高考物理一輪復(fù)習(xí) 第五章 第1節(jié) 功 功率 動(dòng)能定理練習(xí)（含解析）新人教版-新人教版高三物理試題

第1節(jié)功功率動(dòng)能定理1.物體在合外力作用下做直線運(yùn)動(dòng)的v-t圖像如圖所示.下列表述正確的是(A)A.在0～1s內(nèi),合外力做正功B.在0～2s內(nèi),合外力總是做負(fù)功C.在1～2s內(nèi),合外力不做功D.在0～3s內(nèi),合外力總是做正功解析:根據(jù)物體做直線運(yùn)動(dòng)的vt圖像和動(dòng)能定理可知,物體在0～1s內(nèi)做勻加速運(yùn)動(dòng),合外力做正功,A正確;物體在1～3s內(nèi)做勻減速運(yùn)動(dòng),合外力做負(fù)功,B,C,D錯(cuò)誤.2.如圖,質(zhì)量為m的小猴子在蕩秋千,大猴子用水平力F緩慢將秋千拉到圖示位置后由靜止釋放,此時(shí)藤條與豎直方向夾角為θ,小猴子到藤條懸點(diǎn)的長(zhǎng)度為L(zhǎng),忽略藤條的質(zhì)量.在此過(guò)程中正確的是(C)A.緩慢上拉過(guò)程中拉力F做的功WF=FLsinθB.緩慢上拉過(guò)程中小猴子重力勢(shì)能增加mgLcosθC.小猴子再次回到最低點(diǎn)時(shí)重力的功率為零D.由靜止釋放到最低點(diǎn)小猴子重力的功率逐漸增大解析:緩慢上拉過(guò)程中拉力F是變力,由動(dòng)能定理,F做的功等于克服重力做的功,即WF=mgL(1-cosθ),重力勢(shì)能增加mgL(1-cosθ),選頊A,B錯(cuò)誤;小猴子由靜止釋放時(shí)速度為零,重力的功率為零,再次回到最低點(diǎn)時(shí)重力與速度方向垂直,其功率也為零,則小猴子下降過(guò)程中重力的功率先增大后減小,選項(xiàng)C正確,D錯(cuò)誤.3.(多選)如圖所示,擺球質(zhì)量為m,懸繩長(zhǎng)為L(zhǎng),把懸繩拉到水平位置后放手.設(shè)在擺球從A點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)的過(guò)程中空氣阻力F阻的大小不變,重力加速度大小為g.則下列說(shuō)法正確的是(AD)A.重力做功為mgLB.繩的拉力做功為mgLC.空氣阻力F阻做功為-mgLD.空氣阻力F阻做功為-F阻·πL解析:小球下落L的過(guò)程中,重力做功為mgL,選項(xiàng)A正確;繩的拉力始終與速度方向垂直,拉力做功為0,選項(xiàng)B錯(cuò)誤;空氣阻力F阻大小不變,方向始終與速度方向相反,故空氣阻力F阻做功為W=-F阻·πL,選項(xiàng)C錯(cuò)誤,D正確.4.(2019·湖北黃岡模擬)一女士站立在臺(tái)階式自動(dòng)扶梯上正在勻速上樓,一男士站立在履帶式自動(dòng)扶梯上正在勻速上樓.下列關(guān)于兩人受到的力做功判斷正確的是(A)A.支持力對(duì)女士做正功 B.支持力對(duì)男士做正功C.摩擦力對(duì)女士做負(fù)功 D.摩擦力對(duì)男士做負(fù)功解析:(甲)圖中,人勻速上樓,不受靜摩擦力,摩擦力不做功,支持力向上,與速度方向成銳角,則支持力做正功.故A正確,C錯(cuò)誤;(乙)圖中,支持力與速度方向垂直,支持力不做功,摩擦力方向與速度方向相同,做正功.故B,D錯(cuò)誤.5.(多選)如圖所示,在外力作用下某質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)的vt圖像為正弦曲線.從圖中可以判斷(AD)A.在0～t1時(shí)間內(nèi),外力做正功B.在0～t1時(shí)間內(nèi),外力的功率逐漸增大C.在t2時(shí)刻,外力的功率最大D.