（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12 功和功率（含解析）

第5章 機(jī)械能 基礎(chǔ)課時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)動的車廂內(nèi)，一人用力向前推車廂，該人與車廂始終保持相對靜止。則下列說法中正確的是()圖1A人對車廂的推力不做功B人對車廂的推力做負(fù)功C車廂對人的作用力做正功D車廂對人的作用力做負(fù)功解析人對車廂的推力方向向右，與車廂的位移方向相同，人對車廂的推力做正功，選項(xiàng)A、B錯誤；人隨車廂一起向右減速，人運(yùn)動的加速度方向向左，根據(jù)牛頓第二定律知車廂對人的水平作用力的方向向左，與車的位移方向相反，車廂對人的作用力做負(fù)功，選項(xiàng)D正確，C錯誤。答案D2.(2020·湖北襄陽四校聯(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，由靜止開始沿滑梯下滑，滑行距離為s時，重力的瞬時功率為()圖2Amg B.mgCmg D.mg解析小孩的加速度ag，由v22as得小孩滑行距離s時的速率v，故此時重力的瞬時功率Pmgvsin 30°mg，B正確。答案B3(2020·重慶理綜，2)某車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重的k1和k2倍，最大速率分別為v1和v2，則()Av2k1v1 Bv2v1 Cv2v1 Dv2k2v1解析由于車以相同的功率行駛，由PFv可知，當(dāng)車勻速運(yùn)動時，速度達(dá)到最大，此時FF阻，所以PF阻vm，又由于F阻1k1mg，F(xiàn)阻2k2mg，故，即v2v1，故選項(xiàng)B正確。答案B4(2020·陜西師大附中模擬)如圖3所示，傳送帶AB傾角是，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摩擦因數(shù)為tan 。現(xiàn)給在B位置的小物塊一個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物塊做功的最大功率是()圖3Amg(v0v)cos Bmgv0cos Cmgvcos Dmg(v0v)cos 解析因?yàn)閠an ，即mgcos mgsin ，不論傳送帶如何轉(zhuǎn)動，物塊在傳送帶上都做減速運(yùn)動，故摩擦力對物塊做功的最大功率在剛放上瞬間，功率最大為Pmgv0cos ，故B正確。答案B5.如圖4所示，質(zhì)量相同的兩物體從同一高度由靜止開始運(yùn)動，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。兩物體分別到達(dá)地面時，下列說法正確的是()圖4A重力的平均功率A>BB重力的平均功率ABC重力的瞬時功率PAPBD重力的瞬時功率PA<PB解析根據(jù)功的定義可知重力對兩物體做功相同即WAWB，自由落體時間滿足hgt，斜面下滑時間滿足gtsin ，其中為斜面傾角，故tA>tB，由P知A<B，A、B錯誤；由勻變速直線運(yùn)動公式可知落地時兩物體的速度大小相同，方向不同，重力的瞬時功率PAmgvsin ，PBmgv，顯然PA<PB，故C錯誤、D正確。答案D6(2020·福建理綜，17)如圖5，在豎直平面內(nèi)，滑道ABC關(guān)于B點(diǎn)對稱，且A、B、C三點(diǎn)在同一水平線上。若小滑塊第一次由A滑到C，所用的時間為t1，第二次由C滑到A，所用的時間為t2，小滑塊兩次的初速度大小相同且運(yùn)動過程始終沿著滑道滑行，小滑塊與滑道的動摩擦因數(shù)恒定，則()圖5At1t2 Bt1t2Ct1t2 D無法比較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mgFNm，速度越大，滑塊對滑道的壓力越小，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FNmgm，速度越大，滑塊對滑道的壓力越大，摩擦力就越大，克服摩擦力做功越多?；瑝K從A運(yùn)動到C與從C到A相比，從A到C運(yùn)動過程，在AB段速度較大，在BC段速度較小，所以從A到C過程中受摩擦力較小，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，故用時較短，所以A正確。答案A7(2020·福建寧德一中期中)汽車在平直公路上以速度v0勻速行駛，發(fā)動機(jī)功率為P，快進(jìn)入鬧市區(qū)時，司機(jī)減小了油門，使汽車的功率立即減小為，并保持此功率繼續(xù)在平直公路上行駛。設(shè)汽車行駛時所受的阻力恒定，則能正確反映從減小油門開始汽車的速度隨時間變化的圖象是()解析汽車勻速行駛時牽引力等于阻力。功率減小為時，根據(jù)公式PFv得牽引力立即減小一半，小于阻力，合力向后，汽車做減速運(yùn)動，選項(xiàng)D錯誤；由公式PFv可知，功率一定時，速度減小后，牽引力增大(仍小于阻力)，合力減小，加速度減小，即汽車做加速度不斷減小的減速運(yùn)動，當(dāng)牽引力增大到等于阻力時，速度為，加速度減為零，汽車重新做勻速直線運(yùn)動，選項(xiàng)B正確，A、C錯誤。