（適用于新高考新教材）高考物理一輪總復(fù)習(xí)第5章機(jī)械能課時(shí)規(guī)范練15功和功率

課時(shí)規(guī)范練15功和功率基礎(chǔ)對(duì)點(diǎn)練1.(正負(fù)功的判斷)載人飛行包是一個(gè)單人低空飛行裝置,其發(fā)動(dòng)機(jī)用汽油作為燃料提供動(dòng)力,可以垂直起降,也可以快速前進(jìn)。則在飛行包(包括人)豎直勻速降落的過程中(空氣阻力不可忽略),下列說法正確的是()A.發(fā)動(dòng)機(jī)對(duì)飛行包做正功B.飛行包的重力做負(fù)功C.空氣阻力對(duì)飛行包做負(fù)功D.飛行包的合力做負(fù)功2.(功率的計(jì)算)(2022甘肅金昌期末)如圖所示,質(zhì)量為2kg的物體以10m/s的初速度水平拋出,經(jīng)過2s落地。g取10m/s2。關(guān)于重力做功的功率,下列說法正確的是()A.下落過程中重力的平均功率是400WB.下落過程中重力的平均功率是100WC.落地前的瞬間重力的瞬時(shí)功率是200WD.落地前的瞬間重力的瞬時(shí)功率是400W3.(功率的計(jì)算)在搶險(xiǎn)救災(zāi)工作中常見到直升機(jī)的身影,如圖所示,直升機(jī)懸停在空中,用繩索將傷員由靜止向上吊起,繩索對(duì)傷員做功的功率恒定,則在傷員加速上升的過程中(不計(jì)空氣阻力),下列說法正確的是()A.繩索對(duì)傷員的拉力越來越大B.傷員克服重力做功的功率恒定C.傷員運(yùn)動(dòng)的速度變化得越來越快D.合力對(duì)傷員做功的功率越來越小4.(圖像法求功)用鐵錘把釘子釘入木板,設(shè)木板對(duì)釘子的阻力與釘進(jìn)木板的深度成正比。已知鐵錘第一次將釘子釘進(jìn)深度d,如果鐵錘第二次敲釘子時(shí)對(duì)釘子做的功與第一次相同,那么,第二次釘子進(jìn)入木板的深度為()A.(31)d B.(21)dC.(5-1)5.(多選)(功、功率的計(jì)算)圖甲、乙是一輛質(zhì)量m=6×103kg的公共汽車在t=0和t=4s末兩個(gè)時(shí)刻的照片。當(dāng)t=0時(shí),汽車剛啟動(dòng)(汽車的運(yùn)動(dòng)可看成勻加速直線運(yùn)動(dòng))。圖丙是車內(nèi)橫桿上懸掛的拉手環(huán)經(jīng)放大后的圖像,測(cè)得θ=15°。根據(jù)題中提供的信息,可以估算出的物理量有()A.汽車的長(zhǎng)度B.4s末汽車的速度C.4s內(nèi)汽車牽引力所做的功D.4s末汽車牽引力的功率6.(功、功率的計(jì)算)測(cè)定運(yùn)動(dòng)員體能的一種裝置如圖所示,運(yùn)動(dòng)員質(zhì)量為m1,繩拴在腰間沿水平方向跨過滑輪(不計(jì)滑輪質(zhì)量及摩擦),下懸一個(gè)質(zhì)量為m2的重物,人用力蹬傳送帶而人的重心不動(dòng),使傳送帶以速率v勻速向右運(yùn)動(dòng)。下列關(guān)于人對(duì)傳送帶做功的四種說法正確的是()A.人對(duì)傳送帶不做功B.人對(duì)傳送帶做負(fù)功C.人對(duì)傳送帶做功的功率為m2gvD.人對(duì)傳送帶做功的功率為(m1+m2)gv7.(機(jī)車的功率問題)動(dòng)車組是指幾節(jié)自帶動(dòng)力車廂與幾節(jié)不帶動(dòng)力車廂的編組。