新高考物理熱點(diǎn)7功功率功能關(guān)系

熱點(diǎn)7功功率功能關(guān)系1．(2021·山東卷·3)如圖1所示，粗糙程度處處相同的水平桌面上有一長(zhǎng)為L(zhǎng)的輕質(zhì)細(xì)桿，一端可繞豎直光滑軸O轉(zhuǎn)動(dòng)，另一端與質(zhì)量為m的小木塊相連．木塊以水平初速度v0出發(fā)，恰好能完成一個(gè)完整的圓周運(yùn)動(dòng)．在運(yùn)動(dòng)過程中，木塊所受摩擦力的大小為()圖1A.eq\f(mv\o\al(,02),2πL) B.eq\f(mv\o\al(,02),4πL)C.eq\f(mv\o\al(,02),8πL) D.eq\f(mv\o\al(,02),16πL)答案B解析在運(yùn)動(dòng)過程中，只有摩擦力做功，而摩擦力做功與路徑有關(guān)，根據(jù)動(dòng)能定理－f·2πL＝0－eq\f(1,2)mv02，可得摩擦力的大小f＝eq\f(mv\o\al(,02),4πL)，故選B.2.(2021·廣東東莞市高三期末)如圖2所示，質(zhì)量為m的物體靜止在地面上，物體上面連著一個(gè)輕彈簧，用手拉住彈簧上端向上移動(dòng)H，將物體緩緩提高h(yuǎn)，拉力F做功WF，不計(jì)彈簧的質(zhì)量，已知重力加速度為g，則下列說法正確的是()圖2A．重力做功－mgh，重力勢(shì)能減少mghB．彈力做功－WF，彈性勢(shì)能增加WFC．重力勢(shì)能增加mgh，彈性勢(shì)能增加FHD．重力勢(shì)能增加mgh，彈性勢(shì)能增加WF－mgh答案D解析由題知重物緩慢上升h，則重力做功為WG＝－mgh，重力勢(shì)能增加mgh，整個(gè)過程，根據(jù)功能關(guān)系有WF＋W彈＋WG＝0，解得W彈＝mgh－WF，故彈性勢(shì)能增加ΔEp＝－W彈＝WF－mgh，故選D.3.(多選)(2021·河北邯鄲市一模)如圖3所示，一固定斜面的傾角為30°，一質(zhì)量為m的小物塊自斜面底端以一定的初速度沿斜面向上做勻減速運(yùn)動(dòng)，加速度大小等于0.8g(g為重力加速度大小)，物塊上升的最大高度為H，則此過程中()圖3A．物塊的重力勢(shì)能減少了mgHB．物塊的動(dòng)能損失了1.6mgHC．物塊的機(jī)械能損失了0.8mgHD．物塊克服摩擦力做功0.6mgH答案BD解析重力做功－mgH，說明物塊的重力勢(shì)能增加了mgH，故A錯(cuò)誤；由動(dòng)能定理可知W＝－maeq\f(H,sin30°)＝－1.6mgH，說明物塊的動(dòng)能損失了1.6mgH，故B正確；在上升過程中，動(dòng)能減少了1.6mgH，而重力勢(shì)能增加了mgH，故機(jī)械能損失了0.6mgH，故C錯(cuò)誤；設(shè)物塊克服摩擦力做功為W克f，由動(dòng)能定理可得W＝－mgH－W克f＝－1.6mgH，解得W克f＝0.6mgH，故D正確．4．(2021·河北廊坊市高三期末)一質(zhì)量為m的小球，從地面附近的某高度處以初速度v水平拋出，除重力外小球還受一水平恒力作用，經(jīng)過一段時(shí)間，小球的速度大小變?yōu)?v，方向豎直向下，小球還未到達(dá)地面．在此過程中()A．小球的動(dòng)能增加了eq\f(1,2)mv2B．小球的重力勢(shì)能減少了2mv2C．小球的機(jī)械能增加了2mv2D．