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(江蘇專用)2021版高考物理一輪復(fù)習(xí) 課后限時集訓(xùn)14 功和功率

上傳人:Sc****h 文檔編號:99984686 上傳時間:2022-06-01 格式:DOC 頁數(shù):8 大小:2.56MB
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1、 課后限時集訓(xùn)14 功和功率 建議用時:45分鐘 1.如圖所示,兩箱相同的貨物,現(xiàn)要用電梯將它們從一樓運到二樓,其中圖甲是利用扶梯臺式電梯運送貨物,圖乙是用履帶式自動電梯運送,假設(shè)兩種情況下電梯都是勻速地運送貨物,下列關(guān)于兩電梯在運送貨物時說法正確的是 (  ) 甲        乙 A.兩種情況下電梯對貨物的支持力都對貨物做正功 B.圖乙中電梯對貨物的支持力對貨物做正功 C.圖甲中電梯對貨物的支持力對貨物不做功 D.圖乙中電梯對貨物的支持力對貨物不做功 D [在圖甲中,貨物隨電梯勻速上升時,貨物受到的支持力豎直向上,與貨物位移方向的夾角小于90°,故此種情況下

2、支持力對貨物做正功,選項C錯誤;圖乙中,貨物受到的支持力與履帶式自動電梯接觸面垂直,此時貨物受到的支持力與貨物位移垂直,故此種情況下支持力對貨物不做功,故選項A、B錯誤,D正確。] 2.(2019·白銀模擬)如圖所示,小物塊甲從豎直固定的光滑圓弧軌道頂端由靜止滑下,軌道半徑為R,圓弧底端切線水平。小物塊乙從高為R的光滑斜面頂端由靜止滑下。下列判斷正確的是(  ) A.兩物塊到達底端時速度相同 B.兩物塊運動到底端的過程中重力做功相同 C.兩物塊到達底端時動能相同 D.兩物塊到達底端時,重力對乙做功的瞬時功率大于重力對甲做功的瞬時功率 D [兩物塊下落的高度相同,根據(jù)動能定理,有

3、mgR=mv2,解得v=,可知兩物塊到達底端時的速度大小相等,但方向不同,A錯誤;兩物塊的質(zhì)量大小關(guān)系不確定,故無法判斷兩物塊運動到底端時重力做的功及動能是否相同,B、C錯誤;在底端時,重力對甲做功的瞬時功率為零,重力對乙做功的瞬時功率大于零,D正確。] 3.質(zhì)量為2 kg的小鐵球從某一高度由靜止釋放,經(jīng)3 s到達地面,不計空氣阻力,g取10 m/s2。則(  ) A.2 s末重力的瞬時功率為200 W B.2 s末重力的瞬時功率為400 W C.前2 s內(nèi)重力的平均功率為100 W D.前2 s內(nèi)重力的平均功率為400 W B [物體只受重力,做自由落體運動,2 s末速度為v1=

4、gt1=20 m/s,下落2 s末重力做功的瞬時功率P=mgv1=400 W,故選項A錯誤,B正確;前2 s內(nèi)的位移為h2=gt=20 m,所以前2 s內(nèi)重力的平均功率為2==200 W,故選項C、D錯誤。] 4.水平路面上的汽車以恒定功率P做加速運動,所受阻力恒定,經(jīng)過時間t,汽車的速度剛好達到最大,在t時間內(nèi)(  ) A.汽車做勻加速直線運動 B.汽車加速度越來越大 C.汽車克服阻力做的功等于Pt D.汽車克服阻力做的功小于Pt D [根據(jù)P=Fv知,隨著速度增大牽引力減小,根據(jù)牛頓第二定律得a=,加速度減小,故A、B錯誤;牽引力做功W=Pt,根據(jù)動能定理知,克服阻力做的功小于

5、牽引力做的功,即小于Pt,故C錯誤,D正確。] 5.(2019·遵義模擬)提高物體(例如汽車)運動速率的有效途徑是增大發(fā)動機的功率和減小阻力因數(shù)(設(shè)阻力與物體運動速率的平方成正比,即Ff=kv2,k是阻力因數(shù))。當(dāng)發(fā)動機的額定功率為P0時,物體運動的最大速率為vm,如果要使物體運動的速率增大到2vm,則下列辦法可行的是 (  ) A.阻力因數(shù)不變,使發(fā)動機額定功率增大到2P0 B.發(fā)動機額定功率不變,使阻力因數(shù)減小到 C.阻力因數(shù)不變,使發(fā)動機額定功率增大到8P0 D.發(fā)動機額定功率不變,使阻力因數(shù)減小到 C [物體勻速運動時,牽引力與阻力相等,由P=Fvm=Ffvm=kv,

