端的过程中,下列说法正确的是()A.重力不做功B.重力做负功C.支持力不做功D.支持力做负功2.(23·24上·福建·学业考试)有一种飞机在降落的时候,要打开尾部的减速伞辅助减速,如图所示。
在飞机减速滑行过程中,减速伞对飞机拉力做功的情况是()A.始终做正功B.始终做负功C.先做负功后做正功D.先做正功后做负功3.(22·23下·江苏·学业考试)如图所示,在大小和方向都相同的力F1和F2的作用下,物体m1和m2沿水平方向移动了相同的距离。
已知质量m1<m2,F1做的功为W1,F2做的功为W2,则()A.W1>W2B.W1<W2C.W1=W2D.无法确定4.(22·23下·江苏·学业考试)某厢式货车在装车时,可用木板做成斜面,将货物沿斜面拉到车上,拉力方向始终平行于接触面。
某装卸工人用同样大小的力将不同质量的货物沿斜面拉到车上,则()A.质量大的货物拉力所做的功大B .质量小的货物拉力所做的功小C .拉力所做的功与质量无关D .拉力所做的功与质量有关5.(22·23下·江苏·学业考试)用与斜面平行的恒力F 将质量为m 的物体沿倾角为θ的斜面运动一段距离,拉力做功W 1;用同样大小的水平力将物体沿水平面拉动同样的距离,拉力做功W 2,则( ) A .W 1<W 2 B .W 1>W 2 C .W 1=W 2 D .无法判断6.(22·23下·江苏·学业考试)用100N 的力在水平地面上拉车行走200m ,拉力与水平方向成60°角斜向上。
在这一过程中拉力对车做的功约是( )A .3.0×104JB .4.0×104JC .1.0×104JD .2.0×104J7.(22·23下·江苏·学业考试)细绳悬挂一个小球在竖直平面内来回摆动,因受空气阻力最后停止在最低点,则此过程中( )A .空气阻力对小球不做功B .小球的动能一直减小C .小球的重力势能一直减小D .小球的机械能不守恒8.(21·22上·云南·学业考试)“人工智能”已进入千家万户,用无人机运送货物成为现实。
高三物理-专题复习-《功和功率》-《功能关系》(含答案解析)
高三物理-专题复习-《功和功率》-《功能关系》(含答案解析)-CAL-FENGHAI.-(YICAI)-Company One1复习备考建议1.能量观点是高中物理三大观点之一,是历年高考必考内容;或与直线运动、平抛运动、圆周运动结合,或与电场、电磁感应结合,或与弹簧、传送带、板块连接体等结合;或借助选择题单独考查功、功率、动能定理、功能关系的理解,或在计算题中考查动力学与能量观点的综合应用,难度较大.2.对于动量问题,可以只在选择题中出现,考查动量守恒定律、动量定理的基本应用,也可在计算题中出现,特别是动量与动力学、能量结合、综合性强、难度高,应加大训练.第4课时 功和功率 功能关系 考点功、功率的分析与计算 1.恒力功的计算(1)单个恒力的功 W =Fl cos α.(2)合力为恒力的功①先求合力,再求W =F 合l cos α.②W =W 1+W 2+….2.变力功的计算(1)若力大小恒定,且方向始终沿轨迹切线方向,可用力的大小跟路程的乘积计算.(2)力的方向不变,大小随位移线性变化可用W =F l cos α计算.(3)F -l 图象中,功的大小等于“面积”.(4)求解一般变力做的功常用动能定理.3.功率的计算(1)P =W t,适用于计算平均功率;(2)P =Fv ,若v 为瞬时速度,则P 为瞬时功率;若v 为平均速度,则P 为平均功率. 注意:力F 与速度v 方向不在同一直线上时功率为Fv cos θ.例1 (多选)(2019·山西晋中市适应性调研)如图1甲所示,足够长的固定光滑细杆与地面成一定倾角,在杆上套有一个光滑小环,沿杆方向给环施加一个拉力F ,使环由静止开始运动,已知拉力F 及小环速度v 随时间t 变化的规律如图乙、丙所示,重力加速度g 取10 m/s 2.则以下判断正确的是( )图1A .小环的质量是1 kgB .细杆与地面间的倾角是30°C .前3 s 内拉力F 的最大功率是2.25 WD .前3 s 内拉力对小环做功5.75 J答案 AD解析 由速度-时间图象得到环先匀加速上升,然后匀速运动,由题图可得:第 1 s 内,a =Δv t =0.51m/s 2=0.5 m/s 2,加速阶段:F 1-mg sin θ=ma ;匀速阶段:F 2-mg sin θ=0,联立以上三式解得:m =1 kg ,sin θ=0.45,故A 正确,B 错误;第1 s 内,速度不断变大,拉力的瞬时功率也不断变大,第1 s 末,P =F v 1=5×0.5 W =2.5 W ;第1 s 末到第3 s 末,P =F v 1=4.5×0.5 W =2.25 W ,即拉力的最大功率为2.5 W ,故C 错误;从速度-时间图象可以得到,第1 s 内的位移为0.25 m,1~3 s 内的位移为1 m ,前3 s 内拉力做的功为:W =5×0.25 J +4.5×1 J =5.75 J ,故D 正确.变式训练1.(2020·山东等级考模拟卷·3)我国自主研制的绞吸挖泥船“天鲲号”达到世界先进水平.若某段工作时间内,“天鲲号”的泥泵输出功率恒为1×104 kW ,排泥量为1.4 m 3/s ,排泥管的横截面积为0.7 m 2.则泥泵对排泥管内泥浆的推力为( )A .5×106 NB .2×107 NC .2×109 ND .5×109 N答案 A解析 由排泥量和排泥管横截面积可求排泥速度v =1.4 m 3/s 0.7 m 2=2 m/s.由P =F v 可得F =P v =1×107 W 2 m/s=5×106 N. 2.(多选)(2019·福建龙岩市期末质量检查)如图2所示,在竖直平面内有一条不光滑的轨道ABC ,其中AB 段是半径为R 的14圆弧,BC 段是水平的.一质量为m 的滑块从A 点由静止滑下,最后停在水平轨道上C 点,此过程克服摩擦力做功为W 1.现用一沿着轨道方向的力推滑块,使它缓慢地由C 点推回到A 点,此过程克服摩擦力做功为W 2,推力对滑块做功为W ,重力加速度为g ,则下列关系中正确的是( )图2A .W 1=mgRB .W 2=mgRC .mgR <W <2mgRD .W >2mgR答案 AC解析 滑块由A 到C 的过程,由动能定理可知mgR -W 1=0,故A 对;滑块由A 到B 做圆周运动,而在推力作用下从C 经过B 到达A 的过程是一个缓慢的匀速过程,所以从A 到B 的过程中平均支持力大于从B 到A 的平均支持力,那么摩擦力从A 到B 做的功大于从B 到A 做的功,而两次经过BC 段摩擦力做功相等,故W 2<W 1=mgR ,故B 错;滑块由C 到A 的过程中,由能量守恒可知,推力对滑块做的功等于滑块重力势能增加量与克服摩擦力所做的功两部分,即W -mgR -W 2=0,即W =W 1+W 2,由于 W 2<W 1=mgR ,所以mgR <W <2mgR ,故C 对,D 错. 