2018屆高三物理一輪復(fù)習(xí)課時(shí)提升作業(yè)十四第五章機(jī)械能及其守恒定律第1講功和功率

1、課時(shí)提升作業(yè)十四功和功率（45 分鐘 100 分）一、選擇題（本題共 10 小題，每小題 6 分,共 60 分。16 題為單選題,710 題為多選題）1.關(guān)于力對(duì)物體做功，下列說(shuō)法正確的是（ ）A. 滑動(dòng)摩擦力對(duì)物體一定做負(fù)功B. 合外力對(duì)物體不做功，則物體速度一定不變C. 作用力與反作用力的功代數(shù)和一定為零D. 靜摩擦力對(duì)物體可能做正功【解析】選 D。滑動(dòng)摩擦力的方向與物體相對(duì)運(yùn)動(dòng)方向相反，但與運(yùn)動(dòng)方向可以相同，也可以相反，還可以與運(yùn)動(dòng)方向垂直，故可能做負(fù)功，也可能做正功，也可能不做功，故 A 錯(cuò)誤；合外力對(duì)物體不做功，則物體動(dòng)能不 變，即速度大小一定不變，但速度方向有可能變化，如勻速圓周運(yùn)

2、動(dòng)，故 B 錯(cuò)誤；作用力與反作用力可能都做 正功，也可能一個(gè)做正功，一個(gè)做負(fù)功，也可能一個(gè)做功，一個(gè)不做功，故作用力與反作用力的功代數(shù)和不一 定為零，故 C 錯(cuò)誤;靜摩擦力作用的物體間無(wú)相對(duì)滑動(dòng)，但不代表沒(méi)發(fā)生位移，所以可以做正功、負(fù)功或不做功，故 D 正確?！炯庸逃?xùn)練】如圖所示，電梯與水平地面成0角，一人站在電梯上，電梯從靜止開(kāi)始勻加速上升，達(dá)到一定速度后再勻速上升。若以FN表示水平梯板對(duì)人的支持力，G 為人受到的重力，F(xiàn)f為電梯對(duì)人的靜摩擦力，則下列結(jié)論正確的是（）A.加速過(guò)程中FfM0，F(xiàn)f、FN做正功，G 做負(fù)功B.加速過(guò)程中Ff豐0，F(xiàn)N不做功C.加速過(guò)程中Ff=O，F(xiàn)N、G 都做功

3、D.勻速過(guò)程中Ff=0，F(xiàn)N、G 都不做功【解析】選 A。加速過(guò)程中，水平方向的加速度由靜摩擦力Ff提供，所以 Ff豐O，F(xiàn)f、FN做正功，G 做負(fù)功，選項(xiàng)A 正確，B、C 錯(cuò)誤。勻速過(guò)程中，水平方向不受靜摩擦力作用，F(xiàn)f=0，F(xiàn)N做正功，G 做負(fù)功，選項(xiàng) D 錯(cuò)誤。2. （2017 佛山模擬）質(zhì)量為 2kg 的小鐵球從某一高度由靜止釋放，經(jīng) 3s 到達(dá)地面，不計(jì)空氣阻力，g 取-2 -10m/s2。貝U（）A. 2s 末重力的瞬時(shí)功率為 200WB. 2s 末重力的瞬時(shí)功率為 400WC. 2s 內(nèi)重力的平均功率為 100WD. 2s 內(nèi)重力的平均功率為 400W【解析】選 B。物體只受重力

4、，做自由落體運(yùn)動(dòng),2s 末速度為 vi=gti=20m/s,下落 2.0s 末重力做功的瞬時(shí)功12 t?率 P=mgv=2X 10X20W=400W 故選項(xiàng) A 錯(cuò)誤,B 正確;2s 內(nèi)的位移為 h2= g =20m,所以前 2s 內(nèi)重力的平均功皿血2 x 10 x 20率為卩丄=上W=200W 故選項(xiàng) C、D 錯(cuò)誤。3. （2017 襄陽(yáng)模擬）武廣高鐵已通車運(yùn)行，速度最高可達(dá) 390km/h,轉(zhuǎn)彎時(shí)的半徑達(dá)到了 8km。若機(jī)車在運(yùn)行過(guò)程中所受的阻力大小始終不變，在某一段直線軌道上勻加速運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中，下列說(shuō)法正確的是導(dǎo)學(xué)號(hào) 42722420（）A. 機(jī)車輸出功率不變B. 機(jī)車輸出功率逐漸增大C