6、要使物體運動的速率增大到2vm,阻力因數(shù)不變時,需使發(fā)動機額定功率增大到8P0,故A錯誤,C正確;發(fā)動機額定功率不變時,需使阻力因數(shù)減小到,故B、D錯誤。] 6.(2018·浙江選考)如圖所示,質(zhì)量為60 kg的某運動員在做俯臥撐運動,運動過程中可將她的身體視為一根直棒。已知重心在c點,其垂線與腳、兩手連線中點間的距離oa、ob分別為0.9 m和0.6 m。若她在1 min內(nèi)做了30個俯臥撐,每次肩部上升的距離均為0.4 m,則克服重力做的功和相應(yīng)的功率約為(取g=10 m/s2)(  ) A.430 J,7 W B.4 300 J,70 W C.720 J,12 W D.7

7、 200 J,120 W B [設(shè)重心上升的高度為h,根據(jù)相似三角形可知,每次俯臥撐中,有=,即h=0.24 m。一次俯臥撐中,克服重力做功W=mgh=60×10×0.24 J=144 J,所以一分鐘內(nèi)克服重力做的總功為W總=NW=4 320 J,功率P==72 W,故選項B正確。] 7.(多選)一輛CRH2型動車組的總質(zhì)量M=2.0×105 kg,額定輸出功率為4 800 kW。假設(shè)該動車組在水平軌道上運動時的最大速度為270 km/h,受到的阻力Ff與速度v滿足Ff=kv,g取10 m/s2。下列說法正確的是(  ) A.該動車組以最大速度行駛時的牽引力為6.4×104 N B.從

8、題中給出的數(shù)據(jù)可算出k=1.0×103 N·s/m C.當(dāng)勻速行駛的速度為最大速度一半時,動車組受到的阻力為1.6×104 N D.當(dāng)勻速行駛的速度為最大速度一半時,動車組的輸出功率為1 200 kW AD [最大速度為vm=270 km/h=75 m/s,根據(jù)P=Fv,得該動車組以最大速度行駛時的牽引力為F== N=6.4×104 N,故A正確;當(dāng)牽引力與阻力相等時,速度達到最大,則有F=Ff=kvm,解得k== N·s/m=853.3 N·s/m,故B錯誤;當(dāng)勻速行駛的速度為v=時,則有F′f=kv=853.3× N=3.2×104 N,此時牽引力F′=F′f=3.2×104 N,動

9、車組輸出功率P′=F′v=3.2×104× W=1 200 kW,故C錯誤,D正確。] 8.(2019·江蘇東海高中高考模擬)如圖所示,從某高度以初速度v0水平拋出一個質(zhì)量為m的小球,在小球未落地的過程中,其速度v、速度變化量Δv、重力的功率P和重力的功W與時間t的關(guān)系圖象,正確的是(  ) A     B     C     D C [小球t時刻的速度為v==,由數(shù)學(xué)知識知,t=0時,v≠0,所以v-t圖象不過原點,故A錯誤。由Δv=at=gt分析可知,Δv-t圖象是過原點的直線,故B錯誤。重力的功率P=mgvy=mg·gt=mg2t,P與t成正比,P-t圖象是過原點的直線,故

10、C正確。重力的功W=mgh=mg·gt2,W-t是過原點的開口向上的拋物線,故D錯誤。] 9.(多選)(2019·江蘇宿遷期末)一輛汽車以速度v0在平直的公路上勻速行駛。到達某處時,司機減小油門使汽車輸出功率減小為原來的一半,并保持該功率行駛。假設(shè)汽車受到的阻力恒定,從減小油門開始,下列能正確表示汽車加速度a、速度v、時間t之間的關(guān)系的是(  ) A     B     C    D AD [由牛頓第二定律可知f-F′牽=ma,即-=ma,因P′=,解得a=-+,由題意可知,當(dāng)<時,a=0;若>,a=-+,故A正確,B錯誤;汽車勻速行駛時牽引力等于阻力,即f=F牽=;功率突然減小

11、一半,P′=,汽車的速度由于慣性來不及變化,此時v=v0,則根據(jù)P=Fv,牽引力立刻減小一半,小于阻力,合力變?yōu)榉捶较颍囎鰷p速運動;功率一定時,速度減小,牽引力增大,合力減小,加速度減小,故汽車做加速度不斷減小的減速運動,當(dāng)牽引力增大到等于阻力時,加速度減為零,此時速度剛好減為,汽車再次以的速度做勻速直線運動,故C錯誤,D正確。] 10.(2019·江蘇淮陰月考)如圖所示,在傾角為θ的斜面上,以速度v0水平拋出一個質(zhì)量為m的小球(斜面足夠長,重力加速度為g),則在小球從開始運動到小球離開斜面有最大距離的過程中,下列說法中錯誤的是(  ) A.重力做功W= B.速度的變化量為v0t

