高考物理一轮复习第6章机械能及其守恒定律22功功率习题课件

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D.上升过程中克服重力做功的最大瞬时功率大于下降 过程中重力做功的最大瞬时功率
解析 上升过程中克服重力做的功等于下降过程中重 力做的功为 mgh,A 错误;在上升过程中的平均速度大于 下降过程中的平均速度,而空气阻力的大小正比于球的速 度,所以在上升过程中的平均阻力大于下降过程中的平均阻 力,位移大小是相等的,所以上升过程中克服阻力做的功大 于下降过程中克服阻力做的功,B 错误;物体在上升的过程 中,受到的阻力向下,在下降的过程中受到的阻力向上,所 以在上升时球受到的合力大,上升过程中合力做的功的绝对 值大于下降过程中合力做的功的绝对值,C 正确;上升过程
大圆环的半径方向(下滑过程先背离圆心,后指向圆心), 与小环的速度方向始终垂直,不做功,A正确。
12.(2015·海南高考)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
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P=Fv=fv=kv2,变化后有2P=F′v′ =kv′2,联立解得v′= 2v,D正确。
13.(2016·天津高考)(多选)我国高铁技术处于世界领 先水平。和谐号动车组是由动车和拖车编组而成的,提供 动力的车厢叫动车,不提供动力的车厢叫拖车。假设动车 组各车厢质量均相等,动车的额定功率都相同,动车组在 水平直轨道上运行过程中阻力与车重成正比。某列动车组 由8节车厢组成,其中第1、5节车厢为动车,其余为拖 车,则该动车组( )
=0.05可得:vm=20
m/s,再由vm=
P Ff
,可求出汽车受到的阻力Ff,但无法求出汽车运动到最
大速度所需的时间。故选D。
9.(2017·广东广州二模)(多选)如图,倾角为30°的自 动扶梯在工作电压为380 V的电动机带动下以0.4 m/s的恒 定速率向斜上方运动,电动机的最大输出功率为4.9 kW, 空载时电动机中的电流为5 A,若载人时扶梯的运动速率 和空载时相同。设所载人的平均质量为60 kg,重力加速度 g取10 m/s2。不计一切损耗,则扶梯匀速运行过程中( )
A.站在扶梯上的人不受摩擦力作用 B.扶梯可同时乘载的最多人数为25人 C.扶梯可同时乘载的最多人数为40人 D.无论空载、承载或满载,电动机的输出功率均为 4.9 kW
解析 因扶梯斜向上匀速运行,故站在扶梯上的人竖
直方向和水平方向均受力平衡,则水平方向不受摩擦力作
用,A正确;维持扶梯运转的功率P0=UI=380 V×5 A= 1900 W=1.9 kW,电动机的最大输出功率为P最大=4.9
3.(2017·河北衡水中学二调)(多选)竖直上抛一球,球 又落回原处,已知空气阻力的大小正比于球的速度,下述 分析正确的是( )
A.上升过程中克服重力做的功大于下降过程中重力做 的功
B.上升过程中克服阻力做的功等于下降过程中克服阻 力做的功
C.上升过程中合力做的功的绝对值大于下降过程中合 力做的功的绝对值
2m
C.木块在经历时间t1的过程中,在t1时刻力F的瞬时 功率为Fm2t1
D.木块在经历时间t1的过程中,水平恒力F做功的平 均功率为Fm2t12
解析
由牛顿第二定律可得a=
F m
,t1时刻木块的速度
为v=at1=
F m
t1,t1时间内木块通过的位移为x=
1 2
at
2 1