考点功能关系的理解和应用1.几个重要的功能关系 (1)重力做的功等于重力势能的减少量,即W G =-ΔE p .(2)弹力做的功等于弹性势能的减少量,即W 弹=-ΔE p .(3)合力做的功等于动能的变化量,即W =ΔE k .(4)重力(或系统内弹力)之外的其他力做的功等于机械能的变化量,即W 其他=ΔE .(5)系统内一对滑动摩擦力做的功是系统内能改变的量度,即Q =F f ·x 相对.2.理解(1)做功的过程就是能量转化的过程,不同形式的能量发生相互转化可以通过做功来实现.(2)功是能量转化的量度,功和能的关系,一是体现在不同性质的力做功对应不同形式的能转化,二是做功的多少与能量转化的多少在数值上相等.3.应用(1)分析物体运动过程中受哪些力,有哪些力做功,有哪些形式的能发生变化.(2)列动能定理或能量守恒定律表达式.例2(多选)(2019·全国卷Ⅱ·18)从地面竖直向上抛出一物体,其机械能E总等于动能E k与重力势能E p之和.取地面为重力势能零点,该物体的E总和E p随它离开地面的高度h的变化如图3所示.重力加速度取10 m/s2.由图中数据可得()图3A.物体的质量为2 kgB.h=0时,物体的速率为20 m/sC.h=2 m时,物体的动能E k=40 JD.从地面至h=4 m,物体的动能减少100 J答案AD解析根据题图图像可知,h=4 m时物体的重力势能mgh=80 J,解得物体质量m=2 kg,抛出时物体的动能为E k0=100 J,由公式E k0=12可知,h=0时物体的速率为v=102m vm/s,选项A正确,B错误;由功能关系可知F f h=|ΔE总|=20 J,解得物体上升过程中所受空气阻力F f=5 N,从物体开始抛出至上升到h=2 m的过程中,由动能定理有-mgh-F f h=E k -100 J,解得E k=50 J,选项C错误;由题图图像可知,物体上升到h=4 m时,机械能为80 J,重力势能为80 J,动能为零,即从地面上升到h=4 m,物体动能减少100 J,选项D 正确.变式训练3.2018年2月13日,平昌冬奥会女子单板滑雪U形池项目中,我国选手刘佳宇荣获亚军,为我国夺得此届冬奥会首枚奖牌.如图4为U形池模型,其中A、B为U形池两侧边缘,C 为U 形池最低点,U 形池轨道各处粗糙程度相同.运动员(可看成质点)在池边高h 处自由下落由左侧进入池中,从右侧飞出后上升的最大高度为h 2,下列说法正确的是( )图4A .运动员再次进入池中后,能够冲出左侧边缘A 然后返回B .运动员再次进入池中后,刚好到达左侧边缘A 然后返回C .由A 到C 过程与由C 到B 过程相比,运动员损耗机械能相同D .由A 到C 过程与由C 到B 过程相比,前一过程运动员损耗机械能较小答案 A解析 运动员由h 处自由下落,到右侧h 2高度,损失的机械能ΔE =mg h 2.运动员受到的摩擦力与正压力成正比,由圆周运动的规律可知,运动员返回时比开始进入时的平均速率要小,平均摩擦力要小,则阻力做功小于mg h 2,故能冲出A 点,选项A 正确,B 错误,同理,A 到C 过程比C 到B 过程平均速率大,平均摩擦力大,运动员损耗机械能大,故C 、D 错误.4.(多选)(2018·安徽安庆市二模)如图5所示,一运动员穿着飞行装备从飞机上跳出后的一段运动过程可近似认为是匀变速直线运动,运动方向与水平方向成53°角,运动员的加速度大小为3g 4.已知运动员(包含装备)的质量为m ,则在运动员下落高度为h 的过程中,下列说法正确的是(sin 53°=45,cos 53°=35)( )图5A .运动员重力势能的减少量为35mgh B .运动员动能的增加量为34mgh C .运动员动能的增加量为1516mgh D .运动员的机械能减少了116mgh答案 CD解析 运动员下落的高度是h ,则重力做功:W =mgh ,所以运动员重力势能的减少量为mgh ,故A 错误;运动员下落的高度是h ,则飞行的距离:L =h sin 53°=54h ,运动员受到的合外力:F 合=ma =34mg ,动能的增加量等于合外力做的功,即:ΔE k =W 合=F 合L =34mg ×54h =1516mgh ,故B 错误,C 正确;运动员重力势能的减少量为mgh ,动能的增加量为1516mgh ,所以运动员的机械能减少了116mgh ,故D 正确. 考点动能定理的应用1.表达式:W 总=E k2-E k1.2.五点说明 (1)W 总为物体在运动过程中所受各力做功的代数和.(2)动能变化量E k2-E k1一定是物体在末、初两状态的动能之差.(3)动能定理既适用于直线运动,也适用于曲线运动.(4)动能定理既适用于恒力做功,也适用于变力做功.(5)力可以是各种性质的力,既可以同时作用,也可以分阶段作用.3.基本思路(1)确定研究对象和研究过程.(2)进行运动分析和受力分析,确定初、末速度和各力做功情况,利用动能定理全过程或者分过程列式.4.在功能关系中的应用(1)对于物体运动过程中不涉及加速度和时间,而涉及力和位移、速度的问题时,一般选择动能定理,尤其是曲线运动、多过程的直线运动等.(2)动能定理也是一种功能关系,即合外力做的功(总功)与动能变化量一一对应.例3 如图6所示,在地面上竖直固定了刻度尺和轻质弹簧,弹簧原长时上端与刻度尺上的A 点等高.质量m =0.5 kg 的篮球静止在弹簧正上方,其底端距A 点的高度h 1=1.10 m ,篮球由静止释放,测得第一次撞击弹簧时,弹簧的最大形变量x 1=0.15 m ,第一次反弹至最高点,篮球底端距A 点的高度h 2=0.873 m ,篮球多次反弹后静止在弹簧的上端,此时弹簧的形变量x 2=0.01 m ,弹性势能为E p =0.025 J .若篮球运动时受到的空气阻力大小恒定,忽略篮球与弹簧碰撞时的能量损失和篮球形变,弹簧形变在弹性限度范围内,g 取10 m/s 2.求:图6(1)弹簧的劲度系数;(2)篮球在运动过程中受到的空气阻力的大小;(3)篮球在整个运动过程中通过的路程.答案(1)500 N/m(2)0.50 N(3)11.05 m解析(1)由最后静止的位置可知kx2=mg,所以k=500 N/m(2)由动能定理可知,在篮球由静止下落到第一次反弹至最高点的过程中mgΔh-F f·L=12m v22-12m v12整个过程动能变化为0,重力做功mgΔh=mg(h1-h2)=1.135 J空气阻力大小恒定,作用距离为L=h1+h2+2x1=2.273 m故可得F f≈0.50 N(3)整个运动过程中,空气阻力一直与运动方向相反根据动能定理有mgΔh′+W f+W弹=12m v2′2-12m v12整个过程动能变化为0,重力做功mgΔh′=mg(h1+x2)=5.55 J弹力做功W弹=-E p=-0.025 J则空气阻力做功W f=-mgΔh′-W弹=-5.525 J因W f=-F f s故解得s=11.05 m.