套活頁(yè)限時(shí)訓(xùn)練】第五章：第1講 功和功率(含解析)

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1、必修二　第五章　機(jī)械能及其守恒定律 第1講　功和功率 時(shí)間：60分鐘 1． 一個(gè)力對(duì)物體做了負(fù)功，則說(shuō)明 (　　)． A．這個(gè)力一定阻礙物體的運(yùn)動(dòng) B．這個(gè)力不一定阻礙物體的運(yùn)動(dòng) C．這個(gè)力與物體運(yùn)動(dòng)方向的夾角可能為零 D．這個(gè)力與物體運(yùn)動(dòng)方向的夾角α<90° 解析　由功的表達(dá)式W＝Flcos α知，只有當(dāng)90°＜α≤180°時(shí)，cos α＜0，力對(duì)物體做負(fù)功，此力阻礙物體的運(yùn)動(dòng)，故A對(duì)． 答案　A 2．如圖5-1-14所示，質(zhì)量相等的物體A和物體B與地面的動(dòng)摩擦因數(shù)相等，在恒力F的作用下，一起沿水平地面向右移動(dòng)x，則 (　　)． 圖5-1-14 A

2、．摩擦力對(duì)A、B做功相等 B．A對(duì)B沒有做功 C．F對(duì)A做的功與F對(duì)B做的功相等 D．合外力對(duì)A做的功與合外力對(duì)B做的功相等 解析　A、B一起向右運(yùn)動(dòng)，具有相同的加速度和合外力，運(yùn)動(dòng)了相同的位移，故合外力對(duì)A做的功與合外力對(duì)B做的功相等，則D正確；根據(jù)摩擦力公式Ff＝μFN，A的摩擦力大于B的摩擦力，摩擦力對(duì)A、B做功不相等，則A錯(cuò)誤；A對(duì)B有向前的彈力，對(duì)B做正功，則B錯(cuò)誤；力F沒有作用在B上，對(duì)B不做功，則C錯(cuò)誤． 答案　D 3．(2012·廣州調(diào)研)用起重機(jī)提升貨物，貨物上升過程中的v-t圖象如圖5-1-15所示，在t＝3 s到t＝5 s內(nèi)，重力對(duì)貨物做的功為W1、繩索拉力對(duì)

3、貨物做的功為W2、貨物所受合力做的功為W3，則 (　　)． 圖5-1-15 A．W1>0 B．W2<0 C．W2>0 D．W3＝0 解析　分析題圖可知，貨物一直向上運(yùn)動(dòng)，根據(jù)功的定義式可得：重力做負(fù)功，拉力做正功，即W1<0，W2>0，A、B錯(cuò)誤，C正確；根據(jù)動(dòng)能定理：合力做的功W3＝0－mv2，v＝2 m/s，即W3<0，D錯(cuò)誤． 答案　C 4．一個(gè)質(zhì)量為m的小球做自由落體運(yùn)動(dòng)，那么，在前t秒內(nèi)重力對(duì)它做功的平均功率及在t秒末重力做功的瞬時(shí)功率P分別為 (　　)． A.＝mg2t2，P＝mg2t2 B.＝mg2t2，P＝mg2t2 C.＝mg2t，P＝mg2t

4、 D.＝mg2t，P＝2mg2t 解析　前t秒內(nèi)重力做功的平均功率 ＝＝＝mg2t；t秒末重力做功的瞬時(shí)功率P＝Fv＝mg·gt＝mg2t，故C正確． 答案　C 5．如圖5-1-16所示，通過一動(dòng)滑輪提升質(zhì)量m＝1 kg的物體，豎直向上拉繩子，使物體由靜止開始以5 m/s2的加速度上升，不計(jì)動(dòng)滑輪及繩子的質(zhì)量和摩擦，則拉力F在1 s末的瞬時(shí)功率為(取g＝10 m/s2) (　　)． 圖5-1-16 A．75 W B．25 W C．12.5 W D．37.5 W 解析　由牛頓第二定律得2F－mg＝ma，得F＝7.5 N．1 s末物體的速度為v1＝at＝5 m/s，力F作