水平恒力做功的大小大于重力做功的大小答案B解析小球的動(dòng)能增加了ΔEk增＝eq\f(1,2)m(2v)2－eq\f(1,2)mv2＝eq\f(3,2)mv2，故A錯(cuò)誤；小球在豎直方向做自由落體運(yùn)動(dòng)，設(shè)小球下落的高度為h，則(2v)2＝2gh，小球的重力勢(shì)能減少了ΔEp減＝mgh，解得ΔEp減＝2mv2，故B正確；設(shè)水平恒力做功為WF，小球下落過程根據(jù)動(dòng)能定理得WF＋mgh＝eq\f(1,2)m(2v)2－eq\f(1,2)mv2，即WF＋2mv2＝eq\f(1,2)m·(2v)2－eq\f(1,2)mv2，解得WF＝－eq\f(1,2)mv2，故小球的機(jī)械能減少了eq\f(1,2)mv2，重力做功的大小等于重力勢(shì)能的減少量即為2mv2，則水平恒力做功的大小小于重力做功的大小，故C、D錯(cuò)誤．5．(2021·安徽馬鞍山市高三一模)一輛質(zhì)量為m的汽車在水平路面上以速度v勻速行駛，此時(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)功率為P，汽車運(yùn)動(dòng)中所受阻力恒定不變．當(dāng)汽車功率突然變?yōu)閑q\f(3,4)P的瞬間，此時(shí)加速度大小為()A．0B.eq\f(P,4mv)C.eq\f(3P,4mv)D.eq\f(P,mv)答案B解析汽車勻速行駛時(shí)，有F＝Ff，P＝Fv，汽車功率突然變?yōu)閑q\f(3,4)P的瞬間，牽引力發(fā)生變化，速度不變，則有eq\f(3,4)P＝F′v，由牛頓第二定律有Ff－F′＝ma，聯(lián)立解得a＝eq\f(P,4mv)，所以B正確，A、C、D錯(cuò)誤．6．(多選)(2021·河北張家口市一模)2020年12月25日，國產(chǎn)C919大型客機(jī)飛抵呼倫貝爾海拉爾東山國際機(jī)場(chǎng)，開展高寒試驗(yàn)試飛專項(xiàng)任務(wù)．已知此客機(jī)質(zhì)量為m，起飛前，在平直的水泥路上從靜止開始沿直線加速，經(jīng)過時(shí)間t速度達(dá)到v，此過程飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)輸出功率恒為P，所受阻力恒為Ff，那么在這段時(shí)間內(nèi)()A．飛機(jī)做勻加速運(yùn)動(dòng)，加速度大小為eq\f(v,t)B．飛機(jī)位移大小為eq\f(Pt,Ff)－eq\f(mv2,2Ff)C．飛機(jī)受到的合外力所做的功為PtD．飛機(jī)受到的阻力所做的功為eq\f(mv2,2)－Pt答案BD解析對(duì)飛機(jī)受力分析有eq\f(P,v)－Ff＝ma，隨著速度增大，合力減小，加速度減小，所以飛機(jī)做變加速運(yùn)動(dòng)，A錯(cuò)誤；根據(jù)動(dòng)能定理得W合＝Pt－Ffs＝eq\f(1,2)mv2，解得s＝eq\f(Pt,Ff)－eq\f(mv2,2Ff)，飛機(jī)受到的阻力所做的功為－Ffs＝eq\f(mv2,2)－Pt，B、D正確，C錯(cuò)誤．7.(多選)如圖4所示，一根足夠長(zhǎng)的圓管豎直固定在地面上，管內(nèi)有一勁度系數(shù)為k＝10N/m的輕質(zhì)彈簧，彈簧上端連有質(zhì)量可以忽略的活塞，下端連有質(zhì)量為m＝0.1kg的小球(小球直徑小于管徑)，已知活塞與管壁間的最大靜摩擦力f＝1.4N，彈簧從自然長(zhǎng)度開始伸長(zhǎng)x的過程中平均彈力為F＝eq\f(1,2)kx，最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力，重力加速度大小g＝10m/s2.