变式训练5.(2019·全国卷Ⅲ·17)从地面竖直向上抛出一物体,物体在运动过程中除受到重力外,还受到一大小不变、方向始终与运动方向相反的外力作用.距地面高度h在3 m以内时,物体上升、下落过程中动能E k随h的变化如图7所示.重力加速度取10 m/s2.该物体的质量为()图7A.2 kg B.1.5 kg C.1 kg D.0.5 kg答案 C解析设物体的质量为m,则物体在上升过程中,受到竖直向下的重力mg和竖直向下的恒定外力F,当Δh=3 m时,由动能定理结合题图可得-(mg+F)×Δh=(36-72) J;物体在下落过程中,受到竖直向下的重力mg和竖直向上的恒定外力F,当Δh=3 m时,再由动能定理结合题图可得(mg-F)×Δh=(48-24) J,联立解得m=1 kg、F=2 N,选项C正确,A、B、D均错误.6.由相同材料的木板搭成的轨道如图8所示,其中木板AB、BC、CD、DE、EF…的长均为L=1.5 m,木板OA和其他木板与水平地面的夹角都为β=37°,sin 37°=0.6,cos 37°=0.8,g取10 m/s2.一个可看成质点的物体在木板OA上从离地高度h=1.8 m处由静止释放,物体与木板间的动摩擦因数都为μ=0.2,在两木板交接处都用小曲面相连,使物体能顺利地经过,既不损失动能,也不会脱离轨道,在以后的运动过程中,求:(最大静摩擦力等于滑动摩擦力)图8(1)物体能否静止在木板上请说明理由.(2)物体运动的总路程是多少(3)物体最终停在何处并作出解释.答案(1)不能理由见解析(2)11.25 m(3)C点解释见解析解析(1)物体在木板上时,重力沿木板方向的分力为mg sin β=0.6mg最大静摩擦力F fm=μmg cos β=0.16mg因mg sin β>μmg cos β,故物体不会静止在木板上.(2)从物体开始运动到停下,设总路程为s,由动能定理得mgh-μmgs cos β=0解得s=11.25 m(3)假设物体依次能到达B、D点,由动能定理得mg(h-L sin β)-μmg cos β(L+hsin β)=12m v B2解得v B>0mg(h-L sin β)-μmg cos β(3L+hsin β)=12m v D2v D无解说明物体能通过B点但不能到达D点,因物体不能静止在木板上,故物体最终停在C点.考点动力学与能量观点的综合应用1.两个分析(1)综合受力分析、运动过程分析,由牛顿运动定律做好动力学分析.(2)分析各力做功情况,做好能量的转化与守恒的分析,由此把握各运动阶段的运动性质,各连接点、临界点的力学特征、运动特征、能量特征.2.四个选择(1)当物体受到恒力作用发生运动状态的改变而且又涉及时间时,一般选择用动力学方法解题;(2)当涉及功、能和位移时,一般选用动能定理、机械能守恒定律、功能关系或能量守恒定律解题,题目中出现相对位移时,应优先选择能量守恒定律;(3)当涉及细节并要求分析力时,一般选择牛顿运动定律,对某一时刻的问题选择牛顿第二定律求解;(4)复杂问题的分析一般需选择能量的观点、运动与力的观点综合分析求解.例4(2019·河北邯郸市测试)如图9所示,一根轻弹簧左端固定于竖直墙上,右端被质量m=1 kg可视为质点的小物块压缩而处于静止状态,且弹簧与物块不拴接,弹簧原长小于光滑平台的长度.在平台的右端有一传送带,AB长L=5 m,物块与传送带间的动摩擦因数μ1=0.2,与传送带相邻的粗糙水平面BC长s=1.5 m,它与物块间的动摩擦因数μ2=0.3,在C 点右侧有一半径为R的光滑竖直圆弧轨道与BC平滑连接,圆弧对应的圆心角为θ=120°,在圆弧的最高点F 处有一固定挡板,物块撞上挡板后会以原速率反弹回来.若传送带以v =5 m /s 的速率顺时针转动,不考虑物块滑上和滑下传送带的机械能损失.当弹簧储存的E p =18 J 能量全部释放时,小物块恰能滑到与圆心等高的E 点,取g =10 m/s 2.图9(1)求右侧圆弧的轨道半径R ;(2)求小物块最终停下时与C 点的距离;(3)若传送带的速度大小可调,欲使小物块与挡板只碰一次,且碰后不脱离轨道,求传送带速度的可调节范围.答案 (1)0.8 m (2)13 m (3)37 m/s ≤v ≤43 m/s解析 (1)物块被弹簧弹出,由E p =12m v 02,可知:v 0=6 m/s因为v 0>v ,故物块滑上传送带后先减速,物块与传送带相对滑动过程中, 由:μ1mg =ma 1,v =v 0-a 1t 1,x 1=v 0t 1-12a 1t 12得到:a 1=2 m/s 2,t 1=0.5 s ,x 1=2.75 m因为x 1<L ,故物块与传送带同速后相对静止,最后物块以5 m/s 的速度滑上水平面BC ,物块滑离传送带后恰到E 点,由动能定理可知:12m v 2=μ2mgs +mgR代入数据得到:R =0.8 m.(2)设物块从E 点返回至B 点的速度大小为v B , 由12m v 2-12m v B 2=μ2mg ·2s 得到v B =7 m/s ,因为v B >0,故物块会再次滑上传送带,物块在恒定摩擦力的作用下先减速至0再反向加速,由运动的对称性可知,物块以相同的速率离开传送带,经分析可知最终在BC 间停下,设最终停在距C 点x 处,由12m v B 2=μ2mg (s -x ),代入数据解得:x =13 m.(3)设传送带速度为v 1时物块恰能到F 点,在F 点满足mg sin 30°=m v F 2R从B 到F 过程中由动能定理可知:-μ2mgs -mg (R +R sin 30°)=12m v F 2-12m v 12解得:v 1=37 m/s设传送带速度为v 2时,物块撞挡板后返回能再次上滑恰到E 点, 由12m v 22=μ2mg ·3s +mgR 解得:v 2=43 m/s若物块在传送带上一直加速运动,由12m v B m 2-12m v 02=μ1mgL知其到B 点的最大速度v B m =56 m/s若物块在E 、F 间速度减为0,则物块将脱离轨道.综合上述分析可知,只要传送带速度37 m/s ≤v ≤43 m/s 就满足条件. 变式训练7.(2019·山东青岛二中上学期期末)如图10所示,O 点距水平地面的高度为H =3 m ,不可伸长的细线一端固定在O 点,另一端系一质量m =2 kg 的小球(可视为质点),另一根水平细线一端固定在墙上A 点,另一端与小球相连,OB 线与竖直方向的夹角为37°,l <H ,g 取10 m/s 2,空气阻力不计.(sin 37°=0.6,cos 37°=0.8)图10(1)若OB 的长度l =1 m ,剪断细线AB 的同时,在竖直平面内垂直OB 的方向上,给小球一个斜向下的冲量,为使小球恰好能在竖直平面内做完整的圆周运动,求此冲量的大小; (2)若先剪断细线AB ,当小球由静止运动至最低点时再剪断OB ,小球最终落地,求OB 的长度l 为多长时,小球落地点与O 点的水平距离最远,最远水平距离是多少. 