2024高考物理一輪復(fù)習(xí)第四章機(jī)械能第1節(jié)功功率作業(yè)與檢測(cè)含解析魯科版

PAGE8-第1節(jié)功功率基礎(chǔ)必備1.(2024·廣西南寧模擬)關(guān)于功的概念,下列說法正確的是(C)A.物體受力越大,位移越大,力對(duì)物體做功越多B.合力的功等于各分力功的矢量和C.摩擦力可以對(duì)物體做正功D.功有正負(fù),但正負(fù)不表示方向,而表示大小解析:由于功的確定因素有力、位移及二者的夾角,三個(gè)因素都要考慮,故A錯(cuò)誤;功是標(biāo)量,雖有正負(fù)之分,但功的正負(fù)不是表示方向,而是表示力對(duì)物體的做功效果,幾個(gè)力做的總功等于它們的代數(shù)和,所以選項(xiàng)B,D錯(cuò)誤;摩擦力可以做正功,也可以做負(fù)功,這要看摩擦力與位移的方向關(guān)系,故C正確.2.(2024·山東濰坊模擬)如圖所示,自動(dòng)卸貨車始終靜止在水平地面上,車廂在液壓機(jī)的作用下,θ角漸漸增大且貨物相對(duì)車廂靜止的過程中,下列說法正確的是(B)A.貨物受到的支持力對(duì)貨物不做功B.貨物受到的支持力對(duì)貨物做正功C.貨物受到的重力對(duì)貨物做正功D.貨物受到的摩擦力對(duì)貨物做負(fù)功解析:貨物受到的支持力的方向與運(yùn)動(dòng)方向時(shí)刻相同,則支持力做正功,選項(xiàng)A錯(cuò)誤,B正確;摩擦力的方向與其運(yùn)動(dòng)方向時(shí)刻垂直則不做功,選項(xiàng)D錯(cuò)誤;貨物位置上升,重力做負(fù)功,選項(xiàng)C錯(cuò)誤.3.如圖所示,木板放在光滑地面上,一滑塊m放在木板上.當(dāng)用恒力F將滑塊由木板一端拉至另一端,木板分固定和不固定兩種狀況,力F做功分別為W1和W2,則(B)A.W1=W2 B.W1<W2C.W1>W2 D.無法比較解析:滑塊從木板左端滑到右端,力F所做的功W=Fs,若木板長(zhǎng)度為L(zhǎng)0,木板固定時(shí)滑塊的位移s1=L0,而木板不固定時(shí)位移s2>L0,即s1<s2,所以W1<W2,故B正確.4.(2024·天津模擬)一個(gè)中學(xué)生騎電動(dòng)車以18km/h的速度勻速行駛,電動(dòng)車所受阻力是人和車總重力的.已知人和車的總質(zhì)量約為100kg,重力加速度大小g取10m/s2,則此時(shí)電動(dòng)車電機(jī)的輸出功率約為(C)A.50W B.100W C.500W D.1000W解析:車的行駛速度v=18km/h=5.0m/s,車在勻速行駛時(shí),人和車受力平衡,人和車受到的阻力大小為f=mg=×1000N=100N,此時(shí)的功率P=Fv=fv=500W,所以C正確.5.(2024·貴州貴陽檢測(cè))(多選)如圖所示,位于水平面上的同一物體在恒力F1的作用下,做速度為v1的勻速直線運(yùn)動(dòng);在恒力F2的作用下,做速度為v2的勻速直線運(yùn)動(dòng),已知F1與F2的功率相同.則可能有(BD)A.F1=F2,v1<v2 B.F1=F2,v1>v2C.F1<F2,v1<v2 D.F1>F2,v1>v2解析:設(shè)F1與水平面間的夾角為α,由于F1與F2的功率相同,則有F1v1cosα=F2v2.若F1=F2,則有v1cosα=v2,即v1>v2;若F1>F2且v1>v2,F1v1cosα=F2v2可能成立,選項(xiàng)B,D正確,A錯(cuò)誤;若F1<F2且v1<v2,則F1v1cosα≠F2v2,選項(xiàng)C錯(cuò)誤.6.