（江蘇專用）2020高考物理一輪復(fù)習(xí) 第5章 機(jī)械能 基礎(chǔ)課時(shí)12 功和功率（含解析）

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1、第5章 機(jī)械能 基礎(chǔ)課時(shí)12　功和功率 一、單項(xiàng)選擇題 1.(2020·江淮十校聯(lián)考)如圖1所示，在向右做勻減速運(yùn)動(dòng)的車(chē)廂內(nèi)，一人用力向前推車(chē)廂，該人與車(chē)廂始終保持相對(duì)靜止。則下列說(shuō)法中正確的是(　　) 圖1 A．人對(duì)車(chē)廂的推力不做功 B．人對(duì)車(chē)廂的推力做負(fù)功 C．車(chē)廂對(duì)人的作用力做正功 D．車(chē)廂對(duì)人的作用力做負(fù)功 解析　人對(duì)車(chē)廂的推力方向向右，與車(chē)廂的位移方向相同，人對(duì)車(chē)廂的推力做正功，選項(xiàng)A、B錯(cuò)誤；人隨車(chē)廂一起向右減速，人運(yùn)動(dòng)的加速度方向向左，根據(jù)牛頓第二定律知車(chē)廂對(duì)人的水平作用力的方向向左，與車(chē)的位移方向相反，車(chē)廂對(duì)人的作用力做負(fù)功，選項(xiàng)D正確，C錯(cuò)誤。 答案

2、　D 2.(2020·湖北襄陽(yáng)四校聯(lián)考)如圖2是小孩滑滑梯的情景，假設(shè)滑梯是固定光滑斜面，傾角為30°，小孩質(zhì)量為m，由靜止開(kāi)始沿滑梯下滑，滑行距離為s時(shí)，重力的瞬時(shí)功率為(　　) 圖2 A．mg B.mg C．mg D.mg 解析　小孩的加速度a＝＝g，由v2＝2as得小孩滑行距離s時(shí)的速率v＝，故此時(shí)重力的瞬時(shí)功率P＝mgvsin 30°＝mg，B正確。 答案　B 3．(2020·重慶理綜，2)某車(chē)以相同的功率在兩種不同的水平路面上行駛，受到的阻力分別為車(chē)重的k1和k2倍，最大速率分別為v1和v2，則(　　) A．v2＝k1v1 B．v2＝v1 C．v2＝v1

3、 D．v2＝k2v1 解析　由于車(chē)以相同的功率行駛，由P＝Fv可知，當(dāng)車(chē)勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)，速度達(dá)到最大，此時(shí)F＝F阻，所以P＝F阻vm，又由于F阻1＝k1mg，F(xiàn)阻2＝k2mg，故＝，即v2＝v1，故選項(xiàng)B正確。 答案　B 4．(2020·陜西師大附中模擬)如圖3所示，傳送帶AB傾角是α，傳送帶上的可看做質(zhì)點(diǎn)的小物塊質(zhì)量是m，物塊與傳送帶間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ＜tan α。現(xiàn)給在B位置的小物塊一個(gè)沿傳送帶向上的初速度v0，傳送帶速度為v，方向未知。在傳送帶上摩擦力對(duì)物塊做功的最大功率是(　　) 圖3 A．μmg(v0－v)cos α B．μmgv0cos α C．μmgvcos α

4、D．μmg(v0＋v)cos α 解析　因?yàn)棣蹋紅an α，即μmgcos α＜mgsin α，不論傳送帶如何轉(zhuǎn)動(dòng)，物塊在傳送帶上都做減速運(yùn)動(dòng)，故摩擦力對(duì)物塊做功的最大功率在剛放上瞬間，功率最大為P＝μmgv0cos α，故B正確。 答案　B 5.如圖4所示，質(zhì)量相同的兩物體從同一高度由靜止開(kāi)始運(yùn)動(dòng)，A沿著固定在地面上的光滑斜面下滑，B做自由落體運(yùn)動(dòng)。兩物體分別到達(dá)地面時(shí)，下列說(shuō)法正確的是(　　) 圖4 A．重力的平均功率A>B B．重力的平均功率A＝B C．重力的瞬時(shí)功率PA＝PB D．重力的瞬時(shí)功率PA