某城際電力動(dòng)車組由6節(jié)車廂編組而成,每節(jié)車廂的質(zhì)量均為m=5×104kg,其中第1節(jié)和第4節(jié)車廂帶有動(dòng)力,牽引電機(jī)的額定功率分別為P1=1.8×107W和P2=1.2×107W。該動(dòng)車組以a=2m/s2的加速度沿水平直軌道由靜止開始勻加速啟動(dòng),當(dāng)?shù)?節(jié)車廂的牽引電機(jī)達(dá)到額定功率時(shí),第4節(jié)車廂的牽引電機(jī)立即啟動(dòng),動(dòng)車組行駛過程中受到的阻力為車重的110,重力加速度g取10m/s2(1)從動(dòng)車組開始啟動(dòng)到第4節(jié)車廂的牽引電機(jī)啟動(dòng)所經(jīng)歷的時(shí)間;(2)當(dāng)動(dòng)車組的速度為50m/s時(shí),第4節(jié)車廂對(duì)第5節(jié)車廂的拉力大小。素養(yǎng)綜合練8.(2022四川成都外國(guó)語學(xué)校期末)一輛汽車由靜止開始沿平直公路行駛,汽車所受牽引力F隨時(shí)間t變化關(guān)系圖線如圖所示。若汽車的質(zhì)量為1.2×103kg,阻力恒定,汽車的最大功率恒定,則以下說法正確的是()A.汽車的最大功率為5×104WB.汽車勻加速運(yùn)動(dòng)階段的加速度為256m/sC.汽車先做勻加速運(yùn)動(dòng),然后再做勻速直線運(yùn)動(dòng)D.汽車從靜止開始運(yùn)動(dòng)12s內(nèi)位移是60m9.(2022陜西寶雞模擬)汽車運(yùn)輸規(guī)格相同的兩塊樓板時(shí),為了保證安全,底層樓板固定在車廂上,上層樓板按如圖所示方式放置于底層樓板上。汽車先以a1=2m/s2的加速度啟動(dòng),然后以v=10m/s的速度勻速運(yùn)動(dòng),最后以a2=10m/s2的加速度剎車至靜止。已知每塊樓板的質(zhì)量為200kg,樓板間的動(dòng)摩擦因數(shù)為0.8,最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力,整個(gè)過程樓板不會(huì)掉落,也不會(huì)撞上駕駛室,g取10m/s2,則()A.啟動(dòng)時(shí)樓板之間的摩擦力大小為1600NB.剎車時(shí)樓板之間的摩擦力大小為400NC.啟動(dòng)時(shí)樓板間因摩擦產(chǎn)生的熱量為2000JD.剎車時(shí)樓板間因摩擦產(chǎn)生的熱量為2000J10.(多選)一輛汽車從靜止開始以恒定功率P啟動(dòng),若汽車行駛過程中受到的阻力恒定,其加速度與速度的倒數(shù)的關(guān)系如圖所示,圖像斜率為k,橫截距為b,則()A.汽車所受阻力為PbB.汽車的質(zhì)量為PC.汽車的最大速度為1bD.汽車從靜止到獲得最大速度的時(shí)間為111.圖甲為某型號(hào)電動(dòng)平衡車,人站在平衡車上沿水平直軌道由靜止開始運(yùn)動(dòng),其vt圖像如圖乙所示(除3~10s時(shí)間段圖線為曲線外,其余時(shí)間段圖線均為直線)。已知人與平衡車質(zhì)量之和為80kg,3s后功率恒為300W,且整個(gè)騎行過程中所受到的阻力不變,結(jié)合圖像的信息可知()A.0~3s時(shí)間內(nèi),牽引力做功490JB.3~10s時(shí)間內(nèi),平衡車的平均速度大小是4.5m/sC.3~10s時(shí)間內(nèi),平衡車克服摩擦力做功1020JD.