在t1～t3時(shí)間內(nèi),外力做的總功為零解析:由vt圖像可知,在0～t1時(shí)間內(nèi),由于質(zhì)點(diǎn)的速度增大,根據(jù)動(dòng)能定理可知,外力對(duì)質(zhì)點(diǎn)做正功,選項(xiàng)A正確;在0～t1時(shí)間內(nèi),因?yàn)橘|(zhì)點(diǎn)的加速度減小,故所受的外力減小,由圖可知t1時(shí)刻外力為零,故功率為零,因此外力的功率不是逐漸增大的,選項(xiàng)B錯(cuò)誤;在t2時(shí)刻,由于質(zhì)點(diǎn)的速度為零,故此時(shí)外力的功率最小,且為零,選項(xiàng)C錯(cuò)誤;在t1～t3時(shí)間內(nèi),因?yàn)橘|(zhì)點(diǎn)的初末動(dòng)能不變,故外力做的總功為零,選項(xiàng)D正確.6.(多選)如圖所示,質(zhì)量為m的小球(可視為質(zhì)點(diǎn))用長(zhǎng)為L(zhǎng)的細(xì)線懸掛于O點(diǎn),靜止在A位置.現(xiàn)用水平力F緩慢地將小球從A拉到B位置而靜止,細(xì)線與豎直方向夾角為θ=60°,此時(shí)細(xì)線的拉力為T(mén)1,然后撤去水平力F,小球從B返回到A點(diǎn)時(shí)細(xì)線的拉力為T(mén)2,則(AD)A.T1=T2=2mgB.從A到B,拉力F做功為mgLC.從B到A的過(guò)程中,小球受到的合外力大小不變D.從B到A的過(guò)程中,小球重力的瞬時(shí)功率先增大后減小解析:小球在A,B點(diǎn)受力如圖所示,在B點(diǎn)由平衡條件得,T1==2mg,從B到A由機(jī)械能守恒定律得mgL(1-cos60°)=mv2,在A點(diǎn)由牛頓第二定律得T2-mg=,解得T2=2mg,故A項(xiàng)正確;從A到B對(duì)球由動(dòng)能定理得WF-mgL(1-cos60°)=0,則拉力做功為WF=mgL,B項(xiàng)錯(cuò)誤;從B到A的過(guò)程小球做變速圓周運(yùn)動(dòng),所受合外力為變力,C項(xiàng)錯(cuò)誤;在B點(diǎn)P=0,在A點(diǎn)P=0,而在AB之間P≠0,故D項(xiàng)正確.7.(2018·遼寧沈陽(yáng)一模)(多選)質(zhì)量為2×103kg的汽車(chē)由靜止開(kāi)始沿平直公路行駛,行駛過(guò)程中牽引力F和車(chē)速倒數(shù)的關(guān)系圖像如圖所示.已知行駛過(guò)程中最大車(chē)速為30mA.汽車(chē)所受阻力為6×103NB.汽車(chē)在車(chē)速為5m/s時(shí),加速度為3m/s2C.汽車(chē)在車(chē)速為15m/s時(shí),加速度為1m/s2D.汽車(chē)在行駛過(guò)程中的最大功率為6×104W解析:當(dāng)牽引力等于阻力時(shí),速度最大,由圖線可知阻力大小f=2000N,選項(xiàng)A錯(cuò)誤;傾斜圖線的斜率表示功率,可知P=fv=2000×30W=60000W,車(chē)速為5m/s時(shí),汽車(chē)做勻加速直線運(yùn)動(dòng),加速度a==m/s2=2m/s2,選項(xiàng)B錯(cuò)誤;當(dāng)車(chē)速為15m/s時(shí),牽引力F′==N=4000N,則加速度a’==m/s2=1m/s2,選項(xiàng)C正確;汽車(chē)的最大功率等于額定功率,等于60000W,選項(xiàng)D正確.8.下表是一輛電動(dòng)車(chē)的部分技術(shù)指標(biāo),其中的額定車(chē)速是指電動(dòng)車(chē)滿載的情況下,在平直道路上以額定功率勻速行駛時(shí)的速度.額定車(chē)速18km/h電源輸出電壓≥36V整車(chē)質(zhì)量40kg充電時(shí)間6～8h載重80kg電動(dòng)機(jī)的額定輸出功率180W電源36V電動(dòng)機(jī)的額定工作電壓/電流36V/6A請(qǐng)根據(jù)表中的數(shù)據(jù),完成下列問(wèn)題(g取10m/s2).(1)在行駛的過(guò)程中,電動(dòng)車(chē)受到的阻力是車(chē)重(包括載重)的k倍,假定k是定值,試推算k的大小;(2)若電動(dòng)車(chē)以額定功率行駛,求速度為3m/s時(shí)的加速度是多少?解析:(1)由表可得到P出=180W,車(chē)速v=18km/h=5m/s,由P出=Fv,勻速直線運(yùn)動(dòng)時(shí)有F=f,其中f=k(M+m)g,解得k=0.03.