答案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m5×103 kg的重物豎直吊起的過程中，重物由靜止開始向上做勻加速直線運(yùn)動，加速度a0.2 m/s2，當(dāng)起重機(jī)輸出功率達(dá)到其允許的最大值時，保持該功率直到重物做vm1.02 m/s的勻速運(yùn)動。取g10 m/s2，不計(jì)額外功。則()圖6A起重機(jī)允許輸出的最大功率為5.1×104 WB起重機(jī)允許輸出的最大功率為5×104 WC重物做勻加速運(yùn)動所經(jīng)歷的時間為5 sD重物做勻加速運(yùn)動所經(jīng)歷的時間為5.1 s解析當(dāng)起重機(jī)的牽引力等于重物的重力時，重物做勻速直線運(yùn)動，此時起重機(jī)輸出的功率最大，最大功率為Pmmgvm5.1×104 W，選項(xiàng)A正確，B錯誤；由Fmgma、PmFv、vat1，聯(lián)立解得t15 s，選項(xiàng)C正確，D錯誤。答案AC9(2020·浙江理綜，18)我國科學(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)起飛過程中發(fā)動機(jī)的推力恒為1.0×105 N；彈射器有效作用長度為100 m，推力恒定。要求艦載機(jī)在水平彈射結(jié)束時速度大小達(dá)到80 m/s。彈射過程中艦載機(jī)所受總推力為彈射器和發(fā)動機(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 NB彈射器對艦載機(jī)所做的功為1.1×108 JC彈射器對艦載機(jī)做功的平均功率為8.8×107 WD艦載機(jī)在彈射過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，對艦載機(jī)加速過程由動能定理得Fx20%Fxmv2，解得F1.2×106 N，彈射器推力F彈FF發(fā)1.2×106 N1.0×105 N1.1×106 N，A正確；彈射器對艦載機(jī)所做的功為WF彈x1.1×106×100 J1.1×108 J，B正確；彈射器對艦載機(jī)做功的平均功率F彈·4.4×107 W，C錯誤；根據(jù)運(yùn)動學(xué)公式v22ax，得a32 m/s2，D正確。答案ABD10.一質(zhì)量為1 kg的質(zhì)點(diǎn)靜止于光滑水平面上，從t0時刻開始，受到水平外力F作用，如圖7所示。下列判斷正確的是()圖7A02 s內(nèi)外力的平均功率是4 WB第2 s內(nèi)外力所做的功是4 JC第2 s末外力的瞬時功率最大D第1 s末與第2 s末外力的瞬時功率之比為94解析第1 s末質(zhì)點(diǎn)的速度v1t1×1 m/s3 m/s。第2 s末質(zhì)點(diǎn)的速度v2v1t2(3×1) m/s4 m/s。則第2 s內(nèi)外力做功W2mvmv3.5 J02 s內(nèi)外力的平均功率P W4 W。選項(xiàng)A正確，B錯誤；第1 s末外力的瞬時功率P1F1v13×3 W9 W，第2 s末外力的瞬時功率P2F2v21×4 W4 W，故P 1P294。選項(xiàng)C錯誤，D正確。答案AD11(2020·山東濟(jì)南一中檢測)放在粗糙水平面上的物體受到水平拉力的作用，在06 s內(nèi)其速度與時間的圖象和該拉力的功率與時間的圖象分別如圖8甲、乙所示。下列說法正確的是()圖8A06 s內(nèi)物體的位移大小為30 mB06 s內(nèi)拉力做的功為70 JC合外力在06 s內(nèi)做的功與02 s內(nèi)做的功相等D滑動摩擦力的大小為5 N解析由vt圖象面積表示相應(yīng)時間內(nèi)的位移，得A項(xiàng)正確；02 s內(nèi)，物體做勻加速運(yùn)動，設(shè)拉力為F1，由P1F1v，得F1 N5 N，W1F1x15× J30 J，2 s6 s內(nèi)，W2P2t210×4 J40 J，所以06 s內(nèi)WW1W270 J，B項(xiàng)正確；由vt圖象得02 s內(nèi)物體做勻加速運(yùn)動，2 s6 s內(nèi)物體做勻速運(yùn)動，由動能定理可得C項(xiàng)正確；2 s6 s內(nèi)，F(xiàn)fF拉 N N，D項(xiàng)錯誤。答案ABC三、非選擇題12水平面上靜止放置一質(zhì)量為m0.2 kg的物塊，固定在同一水平面上的小型電動機(jī)通過水平細(xì)線牽引物塊，使物塊由靜止開始做勻加速直線運(yùn)動，2秒末達(dá)到額定功率，其vt圖線如圖9所示，物塊與水平面間的動摩擦因數(shù)為0.1，g10 m/s2，電動機(jī)與物塊間的距離足夠長。求：圖9(1)物塊做勻加速直線運(yùn)動時受到的牽引力大小；(2)電動機(jī)的額定功率；(3)物塊在電動機(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a0.4 m/s2物塊受到的摩擦力大小Ffmg設(shè)牽引力大小為F，則有：FFfma得F0.28 N(2)當(dāng)v0.8 m/s時，電動機(jī)達(dá)到額定功率，則PFv0.224 W(3)物塊達(dá)到最大速度vm時，此時物塊所受的牽引力大小等于摩擦力大小，有Ffmg，PFfvm解得vm1.12 m/s。答案(1)0.28 N(2)0.224 W(3)1.12 m/s