5、. 機(jī)車一直勻加速運(yùn)動(dòng)，直到最大速度D. 在任意兩相等的時(shí)間內(nèi)，機(jī)車動(dòng)能變化相同【解析】選 B。勻加速運(yùn)動(dòng)合外力 F 為定值,又因?yàn)樽枇Σ蛔?，故牽引力恒定不變，?P=Fv,v 逐漸增大，所以 P 增大，故 A 錯(cuò)誤、B 正確；當(dāng)功率達(dá)到額定功率后，機(jī)車的功率就不能增大，要增大速度，則要減小牽引力，當(dāng)牽引力等于阻力時(shí)，機(jī)車速度達(dá)到最大值，所以機(jī)車勻加速運(yùn)動(dòng)過(guò)程達(dá)不到最大速度，故 C 錯(cuò)誤； Ek= =（F-Ff）s,在任意相等時(shí)間內(nèi),F、Ff、a 都是定值，因?yàn)槲矬w做勻加速運(yùn)動(dòng)，故在任意相等時(shí)間內(nèi),s 不同， E不同，故 D 錯(cuò)誤。4. （2017 黃山模擬）兒童樂(lè)園中一個(gè)質(zhì)量為 m 的小火車

6、，以恒定的功率 P 由靜止出發(fā)，沿一水平直軌道行駛達(dá)到最大速度 v 后做勻速運(yùn)動(dòng)，在到達(dá)終點(diǎn)前某時(shí)刻關(guān)閉發(fā)動(dòng)機(jī)，小火車又做勻減速直線運(yùn)動(dòng)，到達(dá)終點(diǎn)時(shí) 恰好停止，小火車在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中通過(guò)的總路程為s,小火車在行駛過(guò)程中所受阻力恒定，則小火車運(yùn)動(dòng)的總時(shí)間為（）2 2s mv2s mvA. JB+P-3 -msvC. VD.P【解析】選 A。當(dāng)牽引力等于阻力時(shí)，速度最大,由 P=FfV 得 Ff=,設(shè)關(guān)閉發(fā)動(dòng)機(jī)Ffss前的運(yùn)動(dòng)時(shí)間為 11,對(duì)全過(guò)程由動(dòng)能定理得Pti-FfS=O,解得 11=,勻減速運(yùn)動(dòng)的加速度大小為2 2Ff Pv mvs inva=lll = m,則勻減速運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為 t2=卩,則

7、火車運(yùn)動(dòng)的總時(shí)間為 t=ti+t2= +卩,故 A 正確。5.(2017 保定模擬)一物體放在粗糙程度相同的水平面上，受到水平拉力的作用，由靜止開(kāi)始沿直線運(yùn)動(dòng)，1物體的加速度 a 和速度的倒數(shù)的關(guān)系如圖所示。物體的質(zhì)量為m=1kg，不計(jì)空氣阻力，重力加速度 g 取10m/s2,下列說(shuō)法正確的是( )A. 物體與水平面之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為0.1B. 物體速度為 1.5m/s 時(shí)，加速度大小為 2m/s2C. 拉力的最大功率為 6WD. 物體勻加速運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為1s【解析】選 A。由圖象可知物體速度為01m/s 過(guò)程中做加速度為 2m/s2的勻加速直線運(yùn)動(dòng)，在速度為 1P13m/s 過(guò)程中，拉力以恒定

8、的功率拉動(dòng)物體，由牛頓第二定律得V-Ff=ma,從圖中代入數(shù)據(jù)得， P-Ff=0,P-Ff=2,解得 P=3W,F=1N，故 C 錯(cuò)誤；又 R =ymg,解得物體與水平面之間的動(dòng)摩擦因數(shù)卩=0.1,故 A 正確；將 P=3W,PFf=1N,m=1kg,v=1.5m/s 代入 -Ff=ma,解得 a=1m/s2,即物體速度為 1.5m/s 時(shí)，加速度大小為 1m/s2,故 B 錯(cuò)誤;V從圖象可知物體速度為01m/s 過(guò)程中做加速度為 2m/s2的勻加速直線運(yùn)動(dòng)，勻加速的時(shí)間為 t=“ =0.5s,2s-4 -故 D 錯(cuò)誤。-5 -6.列車在空載情況下以恒定功率P 經(jīng)過(guò)一段平直的路段，通過(guò)某點(diǎn)時(shí)速