答案 (1)246 kg·m/s (2)1.5 m355 m 解析 (1)要使小球恰好能在竖直平面内做完整的圆周运动,最高点需满足:mg =m v 2l从B 点到最高点,由动能定理有:-mg (l +l cos 37°)=12m v 2-12m v 02联立得一开始的冲量大小为I =m v 0=246 kg·m/s(2)从剪断AB 到小球至(H -l )高度过程,设小球至(H -l )高度处的速度为v 0′,由机械能守恒可得12=mgl(1-cos 37°)2m v0′小球从(H-l)高度做初速度为v0′的平抛运动,12=H-l2gtx=v0′t联立得,x=42+3l)5(-l当l=1.5 m时x取最大值,为35 5 m.专题突破练级保分练1.(2019·山东烟台市上学期期末)如图1所示,把两个相同的小球从离地面相同高度处,以相同大小的初速度v分别沿竖直向上和水平向右方向抛出,不计空气阻力.则下列说法中正确的是()图1A.两小球落地时速度相同B.两小球落地时,重力的瞬时功率相同C.从小球抛出到落地,重力对两小球做的功相等D.从小球抛出到落地,重力对两小球做功的平均功率相等答案 C解析两小球运动过程中均只有重力做功,故机械能都守恒,由机械能守恒定律得,两小球落地时的速度大小相同,但方向不同,故A错误;两小球落地时,由于竖直方向的分速度不同,故重力的瞬时功率不相同,故B错误;由重力做功公式W=mgh得,从开始运动至落地,重力对两小球做功相同,故C正确;从抛出至落地,重力对两小球做的功相同,但是落地的时间不同,故重力对两小球做功的平均功率不相同,故D错误.2.(2019·河北张家口市上学期期末)如图2所示,运动员跳伞将经历加速下降和减速下降两个过程,在这两个过程中,下列说法正确的是()图2A .运动员先处于超重状态后处于失重状态B .空气浮力对系统始终做负功C .加速下降时,重力做功大于系统重力势能的减小量D .任意相等的时间内系统重力势能的减小量相等 答案 B解析 运动员先加速向下运动,处于失重状态,后减速向下运动,处于超重状态,选项A 错误;空气浮力与运动方向总相反,则对系统始终做负功,选项B 正确;无论以什么运动状态运动,重力做功都等于系统重力势能的减小量,选项C 错误;因为是变速运动,相等的时间内,因为系统下降的高度不相等,则系统重力势能的减小量不相等,选项D 错误. 3.(2019·河南驻马店市上学期期终)一物体在竖直向上的恒力作用下,由静止开始上升,到达某一高度时撤去外力.若不计空气阻力,则在整个上升过程中,物体的机械能E 随时间t 变化的关系图象是( )答案 A解析 设物体在恒力作用下的加速度为a ,机械能增量为:ΔE =F Δh =F ·12at 2,知此时E -t图象是开口向上的抛物线;撤去外力后的上升过程中,机械能守恒,则机械能不随时间改变,故A 正确,B 、C 、D 错误.4.(多选)(2018·广东揭阳市一模)如图3,第一次,小球从粗糙的14圆形轨道顶端A 由静止滑下,到达底端B 时的速度为v 1,克服摩擦力做功为W 1;第二次,同一小球从底端B 以v 2冲上圆形轨道,恰好能到达A 点,克服摩擦力做功为W 2,则( )图3A.v1可能等于v2B.W1一定小于W2C.小球第一次运动机械能增加了D.小球第一次经过圆弧某点C的速率小于它第二次经过同一点C的速率答案BD5.一名外卖送餐员用电动自行车沿平直公路行驶给客户送餐,中途因电瓶“没电”,只能改用脚蹬车以5 m/s的速度匀速前行,骑行过程中所受阻力大小恒为车和人总重力的0.02倍(取g=10 m/s2),该送餐员骑电动自行车以5 m/s的速度匀速前行过程做功的功率最接近()A.10 W B.100 W C.1 kW D.10 kW答案 B解析设送餐员和车的总质量为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,则送餐员骑电动自行车匀速行驶时的功率为P=F v=100 W,故B正确.6.(多选)如图4所示,楔形木块abc固定在水平面上,粗糙斜面ab和光滑斜面bc与水平面的夹角相同,顶角b处安装一定滑轮.质量分别为M、m(M>m)的滑块,通过不可伸长的轻绳跨过定滑轮连接,轻绳与斜面平行.两滑块由静止释放后,沿斜面做匀加速运动.若不计滑轮的质量和摩擦,在两滑块沿斜面运动的过程中()图4A.两滑块组成的系统机械能守恒B.轻绳对m做的功等于m机械能的增加量C.重力对M做的功等于M动能的增加量D.两滑块组成的系统机械能的损失等于M克服摩擦力做的功答案BD7.(多选)(2019·四川第二次诊断)如图5甲所示,质量m=1 kg的物块在平行斜面向上的拉力F作用下从静止开始沿斜面向上运动,t=0.5 s时撤去拉力,其1.5 s内的速度随时间变化关系如图乙所示,g取10 m/s2.则()图5 A.0.5 s时拉力功率为12 WB.0.5 s内拉力做功9 JC.1.5 s后物块可能返回D.1.5 s后物块一定静止答案AC解析0~0.5 s内物体的位移:x1=12×0.5×2 m=0.5 m;0.5~1.5 s内物体的位移:x2=12×1×2 m=1 m;由题图乙知,各阶段加速度的大小:a1=4 m/s2,a2=2 m/s2;设斜面倾角为θ,斜面对物块的动摩擦因数为μ,根据牛顿第二定律,0~0.5 s内F-μgm cos θ-mg sin θ=ma1;0.5~1.5 s内-μmg cos θ-mg sin θ=-ma2,联立解得:F=6 N,但无法求出μ和θ.0.5 s时,拉力的功率P=F v=12 W,故A正确.拉力做的功为W=Fx1=3 J,故B错误.无法求出μ和θ,不清楚tan θ与μ的大小关系,故无法判断物块能否静止在斜面上,故C正确,D错误.8.(多选)(2019·安徽安庆市期末调研监测)如图6所示,重力为10 N的滑块轻放在倾角为30°的光滑斜面上,从a点由静止开始下滑,到b点接触到一个轻质弹簧,滑块压缩弹簧到c点开始弹回,返回b点离开弹簧,最后又回到a点.已知ab=1 m,bc=0.2 m,则以下结论正确的是()图6A.整个过程中弹簧弹性势能的最大值为6 JB.整个过程中滑块动能的最大值为6 JC.从c到b弹簧的弹力对滑块做功5 JD.整个过程中弹簧、滑块与地球组成的系统机械能守恒答案AD解析滑块从a到c, mgh ac+W弹′=0-0解得:W弹′=-6 J.则E pm=-W弹′=6 J所以整个过程中弹簧弹性势能的最大值为6 J,故A正确;当滑块受到的合外力为0时,滑块速度最大,设滑块在d点合外力为0,由分析可知d点在b点和c点之间.滑块从a到d有:mgh ad+W弹=E k d-0因mgh ad<6 J,W弹<0所以E k d<6J,故B错误;从c点到b点弹簧的弹力对滑块做的功与从b点到c点弹簧的弹力对滑块做的功大小相等,即为6 J,故C错误;整个过程中弹簧、滑块与地球组成的系统机械能守恒,没有与系统外发生能量转化,故D正确.9.