2020屆高考物理二輪復(fù)習(xí) 專題強(qiáng)化練（五）功和功率 動(dòng)能定理（含解析）

專題強(qiáng)化練(五)考點(diǎn)1功和功率的計(jì)算1(2019·玉溪模擬)一物體所受的力F隨位移x變化的圖象如圖所示，在這一過(guò)程中，力F對(duì)物體做的功為()A3 JB6 JC7 JD8 J解析：力F對(duì)物體做的功等于圖線與橫軸x圍成面積的代數(shù)和，即W1×(34)×2 J7 J，W2×(54)×2 J1 J，所以力F對(duì)物體做的功為W7 J1 J6 J，故B正確，A、C、D錯(cuò)誤答案：B2(2019·廈門模擬)用鐵錘把小鐵釘釘入木板，設(shè)木板對(duì)鐵釘?shù)淖枇εc鐵釘進(jìn)入木板的深度成正比已知鐵錘第一次使鐵釘進(jìn)入木板的深度為d，接著敲第二錘，如果鐵錘第二次敲鐵釘時(shí)對(duì)鐵釘做的功與第一次相同，那么，第二次使鐵釘進(jìn)入木板的深度為()A(1)d B(1)dC.d D.d解析：由題意可知，阻力與深度d成正比，則有Ffkd，阻力做的功WfFfdkd2，由動(dòng)能定理得，第一次敲鐵釘Wkd200，兩次敲鐵釘2Wk(dd)200，解得d(1)d，故B正確，A、C、D錯(cuò)誤答案：B3(多選)(2019·南昌模擬)一質(zhì)量為m的物體靜止在光滑水平面上，從t0時(shí)刻開(kāi)始受到水平外力的作用力的大小F與時(shí)間t的關(guān)系如圖所示，力的方向保持不變，則下列說(shuō)法中正確的是()A物體在0t0和t02t0水平外力做功之比是110B物體在0t0和t02t0水平外力做功之比是18C外力在t0和2t0時(shí)刻的瞬時(shí)功率之比是18D外力在t0和2t0時(shí)刻的瞬時(shí)功率之比是16解析：0t0時(shí)間內(nèi)的加速度a1，t0時(shí)刻的速度為v1a1t0，t02t0時(shí)間內(nèi)的加速度為a2，2t0時(shí)的速度為v2v1a2t0，根據(jù)動(dòng)能定理得，外力在0t0時(shí)間內(nèi)做的功為W1mv，外力在t02t0時(shí)間內(nèi)做的功為W2mvmv，所以外力在0t0和t02t0時(shí)間內(nèi)做功之比是18，故A錯(cuò)誤，B正確；外力在t0時(shí)刻的瞬時(shí)功率為P1F0v1，2t0時(shí)刻瞬時(shí)功率為P22F0v2，所以外力在t0和2t0時(shí)刻的瞬時(shí)功率之比是16，故C錯(cuò)誤，D正確答案：BD4(多選)(2019·菏澤模擬)質(zhì)量為m的物體靜止在粗糙的水平地面上，從t0時(shí)刻開(kāi)始受到方向恒定的水平拉力F作用，F(xiàn)與時(shí)間t的關(guān)系如圖甲所示物體在t0時(shí)刻開(kāi)始運(yùn)動(dòng)，其v-t圖象如圖乙所示，若可認(rèn)為滑動(dòng)摩擦力等于最大靜摩擦力，則()A物體與地面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為B物體在t0時(shí)刻的加速度大小為C物體所受合外力在t0時(shí)刻的功率為2F0v0D水平力F在t0到2t0這段時(shí)間內(nèi)的平均功率為F0解析：物體在時(shí)刻開(kāi)始運(yùn)動(dòng)，說(shuō)明此時(shí)阻力等于水平拉力，即FfF0，動(dòng)摩擦因數(shù)，故A正確；在t0時(shí)刻由牛頓第二定律可知，2F0Ffma，a，故B錯(cuò)誤；物體在t0時(shí)刻受到的合外力為F合2F0FfF0，功率為PF0v0，故C錯(cuò)誤；2t0時(shí)刻速度為v1v0t0，在t02t0時(shí)間內(nèi)的平均速度為v()，故平均功率為P2F0v()F0，故D正確答案：AD考點(diǎn)2機(jī)車啟動(dòng)問(wèn)題5(2018·徐州模擬)一輛汽車在平直的公路上以某一初速度運(yùn)動(dòng)，運(yùn)動(dòng)過(guò)程中保持恒定的牽引功率，其加速度a和速度的倒數(shù)圖象如圖所示若已知汽車的質(zhì)量，則根據(jù)圖象所給的信息，不能求出的物理量是()A汽車的功率B汽車行駛的最大速度C汽車所受到的阻力D汽車運(yùn)動(dòng)到最大速度所需的時(shí)間解析：由FFfma，PFv可得：a·，對(duì)應(yīng)題圖圖線可知，|k|40，已知汽車的質(zhì)量，故可求出汽車的功率P，由a0時(shí)0.05，可得：vm20 m/s，再由vm，可求出汽車受到的阻力Ff，但無(wú)法求出汽車運(yùn)動(dòng)到最大速度的時(shí)間答案：D6(多選)(2019·衡水模擬)節(jié)能混合動(dòng)力車是一種可以利用汽油及所儲(chǔ)存電能作為動(dòng)力來(lái)源的汽車有一質(zhì)量m1 000 kg的混合動(dòng)力轎車，在平直公路上以v190 km/h勻速行駛，發(fā)動(dòng)機(jī)的輸出功率為P50 kW.