9、率為 v,加速度為 ai；當(dāng)列車滿載貨物再次經(jīng)過(guò)同一點(diǎn)時(shí)，功率和速率均與原來(lái)相同，但加速度變?yōu)?a2,重力加速度大小為 g。設(shè)阻力是列車重力的k 倍,則列車滿載與空載時(shí)的質(zhì)量之比為kg+ 31( )kg + a2導(dǎo)學(xué)號(hào) 42722421B.kg + aiP(kg + a2)P(kg +引)c.v(kg +衍)D.v(kg + a2)【解題指導(dǎo)】解答本題應(yīng)注意以下兩點(diǎn)：(1) 由 P=Fv 求出列車的牽引力；(2) 對(duì)列車空載與滿載時(shí)分別列牛頓第二定律方程分析求解。【解析】選 A。設(shè)列車空載與滿載時(shí)的質(zhì)量分別為m 和 m2,當(dāng)空載加速度為 ai時(shí)，由牛頓第二定律和功率公PP式 P=Fv 得-km

10、ig=mai,當(dāng)滿載加速度為 a2時(shí)，由牛頓第二定律和功率公式P=Fv得-km2g=ma2,聯(lián)立解得m2kg + aj岀八，故選項(xiàng) A 正確。7.如圖所示,擺球質(zhì)量為 m,懸線的長(zhǎng)為 L,把懸線拉到水平位置后放手。設(shè)在擺球運(yùn)動(dòng)過(guò)程中空氣阻力F阻的大小不變，則下列說(shuō)法正確的是()- A. 重力做功為 mgLB. 繩的拉力做功為 0C. 空氣阻力 F阻做功為-mgL-6 -1D. 空氣阻力 F阻做功為-丄 F阻nL-7 -WF【解析】選AB 0 如圖所示，因?yàn)槔?FT在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中始終與運(yùn)動(dòng)方向垂直，故不做功，即 I =0,B 正 確;重力在整個(gè)運(yùn)動(dòng)過(guò)程中始終不變,擺球在重力方向上的位移為 AB

11、在豎直方向上的投影 L,所以 WG=mgL,A錯(cuò)誤,D 正確。8.（2017 南陽(yáng)模擬）質(zhì)量為 m 的汽車在平直柏油路上行駛時(shí)所受阻力恒定，汽車在柏油路上從靜止開(kāi)始以加速度 a 勻加速直線運(yùn)動(dòng)，經(jīng)時(shí)間 ti達(dá)到最大輸出功率，汽車?yán)^續(xù)加速運(yùn)動(dòng)到最大速度后,保持最大輸出功率駛?cè)肷呈?，汽車在沙石路所受阻力為柏油路上的A. 汽車在柏油路面加速階段的平均速度等于0.5v2ma vt1B. 汽車最大輸出功率為C.汽車駛?cè)肷呈泛笙茸黾铀俣葴p小的減速運(yùn)動(dòng)，最后做勻速直線運(yùn)動(dòng)D.汽車在沙石路面勻速運(yùn)動(dòng)的速度為2v【解析】選 B C。因?yàn)槠囋诩铀匐A段的整個(gè)過(guò)程不是勻變速直線運(yùn)動(dòng)根據(jù)牛頓第二定律得,F-Ff=

