2023版高三一輪總復(fù)習(xí)物理（新教材新高考）課時分層作業(yè)12功和功率

1、 課時分層作業(yè)(十二)1一物體放在水平面上，它的俯視圖如圖所示，兩個相互垂直的力F1和F2同時作用在物體上，使物體沿圖中v0的方向做直線運(yùn)動。經(jīng)過一段位移的過程中，力F1和F2對物體所做的功分別為3 J和4 J，則兩個力的合力對物體所做的功為()A3 J B4 J C5 J D7 JD當(dāng)多個力對物體做功時，多個力的總功等于各個力對物體做功的代數(shù)和，故W合WF1WF23 J4 J7 J，選項(xiàng)D正確。2(2021福建永安一中高三上學(xué)期期末)如圖所示，水平路面上有一輛質(zhì)量為M的汽車，車廂中有一個質(zhì)量為m的人正用恒力F向前推車廂。在車以加速度a向前加速行駛距離L的過程中，下列說法正確的是()A人對車的

2、推力F做的功為FLB人對車做的功為maLC車對人的作用力大小為maD車對人的摩擦力做的功為(Fma)LA根據(jù)功的公式可知，人對車的推力做的功為WFL，故A正確；在水平方向上，由牛頓第二定律可知車對人的作用力為Fma，由牛頓第三定律可知人對車的作用力為ma，人對車做的功為WmaL，故B錯誤；人在水平方向受到車的作用力為ma，豎直方向上車對人還有支持力，故車對人的作用力為FNeq r(ma2mg2)meq r(a2g2)，故C錯誤；對人，由牛頓第二定律可得FfFma，則FfmaF，車對人的摩擦力做的功為WFfL(Fma)L，故D錯誤。3(2021山東省濟(jì)南市高三階段測試)如圖為測定運(yùn)動員體能的裝置

3、，輕繩拴在腰間沿水平線跨過定滑輪(不計(jì)滑輪的質(zhì)量與摩擦)，下懸重力為G的物體。設(shè)人的重心相對地面不動，人用力向后蹬傳送帶，使水平傳送帶以速率為v逆時針轉(zhuǎn)動，則()A人對重物做功功率為GvB人對傳送帶的摩擦力大小等于G，方向水平向右C人對傳送帶的摩擦力對傳送帶不做功D人對傳送帶做功的功率大小為GvD重物沒有位移，所以人對重物沒有做功，功率為0，故A錯誤；根據(jù)人的重心不動，則知人處于平衡狀態(tài)，摩擦力與拉力平衡，傳送帶對人的摩擦力方向向右，拉力等于物體的重力G，所以人對傳送帶的摩擦力大小等于G，方向水平向左，故B錯誤；在時間t內(nèi)人做功消耗的能量等于人對傳送帶做的功，人的重心不動，繩對人的拉力和人與傳

4、送帶間的摩擦力平衡，而拉力又等于G。根據(jù)PFv，所以人對傳送帶做功的功率為Gv，故C錯誤，D正確。4在水平地面上方的某處，把質(zhì)量相同的P、Q兩小球以相同速率沿豎直方向拋出，P向上，Q向下，不計(jì)空氣阻力，兩球從拋出到落地的過程中()AP球重力做功較多B兩球重力的平均功率相等C落地前瞬間，P球重力的瞬時功率較大D落地前瞬間，兩球重力的瞬時功率相等D根據(jù)Wmgh可知兩球的重力做功相同，選項(xiàng)A錯誤；上拋的小球運(yùn)動時間長，根據(jù)Peq f(W,t)可知兩球重力的平均功率不相等，選項(xiàng)B錯誤；根據(jù)機(jī)械能守恒定律得eq f(1,2)mv2mgheq f(1,2)mveq oal( 2,0)，可知兩球落地的速度相

5、同，由Pmgv可知落地前瞬間，兩球重力的瞬時功率相等，選項(xiàng)C錯誤，選項(xiàng)D正確。5最近推出一款電動共享單車很受市民歡迎。一位市民僅靠電機(jī)驅(qū)動騎著該電動單車以恒定功率從靜止啟動，電動車能夠達(dá)到的最大速度為v。已知電動單車所受的阻力是人和車總重力的eq f(1,10)，重力加速度g取10 m/s2，則當(dāng)車速為eq f(v,4)時，人和車的瞬時加速度為()A1 m/s2 B3 m/s2 C4 m/s2 D5 m/sB由于電動單車以恒定功率啟動，所以單車牽引力大小等于阻力時，單車速度最大，設(shè)人和車總質(zhì)量為M，所以可以得到單車啟動功率為eq f(1,10)Mgv，車速為eq f(v,4)時，可得單車的牽引