平衡車在第2s末與第14s末的功率之比為1∶212.右圖是一種升降電梯的模型示意圖,A為轎廂,B為平衡重物,A、B的質(zhì)量分別為1kg和0.5kg。A、B由跨過輕質(zhì)滑輪的足夠長(zhǎng)的輕繩系住。在電動(dòng)機(jī)牽引下使轎廂由靜止開始向上運(yùn)動(dòng),電動(dòng)機(jī)輸出功率為10W并保持不變,轎廂上升1m后恰好達(dá)到最大速度。不計(jì)空氣阻力和摩擦阻力,g取10m/s2。在轎廂向上運(yùn)動(dòng)過程中,求:(1)轎廂的最大速度vm;(2)轎廂向上的加速度為a=2m/s2時(shí),重物B下端繩的拉力大小;(3)轎廂從開始運(yùn)動(dòng)到恰好達(dá)到最大速度所用的時(shí)間。答案：課時(shí)規(guī)范練15功和功率1.C解析:飛行包(包括人)在豎直勻速降落的過程中,發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力向上,則發(fā)動(dòng)機(jī)對(duì)飛行包做負(fù)功,故A錯(cuò)誤;高度下降,飛行包的重力做正功,故B錯(cuò)誤;空氣阻力豎直向上,與位移方向相反,則空氣阻力對(duì)飛行包做負(fù)功,故C正確;飛行包勻速運(yùn)動(dòng),合力為零,則飛行包的合力不做功,故D錯(cuò)誤。2.D解析:整個(gè)過程重力做功W=mgh,又h=12gt2,解得W=400J,則重力的平均功率P=Wt=4002W=200W,故A、B錯(cuò)誤;落地瞬間豎直分速度為vy=gt=10×2m/s=20m/s,則重力的瞬時(shí)功率為P=mgv3.D解析:繩索對(duì)傷員的拉力做功的功率不變,而傷員加速上升,速度增大,由P=Fv可知,繩索對(duì)傷員的拉力F越來越小,A錯(cuò)誤;速度增大,由P1=mgv可知,傷員克服重力做功的功率不斷增大,B錯(cuò)誤;F在減小,由Fmg=ma可知,傷員運(yùn)動(dòng)的加速度越來越小,速度變化得越來越慢,C錯(cuò)誤;合力對(duì)傷員做功的功率P合=(Fmg)v=Pmgv,由于P不變,速度越來越大,則合力對(duì)傷員做功的功率越來越小,D正確。4.B解析:據(jù)題意設(shè)釘子受的阻力與進(jìn)入木板深度關(guān)系為F=kx,作Fx圖像如圖所示,則圖像與橫軸所圍成圖形的面積表示阻力功的大小,由能量關(guān)系知W錘=W阻。又因?yàn)閮纱蜽錘相等,故S△=S梯,即d·kd2=kd+k(d+d25.AB解析:從題中丙圖可知,汽車的加速度為gtanθ,題中還給出了初速度和運(yùn)動(dòng)的時(shí)間,根據(jù)s=v0t+12at2和v=v0+at可求出汽車的位移(即汽車的長(zhǎng)度)和4s末汽車的速度,故A、B正確;根據(jù)F=ma6.C解析:人對(duì)傳送帶的摩擦力方向向右,傳送帶在力的方向上有位移,所以人對(duì)傳送帶做功,人對(duì)傳送帶的摩擦力和傳送帶位移的方向相同,故做正功,A、B錯(cuò)誤;人的重心不動(dòng),繩對(duì)人的拉力和傳送帶對(duì)人的摩擦力平衡,而拉力又等于m2g,又因人對(duì)傳送帶的力與傳送帶對(duì)人的摩擦力是一對(duì)相互作用力,所以人對(duì)傳送帶做功的功率為m2gv,故C正確,D錯(cuò)誤。7.