(多选)如图7所示,滑块a、b的质量均为m,a套在固定竖直杆上,与光滑水平地面相距h,b放在地面上.a、b通过铰链用刚性轻杆连接,由静止开始运动.不计摩擦,a、b可视为质点,重力加速度大小为g.则()图7A.a落地前,轻杆对b一直做正功B.a落地时速度大小为2ghC.a下落过程中,其加速度大小始终不大于gD.a落地前,当a的机械能最小时,b对地面的压力大小为mg答案BD解析滑块b的初速度为零,末速度也为零,所以轻杆对b先做正功,后做负功,选项A 错误;以滑块a、b及轻杆组成的系统为研究对象,系统的机械能守恒,当a刚落地时,b 的速度为零,则mgh=12+0,即v a=2gh,选项B正确;a、b的先后受力如图甲、乙2m v a所示,由a 的受力图可知,a 下落过程中,其加速度大小先小于g 后大于g ,选项C 错误;当a 落地前b 的加速度为零(即轻杆对b 的作用力为零)时,b 的机械能最大,a 的机械能最小,这时b 受重力、支持力,且F N b =mg ,由牛顿第三定律可知,b 对地面的压力大小为mg ,选项D 正确.级争分练10.(2019·吉林“五地六校”合作体联考)一辆赛车在水平路面上由静止启动,在前5 s 内做匀加速直线运动,5 s 末达到额定功率,之后保持以额定功率运动.其v -t 图象如图8所示.已知赛车的质量为m =1×103 kg ,赛车受到的阻力为车重力的0.1倍,重力加速度g 取10 m/s 2,则以下说法正确的是( )图8A .赛车在前5 s 内的牵引力为5×102 NB .赛车速度为25 m /s 时的加速度为5 m/s 2C .赛车的额定功率为100 kWD .赛车的最大速度为80 m/s 答案 C解析 匀加速直线运动的加速度大小为:a =Δv Δt =205 m/s 2=4 m/s 2,根据牛顿第二定律得:F-F f =ma ,解得牵引力为:F =F f +ma =0.1×1×103×10 N +1×103×4 N =5×103 N ,故A 错误;额定功率为:P =F v =5 000×20 W =100 000 W =100 kW.当车的速度是25 m/s 时,牵引力:F ′=P v ′=100 00025 N =4 000 N ,车的加速度:a ′=F ′-F f m =4 000-0.1×1×1041×103m/s 2=3 m/s 2,故B 错误,C 正确;当牵引力与阻力相等时,速度最大,最大速度为:v m =PF=P F f =100 0001 000m/s =100 m/s ,故D 错误. 11.(2019·福建泉州市期末质量检查)如图9所示,四分之一圆弧AB 和半圆弧BC 组成的光滑轨道固定在竖直平面内,A 、C 两端点等高,直径BC 竖直,圆弧AB 的半径为R ,圆弧BC 的半径为R2.一质量为m 的小球从A 点上方的D 点由静止释放,恰好沿A 点切线方向进入并沿轨道运动,不计空气阻力,重力加速度大小为g .图9(1)要使小球能运动到C 点,D 、A 两点间的高度差h 至少为多大(2)改变h ,小球通过C 点后落到圆弧AB 上的最小动能为多少答案 (1)R 4 (2)32mgR解析 (1)设小球刚好通过C 点的速度为v ,则 mg =m v 2R 2小球从D 点到C 点的过程中机械能守恒,有: mgh =12m v 2联立解得h =R4(2)设小球通过C 点的速度为v 0,落到圆弧AB 上时,水平位移为x ,下落高度为y ,由平抛运动的规律可知x =v 0t ;y =12gt 2从C 点抛出到落到圆弧AB 上,由动能定理得:mgy =E k -12m v 02又x 2+y 2=R 2联立可得:E k =14mg (R 2y+3y )。
高考物理人教版一轮课时作业:15功和功率+Word版含解析
分层规范快练(十五)功和功率[双基过关练]1.水平方向的两个相互垂直的力F1和F2作用在箱子同一位置,使箱子在水平粗糙的地面上移动一段距离,若力F1对箱子做了300 J 功,力F2对箱子做了400 J功,则力F1与F2的合力对箱子做的功()A.等于500 J B.等于700 JC.大于500 J D.大于700 J解析:合力的功等于各力做功的代数和,故两力的合力做功W =300 J+400 J=700 J,选项B正确.答案:B2.[人教版必修2 P59第1题改编]如图所示,质量分别为m1和m2的两个物体,m1<m2,在大小相等的两个力F1和F2的作用下沿水平方向移动了相同的距离.若F1做的功为W1,F2做的功为W2,则()A.W1>W2B.W1<W2C.W1=W2D.条件不足,无法确定解析:由题意可得F1和F2是恒力,物体移动的位移相同,并且力与位移的夹角相等,所以由功的公式W=FL cosθ可知,它们对物体做的功是相同的,C正确.答案:C3.如图所示,物体A置于物体B上,一轻质弹簧一端固定,另一端与B相连,在弹性限度范围内,A和B一起在光滑水平面上做往复运动(不计空气阻力),并保持相对静止,则下列说法中正确的是() A.B对A的静摩擦力对A不做功,A对B的静摩擦力对B不做功B.B对A的静摩擦力对A做功,而A对B的静摩擦力对B不做功C.B对A的静摩擦力始终对A做正功,而A对B的静摩擦力始终对B做负功D.B对A的静摩擦力可对A做正功,也可对A做负功;A对B 的静摩擦力可对B做正功,也可对B做负功解析:B和A一起向平衡位置加速运动时,B对A的静摩擦力对A是动力,对A做正功,而A对B的静摩擦力是阻力,对B做负功;B和A一起远离平衡位置减速运动时,B对A的静摩擦力对A是阻力,对A做负功;A对B的静摩擦力对B是动力,对B做正功.答案:D4.如图所示,坐在雪橇上的人与雪橇的总质量为m,在与水平面成θ角的恒定拉力F作用下,沿水平地面向右移动了一段距离l.已知雪橇与地面间的动摩擦因数为μ,重力加速度为g,则雪橇受到的()A.支持力做功为mglB.拉力做功为Fl cosθC.滑动摩擦力做功为-μmglD.合力做功为零解析:根据功的定义式,支持力和重力做功均为0,选项A错误;拉力做功为Fl cosθ,选项B正确;滑动摩擦力做功为-μ(mg-F sin θ)l,选项C错误;合力做功为Fl cosθ-μ(mg-F sin θ)l,选项D错误.答案:B5.质量为2 kg的物体置于水平面上,在运动方向上受拉力F作用沿水平面做匀变速运动,物体运动的速度-时间图象如图所示,若物体所受摩擦力为10 N,则在这段运动过程中做功情况正确的是() A.拉力做功150 JB.拉力做功100 JC.摩擦力做功250 JD.物体克服摩擦力做功200 J解析:速度-时间图象与时间轴围成的面积表示位移大小,所以位移为25 m,加速度为-2 m/s2,F-F f=ma,F=6 N,拉力F做功为W=Fl=150 J,A正确,B错误;克服摩擦力做功W′=F f l=250 J,C、D错误.