必修2第5章第1節(jié)知能演練強(qiáng)化闖關(guān)

1、圖5181. (2011·高考江蘇單科卷)如圖518所示, 演員正在進(jìn)行雜技表演. 由圖可估算出他將一只雞蛋拋出的過(guò)程中對(duì)雞蛋所做的功最接近于()A. 0.3 JB. 3 JC. 30 J D. 300 J解析: 選A.一只雞蛋重約為0.7 N, 人的身高一般為1.7 m, 從圖中估算雞蛋被拋出的高度約為0.5 m, 則雞蛋獲得的最大機(jī)械能約為Emgh0.7×0.5 J0.35 J, 故人對(duì)雞蛋做的功約為0.35 J, 故A正確, 其他錯(cuò)誤. 2.圖519(2012·廣州模擬)如圖519所示, 拖著舊橡膠輪胎跑是身體耐力訓(xùn)練的一種有效方法. 如果某受訓(xùn)者拖著輪胎在

2、水平直道上跑了100 m, 那么下列說(shuō)法正確的是()A. 輪胎受到地面的摩擦力做了負(fù)功B. 輪胎受到的重力做了正功C. 輪胎受到的拉力不做功D. 輪胎受到地面的支持力做了正功解析: 選A.根據(jù)力做功的條件, 輪胎受到的重力和地面的支持力都與位移垂直, 這兩個(gè)力均不做功, B、D錯(cuò)誤; 輪胎受到地面的摩擦力與位移反向, 做負(fù)功, A正確; 輪胎受到的拉力與位移夾角小于90°, 做正功, C錯(cuò)誤. 3. 汽車以額定功率從水平路面上坡時(shí), 司機(jī)要通過(guò)變速桿進(jìn)行“換擋”, 其目的是()A. 增大速度, 增大牽引力B. 減小速度, 減小牽引力C. 增大速度, 減小牽引力D. 減小速度, 增大牽

3、引力解析: 選D.要上坡, 必須有較大的牽引力, 由F可知, 功率P一定時(shí), 減小速度v, 能增大牽引力F, D正確. 圖51104. 如圖5110所示, 質(zhì)量相同的兩物體處于同一高度, A沿固定在地面上的光滑斜面下滑, B自由下落, 最后到達(dá)同一水平面, 則()A. 重力對(duì)兩物體做功相同B. 重力的平均功率相同C. 到達(dá)底端時(shí)重力的瞬時(shí)功率PA<PBD. 到達(dá)底端時(shí)兩物體的速度相同解析: 選AC.B物體自由下落, 下落時(shí)間tB , 末速度vB方向豎直向下, 所以重力做功WBGh, 平均功率BG , 到達(dá)底端的瞬時(shí)功率PBG·vBG·.A物體沿斜面下滑, agsin,

4、 下滑時(shí)間tA , 末速度vA方向沿斜面向下, 所以重力做功WAGssinGh.平均功率AGsin, 到達(dá)底端瞬時(shí)功率PAG·vAsinGsin, 所以選項(xiàng)A、C正確. 5. (2012·白銀模擬)圖5111如圖5111所示, 建筑工人通過(guò)滑輪裝置將一質(zhì)量是100 kg的料車沿30°角的斜面由底端勻速地拉到頂端, 斜面長(zhǎng)L是4 m, 若不計(jì)滑輪的質(zhì)量和各處的摩擦力, g取10 N/kg, 求這一過(guò)程中: (1)人拉繩子的力做的功; (2)物體的重力做的功; (3)物體受到的各力對(duì)物體做的總功. 解析: (1)工人拉繩子的力: Fmgsin工人將料車?yán)叫泵骓敹藭r(shí),

5、 拉繩子的長(zhǎng)度: s2L, 根據(jù)公式WFscos, 得W1mgsin·2L2000 J.(2)重力做功: W2mghmgLsin2000 J.(3)由于料車在斜面上勻速運(yùn)動(dòng), 則料車所受的合力為0, 故W合0.答案: (1)2000 J(2)2000 J(3)0一、選擇題1. 設(shè)汽車在啟動(dòng)階段所受阻力恒定并做勻加速直線運(yùn)動(dòng), 則在這過(guò)程中()A. 牽引力增大, 功率增大B. 牽引力不變, 功率增大C. 牽引力增大, 功率不變D. 牽引力不變, 功率不變解析: 選B.汽車在啟動(dòng)階段做勻加速直線運(yùn)動(dòng), 其加速度為定值, 由Ffma知牽引力F不變; 又由PFv知功率P增大, B正確. 2.