一起重機(jī)的鋼繩由靜止起先勻加速提起質(zhì)量為m的重物,當(dāng)重物的速度為v1時(shí),起重機(jī)的功率達(dá)到最大值P,以后起重機(jī)保持該功率不變,接著提升重物,直到以最大速度v2勻速上升,物體上升的高度為h,則整個(gè)過程中,下列說法正確的是(D)A.鋼繩的最大拉力為B.鋼繩的最大拉力為mgC.重物做勻加速運(yùn)動(dòng)的末速度為D.重物做勻加速運(yùn)動(dòng)的加速度為-g解析:重物勻速運(yùn)動(dòng)階段鋼繩的拉力等于重物重力,大小為,但加速過程重物處于超重狀態(tài),鋼繩拉力大于重物重力,故A,B錯(cuò)誤;重物勻加速運(yùn)動(dòng)的末速度不是運(yùn)動(dòng)的最大速度,此時(shí)鋼繩對(duì)重物的拉力大于其重力,故其速度小于,故C錯(cuò)誤;重物勻加速運(yùn)動(dòng)的末速度為v1,此時(shí)的拉力為F=,由牛頓其次定律得a==-g,故D正確.7.汽車在平直馬路上以速度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,使汽車的功率馬上減小一半并保持該功率接著行駛.下面四個(gè)圖象中,能正確表示從司機(jī)減小油門起先到最終穩(wěn)定行駛,汽車的速度與時(shí)間的關(guān)系的是(C)解析:汽車以v0勻速行駛時(shí),功率突然減為原來的一半,則牽引力減小為原來的一半,有F牽<f,汽車做減速運(yùn)動(dòng),速度的減小導(dǎo)致牽引力增大,但F牽'<f,合力減小,則加速度減小,因此,汽車做加速度越來越小的減速運(yùn)動(dòng),最終勻速運(yùn)動(dòng),選項(xiàng)C正確.8.(2024·內(nèi)蒙古集寧一中高三月考)(多選)若電動(dòng)汽車在平直的水泥路上從靜止起先加速行駛,經(jīng)過時(shí)間t前進(jìn)距離s,速度達(dá)到最大值vmax,在這一過程中電動(dòng)機(jī)的功率恒為P,小車所受阻力恒為f,那么這段時(shí)間內(nèi)(BD)A.小車做勻加速運(yùn)動(dòng)B.電動(dòng)機(jī)所做的功為PtC.電動(dòng)機(jī)所做的功為mD.電動(dòng)機(jī)所做的功為fs+m解析:從題意得到,電能驅(qū)動(dòng)電動(dòng)汽車以功率不變啟動(dòng),起先階段汽車所受的牽引力大于阻力,汽車的速度增大,由P=Fv知,牽引力減小,汽車的合外力減小,加速度減小,做變加速運(yùn)動(dòng),當(dāng)牽引力與阻力平衡后汽車做勻速直線運(yùn)動(dòng),速度達(dá)到最大,故A錯(cuò)誤;電動(dòng)機(jī)的功率恒為P,由P=得電動(dòng)機(jī)所做的功為W=Pt,故B正確;依據(jù)動(dòng)能定理,這段時(shí)間內(nèi)合外力做功為m,有Pt-fs=m-0,得電動(dòng)機(jī)所做的功為Pt=fs+m,故C錯(cuò)誤,D正確.9.(多選)質(zhì)量為2kg的物體置于水平面上,在運(yùn)動(dòng)方向上受到水平拉力F的作用,沿水平方向做勻變速運(yùn)動(dòng),拉力F作用2s后撤去,物體運(yùn)動(dòng)的速度圖象如圖所示,則下列說法正確的是(取g=10m/s2)(AD)A.