12、an θ C.運動的時間為 D.重力的平均功率P= C [當(dāng)小球的速度方向與斜面平行時,距離斜面最遠(yuǎn),此時的豎直分速度vy=v0tan θ,運動時間t==,速度的變化量Δv=gt=v0tan θ,故B正確,C錯誤。此時下降的高度h==,重力做功W=mgh=,故A正確。重力的平均功率P==,故D正確。] 11.質(zhì)量為1.0×103 kg的汽車,沿傾角為30°的斜坡由靜止開始運動,汽車在運動過程中所受摩擦阻力大小恒為2 000 N,汽車發(fā)動機的額定輸出功率為5.6×104 W,開始時以a=1 m/s2的加速度做勻加速運動(g取10 m/s2)。求: (1)汽車做勻加速運動的時間t1;

13、(2)汽車所能達到的最大速率; (3)若斜坡長143.5 m,且認(rèn)為汽車到達坡頂之前,已達到最大速率,則汽車從坡底到坡頂需多長時間? [解析] (1)由牛頓第二定律得 F-mgsin 30°-Ff=ma 設(shè)勻加速過程的末速度為v,則有P=Fv v=at1 解得t1=7 s。 (2)當(dāng)達到最大速度vm時,a=0,則有 P=(mgsin 30°+Ff)vm 解得vm=8 m/s。 (3)汽車勻加速運動的位移x1=at,在后一階段對汽車由動能定理得 Pt2-(mgsin 30°+Ff)x2=mv-mv2 又有x=x1+x2 解得t2≈15 s 故汽車運動的總時間為t=t1+

14、t2=22 s。 [答案] (1)7 s (2)8 m/s (3)22 s 12.(2019·衡水模擬)如圖甲所示,在水平路段AB上有一質(zhì)量為2×103 kg的汽車(可視為質(zhì)點),正以10 m/s的速度向右勻速運動,汽車前方的水平路段BC較粗糙,汽車通過整個ABC路段的v-t圖象如圖乙所示(在t=15 s 處水平虛線與曲線相切),運動過程中汽車發(fā)動機的輸出功率保持20 kW不變,假設(shè)汽車在兩個路段上受到的阻力(含地面摩擦力和空氣阻力等)各自有恒定的大小。求:     甲         乙 (1)汽車在AB路段上運動時所受阻力f1的大?。? (2)汽車剛好開過B點時加速度a的大??;

15、 (3)BC路段的長度。 [解析] (1)汽車在AB路段做勻速直線運動,根據(jù)平衡條件,有:F1=f1 P=F1v1 解得:f1== N=2 000 N。 (2)t=15 s時汽車處于平衡狀態(tài),有: F2=f2 P=F2v2 解得:f2== N=4 000 N 剛好開過B點時汽車的牽引力仍為F1, 根據(jù)牛頓第二定律,有: f2-F1=ma 解得:a=1 m/s2。 (3)對于汽車在BC路段運動,由動能定理得: Pt-f2s=mv-mv 解得:s=68.75 m。 [答案] (1)2 000 N (2)1 m/s2 (3)68.75 m 13.(2019·江蘇無錫

16、期末)如圖甲所示,質(zhì)量為m=2 kg的物塊以初速度v0=20 m/s從圖中所示位置開始沿粗糙水平面向右運動,同時物塊受到一水平向左的恒力F作用,在運動過程中物塊速度隨時間變化的規(guī)律如圖乙所示,g取10 m/s2。試求: 甲       乙 (1)物塊在0~4 s內(nèi)的加速度a1的大小和4~8 s內(nèi)的加速度a2的大??; (2)恒力F的大小及物塊與水平面間的動摩擦因數(shù)μ; (3)8 s內(nèi)恒力F所做的功。 [解析] (1)由圖可知,0~4 s內(nèi),物體向右做勻減速直線運動,4~8 s內(nèi),物體向左做勻加速直線運動。 0~4 s內(nèi),a1== m/s2=5 m/s2。 4~8 s內(nèi),a2== m/s2=2 m/s2。 (2)根據(jù)牛頓第二定律,在0~4 s內(nèi)恒力F與摩擦力同向:F+μmg=ma1 4~8 s內(nèi)恒力F與摩擦力反向:F-μmg=ma2 代入數(shù)據(jù)解得:F=7 N,μ=0.15。 (3)根據(jù)圖形的面積可得8 s內(nèi)物體運動的位移 s=×4×20 m-×4×8 m=24 m 恒力F做的功為W =Fs=-7×24 J=-168 J。 [答案] (1)5 m/s2 2 m/s2 (2)7 N 0.15 (3)-168 J 8

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