5、用點(diǎn)的速度v2＝2v1＝10 m/s，則拉力F在1 s末的瞬時(shí)功率為P＝Fv2＝75 W．故A正確． 答案　A 6. (2011·上海單科，15)如圖5-1-17所示，一長(zhǎng)為L(zhǎng)的輕桿一端固定在光滑鉸鏈上，另一端固定一質(zhì)量為m的小球．一水平向右的拉力作用于桿的中點(diǎn)，使桿以角速度ω勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，當(dāng)桿與水平方向成60°時(shí)，拉力的功率為\ (　　)． 圖5-1-17 A．mgLω B.mgLω C.mgLω D.mgLω 解析　由能的轉(zhuǎn)化及守恒可知：拉力的功率等于克服重力的功率．PG＝mgvy＝mgv cos 60 °＝mgωL，故選C. 答案　C 7．完全相同的兩輛汽車，都拖著

6、完全相同的拖車以相同的速度在平直公路上勻速齊頭并進(jìn)，某一時(shí)刻兩拖車同時(shí)與汽車脫離之后，甲汽車保持原來(lái)的牽引力繼續(xù)前進(jìn)，乙汽車保持原來(lái)的功率繼續(xù)前進(jìn)，則一段時(shí)間后(假設(shè)均未達(dá)到最大功率) (　　)． A．甲車超前，乙車落后 B．乙車超前，甲車落后 C．它們?nèi)札R頭并進(jìn) D．甲車先超過乙車，后乙車又超過甲車 解析　拖車與汽車脫離之前，牽引力大小等于摩擦力，脫離之后，汽車受到的摩擦力f減小，因?yàn)榧灼嚨臓恳保持不變，所以其將做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，加速度大小為a＝，而乙汽車保持原來(lái)的功率不變做加速運(yùn)動(dòng)，根據(jù)P＝Fv可知，其牽引力會(huì)隨其速度的逐漸增大而減小，其加速度大小會(huì)從a＝逐漸減小，可見，

7、甲車的速度較大，甲車超前，乙車落后． 答案　A 8．如圖5-1-18甲所示，質(zhì)量為1 kg的物體置于固定斜面上，現(xiàn)對(duì)物體施以平行于斜面向上的拉力F,1 s后將拉力撤去，物體運(yùn)動(dòng)的v-t圖象如圖乙所示，試求： 圖5-1-18 (1)拉力F的大小． (2)拉力F在第1 s內(nèi)的平均功率． 解析　(1)由v-t圖象知，當(dāng)撤去拉力F后，物體做勻減速直線運(yùn)動(dòng)，加速度大小a＝6 m/s2. 由牛頓第二定律得Ff＝ma＝6 N， 當(dāng)物體受拉力F的作用時(shí)，由牛頓第二定律得F－Ff＝ma′，其中由題圖知加速度a′＝12 m/s2，所以F＝18 N. (2)物體在拉力F作用下的位移x＝a′

8、t2＝6 m， 所以拉力F在第1 s內(nèi)的平均功率 ＝＝ W＝108 W. 答案　(1)18 N　(2)108 W 9．(2012·上海卷，18改編)如圖5-1-19所示，位于水平面上的物體在水平恒力F1作用下，做速度為v1的勻速運(yùn)動(dòng)；若作用力變?yōu)樾毕蛏系暮懔2，物體做速度為v2的勻速運(yùn)動(dòng)，且F1與F2功率相同．則可能有 (　　)． 圖5-1-19 ①F2＝F1　v1>v2 ②F2＝F1　v1F1　v1>v2 ④F2

9、 θ，因cos θ<1，故F1v1F1時(shí)，有v1>v2、v1

10、D．在t＝6.0 s時(shí)，質(zhì)點(diǎn)的加速度為零 解析　在0～3.0 s時(shí)間內(nèi)，由動(dòng)能定理W合＝ΔEk＝6 J，所以A錯(cuò)誤．在4.0～6.0 s時(shí)間內(nèi)，由圖象可知s＝6 m，＝＝3 m/s，所以B正確．在1.0～5.0 s時(shí)間內(nèi)，W合＝ΔEk＝8 J，＝＝2 W，C錯(cuò)誤．由題圖可知，t＝6.0 s時(shí)質(zhì)點(diǎn)的加速度a＝－4 m/s2，D錯(cuò)誤． 答案　B 11．(2013·合肥質(zhì)檢)低碳、環(huán)保是未來(lái)汽車的發(fā)展方向．某汽車研發(fā)機(jī)構(gòu)在汽車的車輪上安裝了小型發(fā)電機(jī)，將減速時(shí)的部分動(dòng)能轉(zhuǎn)化并儲(chǔ)存在蓄電池中，以達(dá)到節(jié)能的目的．某次測(cè)試中，汽車以額定功率行駛一段距離后關(guān)閉發(fā)動(dòng)機(jī)，測(cè)出了汽車動(dòng)能Ek與位移x的關(guān)系圖