答案:A6.[2019·岳阳模拟]如图所示,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()A.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小不都相同,所以重力的瞬时功率不都相同,选项B错误;由W G=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.答案:C7.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,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/s解析:发动机功率减小,由公式P=F v知,牵引力F变小,F阻>F,汽车做减速运动,使得汽车速度v变小,则F变大,由F阻-F=ma如图所示为修建高层建筑常用的塔式起重机,在起重机将的重物竖直吊起的过程中,重物由静止开始向上=0.2 m/s 2,当起重机输出功率达到其允 一辆汽车在平直的公路上以某一初速度运动,和速度的倒数(1v由图可知,跑车的最大输出功率大约为=F阻+ma=3 000 N+2 000所示,“”型木块放在光滑水平地面上,木水平粗糙足够长,BC表面光滑且与水平面夹角为木块右侧与竖直墙壁之间连接着一个力传感器,当力传感器受压时,0.8,g取10 m/s.求:的长度;运动过程中滑块克服摩擦力做的功.滑块沿BC滑下时有a=g sinθ=6 m/s2可知,经时间1 s,力传感器受力反向,故滑块沿情感语录1.爱情合适就好,不要委屈将就,只要随意,彼此之间不要太大压力2.时间会把最正确的人带到你身边,在此之前,你要做的,是好好的照顾自己3.女人的眼泪是最无用的液体,但你让女人流泪说明你很无用4.总有一天,你会遇上那个人,陪你看日出,直到你的人生落幕5.最美的感动是我以为人去楼空的时候你依然在6.我莫名其妙的地笑了,原来只因为想到了你7.会离开的都是废品,能抢走的都是垃圾8.其实你不知道,如果可以,我愿意把整颗心都刻满你的名字9.女人谁不愿意青春永驻,但我愿意用来换一个疼我的你10.我们和好吧,我想和你拌嘴吵架,想闹小脾气,想为了你哭鼻子,我想你了11.如此情深,却难以启齿。
功和功率(解析版)—三年(2022-2024)高考物理真题汇编(全国通用)
功和功率考点01 功和功率1. (2024年高考广东卷)如图所示,探测器及其保护背罩通过弹性轻绳连接降落伞。
在接近某行星表面时以60m/s 的速度竖直匀速下落。
此时启动“背罩分离”,探测器与背罩断开连接,背罩与降落伞保持连接。
已知探测器质量为1000kg ,背罩质量为50kg ,该行星的质量和半径分别为地球的110和12。
地球表面重力加速度大小取210m/s =g 。
忽略大气对探测器和背罩的阻力。
下列说法正确的有( )A. 该行星表面的重力加速度大小为24m/sB. 该行星的第一宇宙速度为7.9km/sC. “背罩分离”后瞬间,背罩的加速度大小为280m/s D. “背罩分离”后瞬间,探测器所受重力对其做功的功率为30kW 【参考答案】.AC【名师解析】本题考查万有引力,宇宙速度,牛顿运动定律,功率及其相关知识点。
由GM=gR 2可得行星表面g’大小为g ’=22''M RM R g=110·22·10==4m/s 2,A 正确;由第一宇宙速度公式可得行星的第一宇宙速度为×7.9 km/s ,B 错误;根据题述,探测器、背罩通过弹性轻绳连接降落伞,在某行星表面时以v=60m/s 竖直匀速下落,可知所受空气阻力f=(M+m )g’=4200N ,探测器与背罩断开瞬间,由牛顿第二定律,f-mg’=ma ,解得背罩的加速度大小为a=80m/s 2,C 正确;探测器与背罩断开瞬间,探测器受重力做功功率为P=Mg ’v=1000×4×60W=240kW ,D 错误。
【关键点拨】探测器与背罩断开瞬间,探测器做自由落体运动,背罩和降落伞受到向上的空气阻力和重力,利用牛顿第二定律计算其加速度。
2.(2024年高考福建卷)在水平面上,用两根绳子拉一木板,绳子与水平方向夹角为θ = 22.5°,每条绳子上拉力F = 250N ,在15s 内木板匀速前进20m 。
高一物理功和功率试题答案及解析
高一物理功和功率试题答案及解析1.如图所示,一个物块在与水平方向成α角的恒力F作用下,沿水平面向右运动一段距离x,在此过程中,恒力F对物块所做的功为()A.B.C.Fxsin αD.Fxcos α【答案】D【解析】根据功的概念可知,恒力F对物块所做的功为W=" Fxcos" α,选项D 正确。
【考点】功的概念。
2.起重机的钢索将重物由地面吊到空中某个高度,其速度—时间图象如图所示,则钢索拉力的功率随时间变化的图象可能是图中的哪一个【答案】B【解析】在时间内:重物向上做匀加速直线运动,设加速度大小为a1,根据牛顿第二定律得:,解得:,拉力的功率:,m、a1均一定,则.在时间内:重物向上做匀速直线运动,拉力,则拉力的功率,P2不变,根据拉力的大小得到,P2小于时刻拉力的功率.在时间内:重物向上做匀减速直线运动,设加速度大小为a2,根据牛顿第二定律得:,,拉力的功率,m、a2均一定,P3与t是线性关系,随着t延长,P3减小,t3时刻拉力突然减小,功率突然减小,故B正确。
【考点】考查了功率的计算3.如图所示,一根轻杆两端有小球a、b,它们的质量分别是m和2m,杆可绕中心点O自由转动,使杆由水平位置无初速度释放,杆转至竖直位置的过程中()A.b球的重力势能减少,动能增加,机械能守恒B.杆对a球做正功C.杆对b球做正功D.整个系统的机械能守恒【答案】BD【解析】对小球a、b和轻杆组成的系统,在运动过程中系统只受重力,故系统的机械能守恒,故D项正确;对a球,在运动过程中受重力和杆的弹力,而小球的重力势能和动能都在增加,即小球的机械能增加了,根据功能关系可知,杆一定对a球做正功,故B项正确;对b球,在运动过程中受重力和杆的弹力,由于a球、b球和杆组成的系统的机械能守恒,且a球的机械能增加,故b球的机械能减少,根据功能关系可知杆对b球做负功,故C项错误;对b球,由于系统的机械能守恒,且a球的机械能增加,所以b球的机械能减少,故A项错误。
专题 功和功率七年高考物理试题分项精析含解析
一、单项选择题1.【2015·浙江·14】下列说法正确的是 A .电流通过导体的热功率与电流大小成正比 B .力对物体所做的功与力的作用时间成正比 C .电容器所带电荷量与两极板间的电势差成正比 D .弹性限度内,弹簧的劲度系数与弹簧伸长量成正比 【答案】C【考点定位】电功率,功,电容,胡克定律2.【2017·新课标Ⅱ卷】如图,一光滑大圆环固定在桌面上,环面位于竖直平面内,在大圆环上套着一个小环。