答案:(1)10s(2)2×105N解析:(1)設(shè)從動(dòng)車組開始啟動(dòng)到第4節(jié)車廂牽引電機(jī)啟動(dòng)經(jīng)歷的時(shí)間為t,電機(jī)的牽引力為F1,第4節(jié)車廂牽引電機(jī)啟動(dòng)時(shí)動(dòng)車組的速度為v1,有F10.1×6mg=6maP1=F1v1v1=at解得t=10s。(2)設(shè)當(dāng)?shù)?節(jié)車廂牽引電機(jī)剛好達(dá)到額定功率時(shí),列車速度為v2,有P1+P2=F1v2解得v2=1003m/s<所以v3=50m/s時(shí),有P1+P2v30.對(duì)第5、6節(jié)車廂,有F20.1×2mg=2ma'解得F2=2×105N。8.A解析:由題圖可知,汽車在前4s內(nèi)的牽引力不變,汽車做勻加速直線運(yùn)動(dòng),4~12s內(nèi)汽車的牽引力逐漸減小,則汽車的加速度逐漸減小,汽車做加速度減小的加速運(yùn)動(dòng),直到車的速度達(dá)到最大值,以后做勻速直線運(yùn)動(dòng),可知在4s末汽車的功率達(dá)到最大值。汽車的速度達(dá)到最大值后牽引力等于阻力,所以阻力Ff=2×103N,前4s內(nèi)汽車的牽引力為F=5×103N,由牛頓第二定律得FFf=ma,可得a=2.5m/s2,4s末汽車的速度v1=at1=2.5×4m/s=10m/s,所以汽車的最大功率P=Fv1=5×103×10W=5×104W,故A正確,B、C錯(cuò)誤。汽車在前4s內(nèi)的位移x1=12at12=12×2.5×42m=20m,汽車的最大速度為vm=PFf=5×1042×103m/s=25m/s,汽車在4~12s內(nèi)的位移設(shè)為x2,根據(jù)動(dòng)能定理可得,Pt2Ff9.D解析:摩擦力提供給樓板最大的加速度為a'=μg=0.8×10m/s2=8m/s2,啟動(dòng)時(shí),汽車加速度小于樓板最大加速度,上層樓板所受摩擦力為靜摩擦力,大小為Ff=ma1=200×2N=400N,故A錯(cuò)誤;剎車時(shí),汽車加速度大于樓板最大加速度,上層樓板所受摩擦力為滑動(dòng)摩擦力,其大小為Ff'=μmg=0.8×200×10N=1600N,故B錯(cuò)誤;啟動(dòng)時(shí),樓板間沒有相對(duì)運(yùn)動(dòng),受到靜摩擦力作用,不會(huì)產(chǎn)生熱量,故C錯(cuò)誤;汽車在剎車過程中行駛的距離為s=v22a2=1022×10m=5m,上層樓板停止運(yùn)動(dòng)時(shí)滑動(dòng)的距離為s'=v22μg=10210.BC解析:汽車從靜止開始啟動(dòng)時(shí),由P=Fv及FF阻=ma得a=Pm·1v-F阻m,結(jié)合圖像有Pm=k,0=PmbF阻m,解得m=Pk,F阻=Pb,選項(xiàng)A錯(cuò)誤,B正確;當(dāng)加速度為零時(shí),速度最大,此時(shí)有1vm=b,解得最大速度11.C解析:最終勻速運(yùn)動(dòng)時(shí),牽引力與阻力相等,根據(jù)P=Fv=F阻vm,代入數(shù)據(jù),可得F阻=50N,在0~3s時(shí)間內(nèi),平衡車做勻加速運(yùn)動(dòng),根據(jù)圖像可知a=vt=1m/s2,根據(jù)牛頓第二定律FF阻=ma,可得F=130N,在0~3s時(shí)間內(nèi)平衡車的位移s1=12at2=4.5