6、力為eq f(2,5)Mg，由牛頓第二定律得F牽F阻Ma，代入數(shù)據(jù)解得a3 m/s2。故選B。6如圖所示，質(zhì)量為m的物塊與轉(zhuǎn)臺之間能出現(xiàn)的最大靜摩擦力為物塊重力的k倍，它與轉(zhuǎn)軸OO相距R，物塊隨轉(zhuǎn)臺由靜止開始轉(zhuǎn)動。當(dāng)轉(zhuǎn)速增加到一定值時，物塊即將在轉(zhuǎn)臺上滑動。在物塊由靜止到開始滑動前的這一過程中，轉(zhuǎn)臺對物塊做的功為 ()A0 B2kmgR C2kmgR Deq f(kmgR,2)D由于物塊做圓周運(yùn)動，物塊剛開始滑動這一時刻，物塊受到轉(zhuǎn)臺的摩擦力為最大靜摩擦力，則kmgmeq f(v2,R)，v2kgR。設(shè)轉(zhuǎn)臺對物塊做的功為W轉(zhuǎn)，運(yùn)用動能定理研究物塊由靜止到開始滑動前的這一過程，W轉(zhuǎn)eq f(1,

7、2)mv20eq f(kmgR,2)，故選項(xiàng)D正確。7輕質(zhì)彈簧右端固定在墻上，左端與一質(zhì)量m0.5 kg的物塊相連，如圖甲所示，彈簧處于原長狀態(tài)，物塊靜止且與水平面間的動摩擦因數(shù)0.2。以物塊所在處為原點(diǎn)，水平向右為正方向建立x軸，現(xiàn)對物塊施加水平向右的外力F，F(xiàn)隨x軸坐標(biāo)變化的情況如圖乙所示，物塊運(yùn)動至x0.4 m處時速度為零，則此時彈簧的彈性勢能為(g取10 m/s2)()甲乙A3.1 J B3.5 J C1.8 J D2.0 JA物塊與水平面間的摩擦力為Ffmg1 N。現(xiàn)對物塊施加水平向右的外力F，F(xiàn)x圖像與x軸所圍面積表示功，可知F做功W3.5 J，克服摩擦力做功WfFfx0.4 J。

8、由于物塊運(yùn)動至x0.4 m處時，速度為0，由功能關(guān)系可知，WWfEp，此時彈簧的彈性勢能為Ep3.1 J，選項(xiàng)A正確。8(多選)(2021廣東揭陽高三檢測)質(zhì)量為400 kg的賽車在平直賽道上以恒定功率加速，受到的阻力不變，其加速度a與速度的倒數(shù)eq f(1,v)的關(guān)系如圖所示，則賽車()A速度隨時間均勻增大B加速度隨時間均勻增大C輸出功率為160 kWD所受阻力大小為1 600 NCD由題圖可知，加速度是變化的，故賽車做變加速直線運(yùn)動，A錯誤；由PFv和FF阻ma可得aeq f(P,m)eq f(1,v)eq f(F阻,m)，由此式可知，賽車速度增大時，加速度逐漸減小，故賽車做加速度逐漸減小

9、的加速運(yùn)動，B錯誤；由aeq f(P,m)eq f(1,v)eq f(F阻,m)結(jié)合aeq f(1,v)圖像可得F阻4m(N)，P400m(W)，代入數(shù)據(jù)解得F阻1 600 N，P160 kW，C、D正確。9(多選)質(zhì)量為2103 kg的汽車由靜止開始沿平直公路行駛，行駛過程中牽引力F和車速倒數(shù)eq f(1,v)的關(guān)系圖像如圖所示。已知行駛過程中最大車速為30 m/s，設(shè)阻力恒定，則 ()A汽車所受阻力為6103 NB汽車在車速為5 m/s時，加速度為3 m/s2C汽車在車速為15 m/s時，加速度為1 m/s2D汽車在行駛過程中的最大功率為6104 WCD當(dāng)牽引力等于阻力時，汽車的速度最大，

10、由圖像可知阻力大小Ff2103 N，故A項(xiàng)錯誤；由圖可知，車速為5 m/s時，汽車的牽引力F16103 N，則汽車的加速度a1eq f(F1Ff,m)eq f(61032103,2103) m/s22 m/s2，故B項(xiàng)錯誤；當(dāng)車速為15 m/s時，汽車的牽引力F2eq f(P額,v2)eq f(6104,15) N4103 N，則加速度a2eq f(F2Ff,m)eq f(41032103,2103) m/s21 m/s2，故C項(xiàng)正確；Feq f(1,v)圖像中傾斜圖線的斜率表示功率，可知P額Ffvm210330 W6104 W，故D項(xiàng)正確。10兩輪平衡車(如圖所示)廣受年輕人的喜愛，它的動力