6、 “快樂(lè)向前沖”電視娛樂(lè)活動(dòng)曾受到全國(guó)觀眾喜愛(ài). 其中不少選手在“大轉(zhuǎn)盤”上落水. 某人質(zhì)量為m, 與轉(zhuǎn)盤之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為, 則人在半徑為R的轉(zhuǎn)盤邊緣隨轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)一周, 轉(zhuǎn)盤對(duì)人做的功是()A. mg·2RB. mgRC. 2mgR D. 0解析: 選D.人隨轉(zhuǎn)盤做勻速圓周運(yùn)動(dòng), 靜摩擦力提供向心力, 故指向圓心, 人在轉(zhuǎn)動(dòng)過(guò)程中, 轉(zhuǎn)盤對(duì)人靜摩擦力的方向始終和人運(yùn)動(dòng)方向垂直, 故轉(zhuǎn)盤對(duì)人所做的功為0, D正確. 圖51123. 如圖5112所示, 兩個(gè)互相垂直的力F1與F2作用在同一物體上, 使物體通過(guò)一段位移的過(guò)程中, 力F1對(duì)物體做功4 J, 力F2對(duì)物體做功3 J, 則力F1與

7、F2的合力對(duì)物體做的功為()A. 7 J B. 1 JC. 5 J D. 3.5 J 解析: 選A.功是標(biāo)量, 力F1與F2的合力對(duì)物體做的功就是F1和F2對(duì)物體做功的代數(shù)和, WWF1WF24 J3 J7 J, 故選項(xiàng)A對(duì). 4. 2011年8月29日中國(guó)飛人劉翔在大邱田徑世錦賽男子110米欄決賽中遺憾摘銀. 劉翔在比賽中, 主要有起跑加速、途中勻速跨欄和加速?zèng)_刺三個(gè)階段, 他的腳與地面間不會(huì)發(fā)生相對(duì)滑動(dòng), 以下說(shuō)法正確的是()A. 加速階段地面對(duì)人的摩擦力做正功B. 勻速階段地面對(duì)人的摩擦力做負(fù)功C. 由于人的腳與地面間不發(fā)生相對(duì)滑動(dòng), 所以不論加速還是勻速, 地面對(duì)人的摩擦力始終不對(duì)人做

8、功D. 無(wú)論加速還是勻速階段, 地面對(duì)人的摩擦力始終做負(fù)功解析: 選C.由于人的腳與地面間不發(fā)生相對(duì)滑動(dòng), 地面對(duì)人產(chǎn)生摩擦力的瞬間, 力的作用點(diǎn)位移為零, 所以地面對(duì)人的摩擦力不做功, 選項(xiàng)C正確. 5. (2012·浙江寧波一模)圖5113將一只蘋果從樓上某一高度自由下落, 蘋果在空中依次經(jīng)過(guò)三個(gè)完全相同的窗戶1、2、3.圖中5113直線為蘋果在空中的運(yùn)動(dòng)軌跡. 若不計(jì)空氣阻力的影響, 以下說(shuō)法正確的是()A. 蘋果通過(guò)第3個(gè)窗戶所用的時(shí)間最長(zhǎng)B. 蘋果通過(guò)第1個(gè)窗戶的平均速度最大C. 蘋果通過(guò)第3個(gè)窗戶重力做的功最大D. 蘋果通過(guò)第1個(gè)窗戶重力的平均功率最小解析: 選D.蘋果做

