套活頁限時訓練】第五章：第1講 功和功率(含解析)

必修二第五章機械能及其守恒定律第1講功和功率時間：60分鐘1 一個力對物體做了負功，則說明()A這個力一定阻礙物體的運動B這個力不一定阻礙物體的運動C這個力與物體運動方向的夾角可能為零D這個力與物體運動方向的夾角<90°解析由功的表達式WFlcos 知，只有當90°180°時，cos 0，力對物體做負功，此力阻礙物體的運動，故A對答案A2如圖5-1-14所示，質量相等的物體A和物體B與地面的動摩擦因數(shù)相等，在恒力F的作用下，一起沿水平地面向右移動x，則()圖5-1-14A摩擦力對A、B做功相等BA對B沒有做功CF對A做的功與F對B做的功相等D合外力對A做的功與合外力對B做的功相等解析A、B一起向右運動，具有相同的加速度和合外力，運動了相同的位移，故合外力對A做的功與合外力對B做的功相等，則D正確；根據(jù)摩擦力公式FfFN，A的摩擦力大于B的摩擦力，摩擦力對A、B做功不相等，則A錯誤；A對B有向前的彈力，對B做正功，則B錯誤；力F沒有作用在B上，對B不做功，則C錯誤答案D3(2012·廣州調研)用起重機提升貨物，貨物上升過程中的v-t圖象如圖5-1-15所示，在t3 s到t5 s內，重力對貨物做的功為W1、繩索拉力對貨物做的功為W2、貨物所受合力做的功為W3，則()圖5-1-15AW1>0 BW2<0 CW2>0 DW30解析分析題圖可知，貨物一直向上運動，根據(jù)功的定義式可得：重力做負功，拉力做正功，即W1<0，W2>0，A、B錯誤，C正確；根據(jù)動能定理：合力做的功W30mv2，v2 m/s，即W3<0，D錯誤答案C4一個質量為m的小球做自由落體運動，那么，在前t秒內重力對它做功的平均功率及在t秒末重力做功的瞬時功率P分別為()A.mg2t2，Pmg2t2 B.mg2t2，Pmg2t2C.mg2t，Pmg2t D.mg2t，P2mg2t解析前t秒內重力做功的平均功率mg2t；t秒末重力做功的瞬時功率PFvmg·gtmg2t，故C正確答案C5如圖5-1-16所示，通過一動滑輪提升質量m1 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，不計動滑輪及繩子的質量和摩擦，則拉力F在1 s末的瞬時功率為(取g10 m/s2)()圖5-1-16A75 W B25 W C12.5 W D37.5 W解析由牛頓第二定律得2Fmgma，得F7.5 N1 s末物體的速度為v1at5 m/s，力F作用點的速度v22v110 m/s，則拉力F在1 s末的瞬時功率為PFv275 W故A正確答案A6. (2011·上海單科，15)如圖5-1-17所示，一長為L的輕桿一端固定在光滑鉸鏈上，另一端固定一質量為m的小球一水平向右的拉力作用于桿的中點，使桿以角速度勻速轉動，當桿與水平方向成60°時，拉力的功率為()圖5-1-17AmgL B.mgLC.mgL D.mgL解析由能的轉化及守恒可知：拉力的功率等于克服重力的功率PGmgvymgv cos 60 °mgL，故選C.答案C7完全相同的兩輛汽車，都拖著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，某一時刻兩拖車同時與汽車脫離之后，甲汽車保持原來的牽引力繼續(xù)前進，乙汽車保持原來的功率繼續(xù)前進，則一段時間后(假設均未達到最大功率)()A甲車超前，乙車落后B乙車超前，甲車落后C它們仍齊頭并進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，因為甲汽車的牽引力F保持不變，所以其將做勻加速直線運動，加速度大小為a，而乙汽車保持原來的功率不變做加速運動，根據(jù)PFv可知，其牽引力會隨其速度的逐漸增大而減小，其加速度大小會從a逐漸減小，可見，甲車的速度較大，甲車超前，乙車落后答案A8如圖5-1-18甲所示，質量為1 kg的物體置于固定斜面上，現(xiàn)對物體施以平行于斜面向上的拉力F,1 s后將拉力撤去，物體運動的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內的平均功率解析(1)由v-t圖象知，當撤去拉力F后，物體做勻減速直線運動，加速度大小a6 m/s2.