當(dāng)駕駛員看到前方有80 km/h的限速標(biāo)志時(shí)，保持發(fā)動(dòng)機(jī)功率不變，立即啟動(dòng)利用電磁阻尼帶動(dòng)的發(fā)電機(jī)工作給電池充電，使轎車做減速運(yùn)動(dòng)，運(yùn)動(dòng)L72 m后，速度變?yōu)関272 km/h.此過(guò)程中發(fā)動(dòng)機(jī)功率的五分之一用于轎車的牽引，五分之四用于供給發(fā)電機(jī)工作，發(fā)動(dòng)機(jī)輸送給發(fā)電機(jī)的能量最后有50%轉(zhuǎn)化為電池的電能假設(shè)轎車在上述運(yùn)動(dòng)過(guò)程中所受阻力保持不變下列說(shuō)法正確的是()A轎車以90 km/h在平直公路上勻速行駛時(shí)，所受阻力F阻的大小為2×103 NB駕駛員啟動(dòng)電磁阻尼轎車做勻減速運(yùn)動(dòng)，速度變?yōu)関272 km/h過(guò)程的時(shí)間為3.2 sC轎車從90 km/h減速到72 km/h過(guò)程中，獲得的電能E電6.3×104 JD轎車僅用其在上述減速過(guò)程中獲得的電能E電維持72 km/h勻速運(yùn)動(dòng)的距離為31.5 m解析：轎車以90 km/h在平直公路上勻速行駛時(shí)，由PF1v1，F(xiàn)阻F1可得：F阻2×103 N，故A項(xiàng)正確；駕駛員啟動(dòng)電磁阻尼后，轎車減速運(yùn)動(dòng)，牽引力F，且逐漸增大，加速度a逐漸減小，做加速度減小的減速運(yùn)動(dòng)，故B項(xiàng)錯(cuò)誤；轎車從90 km/h減速到72 km/h過(guò)程中，運(yùn)動(dòng)L72 m，由動(dòng)能定理可得Pt(F阻L)mvmv，獲得的電能E電Pt·，聯(lián)立解得：E電6.3×104 J，故C項(xiàng)正確；據(jù)E電F阻x可得，轎車僅用其在上述減速過(guò)程中獲得的電能E電勻速運(yùn)動(dòng)的距離x31.5 m，故D項(xiàng)正確答案：ACD7(多選)一輛質(zhì)量為m的汽車在平直公路上以功率P、速度v0勻速行駛時(shí)，牽引力為F0.現(xiàn)汽車以恒定的功率P駛上傾角為30°的斜坡，已知汽車在斜坡上行駛時(shí)所受的摩擦阻力是在平直路面上的，重力加速度為g，則下列說(shuō)法中正確的是()A汽車在斜坡上達(dá)到最大速度時(shí)牽引力為F0B汽車在斜坡上達(dá)到最大速度時(shí)牽引力為F0mgC汽車能達(dá)到的最大速度為v0D汽車能達(dá)到的最大速度為解析：汽車在平直公路上勻速行駛時(shí)，牽引力等于阻力，則FfF0，當(dāng)汽車在斜坡上勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)速度最大，則Fmgsin 30°F00，解得FF0mg，故A錯(cuò)誤，B正確；由PFv得汽車的最大速度為vm，故C錯(cuò)誤，D正確答案：BD考點(diǎn)3動(dòng)能定理的應(yīng)用8(2019·濟(jì)南模擬)靜止在地面上的物體在不同合外力F的作用下通過(guò)了相同的位移x0，下列情況中物體在x0位置時(shí)速度最大的是()解析：由于F-x圖象所包圍的面積表示力做功的大小，已知物體在不同合外力F的作用下通過(guò)的位移相同，C選項(xiàng)中圖象包圍的面積最大，因此合外力做功最多，根據(jù)動(dòng)能定理W合mv20，可得C選項(xiàng)物體在x0位置時(shí)速度最大，故A、B、D錯(cuò)誤，C正確答案：C9(2019·吉林模擬)如圖為某同學(xué)建立的一個(gè)測(cè)量動(dòng)摩擦因數(shù)的模型物塊自左側(cè)斜面上A點(diǎn)由靜止滑下，滑過(guò)下面一段平面后，最高沖至右側(cè)斜面上的B點(diǎn)實(shí)驗(yàn)中測(cè)量出了三個(gè)角度，左右斜面的傾角和及AB連線與水平面的夾角為.