9、自由落體運(yùn)動(dòng), 從上到下速度越來(lái)越大, 通過(guò)相同窗戶1、2、3的時(shí)間越來(lái)越短, 平均速度越來(lái)越大, 選項(xiàng)A、B錯(cuò)誤; 通過(guò)相同的窗戶, 重力做功均為Wmgh, 選項(xiàng)C錯(cuò)誤; 重力的平均功率mg, 選項(xiàng)D正確. 6. 兩個(gè)完全相同的小球A、B, 在某一高度處以相同大小的初速度v0分別沿水平方向和豎直方向拋出, 不計(jì)空氣阻力, 如圖5114所示, 下列說(shuō)法正確的是()圖5114A. 兩小球落地時(shí)速度相同B. 兩小球落地時(shí), 重力的瞬時(shí)功率相同C. 從開(kāi)始運(yùn)動(dòng)至落地, 重力對(duì)兩小球做的功相同D. 從開(kāi)始運(yùn)動(dòng)至落地, 重力對(duì)兩小球做功的平均功率相同解析: 選C.速度是矢量, 因此速度要相同, 必須大小

10、和方向都相同; 功和功率是標(biāo)量, 重力對(duì)兩小球做功相同兩小球落地時(shí)動(dòng)能大小相等, 因而速度大小相等, 但由于初速度方向不同, 落地時(shí)兩小球的速度方向不同, 重力的瞬時(shí)功率Pmgvcos, 由于兩小球的速度與重力的夾角不同, 重力的瞬時(shí)功率不同, 故A、B錯(cuò)誤, C正確; 由于A小球平拋、B小球豎直上拋, 運(yùn)動(dòng)時(shí)間不同, 故重力對(duì)兩小球做功的平均功率不等, D錯(cuò)誤. 7. 質(zhì)量為50 kg的某人沿一豎直懸繩勻速向上爬(兩手交替抓繩子), 在爬高3 m的過(guò)程中, 手與繩子之間均無(wú)相對(duì)滑動(dòng), 重力加速度g取10 m/s2, 則下列說(shuō)法正確的是()A. 繩子對(duì)人的靜摩擦力做功為1500 JB. 繩子對(duì)

11、人的拉力做功為1500 JC. 繩子對(duì)人的靜摩擦力做功為0D. 繩子對(duì)人的拉力做功為0解析: 選CD.人沿繩子向上爬時(shí), 手與繩子之間無(wú)相對(duì)滑動(dòng), 繩子對(duì)人的靜摩擦力作用在手上, 手相對(duì)繩子是靜止的, 靜摩擦力的作用點(diǎn)(即手)的位移為零, 因此靜摩擦力不做功, 同理, 繩中拉力也不做功, A、B錯(cuò)誤, C、D正確. 8.圖5115質(zhì)量相同的A、B兩物體, 并排靜止在水平地面上. 現(xiàn)用同向水平拉力F1、F2分別作用于物體A和B上, 分別作用一段時(shí)間后撤去, 兩物體各自滑行一段距離后停止運(yùn)動(dòng). 兩物體運(yùn)動(dòng)的速度時(shí)間圖像分別如圖5115中圖線a、b所示. 已知拉力F1、F2分別撤去后, 物體做減速運(yùn)

12、動(dòng)過(guò)程的速度時(shí)間圖線彼此平行(相關(guān)數(shù)據(jù)已在圖中標(biāo)出). 由圖中信息可得出()A. F1和F2的大小之比為52B. F1和F2對(duì)物體做的功相等C. 力F1對(duì)物體A所做的功較多D. 力F1與F2的最大瞬時(shí)功率之比為21解析: 選BD.從圖像中可以看出, 撤去拉力后, 物體滑行時(shí)的加速度ag1 m/s2, 則0.1; 在拉力作用下, 對(duì)A: F1mgm, 對(duì)B: F2mgm, 所以F1m, F2m, , F1與F2的最大瞬時(shí)功率之比, 所以A錯(cuò)誤, D正確; 全過(guò)程中, 拉力做的功等于克服摩擦力做的功, 因?yàn)閮晌矬w的總位移相等, 所以克服摩擦力做的功相等, B正確, C錯(cuò)誤. 9. 如圖5116所示

13、, 水平地面上有一木箱, 木箱與地面之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為(0<<1). 現(xiàn)對(duì)木箱施加一拉力T, 使木箱做勻速直線運(yùn)動(dòng). 設(shè)T的方向與水平面夾角為, 如圖, 在從0逐漸增大到90°的過(guò)程中, 木箱的速度保持不變, 則()圖5116A. T先減小后增大 B. T一直增大C. T的功率減小 D. T的功率不變解析: 選AC.木箱在T作用下向右勻速運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中, 受4個(gè)力作用而平衡. 即Tcos(mgTsin), 解得: T, T有極值, 所以A正確, B錯(cuò)誤; T的功率PTvcos, 所以C正確, D錯(cuò)誤. 10.圖5117起重機(jī)的鋼索將重物由地面吊到空中某個(gè)高度, 其速度圖像如