小环由大圆环的最高点从静止开始下滑,在小环下滑的过程中,大圆环对它的作用力A .一直不做功B .一直做正功C .始终指向大圆环圆心D .始终背离大圆环圆心【答案】A【解析】大圆环光滑,则大圆环对小环的作用力总是沿半径方向,与速度方向垂直,故大圆环对小环的作用力一直不做功,选项A 正确,B 错误;开始时大圆环对小环的作用力背离圆心,最后指向圆心,故选项CD 错误;故选A 。
【考点定位】圆周运动;功【名师点睛】此题关键是知道小圆环在大圆环上的运动过程中,小圆环受到的弹力方向始终沿大圆环的半径方向,先是沿半径向外,后沿半径向里。
3.【2014·重庆卷】某车以相同的功率在两种不同的水平路面上行驶,受到的阻力分别为车重的1k 和2k 倍,最大速率分别为1v 和2v ,则A.112v k v =B.1212v k k v = C.1122v k kv = D.122v k v = 【答案】B【解析】汽车的阻力分别为11f k mg =,22f k mg =,当汽车以相同功率启动达到最大速度时,有F f =,故由P Fv =可知最大速度P P v F f ==,则122211v f kv f k ==,有1212v k k v =,故选B .【考点定位】本题考查了机车的启动规律、瞬时功率的计算.4.【2015·海南·3】假设摩托艇受到的阻力的大小正比于它的速率。
新教材高考物理一轮复习课时规范练15功和功率含答案
课时规范练15功和功率基础对点练1.(正负功的判断)载人飞行包是一个单人低空飞行装置,其发动机用汽油作为燃料提供动力,可以垂直起降,也可以快速前进。
则在飞行包(包括人)竖直匀速降落的过程中(空气阻力不可忽略),下列说法正确的是()A.发动机对飞行包做正功B.飞行包的重力做负功C.空气阻力对飞行包做负功D.飞行包的合力做负功2.(功率的计算)(2022甘肃金昌期末)如图所示,质量为2 kg的物体以10 m/s的初速度水平抛出,经过2 s落地。
g取10 m/s2。
关于重力做功的功率,下列说法正确的是()A.下落过程中重力的平均功率是400 WB.下落过程中重力的平均功率是100 WC.落地前的瞬间重力的瞬时功率是200 WD.落地前的瞬间重力的瞬时功率是400 W3.(功率的计算)在抢险救灾工作中常见到直升机的身影,如图所示,直升机悬停在空中,用绳索将伤员由静止向上吊起,绳索对伤员做功的功率恒定,则在伤员加速上升的过程中(不计空气阻力),下列说法正确的是()A.绳索对伤员的拉力越来越大B.伤员克服重力做功的功率恒定C.伤员运动的速度变化得越来越快D.合力对伤员做功的功率越来越小4.(图像法求功)用铁锤把钉子钉入木板,设木板对钉子的阻力与钉进木板的深度成正比。
已知铁锤第一次将钉子钉进深度d,如果铁锤第二次敲钉子时对钉子做的功与第一次相同,那么,第二次钉子进入木板的深度为()A.(√3-1)dB.(√2-1)dC.(√5-1)d2D.√22d5.(多选)(功、功率的计算)图甲、乙是一辆质量为m=6×103 kg的公共汽车在t=0和t=4 s末两个时刻的照片。
当t=0时,汽车刚启动(汽车的运动可看成匀加速直线运动)。
图丙是车内横杆上悬挂的拉手环经放大后的图像,测得θ=15°。
根据题中提供的信息,可以估算出的物理量有()A.汽车的长度B.4 s末汽车的速度C.4 s内汽车牵引力所做的功D.4 s末汽车牵引力的功率6.(功率与机车启动)(2023广东广州五校联考期末)人们生活中出现越来越多的环保电动自行车,这种轻便的交通工具受到许多上班族的喜爱。
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一、单项选择题1、【2015·浙江·14】下列说法正确的是 A 、电流通过导体的热功率与电流大小成正比 B 、力对物体所做的功与力的作用时间成正比 C 、电容器所带电荷量与两极板间的电势差成正比 D 、弹性限度内,弹簧的劲度系数与弹簧伸长量成正比 【答案】C【考点定位】电功率,功,电容,胡克定律2、【2017·新课标Ⅱ卷】如图,一光滑大圆环固定在桌面上,环面位于竖直平面内,在大圆环上套着一个小环。
小环由大圆环的最高点从静止开始下滑,在小环下滑的过程中,大圆环对它的作用力A 、一直不做功B 、一直做正功C 、始终指向大圆环圆心D 、始终背离大圆环圆心【答案】A【解析】大圆环光滑,则大圆环对小环的作用力总是沿半径方向,与速度方向垂直,故大圆环对小环的作用力一直不做功,选项A 正确,B 错误;开始时大圆环对小环的作用力背离圆心,最后指向圆心,故选项CD 错误;故选A 。
【考点定位】圆周运动;功【名师点睛】此题关键是知道小圆环在大圆环上的运动过程中,小圆环受到的弹力方向始终沿大圆环的半径方向,先是沿半径向外,后沿半径向里。
3、【2014·重庆卷】某车以相同的功率在两种不同的水平路面上行驶,受到的阻力分别为车重的1k 和2k 倍,最大速率分别为1v 和2v ,则A.112v k v =B.1212v k k v =C.1122v k kv = D.122v k v = 【答案】B【解析】汽车的阻力分别为11f k mg =,22f k mg =,当汽车以相同功率启动达到最大速度时,有F f =,故由P Fv =可知最大速度P P v F f ==,则122211v f kv f k ==,有1212v k k v =,故选B 、【考点定位】本题考查了机车的启动规律、瞬时功率的计算.4、【2015·海南·3】假设摩托艇受到的阻力的大小正比于它的速率。
如果摩托艇发动机的输出功率变为原来的2倍,则摩托艇的最大速率变为原来的( )A 、4倍B 、2倍C 、3倍D 、2倍 【答案】D【解析】设f kv =,当阻力等于牵引力时,速度最大,输出功率变化前,有2P Fv fv kv v kv ===⋅=,变化后有22'''''P F v kv v kv ==⋅=,联立解得'2v v =,D 正确。
【考点定位】功率的计算。
5、【2011·上海卷】如图,一长为L 的轻杆一端固定在光滑铰链上,另一端固定一质量为m 的小球。
一水平向右的拉力作用于杆的中点,使杆以角速度ω匀速转动,当杆与水平方向成60°时,拉力的功率为(A) mgL ω (B) 32mgL ω (C) 12mgL ω (D) 36mgL ω【答案】C【考点定位】功率的计算6、【2011·四川卷】如图是“神舟”系列航天飞船返回舱返回地面的示意图,假定其过程可简化为:打开降落伞一段时间后,整个装置匀速下降,为确保安全着陆,需点燃返回舱的缓冲火箭,在火箭喷气过程中返回舱做减速直线运动,则A、火箭开始喷气瞬间伞绳对返回舱的拉力变小B、返回舱在喷气过程中减速的主要原因是空气阻力C、返回舱在喷气过程中所受合外力可能做正功D、返回舱在喷气过程中处于失重状态【答案】A【考点定位】功的计算,牛顿第二定律7、【2012·江苏卷】如图所示,细线的一端固定于O点,另一端系一小球。