11、系統(tǒng)由電池驅(qū)動，能夠輸出的最大功率為P0，小明駕駛平衡車在水平路面上沿直線運(yùn)動，受到的阻力恒為f。已知小明和平衡車的總質(zhì)量為m，從啟動到達(dá)到最大速度的整個過程中，小明和平衡車可視為質(zhì)點(diǎn)，不計(jì)小明對平衡車做功。設(shè)平衡車啟動后的一段時間內(nèi)是由靜止開始做加速度為a的勻加速直線運(yùn)動，則()A平衡車做勻加速直線運(yùn)動過程中能達(dá)到的最大速度為veq f(P0,fma)B平衡車運(yùn)動過程中所需的最小牽引力為FmaC平衡車達(dá)到最大速度所用的時間teq f(P0,fmaa)D平衡車能達(dá)到的最大行駛速度vmeq f(P0,fma)A當(dāng)平衡車的實(shí)際功率達(dá)到最大功率時勻加速直線運(yùn)動的速度達(dá)到最大值，有：P0Fv根據(jù)牛頓第

12、二定律可知：Ffma，聯(lián)立可得veq f(P0,fma)，故A正確；平衡車在運(yùn)動過程中，根據(jù)牛頓第二定律可知Ffma，即牽引力最小時即加速度為零時，因此Ff為最小值，故B錯誤；啟動后從靜止到最大速度，平衡車先做勻加速直線運(yùn)動，所用時間為teq f(v,a)eq f(P0,fmaa)，之后平衡車做加速度減小的變加速運(yùn)動，也需要一段時間，所以平衡車達(dá)到最大速度所用的時間大于eq f(P0,fmaa)，故C錯誤；平衡車所能達(dá)到的最大速度應(yīng)該是合力為零時，即Ff，可知最大速度為vmeq f(P0,f)，故D錯誤。故選A。11如圖甲所示，質(zhì)量m2.0 kg的物體靜止在水平面上，物體跟水平面間的動摩擦因數(shù)

13、0.20。從t0時刻起，物體受到一個水平力F的作用而開始運(yùn)動，前8 s內(nèi)F隨時間t變化的規(guī)律如圖乙所示，g取10 m/s2。求：甲乙丙(1)在圖丙坐標(biāo)系中畫出物體在前8 s內(nèi)的vt圖像；(2)前8 s內(nèi)水平力F所做的功。解析(1)04 s物體做初速度為0的勻加速直線運(yùn)動，F(xiàn)mgma1，a13 m/s24 s時物體速度v1a1t112 m/s45 s物體做加速度為a2的勻減速直線運(yùn)動，(Fmg)ma2，a27 m/s25 s時物體速度v2v1a2t25 m/s5 s后F撤去，做加速度為a3的勻減速直線運(yùn)動，設(shè)t3時間后速度為零mgma3，a3g2 m/s20v2a3t3，則t32.5 s。即57

14、.5 s內(nèi)做勻減速直線運(yùn)動到速度為零7.58 s內(nèi)物體處于靜止?fàn)顟B(tài)綜上，08 s內(nèi)的vt圖像如圖所示。(2)前8 s內(nèi)水平力F所做的功由vt圖像知：WFFeq f(v1,2)t1Feq f(v1v2,2)t2155 J。答案(1)見解析圖(2)155 J12目前，上海有若干輛超級電容車試運(yùn)行，運(yùn)行中無需連接電纜，只需在乘客上車間隙充電30秒到1分鐘，就能行駛3到5千米。假設(shè)有一輛超級電容車，質(zhì)量m2103 kg，額定功率P60 kW，當(dāng)超級電容車在平直水平路面上行駛時，受到的阻力Ff是車重的0.1倍，g取10 m/s(1)超級電容車在此路面上行駛所能達(dá)到的最大速度是多少？(2)若超級電容車從靜止開始，保持以0.5 m/s2的加速度做勻加速直線運(yùn)動，這一過程能維持多長時間？(3)若超級電容車從靜止開始，保持額定功率做加速運(yùn)動，50 s后達(dá)到最大速度，求此過程中超級電容車的位移大小。解析(1)當(dāng)超級電容車速度達(dá)到最大時，超級電容車的牽引力與阻力平衡，即FFfFfkmg2 000 NPFfvm解得vmeq f(P,Ff)30 m/s。