14、圖5117所示, 則鋼索拉力的功率隨時(shí)間變化的圖像可能是圖5118中的()圖5118解析: 選B.從vt圖中可以看出, 在0t1時(shí)間內(nèi), 重物做勻加速運(yùn)動(dòng), 鋼索對(duì)物體的拉力為恒力, 且T1>G, 由P1T1v知, 拉力的功率隨速度的增大而增大; t1t2時(shí)間內(nèi), 物體做勻速運(yùn)動(dòng), T2G, 所以t1時(shí)刻功率發(fā)生了突變, 且在t1t2時(shí)間內(nèi)功率恒定并小于t1時(shí)刻的功率; t2t3時(shí)間內(nèi)物體做勻減速運(yùn)動(dòng), 拉力恒定T3<G, 所以t2時(shí)刻功率也發(fā)生了突變, t2t3時(shí)間內(nèi)功率逐漸減小, 且小于t2時(shí)刻的功率. 綜上所述, B正確. 二、非選擇題11. (原創(chuàng)題)心電圖的出紙速度(紙帶

15、移動(dòng)的速度)v2.5 cm/s, 記錄下的某人的心電圖如圖5119所示(圖紙上每小格邊長(zhǎng)l5 mm), 在圖像上, 相鄰的兩個(gè)最大振幅之間對(duì)應(yīng)的時(shí)間為心率的一個(gè)周期. 圖5119(1)求此人的心率為多少次/分？(保留兩位有效數(shù)字)(2)若某人的心率為75次/分, 每跳一次輸送80 mL血液, 他的血壓(可看做心臟壓送血液的平均壓強(qiáng))為1.5×104 Pa, 據(jù)此估算此人心臟跳動(dòng)做功的平均功率P.(3)按第(2)問(wèn)的答案估算一下, 人的心臟工作一天所做的功相當(dāng)于把1噸重的物體舉起多高？解析: (1)在心臟跳動(dòng)的一次的時(shí)間T(周期)內(nèi), 圖紙移動(dòng)距離L4l, 有T此人的心率為f 次/分7

16、5 次/分. (2)我們可以將心臟推動(dòng)血液對(duì)外做功的過(guò)程, 簡(jiǎn)化為心臟以恒定的壓強(qiáng)推動(dòng)圓柱形液體做功的模型. 設(shè)圓柱形液體的橫截面積為S, 長(zhǎng)度為L(zhǎng), 根據(jù)P, WF·LFp·S得P將已知條件代入式中得P W1.5 W.(3)WPt1.5×3600×24 J1.3×105 Jh m13 m.答案: (1)75(2)1.5 W(3)13 m12. (2012·西安高三檢測(cè))汽車發(fā)動(dòng)機(jī)的功率為60 kW, 汽車的質(zhì)量為4×103 kg.當(dāng)汽車在足夠長(zhǎng)的水平路面從靜止以0.6 m/s2的加速度做勻加速直線運(yùn)動(dòng)(已知汽車在行駛中所受路面阻力恒定為重力的0.1倍, g取10 m/s2). 求: (1)汽車在水平路面能達(dá)到的最大速度vm1; (2)汽車在水平路面做勻加速運(yùn)動(dòng)能維持多少時(shí)間？(3)在10 s末汽車的瞬時(shí)功率多大？20 s末汽車的瞬時(shí)功率又是多少呢？(4)若汽車以vm1速度駛上一傾角為的足夠長(zhǎng)的斜面(sin0.02). 簡(jiǎn)要描述汽車做何種運(yùn)動(dòng), 并求出此斜面上最終速度vm2.解析: (1)汽車達(dá)到最大速度時(shí), 有: vm1 m/s15 m/s.(2)經(jīng)t時(shí)間, 汽車勻加速達(dá)到額定功率時(shí), 由牛頓第二定律有: F2fma由運(yùn)動(dòng)學(xué)規(guī)律有: vat, 而PF·v, 解得