(2)當(dāng)車(chē)速v’=3m/s時(shí),牽引力F’=,由牛頓第二定律知F’-k(M+m)g=(m+M)a,解得a=0.2m/s2.答案:(1)0.03(2)0.2m/s29.(多選)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3.0×104kg,設(shè)起飛過(guò)程中發(fā)動(dòng)機(jī)的推力恒為1.0×105N;彈射器有效作用長(zhǎng)度為100m,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A.彈射器的推力大小為1.1×106NB.彈射器對(duì)艦載機(jī)所做的功為1.1×108JC.彈射器對(duì)艦載機(jī)做功的平均功率為8.8×107WD.艦載機(jī)在彈射過(guò)程中的加速度大小為32m/s2解析:設(shè)總推力為F,位移為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=1.2×106N,彈射器推力F彈=F-F發(fā)=1.2×106N-1.0×105N=1.1×106N,A正確;彈射器對(duì)艦載機(jī)所做的功為W=F彈x=1.1×106×100J=1.1×108J,B正確;彈射器對(duì)艦載機(jī)做功的平均功率P=F彈·=4.4×107W,C錯(cuò)誤;根據(jù)運(yùn)動(dòng)學(xué)公式v2=2ax,得a==32m/s2,D正確.10.(多選)如圖所示,斜面頂端A與另一點(diǎn)B在同一水平線上,甲、乙兩小球質(zhì)量相等.小球甲沿光滑斜面以初速度v0從頂端A滑到底端,小球乙以同樣的初速度從B點(diǎn)拋出,不計(jì)空氣阻力,則(AC)A.兩小球落地時(shí)速率相同B.兩小球落地時(shí),重力的瞬時(shí)功率相同C.從開(kāi)始運(yùn)動(dòng)至落地過(guò)程中,重力對(duì)它們做功相同D.從開(kāi)始運(yùn)動(dòng)至落地過(guò)程中,重力的平均功率相同解析:由于斜面光滑,且不計(jì)空氣阻力,故兩小球運(yùn)動(dòng)過(guò)程中只有重力做功,由機(jī)械能守恒定律可知兩小球落地時(shí)速率相同,故選項(xiàng)A正確;由于A小球沿斜面做勻加速運(yùn)動(dòng),B小球做斜拋運(yùn)動(dòng),它們落地時(shí)的速度方向不同,故兩小球落地時(shí),重力的瞬時(shí)功率不相同,選項(xiàng)B錯(cuò)誤;由于重力做功與路徑無(wú)關(guān),只與始末位置的高度差有關(guān),故從開(kāi)始運(yùn)動(dòng)至落地過(guò)程中,重力對(duì)它們做功相同,選項(xiàng)C正確;由于兩小球的運(yùn)動(dòng)規(guī)律不同,所以從開(kāi)始運(yùn)動(dòng)至落地過(guò)程中所用時(shí)間不同,由P=可知重力的平均功率不同,選項(xiàng)D錯(cuò)誤.11.(2019·湖北武漢質(zhì)檢)(多選)如圖所示,車(chē)頭的質(zhì)量為m,兩節(jié)車(chē)廂的質(zhì)量也均為m.已知車(chē)的額定功率為P,阻力為車(chē)總重力的k倍,重力加速度為g,則下列說(shuō)法正確的是(BD)A.汽車(chē)掛一節(jié)車(chē)廂時(shí)的最大速度是掛兩節(jié)車(chē)廂時(shí)的兩倍B.汽車(chē)掛一節(jié)車(chē)廂時(shí)的最大速度為C.若汽車(chē)掛兩節(jié)車(chē)廂時(shí)的最大速度為v,汽車(chē)始終以恒定功率P前進(jìn),則汽車(chē)的速度為v時(shí)的加速度為-gkD.