Ft21 2m

恒力F做的功为W=Fx=
6.(2017·安徽安庆二中月考)(多选)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,下列说法正确的是( )
A.木块在经历时间t1的过程中,水平恒力F做的功为 F2t21 2m
B.木块在经历时间t1的过程中,在t1时刻力F的瞬时 功率为F2t12
A.重力不做功 B.斜面对球的弹力一定做正功 C.挡板对球的弹力可能不做功 D.挡板对球的弹力一定做负功
解析 对球进行受力分析,如图所示,球受到竖直向下 的重力 mg,垂直于斜面向上的弹力 N2,挡板对它水平向右 的弹力 N1,而球的位移方向水平向左,重力方向与位移方 向垂直,重力不做功,故 A 正确。由于整个装置向左减速 运动,加速度水平向右,竖直方向受力平衡,则得 N2≠0, 且 N2 与位移的夹角为锐角,斜面对球的弹力一定做正功, 故 B 正确。设加速度为 a,斜面的倾角为 α,根据牛顿第二 定律得,竖直方向:N2cosα-mg=0,水平方向:N1-N2sinα =ma,由上分析知 N1≠0,因为挡板对球的弹力 N1 的方向 与位移方向相反,所以 N1 一定做负功,故 C 错误、D 正确。
通过某点时速率为 v,加速度大小为 a1;当列车满载货物再 次经过同一点时,功率和速率均与原来相同,但加速度大
小变为 a2。重力加速度大小为 g。设阻力是列车重力的 k 倍,则列车满载与空载时的质量之比为( )
A.kkgg+ +aa12 C.Pvkkgg++aa12
B.kkgg+ +aa21 D.Pvkkgg++aa21
A.车经最低点时对轨道的压力为mg B.车运动过程中发动机的功率一直不变 C.车经最低点时发动机功率为3P0 D.车从最高点到最低点的过程中,人和车的重力做 功的功率不变
解析 在最高点,向心力大小为Fn=N1+mg=2mg, 摩托车做匀速圆周运动,向心力大小不变,则在最低点N2 -mg=Fn,得N2=3mg,根据牛顿第三定律得车经最低点 时摩托车对轨道的压力为3mg,A错误;在最高点,发动机 功率P0=F1v=μN1v=μmgv,在最低点发动机功率为P= F2v=μN2v=3μmgv,则有P=3P0,B错误、C正确;摩托 车做匀速圆周运动,速度大小不变,人和车的重力大小不 变,车从最高点到最低点的过程中,重力方向和速度方向 的夹角先变小再变大,重力功率先变大再变小,D错误。
的大小相等而方向不同,由于 A、C 两球都有水平方向的分 速度,而 B 球没有水平方向的分速度,所以 B 球竖直方向 的速度最大,由瞬时功率的公式可以知道,B 球的重力的 瞬时功率最大,故 D 正确。
2.(2017·江苏扬州中学模拟)如图所示,光滑斜面放在水 平面上,斜面上用固定的竖直挡板挡住一个光滑的重球。 当整个装置沿水平面向左减速运动的过程中,关于重球所 受各力做功情况的说法中错误的是( )
A.物体的质量m=0.5 kg B.物体与水平面间的动摩擦因数μ=0.4 C.第2 s内物体克服摩擦力做的功W=2 J D.前2 s内推力F做功的平均功率 P =3 W
解析 由题图甲、乙可知,在1~2 s内推力F2=3 N, 物体做匀加速直线运动,其加速度a=ΔΔvt =2 m/s2,由牛顿 第二定律可得F2-μmg=ma;在2~3 s,推力F3=2 N,物 体做匀速直线运动,由平衡条件可知μmg=F3;联立解得 m=0.5 kg,μ=0.4,A、B正确;由速度—时间图象与t轴 所围的面积表示位移可得,第2 s内物体位移x=1 m,克服 摩擦力做的功Wf=μmgx=2 J,C正确;第1 s内物体没动,
A.人对传送带不做功 B.人对传送带做负功 C.人对传送带做功的功率为 m2gv D.人对传送带做功的功率为(m1+m2)gv
解析 人对传送带的摩擦力方向向右,传送带在力的 方向上有位移,所以人对传送带做功,摩擦力和位移的方 向相同,故做正功,故 A、B 错误。人的重心不动,绳对 人的拉力和传送带对人的摩擦力平衡,而拉力等于 m2g,所 以传送带对人的摩擦力等于 m2g,由牛顿第三定律可得人对 传送带的摩擦力也等于 m2g,所以人对传送带做功的功率为 m2gv,故 C 正确,D 错误。
量,则根据图象所给的信息,不能求出的物理量是( )
A.汽车的功率 B.汽车行驶的最大速度 C.汽车所受到的阻力 D.汽车运动到最大速度所需的时间
解析
由F-Ff=ma,P=Fv可得:a=
P m
1 ·v