拉力F做功150J B.拉力F做功350JC.物體克服摩擦力做功100J D.物體克服摩擦力做功175J解析:由圖象可知撤去拉力后,物體做勻減速直線運(yùn)動(dòng),加速度大小a2=m/s2=2.5m/s2,所以滑動(dòng)摩擦力f=ma2=5N;加速過程加速度大小a1=m/s2=2.5m/s2,由F-f=ma1,得拉力F=ma1+f=10N,0~2s的位移s1=×(10+5)×2m=15m,撤去F后的位移s2=×10×(6-2)m=20m,全程位移s=35m,所以拉力F做功W1=Fs1=10×15J=150J,選項(xiàng)A正確,B錯(cuò)誤;物體克服摩擦力做功W2=fs=5×35J=175J,C錯(cuò)誤,D正確.實(shí)力培育10.(2024·河南許昌中學(xué)檢測(cè))(多選)如圖所示,同一豎直平面內(nèi)的O1,A,B,C四點(diǎn)為長(zhǎng)方形的四個(gè)頂點(diǎn),水平面上的B,C兩點(diǎn)間的距離為L(zhǎng),O2在A點(diǎn)正上方高h(yuǎn)處,B點(diǎn)在A點(diǎn)正下方距離處.同時(shí)將質(zhì)量均為m的小球甲、乙(均可視為質(zhì)點(diǎn))分別從O1,O2點(diǎn)沿水平方向O1A和豎直方向O2AA.甲、乙拋出的初速度大小之比為B.兩球運(yùn)動(dòng)過程中均處于超重狀態(tài)C.甲、乙相遇前瞬間的動(dòng)能之比為D.甲、乙相遇前瞬間所受重力的功率之比為1∶2解析:甲、乙兩球落地時(shí)間t=,則v甲==L,對(duì)乙有h=v乙t+gt2,解得v乙=,則=,故A正確;由于空氣阻力不計(jì),則物體加速度為重力加速度,方向向下,屬于完全失重,故選項(xiàng)B錯(cuò)誤;相遇前甲的動(dòng)能為Ek甲=m+mg·=mg×;相遇前乙的動(dòng)能為Ek乙=m+mg·=mg·4h,則=,故C錯(cuò)誤;依據(jù)-=2as,甲達(dá)究竟部時(shí)豎直方向的速度v1==,故甲的重力功率P甲=mgv1=mg;乙達(dá)究竟部時(shí)豎直方向的速度v2==2,故乙的重力功率P乙=mgv2=2mg,則=1∶2,故D正確.11.(2024·黑龍江大慶中學(xué)期中)(多選)質(zhì)量為400kg的賽車在平直賽道上以恒定功率加速,受到的阻力不變,其加速度a和速度的倒數(shù)的關(guān)系如圖所示,則賽車(CD)A.速度隨時(shí)間勻稱增大 B.加速度隨時(shí)間勻稱增大C.輸出功率為160kW D.所受阻力大小為1600N解析:賽車以恒定功率加速,由P=Fv可知,隨著v的增大則牽引力減小,F合=F-f減小,加速度改變,故做變加速直線運(yùn)動(dòng),故A錯(cuò)誤;由a圖象,得函數(shù)方程a=-4,汽車加速運(yùn)動(dòng),速度增大,加速度減小,故B錯(cuò)誤;賽車受重力、支持力、牽引力和摩擦力作用,依據(jù)牛頓其次定律,有F-f=ma,其中F=,聯(lián)立得a=·-.結(jié)合圖象得=,即P=400×400W=1.6×105W=160kW,=4m/s2,則f=1600N,選項(xiàng)C,D正確.12.一輛跑車在行駛過程中的最大輸出功率與速度大小的關(guān)系如圖,已知該車質(zhì)量為2×103kg,在某平直路面上行駛,阻力恒為3×103N.