5、由落體時(shí)間滿足h＝gt，斜面下滑時(shí)間滿足＝gtsin θ，其中θ為斜面傾角，故tA>tB，由P＝知A

6、B．t1＝t2 C．t1＞t2 D．無(wú)法比較t1、t2的大小 解析　在AB段，由于是凸形滑道，根據(jù)牛頓第二定律知mg－FN＝m，速度越大，滑塊對(duì)滑道的壓力越小，摩擦力就越小，克服摩擦力做功越少；BC段是凹形滑道，根據(jù)牛頓第二定律知FN－mg＝m，速度越大，滑塊對(duì)滑道的壓力越大，摩擦力就越大，克服摩擦力做功越多?；瑝K從A運(yùn)動(dòng)到C與從C到A相比，從A到C運(yùn)動(dòng)過(guò)程，在AB段速度較大，在BC段速度較小，所以從A到C過(guò)程中受摩擦力較小，克服摩擦力做功較少，又由于兩次的初速度大小相同，故到達(dá)C點(diǎn)的速率較大，平均速率也較大，故用時(shí)較短，所以A正確。 答案　A 7．(2020·福建寧德一中期中)汽車(chē)

7、在平直公路上以速度v0勻速行駛，發(fā)動(dòng)機(jī)功率為P，快進(jìn)入鬧市區(qū)時(shí)，司機(jī)減小了油門(mén)，使汽車(chē)的功率立即減小為，并保持此功率繼續(xù)在平直公路上行駛。設(shè)汽車(chē)行駛時(shí)所受的阻力恒定，則能正確反映從減小油門(mén)開(kāi)始汽車(chē)的速度隨時(shí)間變化的圖象是(　　) 解析　汽車(chē)勻速行駛時(shí)牽引力等于阻力。功率減小為時(shí)，根據(jù)公式P＝Fv得牽引力立即減小一半，小于阻力，合力向后，汽車(chē)做減速運(yùn)動(dòng)，選項(xiàng)D錯(cuò)誤；由公式P＝Fv可知，功率一定時(shí)，速度減小后，牽引力增大(仍小于阻力)，合力減小，加速度減小，即汽車(chē)做加速度不斷減小的減速運(yùn)動(dòng)，當(dāng)牽引力增大到等于阻力時(shí)，速度為，加速度減為零，汽車(chē)重新做勻速直線運(yùn)動(dòng)，選項(xiàng)B正確，A、C錯(cuò)誤。 答

8、案　B 二、多項(xiàng)選擇題 8.如圖6所示為修建高層建筑常用的塔式起重機(jī)。在起重機(jī)將質(zhì)量m＝5×103 kg的重物豎直吊起的過(guò)程中，重物由靜止開(kāi)始向上做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，加速度a＝0.2 m/s2，當(dāng)起重機(jī)輸出功率達(dá)到其允許的最大值時(shí)，保持該功率直到重物做vm＝1.02 m/s的勻速運(yùn)動(dòng)。取g＝10 m/s2，不計(jì)額外功。則(　　) 圖6 A．起重機(jī)允許輸出的最大功率為5.1×104 W B．起重機(jī)允許輸出的最大功率為5×104 W C．重物做勻加速運(yùn)動(dòng)所經(jīng)歷的時(shí)間為5 s D．重物做勻加速運(yùn)動(dòng)所經(jīng)歷的時(shí)間為5.1 s 解析　當(dāng)起重機(jī)的牽引力等于重物的重力時(shí)，重物做勻速直線運(yùn)動(dòng)，

9、此時(shí)起重機(jī)輸出的功率最大，最大功率為Pm＝mgvm＝5.1×104 W，選項(xiàng)A正確，B錯(cuò)誤；由F－mg＝ma、Pm＝Fv、v＝at1，聯(lián)立解得t1＝5 s，選項(xiàng)C正確，D錯(cuò)誤。 答案　AC 9．(2020·浙江理綜，18)我國(guó)科學(xué)家正在研制航母艦載機(jī)使用的電磁彈射器。艦載機(jī)總質(zhì)量為3.0×104 kg，設(shè)起飛過(guò)程中發(fā)動(dòng)機(jī)的推力恒為1.0×105 N；彈射器有效作用長(zhǎng)度為100 m，推力恒定。要求艦載機(jī)在水平彈射結(jié)束時(shí)速度大小達(dá)到80 m/s。彈射過(guò)程中艦載機(jī)所受總推力為彈射器和發(fā)動(dòng)機(jī)推力之和，假設(shè)所受阻力為總推力的20%，則(　　) A．彈射器的推力大小為1.1×106 N B．彈射器

10、對(duì)艦載機(jī)所做的功為1.1×108 J C．彈射器對(duì)艦載機(jī)做功的平均功率為8.8×107 W D．艦載機(jī)在彈射過(guò)程中的加速度大小為32 m/s2 解析　設(shè)總推力為F，位移x，阻力F阻＝20%F，對(duì)艦載機(jī)加速過(guò)程由動(dòng)能定理得Fx－20%Fx＝mv2，解得F＝1.2×106 N，彈射器推力F彈＝F－F發(fā)＝1.2×106 N－1.0×105 N＝1.1×106 N，A正確；彈射器對(duì)艦載機(jī)所做的功為W＝F彈x＝1.1×106×100 J＝1.1×108 J，B正確；彈射器對(duì)艦載機(jī)做功的平均功率＝F彈·＝4.4×107 W，C錯(cuò)誤；根據(jù)運(yùn)動(dòng)學(xué)公式v2＝2ax，得a＝＝32 m/s2，D正確。 答案