由牛頓第二定律得Ffma6 N，當物體受拉力F的作用時，由牛頓第二定律得FFfma，其中由題圖知加速度a12 m/s2，所以F18 N.(2)物體在拉力F作用下的位移xat26 m，所以拉力F在第1 s內的平均功率 W108 W.答案(1)18 N(2)108 W9(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的勻速運動；若作用力變?yōu)樾毕蛏系暮懔2，物體做速度為v2的勻速運動，且F1與F2功率相同則可能有()圖5-1-19F2F1v1>v2 F2F1v1<v2F2>F1v1>v2 F2<F1v1<v2A B C D解析設F2與水平方向成角，由題意可知：F1v1F2v2cos ，因cos <1，故F1v1<F2v2，當F2F1時，一定有v1<v2，故錯誤、正確當F2>F1時，有v1>v2、v1<v2、v1v2三種可能，故錯誤當F2<F1時，一定有v1<v2，故正確，故選項C正確答案C10(2012·江南十校聯(lián)考)如圖5-1-20是質量為1 kg的質點在水平面上運動的v-t圖象，以水平向右的方向為正方向以下判斷正確的是()圖5-1-20A在03.0 s時間內，合力對質點做功為10 JB在4.06.0 s時間內，質點的平均速度為3 m/sC在1.05.0 s時間內，合力的平均功率為4 WD在t6.0 s時，質點的加速度為零解析在03.0 s時間內，由動能定理W合Ek6 J，所以A錯誤在4.06.0 s時間內，由圖象可知s6 m，3 m/s，所以B正確在1.05.0 s時間內，W合Ek8 J，2 W，C錯誤由題圖可知，t6.0 s時質點的加速度a4 m/s2，D錯誤答案B11(2013·合肥質檢)低碳、環(huán)保是未來汽車的發(fā)展方向某汽車研發(fā)機構在汽車的車輪上安裝了小型發(fā)電機，將減速時的部分動能轉化并儲存在蓄電池中，以達到節(jié)能的目的某次測試中，汽車以額定功率行駛一段距離后關閉發(fā)動機，測出了汽車動能Ek與位移x的關系圖象如圖5-1-21所示，其中是關閉儲能裝置時的關系圖線，是開啟儲能裝置時的關系圖線已知汽車的質量為1 000 kg，設汽車運動過程中所受地面阻力恒定，空氣阻力不計，根據(jù)圖象所給的信息可求出()圖5-1-21A汽車行駛過程中所受地面的阻力為1 000 NB汽車的額定功率為40 kWC汽車加速運動的時間為22.5 sD汽車開啟儲能裝置后向蓄電池提供的電能為5×105 J解析由圖線求所受阻力，EkFfx，F(xiàn)fN2 000 N，A錯誤；由Ekmv可得，vm40 m/s，所以PFfvm80 kW，B錯誤；加速階段，PtFfxEk，80×103t2×103×5003×105，解得t16.25 s，C錯誤；根據(jù)能量守恒，由圖線可得，EEkFfx8×105 J2×103×150 J5×105 J，D正確答案D12高速連續(xù)曝光照相機可在底片上重疊形成多個圖像現(xiàn)利用這架照相機對MD2000家用汽車的加速性能進行研究，如圖5-1-22所示為汽車做勻加速直線運動時三次曝光的照片，圖中的標尺單位為米，照相機每兩次曝光的時間間隔為1.0 s已知該汽車的質量為2 000 kg，額定功率為72 kW，汽車運動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(2)若汽車由靜止以此加速度開始做勻加速直線運動，勻加速運動狀態(tài)最多能保持多長時間？(3)求汽車所能達到的最大速度解析(1)汽車做勻加速直線運動，據(jù)運動學公式，有x1v0TaT2，v1v0aTx2v1TaT2由以上幾式可得，xx2x1aT2a m/s21.0 m/s2.(2)做勻加速直線運動的汽車所受合力為恒力，由牛頓第二定律得：FFfma，所以FmaFf3 600 N，隨著速度的增大，汽車的輸出功率增大，當達到額定功率時，勻加速運動的過程結束，由PFv得v1 m/s20 m/s，由勻加速運動公式vat得：t20 s.(3)當汽車達到最大速度時，有FFf1 600 N.由PFv，得v m/s45 m/s.答案(1)1.0 m/s2(2)20 s(3)45 m/s特別提醒：教師配贈習題、課件、視頻、圖片、文檔等各種電子資源見創(chuàng)新設計·高考總復習光盤中內容.