若汽車從靜止起先以恒定加速度2m/sA.8s B.14s C.26s D.38s解析:由圖象可知,機(jī)車的最大功率約為P=210kW,在加速階段由牛頓其次定律可知:F-f=ma,即F=f+ma=3×103N+2×103×2N=7.0×103N,再由P=Fv可知v==m/s=30m/s,由v=at解得t=15s,故選項(xiàng)B正確.13.(2024·山西臨汾一中期中)某游樂園的大型“跳樓機(jī)”嬉戲,以驚險(xiǎn)刺激深受年輕人的歡迎.某次嬉戲中,質(zhì)量m=50kg的小明同學(xué)坐在載人平臺(tái)上,并系好平安帶、鎖好平安桿.嬉戲的過程簡(jiǎn)化為巨型升降機(jī)將平臺(tái)拉上升100m度,然后由靜止起先下落,在忽視空氣和臺(tái)架對(duì)平臺(tái)阻力的狀況下,該運(yùn)動(dòng)可近似看做自由落體運(yùn)動(dòng).下落h1=80m時(shí),制動(dòng)系統(tǒng)啟動(dòng),使平臺(tái)勻稱減速,再下落h2=20m時(shí)剛好停止運(yùn)動(dòng).取g=10m/s2,求:(1)下落的過程中小明運(yùn)動(dòng)速度的最大值vmax;(2)當(dāng)平臺(tái)落到離地面15m高的位置時(shí),小明對(duì)平臺(tái)作用力F的大小;(3)在全部下落過程中,跳樓機(jī)對(duì)小明做的功W.解析:(1)平臺(tái)自由下落80m時(shí),小明速度最大,由=2gh1有vmax=40m/s.(2)減速下落過程中加速度大小a2=解得a2=40m/s2依據(jù)牛頓其次定律F-mg=ma2解得F=2500N依據(jù)牛頓第三定律,小明對(duì)平臺(tái)作用力的大小F為2500N.(3)升降機(jī)自由下落段,小明處于完全失重狀態(tài),系統(tǒng)對(duì)小明的作用力為零,做功為0.即W1=0在減速階段,系統(tǒng)對(duì)小明做功W2=Fh2=-5×104JW=W1+W2=-5×104J.答案:(1)40m/s(2)2500N(3)-5×104J14.(2024·湖南長(zhǎng)沙調(diào)研)某電動(dòng)機(jī)工作時(shí)輸出功率P與拉動(dòng)物體的速度v之間的關(guān)系如圖(a)所示.現(xiàn)用該電動(dòng)機(jī)在水平地面拉動(dòng)一物體(可視為質(zhì)點(diǎn)),運(yùn)動(dòng)過程中輕繩始終處在拉直狀態(tài),且不行伸長(zhǎng),如圖(b)所示.已知物體質(zhì)量m=1kg,與地面間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ1=0.35,離動(dòng)身點(diǎn)C左側(cè)s距離處另有動(dòng)摩擦因數(shù)為μ2=0.45、長(zhǎng)為d=0.5m的粗糙材料鋪設(shè)的地面AB段.(g取10m/s2)(1)若s足夠長(zhǎng),電動(dòng)機(jī)功率為2W時(shí),物體在地面能達(dá)到的最大速度是多少?(2)啟動(dòng)電動(dòng)機(jī)后,物體在C點(diǎn)從靜止起先運(yùn)動(dòng),到達(dá)B點(diǎn)時(shí)速度恰好達(dá)到0.5m/s,則BC間的距離s是多少?物體能通過AB段嗎?假如不能,物體將停在何處?解析:(1)電動(dòng)機(jī)拉動(dòng)物體,物體速度最大時(shí)加速度為零,則有拉力F等于摩擦力F1=f1=μ1mg=3.5N,依據(jù)P=Fv則有vmax===m/s.(2)由圖(a)可知,物體運(yùn)動(dòng)