11、　ABD 10.一質(zhì)量為1 kg的質(zhì)點(diǎn)靜止于光滑水平面上，從t＝0時(shí)刻開(kāi)始，受到水平外力F作用，如圖7所示。下列判斷正確的是(　　) 圖7 A．0～2 s內(nèi)外力的平均功率是4 W B．第2 s內(nèi)外力所做的功是4 J C．第2 s末外力的瞬時(shí)功率最大 D．第1 s末與第2 s末外力的瞬時(shí)功率之比為9∶4 解析　第1 s末質(zhì)點(diǎn)的速度 v1＝t1＝×1 m/s＝3 m/s。 第2 s末質(zhì)點(diǎn)的速度 v2＝v1＋t2＝(3＋×1) m/s＝4 m/s。 則第2 s內(nèi)外力做功W2＝mv－mv＝3.5 J 0～2 s內(nèi)外力的平均功率 P＝＝ W＝4 W。 選項(xiàng)A正確，B錯(cuò)誤；

12、 第1 s末外力的瞬時(shí)功率P1＝F1v1＝3×3 W＝9 W， 第2 s末外力的瞬時(shí)功率P2＝F2v2＝1×4 W＝4 W，故P 1∶P2＝9∶4。選項(xiàng)C錯(cuò)誤，D正確。 答案　AD 11．(2020·山東濟(jì)南一中檢測(cè))放在粗糙水平面上的物體受到水平拉力的作用，在0～6 s內(nèi)其速度與時(shí)間的圖象和該拉力的功率與時(shí)間的圖象分別如圖8甲、乙所示。下列說(shuō)法正確的是(　　) 圖8 A．0～6 s內(nèi)物體的位移大小為30 m B．0～6 s內(nèi)拉力做的功為70 J C．合外力在0～6 s內(nèi)做的功與0～2 s內(nèi)做的功相等 D．滑動(dòng)摩擦力的大小為5 N 解析　由v－t圖象面積表示相應(yīng)時(shí)間內(nèi)的

13、位移，得A項(xiàng)正確；0～2 s內(nèi)，物體做勻加速運(yùn)動(dòng)，設(shè)拉力為F1，由P1＝F1v，得F1＝ N＝5 N，W1＝F1x1＝5× J＝30 J，2 s～6 s內(nèi)，W2＝P2t2＝10×4 J＝40 J，所以0～6 s內(nèi)W＝W1＋W2＝70 J，B項(xiàng)正確；由v－t圖象得0～2 s內(nèi)物體做勻加速運(yùn)動(dòng)，2 s～6 s內(nèi)物體做勻速運(yùn)動(dòng)，由動(dòng)能定理可得C項(xiàng)正確；2 s～6 s內(nèi)，F(xiàn)f＝F拉＝＝ N＝ N，D項(xiàng)錯(cuò)誤。 答案　ABC 三、非選擇題 12．水平面上靜止放置一質(zhì)量為m＝0.2 kg的物塊，固定在同一水平面上的小型電動(dòng)機(jī)通過(guò)水平細(xì)線牽引物塊，使物塊由靜止開(kāi)始做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，2秒末達(dá)到額定功率，其

14、v－t圖線如圖9所示，物塊與水平面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ＝0.1，g＝10 m/s2，電動(dòng)機(jī)與物塊間的距離足夠長(zhǎng)。求： 圖9 (1)物塊做勻加速直線運(yùn)動(dòng)時(shí)受到的牽引力大小； (2)電動(dòng)機(jī)的額定功率； (3)物塊在電動(dòng)機(jī)牽引下，最終能達(dá)到的最大速度。 解析　(1)由題圖知物塊在勻加速階段加速度大小 a＝＝0.4 m/s2 物塊受到的摩擦力大小Ff＝μmg 設(shè)牽引力大小為F，則有：F－Ff＝ma 得F＝0.28 N (2)當(dāng)v＝0.8 m/s時(shí)，電動(dòng)機(jī)達(dá)到額定功率， 則P＝Fv＝0.224 W (3)物塊達(dá)到最大速度vm時(shí)，此時(shí)物塊所受的牽引力大小等于摩擦力大小，有Ff＝μmg，P＝Ffvm 解得vm＝1.12 m/s。 答案　(1)0.28 N　(2)0.224 W　(3)1.12 m/s