Ff m
,对
应图线可知k=
P m
=40,已知汽车的质量m可求出汽车的功
率Байду номын сангаас,由a=0时,
1 vm
kW,可用于输送顾客的功率ΔP=P最大-P0=4.9 kW-1.9 kW=3 kW,输送一个人的功率P=Gvsin30°=mgvsin30°
=60 kg×10 N/kg×0.4 m/s×sin30°=120 W,同时乘载的
最多人数n=
ΔP P

3000 W 120 W
=25(人),B正确、C错误;空载
推力不做功,第2 s内,推力做功W=F2x=3 J,即前2 s内 推力F做功为W′=3 J,前2 s内推力F做功的平均功率 P = Wt′=32 W=1.5 W,D错误。
8.(2017·徐州模拟)一辆汽车在平直的公路上以某一初
速度运动,运动过程中保持恒定的牵引功率,其加速度a
和速度的倒数
1 v
的关系图象如图所示。若已知汽车的质
时电动机的输出功率为1.9 kW,满载时电动机的输出功率
为4.9 kW,D错误。
10.(2017·湖南师大附中二模)一摩托车在竖直的圆轨 道内侧做匀速圆周运动,人和车的总质量为m,轨道半径 为R,车经最高点时发动机功率为P0、车对轨道的压力为 mg。设轨道对摩托车的阻力与车对轨道的压力成正比,则 ()
A.小球 A 到达地面时的速度最大 B.从开始至落地,重力对它们做功相同 C.从开始运动至落地过程中,重力对它们做功的平均 功率一定相同 D.三个小球到达地面时,小球 B 重力的瞬时功率最大
解析 三个小球在运动的过程中都是只有重力做功, 机械能守恒,所以根据机械能守恒定律可知三个小球落地 时动能相等,速度的大小相等,故 A 错误。重力做功只与 初、末位置有关,三个小球的起点和终点的高度差一样, 所以重力做的功相同,故 B 正确。由题可知,B 与 C 在空 中运动的时间显然不同,平均功率等于做功的大小与所用 时间的比值,小球重力做的功相同,但是时间不同,所以 重力做功的平均功率不同,故 C 错误。小球落地时的速度
能力训练 • 紧跟高考 第22课时 功 功率
1.(2017·江苏南通模拟)(多选)如图所示,有三个相同 的小球 A、B、C,其中小球 A 沿高为 h、倾角为 θ 的光滑 斜面以初速度 v0 从顶端滑到底端,小球 B 以同样大小的初 速度从同等高度处竖直上抛,小球 C 在同等高度处以初速 度 v0 水平抛出,则( )
解析 由 P=Fv、F-f=ma 及 f=kmg 得 m=vkgP+a, 由题干知空载与满载货物时通过同一点时功率和速率均相 同,即 P、v 不变,所以mm21=kkgg+ +aa12,A 正确。
5.(2018·黑龙江哈师大附中期末)测定运动员体能的一 种装置如图所示,运动员质量为 m1,绳拴在腰间沿水平方 向跨过滑轮(不计滑轮质量及摩擦),下悬一个质量为 m2 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( )
11.(2017·全国卷Ⅱ)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
解析 光滑大圆环对小环只有弹力作用。弹力方向沿
F2t12 2m
,A正确;所以t1时刻F的瞬时
功率为P=Fv=F·mF
t1=
F2t1 m
,B错误,C正确;力F做功的
平均功率为 P =Wt =F2m2t1,D错误。
7.(2017·昆明七校调研)(多选)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。取g=10 m/s2,则下列说法正确的是( )
中克服重力做功的最大瞬时功率在初始位置,下降过程中重 力做功的最大瞬时功率也在回到原位置处,由于有阻力做负 功,所以落回原点的速度小于抛出时的速度,根据 P=mgv 可知,上升过程中克服重力做功的最大瞬时功率大于下降过 程中重力做功的最大瞬时功率,D 正确。
4.列车在空载情况下以恒定功率 P 经过一平直的路段,
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