汽車(chē)掛兩節(jié)車(chē)廂并以最大速度行駛,某時(shí)刻后面的一節(jié)車(chē)廂突然脫離,要想使汽車(chē)的速度不變,汽車(chē)的功率必須變?yōu)镻解析:掛一節(jié)車(chē)廂時(shí),根據(jù)P=2kmgv1,掛兩節(jié)車(chē)廂時(shí),P=3kmgv,可得汽車(chē)掛一節(jié)車(chē)廂時(shí)的最大速度是掛兩節(jié)車(chē)廂時(shí)的1.5倍,選項(xiàng)A錯(cuò)誤;根據(jù)P=2kmgv1,可得汽車(chē)掛一節(jié)車(chē)廂時(shí)的最大速度為v1=,選項(xiàng)B正確;汽車(chē)掛兩節(jié)車(chē)廂運(yùn)動(dòng)的速度為時(shí),牽引力F=,阻力f=3kmg,加速度a==-3gk,選項(xiàng)C錯(cuò)誤;由P=3kmgv,可得v=,某時(shí)刻后面的一節(jié)車(chē)廂突然脫離,要想使汽車(chē)的速度不變,汽車(chē)做勻速運(yùn)動(dòng),牽引力變?yōu)?kmg,汽車(chē)的功率必須變?yōu)?kmgv=P,選項(xiàng)D正確.12.如圖(甲)所示,輕彈簧左端固定在豎直墻上,右端點(diǎn)在O位置.質(zhì)量為m的物塊A(可視為質(zhì)點(diǎn))以初速度v0從距O點(diǎn)右方s0處的P點(diǎn)向左運(yùn)動(dòng),與彈簧接觸后壓縮彈簧,將彈簧右端壓到O’點(diǎn)位置后,A又被彈簧彈回.A離開(kāi)彈簧后,恰好回到P點(diǎn).物塊A與水平面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ.求:(1)物塊A從P點(diǎn)出發(fā)又回到P點(diǎn)的過(guò)程,克服摩擦力所做的功.(2)O點(diǎn)和O’點(diǎn)間的距離s1.(3)如圖(乙)所示,若將另一個(gè)與A完全相同的物塊B(可視為質(zhì)點(diǎn))與彈簧右端拴接,將A放在B右邊,向左推A,B,使彈簧右端壓縮到O’點(diǎn)位置,然后從靜止釋放,A,B共同滑行一段距離后分離.分離后物塊A向右滑行的最大距離s2是多少?解析:(1)物塊A從P點(diǎn)出發(fā)又回到P點(diǎn)的過(guò)程,根據(jù)動(dòng)能定理得克服摩擦力所做的功為Wf=m.(2)物塊A從P點(diǎn)出發(fā)又回到P點(diǎn)的過(guò)程,根據(jù)動(dòng)能定理得2μmg(s1+s0)=m解得s1=-s0.(3)A,B在彈簧處于原長(zhǎng)處分離,設(shè)此時(shí)它們的共同速度是v1,彈出過(guò)程彈力做功為WF只有A時(shí),從O’到P有WF-μmg(s1+s0)=0-0,A,B共同從O’到O有WF-2μmgs1=×2m分離后對(duì)A有m=μmgs2聯(lián)立以上各式可得s2=s0-.答案:(1)m(2)-s0(3)s0-13.(2019·山東泰安模擬)如圖(甲)所示,一固定在地面上的足夠長(zhǎng)斜面,傾角為37°,物體A放在斜面底端擋板處,通過(guò)不可伸長(zhǎng)的輕質(zhì)繩跨過(guò)光滑輕質(zhì)滑輪與物體B相連接,B的質(zhì)量M=1kg,繩繃直時(shí)B離地面有一定高度.在t=0時(shí)刻,無(wú)初速度釋放B,由固定在A上的速度傳感器得到的數(shù)據(jù)繪出的物體A沿斜面向上運(yùn)動(dòng)的v-t圖像如圖(乙)所示.若B落地后不反彈,g取10m/s2,sin37°=0.6,cos37°=0.8.求:(1)B下落的加速度大小a;(2)A沿斜面向上運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中,繩的拉力對(duì)A做的功W;(3)A(包括傳感器)的質(zhì)量m及A與斜面間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ;(4)在0～0.75s內(nèi)摩擦力對(duì)A做的功.解析:(1)由題圖(乙)可知,前0.5s內(nèi),A,B以相同大小的加速度做勻加速運(yùn)動(dòng),0.5s末速度大小為2m/s.a==m/s2=4m/s2.(2)前0.5s,繩繃直,設(shè)繩的拉力大小為F;后0.25s,繩松弛,拉力為0,前0.5s,A沿斜面發(fā)生的位移s=vt=0.5m對(duì)B由牛頓第二定律有Mg-F=Ma代入數(shù)據(jù)解得F=6N所以繩的拉力對(duì)A做的功W=Fs=3J.(3)前0.5s,對(duì)A由牛頓第二定律有F-(mgsin