12、ma,解得 F= Ff+ma,當(dāng)汽車速度最大時(shí)，則有 Ff=，Pn=（Ff+ma）ati=（ 丫 +ma）ati,解得最大輸出功率Pm= Jl 1,故 B 正確；汽車進(jìn)入沙石路后，由于阻力變大，速度減小，根據(jù) P=Fv 知，牽引正確；F阻所做的總功等于每個(gè)小弧段上WFF阻所做功的代數(shù)和,即-=-（F阻x計(jì)F阻X2+)=-Q F阻nL,C2 倍,則導(dǎo)學(xué)號(hào) 42722422(),平均速度不等于 0.5v,故 A 錯(cuò)誤;PmPm-8 -Ff-F力增大，由 a=知,加速度減小，可知車先做加速度減小的減速運(yùn)動(dòng)，當(dāng)牽引力與阻力相等，做勻速直線運(yùn)動(dòng)，故 C 正確；根據(jù) P= FfVm知,輸出功率不變，阻力變

13、為原來(lái)的 2 倍,最大速度變?yōu)樵瓉?lái)的一半，故 D 錯(cuò)誤?！究偨Y(jié)提升】解答汽車啟動(dòng)問(wèn)題時(shí)應(yīng)注意的三個(gè)問(wèn)題(1) 確定是勻加速啟動(dòng)還是恒定功率啟動(dòng)。(2) 區(qū)別汽車所能達(dá)到的最大速度與勻加速運(yùn)動(dòng)的最大速度。(3) 恒定功率下物體的運(yùn)動(dòng)一定不是勻加速運(yùn)動(dòng),這種加速過(guò)程發(fā)動(dòng)機(jī)做的功可用W=Pt 計(jì)算,涉及位移問(wèn)題應(yīng)用動(dòng)能定理分析計(jì)算。9.(2017 六安模擬)如圖所示，一輛貨車通過(guò)光滑輕質(zhì)定滑輪提升一箱貨物，貨箱質(zhì)量為 M,貨物質(zhì)量為 m,貨車以速度 v 向左勻速運(yùn)動(dòng)，將貨物提升高度 h,則導(dǎo)學(xué)號(hào) 42722423()A. 貨物向上做勻速運(yùn)動(dòng)B. 箱中的物體對(duì)箱底的壓力大于mgC. 圖示位置時(shí)貨車?yán)?/p>

14、的功率大于(M+m)gvcos0D. 此過(guò)程中貨車?yán)ψ龅墓?(M+m)gh【解析】選 B C。將貨車的速度進(jìn)行正交分解，如圖所示：由于繩子不可伸長(zhǎng)，貨箱和貨物整體向上運(yùn)動(dòng)的 速度和貨車速度沿著繩子方向的分量相等，即 V1=VCOS0,由于0不斷減小，故貨箱和貨物整體向上做加速運(yùn) 動(dòng),處于超重狀態(tài)，故箱中的物體對(duì)箱底的壓力大于 mg，選項(xiàng) A 錯(cuò)誤,B 正確;貨箱和貨物整體向上做加速運(yùn) 動(dòng)，則拉力大于(M+m)g,整體的速度為 vcos0,拉力功率 P=Fv(M+m)gvcos0,選項(xiàng) C 正確；此過(guò)程中貨車?yán)ψ龅墓Φ扔谪浵浜拓浳镎w動(dòng)能的增加量和重力勢(shì)能的增加量，大于(M+m)gh,選項(xiàng)

15、 D 錯(cuò)誤。-9 -【加固訓(xùn)練】(多選)用起重機(jī)將地面上靜止的貨物豎直向上吊起，貨物由地面運(yùn)動(dòng)至最高點(diǎn)的過(guò)程中，其 v-t 圖象如圖所示。下列說(shuō)法正確的是()-10 -A. 在 0ti時(shí)間內(nèi),貨物處于超重狀態(tài)B. 在 1112時(shí)間內(nèi),起重機(jī)拉力對(duì)貨物不做功C. 在 t2t3時(shí)間內(nèi),起重機(jī)拉力對(duì)貨物做負(fù)功D. 勻速階段拉力的功率可能比加速階段某一時(shí)刻拉力的瞬時(shí)功率小【解析】選AD。由 v-t 圖象可知 0ti時(shí)間內(nèi),貨物具有向上的加速度,故處于超重狀態(tài),選項(xiàng) A 正確；在 tit3時(shí)間內(nèi)，起重機(jī)的拉力始終豎直向上，一直做正功，選項(xiàng) BC 錯(cuò)誤;勻速階段拉力小于加速階段的拉力，而勻速階段的速度大于