物塊與各接觸面間動(dòng)摩擦因數(shù)相同且為，忽略物塊在拐角處的能量損失，以下結(jié)論正確的是()Atan Btan Ctan Dtan解析：對(duì)全過(guò)程運(yùn)用動(dòng)能定理，結(jié)合摩擦力做功的大小，求出動(dòng)摩擦因數(shù)大小設(shè)AB的水平長(zhǎng)度為x，豎直高度差為h，對(duì)A到B的過(guò)程運(yùn)用動(dòng)能定理得mghmgcos ·ACmg·CEmgcos ·EB0因?yàn)锳C·cos CEEB·cos x，則有mghmgx0，解得tan ，故C正確答案：C10(2019·成都月考)如圖所示，斜面的傾角為，質(zhì)量為m的滑塊距擋板P的距離為x0，滑塊以初速度v0沿斜面上滑，滑塊與斜面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為，滑塊所受摩擦力小于重力沿斜面向下的分力若滑塊每次與擋板相碰均無(wú)機(jī)械能損失，則滑塊經(jīng)過(guò)的總路程是()A. B.C. D.解析：滑塊最終要停在斜面底部，設(shè)滑塊經(jīng)過(guò)的總路程為x，對(duì)滑塊運(yùn)動(dòng)的全程應(yīng)用動(dòng)能定理得：mgx0sin mgxcos 0mv，解得x，選項(xiàng)A正確答案：A11如圖，在豎直平面內(nèi)由圓弧AB和圓弧BC組成的光滑固定軌道，兩者在最低點(diǎn)B平滑連接AB弧的半徑為R，BC弧的半徑為.一小球在A點(diǎn)正上方與A相距處由靜止開(kāi)始自由下落，經(jīng)A點(diǎn)沿圓弧軌道運(yùn)動(dòng)(1)求小球在B、A兩點(diǎn)的動(dòng)能之比；(2)通過(guò)計(jì)算判斷小球能否沿軌道運(yùn)動(dòng)到C點(diǎn)解析：(1)小球下落過(guò)程由動(dòng)能定理得：小球下落至A點(diǎn)的過(guò)程：mg·EkA0小球下落到B點(diǎn)的過(guò)程：mgEkB0，由以上兩式聯(lián)立解得：；(2)小球恰好經(jīng)過(guò)C點(diǎn)時(shí)，由牛頓第二定律得mgm，解得v0 ，小球由開(kāi)始下落至C點(diǎn)的過(guò)程，由動(dòng)能定理得mg·mv0，解得：vC .由于vCv0，故小球恰好可以沿軌道運(yùn)動(dòng)到C點(diǎn)答案：(1)51(2)見(jiàn)解析12(2019·南昌模擬)冬奧會(huì)上自由式滑雪是一項(xiàng)極具觀賞性的運(yùn)動(dòng)其場(chǎng)地由助滑坡AB(高度差為10 m)、過(guò)渡區(qū)BDE(兩段半徑不同的圓弧平滑連接而成，其中DE半徑為3 m、對(duì)應(yīng)的圓心角為60°)和跳臺(tái)EF(高度可調(diào)，取為h4 m)等組成，如圖所示，質(zhì)量60 kg的運(yùn)動(dòng)員由A點(diǎn)靜止出發(fā)，沿軌道運(yùn)動(dòng)到F處飛出運(yùn)動(dòng)員飛出的速度需在54 km/h到68 km/h之間能在空中完成規(guī)定動(dòng)作，設(shè)運(yùn)動(dòng)員借助滑雪桿僅在AB段做功，不計(jì)摩擦和空氣阻力，g取10 m/s2，則：(1)為能完成空中動(dòng)作，則該運(yùn)動(dòng)員在AB過(guò)程中至少做多少功？(2)為能完成空中動(dòng)作，在過(guò)渡區(qū)最低點(diǎn)D處，求該運(yùn)動(dòng)員受到的最小支持力；(3)若將該運(yùn)動(dòng)員在AB段和EF段視為勻變速運(yùn)動(dòng)，且兩段運(yùn)動(dòng)時(shí)間之比為tABtEF31，已知AB2EF，則運(yùn)動(dòng)員在這兩段運(yùn)動(dòng)的加速度之比為多少？解析：(1)該運(yùn)動(dòng)員在AF過(guò)程中，由動(dòng)能定理得mg(hABh)W人mv0，運(yùn)動(dòng)員通過(guò)F的最小速度vF54 km/h15 m/s，解得W人3 150 J；(2)從D點(diǎn)到F點(diǎn)，由動(dòng)能定理得mghR(1cos 60°)mvmv，其中vF取最小速度，在D點(diǎn)由牛頓第二定律得FNmgm，解得FN7 300 N；(3)在AB段和EF段運(yùn)動(dòng)的平均速度之比：v()ABv()EF23.設(shè)滑到B點(diǎn)的速度為v1，則滑到E點(diǎn)的速度也為v1，設(shè)滑到F點(diǎn)的速度為v2，則：v()AB，v()EF，解得v12v2，又有a1，a2，解得a1a223.答案：(1)3 150 J(2)7 300 N(3)23- 8 -