11、象如圖5-1-21所示，其中①是關(guān)閉儲(chǔ)能裝置時(shí)的關(guān)系圖線，②是開啟儲(chǔ)能裝置時(shí)的關(guān)系圖線．已知汽車的質(zhì)量為1 000 kg，設(shè)汽車運(yùn)動(dòng)過程中所受地面阻力恒定，空氣阻力不計(jì)，根據(jù)圖象所給的信息可求出 (　　)． 圖5-1-21 A．汽車行駛過程中所受地面的阻力為1 000 N B．汽車的額定功率為40 kW C．汽車加速運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為22.5 s D．汽車開啟儲(chǔ)能裝置后向蓄電池提供的電能為5×105 J 解析　由圖線①求所受阻力，ΔEk＝FfΔx，F(xiàn)f＝N＝2 000 N，A錯(cuò)誤；由Ek＝mv可得，vm＝40 m/s，所以P＝Ffvm＝80 kW，B錯(cuò)誤；加速階段，Pt－Ffx＝Δ

12、Ek，80×103t－2×103×500＝3×105，解得t＝16.25 s，C錯(cuò)誤；根據(jù)能量守恒，由圖線②可得，ΔE＝Ek－Ffx＝8×105 J－2×103×150 J＝5×105 J，D正確． 答案　D 12．高速連續(xù)曝光照相機(jī)可在底片上重疊形成多個(gè)圖像．現(xiàn)利用這架照相機(jī)對(duì)MD2000家用汽車的加速性能進(jìn)行研究，如圖5-1-22所示為汽車做勻加速直線運(yùn)動(dòng)時(shí)三次曝光的照片，圖中的標(biāo)尺單位為米，照相機(jī)每?jī)纱纹毓獾臅r(shí)間間隔為1.0 s．已知該汽車的質(zhì)量為2 000 kg，額定功率為72 kW，汽車運(yùn)動(dòng)過程中所受的阻力始終為1 600 N. 圖5-1-22 (1)求該汽車加速度的大小

13、． (2)若汽車由靜止以此加速度開始做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，勻加速運(yùn)動(dòng)狀態(tài)最多能保持多長(zhǎng)時(shí)間？ (3)求汽車所能達(dá)到的最大速度． 解析　(1)汽車做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，據(jù)運(yùn)動(dòng)學(xué)公式，有 x1＝v0ΔT＋aΔT2，v1＝v0＋aΔT x2＝v1ΔT＋aΔT2 由以上幾式可得，Δx＝x2－x1＝aΔT2 a＝＝ m/s2＝1.0 m/s2. (2)做勻加速直線運(yùn)動(dòng)的汽車所受合力為恒力，由牛頓第二定律得：F－Ff＝ma，所以F＝ma＋Ff＝3 600 N，隨著速度的增大，汽車的輸出功率增大，當(dāng)達(dá)到額定功率時(shí)，勻加速運(yùn)動(dòng)的過程結(jié)束，由P＝Fv得v1＝＝ m/s＝20 m/s，由勻加速運(yùn)動(dòng)公式v＝at得：t＝＝20 s. (3)當(dāng)汽車達(dá)到最大速度時(shí)，有F′＝Ff＝1 600 N. 由P＝F′v，得v＝＝ m/s＝45 m/s. 答案　(1)1.0 m/s2　(2)20 s　(3)45 m/s 特別提醒：教師配贈(zèng)習(xí)題、課件、視頻、圖片、文檔等各種電子資源見《創(chuàng)新設(shè)計(jì)·高考總復(fù)習(xí)》光盤中內(nèi)容.