16、加速階段的速度，由 P=Fv 可知?jiǎng)蛩匐A段拉力的功率可能比加速階段某一時(shí)刻拉力的瞬時(shí)功率小，選項(xiàng) D 正確。10.如圖甲所示,物體受到水平推力 F 的作用，在粗糙水平面上做直線運(yùn)動(dòng)。通過(guò)力傳感器和速度傳感器監(jiān) 測(cè)到推力 F 和物體速度 v 隨時(shí)間 t 變化的規(guī)律如圖乙所示。重力加速度g 取 10m/s2。貝U()A. 物體的質(zhì)量 m=0.5kgB. 物體與水平面間的動(dòng)摩擦因數(shù)卩=0.2C. 第 2s 內(nèi)物體克服摩擦力做的功W=2JD. 前 2s 內(nèi)推力 F 做功的平均功率J=1.5W【解題指導(dǎo)】解答本題應(yīng)注意以下三點(diǎn)：(1) 由 F-t 圖象和 v-t 圖象判斷出物體所受滑動(dòng)摩擦力的大小。(2

17、) 由 v-t 圖象求出 12s 內(nèi)的加速度，由牛頓第二定律求出物體的質(zhì)量。W(3) 由 v-t 圖象先求出物體在前 2s 內(nèi)的位移，再求出 2s 內(nèi)各個(gè)分力做功的代數(shù)和，由 P=求平均功率。fir2h-11 -【解析】選AC、D。由速度一時(shí)間圖線知，在 23s 內(nèi),物體做勻速直線運(yùn)動(dòng)，可知推力等于摩擦力，可知Ff=2N,在 12s 內(nèi)，物體做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，由速度一時(shí)間圖線知,a=2m/s2,根據(jù)牛頓第二定律得，F(xiàn)2-Ff=ma,Ff代入數(shù)據(jù)解得 m=0.5kg,故選項(xiàng) A 正確;物體與水平面間的動(dòng)摩擦因數(shù)卩=門(mén)】紹=0.4,故選項(xiàng) B 錯(cuò)誤;第 2s 內(nèi)1的位移 X2*x2X1m=1m 則

18、物體克服摩擦力做功 W=Fx2=2X1J=2J,故選項(xiàng) C 正確；前 2s 內(nèi)位移 x=x2=1m,則W 3推力 F 做功的大小 WF=F2X2=3X1J=3J,則平均功率 卩=I =，W=1.5W 故選項(xiàng) D 正確。二、計(jì)算題（本題共 15 分。需寫(xiě)出規(guī)范的解題步驟）11.如圖甲,質(zhì)量 m=2kg 的物體靜止在水平面上,物體跟水平面間的動(dòng)摩擦因數(shù)卩=0.2。從 t=0 時(shí)刻起，物體受到一個(gè)水平力 F 的作用而開(kāi)始運(yùn)動(dòng),F 隨時(shí)間 t 變化 的規(guī)律如圖乙,6s 后撤去拉力 F。（g取 10m/s2）求：導(dǎo)學(xué)號(hào) 4272242410X-f6-|2-!； :I,i;02 4 6（1）第 4s 末物

19、體的速度。（2）物體運(yùn)動(dòng)過(guò)程中拉力 F 做的功。【解析】（1）在 04s 內(nèi)，設(shè)物體的加速度為 a1, 4s 末速度為 v,則根據(jù)牛頓第二定律得F1- 口 mg=ma v=a1t1解得:v=12m/s前 4s 的位移 X1aJ -X1=24m 46s 物體做勻速直線運(yùn)動(dòng)，位移大小為X2=vt2解得:x2=24m-12 -物體運(yùn)動(dòng)過(guò)程中拉力 F 做的功為:V1=10m/s-13 -W=FXi+F2X2解得：W=336J答案:(1)12m/s(2)336J【能力拔高題】1.(8 分)一木塊前端有一滑輪，繩的一端系在右方固定處，水平穿過(guò)滑輪，另一端用恒力 F 拉住,保持兩股繩 之間的夾角B不變，如圖所示,當(dāng)用力 F 拉繩使木塊前進(jìn) s 時(shí)，力 F 對(duì)