當(dāng)彈簧處于自然長(zhǎng)度時(shí)由靜止釋放小球，在小球第一次運(yùn)動(dòng)到最低點(diǎn)的過程中()圖4A．小球先做加速度減小的加速運(yùn)動(dòng)，再做加速度增大的減速運(yùn)動(dòng)直到靜止B．彈簧的最大伸長(zhǎng)量為0.14mC．當(dāng)小球運(yùn)動(dòng)到最低點(diǎn)時(shí)，彈簧的彈性勢(shì)能為0.098JD．活塞克服摩擦力做的功為0.105J答案BC解析小球的重力為G＝mg＝1N，當(dāng)彈簧的彈力等于小球的重力時(shí)有kx0＝mg，得x0＝0.10m，小球開始向下運(yùn)動(dòng)的過程中彈簧逐漸變長(zhǎng)，彈簧的彈力增大，開始時(shí)小球的重力大于彈簧的彈力，小球向下做加速運(yùn)動(dòng)，加速度隨彈簧長(zhǎng)度的增大而減?。划?dāng)彈簧的彈力大于重力時(shí)，小球開始做減速運(yùn)動(dòng)，加速度隨彈簧長(zhǎng)度的增大而增大，小球做加速度增大的減速運(yùn)動(dòng)；當(dāng)彈簧的彈力等于活塞受到的最大靜摩擦力時(shí)，活塞開始運(yùn)動(dòng)，彈簧不再增長(zhǎng)；彈簧最長(zhǎng)時(shí)有kxm＝f，所以xm＝0.14m，所以小球在開始下降的0.1m內(nèi)做加速運(yùn)動(dòng)，在0.1m到0.14m內(nèi)做減速運(yùn)動(dòng)，在彈簧伸長(zhǎng)0.14m時(shí)，小球仍然有向下的速度，此后小球繼續(xù)向下運(yùn)動(dòng)，由于活塞受到的摩擦力不變，所以小球做加速度不變的減速運(yùn)動(dòng)，直到小球到達(dá)最低點(diǎn)．由以上分析可知，A錯(cuò)誤，B正確；小球到達(dá)最低點(diǎn)時(shí)彈簧的彈性勢(shì)能等于克服彈力做的功，即Ep＝eq\x\to(F)·xm＝eq\f(1,2)kxeq\o\al(,m2)＝0.098J，C正確；小球下降0.14m時(shí)，有mgxm－Ep＝eq\f(1,2)mv2，小球繼續(xù)下降的過程中彈簧的長(zhǎng)度不變，所以彈簧彈力不做功，重力和摩擦力做功，則mgΔx－fΔx＝0－eq\f(1,2)mv2，W克f＝fΔx，聯(lián)立解得W克f＝0.147J，故D錯(cuò)誤．8．(多選)(2020·山東卷·11)如圖5所示，質(zhì)量為M的物塊A放置在光滑水平桌面上，右側(cè)連接一固定于墻面的水平輕繩，左側(cè)通過一傾斜輕繩跨過光滑定滑輪與一豎直輕彈簧相連．現(xiàn)將質(zhì)量為m的鉤碼B掛于彈簧下端，當(dāng)彈簧處于原長(zhǎng)時(shí)，將B由靜止釋放，當(dāng)B下降到最低點(diǎn)時(shí)(未著地)，A對(duì)水平桌面的壓力剛好為零．輕繩不可伸長(zhǎng)，彈簧始終在彈性限度內(nèi)，物塊A始終處于靜止?fàn)顟B(tài)．以下判斷正確的是()圖5A．M<2mB．2m<M<3mC．在B從釋放位置運(yùn)動(dòng)到最低點(diǎn)的過程中，所受合力對(duì)B先做正功后做負(fù)功D．在B從釋放位置運(yùn)動(dòng)到速度最大的過程中，B克服彈簧彈力做的功等于B機(jī)械能的減少量答案ACD解析由題意知，B在開始位置到最低點(diǎn)之間做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)，則最低點(diǎn)時(shí)彈簧彈