在水平拉力作用下,小球以恒定速率在竖直平面内由A点运动到B点。
在此过程中拉力的瞬时功率变化情况是A、逐渐增大B、逐渐减小C、先增大,后减小D、先减小,后增大【答案】A【解析】小球以恒定速率在竖直平面内由A 点运动到B 点,小球处在动态平衡中,对小球受力分析如图,tanF mgcα=,由cosP Fvθ=,2παθ+=,可得,sinP mgvθ=,θ逐渐变大,功率P逐渐变大,A项正确。
【考点定位】本题考查受力分析、功率公式及其相关知识8、【2012·上海卷】质量相等的均质柔软细绳A、B平放于水平地面,绳A较长。
分别捏住两绳中点缓慢提起,直至全部离开地面,两绳中点被提升的高度分别为h A、h B,上述过程中克服重力做功分别为W A、W B。
若()A、h A=h B,则一定有W A=W BB、h A>h B,则可能有W A<W BC、h A<h B,则可能有W A=W BD、h A>h B,则一定有W A>W B【答案】D【考点定位】本题考查重力做功与重力势能变化的关系及其相关知识9、【2015·全国新课标Ⅱ·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变化的图像中,可能正确的是A B C D【答案】A【解析】由图可知,汽车先以恒定功率P1起动,所以刚开始做加速度减小的加速度运动,后以更大功率P2运动,所以再次做加速度减小的加速运动,故A正确,B、C、D错误。
【考点定位】机车起动问题【方法技巧】本题主要是机车起动问题,不过本题是两次恒定功率启动问题。
但实质是一样的。
二、多项选择题10、【2016·全国新课标Ⅱ卷】两实心小球甲和乙由同一种材质制成,甲球质量大于乙球质量。
两球在空气中由静止下落,假设它们运动时受到的阻力与球的半径成正比,与球的速率无关。
若它们下落相同的距离,则A、甲球用的时间比乙球长B、甲球末速度的大小大于乙球末速度的大小C、甲球加速度的大小小于乙球加速度的大小D、甲球克服阻力做的功大于乙球克服阻力做的功【答案】BD【考点定位】牛顿第二定律、匀变速直线运动【名师点睛】此题主要考查牛顿第二定律的应用;首先应该根据牛顿第二定律找到物体的加速度与小球的半径的关系,然后比较加速度,再结合运动公式来讨论其他物理量;此题意在考查考生综合分析的能力及对基础知识的运用能力。
11、【2011·海南卷】一质量为1kg的质点静止于光滑水平面上,从t=0时起,第1秒内受到2N的水平外力作用,第2秒内受到同方向的1N的外力作用、下列判断正确的是()A、0~2s内外力的平均功率是94WB、第2秒内外力所做的功是54JC、第2秒末外力的瞬时功率最大D、第1秒内与第2秒内质点动能增加量的比值是4 5【答案】AD【解析】第1s 内,质点的加速度2112N =2m/s 1kgF a m ==,位移22111121m=1m 22s a t ==⨯⨯,1s 末的速度v 1=a 1t =2m/s ,第1s 内质点动能增加量22k1111012J=2J 22E mv ∆=-=⨯⨯;第2s 内,质点的加速度2221N =1m/s 1kgF a m ==,位移222121121m 11m=2.5m 22s v t a t =+=⨯+⨯⨯,2s末的速度v 2= v 1+a 2t =3m/s ,第2s 内质点动能增加量22k 22111 2.5J 22E mv mv ∆=-=;第1秒内与第2秒内质点动能增加量的比值k1k2242.55E E ∆==∆,D 选项正确;第2秒末外力的瞬时功率P 2=F 2v 2=3W ,第1秒末外力的瞬时功率P 1=F 1v 1=4W ,C 选项错误;第2秒内外力所做的功W 2= F 2s 2=2.5J ,B 选项错误;0~2s 内外力的平均功率W W t W W P 4925.425.212221==+⨯=+=,A 选项正确。
【考点定位】功和功率的计算、牛顿第二定律12、【2012·上海卷】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 ( )A 、F 2=F 1,v 1> v 2B 、F 2=F 1,v 1< v 2C 、F 2>F 1,v 1> v 2D 、F 2<F 1,v 1< v 2【答案】BD【考点定位】本题考查功率及其相关知识13、【2015·浙江·18】我国科学教正在研制航母舰载机使用的电磁弹射器。
舰载机总质量为4310kg ⨯,设起飞过程中发动机的推力恒为51.010N ⨯;弹射器有效作用长度为100m ,推力恒定。
要求舰载机在水平弹射结束时速度大小达到80m/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A 、弹射器的推力大小为61.110N ⨯B 、弹射器对舰载机所做的功为81.110J ⨯C 、弹射器对舰载机做功的平均功率为78.810W ⨯D 、舰载机在弹射过程中的加速度大小为232m /s 【答案】ABD【解析】设发动机的推力为1F ,弹射器的推力为2F ,则阻力为120.2()f F F =+,根据动能定理可得[]2121210.2()0.2()2F F F F s mv +-+=,51 1.010N F =⨯,故解得62 1.110N F =⨯,A 正确;弹射器对舰载机所做的功为282 1.110J F W F s ==⨯,B 正确;舰载机在弹射过程中的加速度大小为212120.2()0.2()32m /s F F F F a m+-+==,根据公式212s at =可得运动时间为2 2.5s st a==,所以弹射器对舰载机做功的平均功率为2274.410W F F W P t ==⨯,故C 错误,D正确。
【考点定位】动能定理,牛顿第二定律,运动学公式,功率和功的计算 三、非选择题14、【2015·上海·23】如图,汽车在平直路面上匀速运动,用跨过光滑定滑轮的轻绳牵引轮船,汽车与滑轮间的绳保持水平。
当牵引轮船的绳与水平方向成θ角时,轮船速度为v ,绳的拉力对船做功的功率为P ,此时绳对船的拉力为__________。
若汽车还受到恒定阻力f ,则汽车发动机的输出功率为__________。
【答案】θcos v P;P fv +θcos【考点定位】 功率;速度的合成与分解【名师点睛】 本题重点是掌握运动的合成与分解,功率的计算。
重点理解:因为绳不可伸长,沿绳方向的速度大小相等。
15、【2011·浙江卷】节能混合动力车是一种可以利用汽油及所储存电能作为动力来源的汽车。
有一质量m =1000kg 的混合动力轿车,在平直公路上以h km v /901=匀速行驶,发动机的输出功率为kW P 50=。
当驾驶员看到前方有80km/h 的限速标志时,保持发动机功率不变,立即启动利用电磁阻尼带动的发电机工作给电池充电,使轿车做减速运动,运动L =72m 后,速度变为h km v /722=。