【紅對勾】2021屆高三物理(新課標)二輪專題復習課時作業(yè)5-功-功率-動能定理

專題二功和能課時作業(yè)5功功率動能定理時間：45分鐘一、單項選擇題1.如圖所示，光滑斜面的頂端固定一彈簧，一小球向右滑行，并沖上固定在地面上的斜面．設小球在斜面最低點A的速度為v，壓縮彈簧至C點時彈簧最短，C點距地面高度為h，則從A到C的過程中彈簧彈力做功是()A．mgh－eq\f(1,2)mv2 B.eq\f(1,2)mv2－mghC．－mgh D．－(mgh＋eq\f(1,2)mv2)解析：小球從斜面底端到最高點C的過程中，重力、彈簧彈力做功，C點為最高點，即vC＝0，由動能定理得：－mgh＋W彈＝0－eq\f(1,2)mv2，W彈＝mgh－eq\f(1,2)mv2，故A正確．答案：A2.如圖所示，木板可繞固定水平軸O轉動．木板從水平位置OA緩慢轉到OB位置，木板上的物塊始終相對于木板靜止．在這一過程中，物塊的重力勢能增加了2J．用FN表示物塊受到的支持力，用Ff表示物塊受到的摩擦力．在此過程中，以下推斷正確的是()A．FN和Ff對物塊都不做功B．FN對物塊做功為2J，F(xiàn)f對物塊不做功C．FN對物塊不做功，F(xiàn)f對物塊做功為2JD．FN和Ff對物塊所做功的代數(shù)和為0解析：由做功的條件可知：只要有力，并且物塊沿力的方向有位移，那么該力就對物塊做功．由受力分析知，支持力FN做正功，但摩擦力Ff方向始終和速度方向垂直，所以摩擦力不做功．由動能定理知WFN－mgh＝0，故支持力FN做功為mgh.答案：B3．如圖所示，分別用F1、F2、F3將質量為m的物體由靜止沿同一光滑斜面以相同的加速度從斜面底端拉到斜面的頂端，物體到達斜面頂端時，力F1、F2、F2的功率關系為()A．P1＝P2＝P3 B．P1>P2＝P3C．P3>P2>P1 D．P1>P2>P3解析：設物體的質量為m，三種狀況下物體的加速度a相同，由牛頓其次定律知F－mgsinα＝ma，故各力在速度方向上的重量都相同，又因加速度相同，斜面長度相同，所以三種狀況下到達斜面頂端時的速度相等，所以據(jù)功率公式可知P1＝P2＝P3，故選A.答案：A4.一輛汽車在平直的大路上以某一初速度運動，運動過程中保持恒定的牽引功率，其加速度a和速度的倒數(shù)eq\f(1,v)圖象如圖所示．若已知汽車的質量，則依據(jù)圖象所給的信息，不能求出的物理量是()A．汽車的功率B．汽車行駛的最大速度C．汽車所受到的阻力D．汽車運動到最大速度所需的時間解析：由F－Ff＝ma，P＝Fv可得：a＝eq\f(P,m)·eq\f(1,v)－eq\f(Ff,m)，對應圖線可知，eq\f(P,m)＝k＝40，可求出汽車的功率P，由a＝0時，eq\f(1,vm)＝0.05可得：vm＝20m/s，再由vm＝eq\f(P,Ff)，可求出汽車受到的阻力Ff，但無法求出汽車運動到最大速度所需的時間．答案：D5.質量為2kg的物體，放在動摩擦因數(shù)為μ＝0.1的水平面上，在水平拉力F的作用下，由靜止開頭運動，拉力做的功W和物體發(fā)生的位移x之間的關系如圖所示，g＝10m/s2，下列說法中正確的是()A．此物體在AB段做勻加速直線運動，且整個過程中拉力的最大功率為15WB．此物體在AB段做勻速直線運動，且整個過程中拉力的最大功率為6WC．此物體在AB段做勻加速直線運動，且整個過程中拉力的最大功率為6WD．此物體在AB段做勻速直線運動，且整個過程中拉力的最大功率為15W解析：由題圖知前3m位移內拉力大小為5N，摩擦力大小為f＝μmg＝2N，依據(jù)牛頓其次定律可得加速度為a＝1.5m/s2，所用時間為t＝eq\r(\f(2x,a))＝2s，末速度為3m/s；后6m位移內拉力大小等于2N，與摩擦力等大反向，所以物體在AB段做勻速直線運動，整個過程中拉力的最大功率為Pm＝Fmvm＝15W，D對．答案：D二、多項選擇題6．一滑塊在水平地面上沿直線滑行，t＝0時其速度為2.0m/s.從今刻開頭在滑塊運動方向上再施加一水平拉力F，力F和滑塊的速度v隨時間t的變化規(guī)律分別為圖甲和乙所示．設在第1s內、第2s內、第3s內力F對滑塊做功的平均功率分別為P1、P2、P3，則()A．P1>P2>P3B．P1<P2<P3C．0～2s內力F對滑塊做功為4JD．0～2s內摩擦力對滑塊做功為4J解析：第1s內力F對滑塊做功的平均功率為P1＝F1·v1＝1×1W＝1W；第2s內力F對滑塊做功的平均功率為P2＝F2·v2＝3×1W＝3W；第3s內力F對滑塊做功的平均功率為P3＝F3·v3＝2×2W＝4W；所以，P1<P2<P3，選項A錯誤B正確；0～2s內力F對滑塊做功為W＝F1·x1＋F2·x2＝1×1J＋3×1J＝4J，選項C正確；滑塊所受摩擦力f＝2N,0～2s內滑塊位移x＝2m，摩擦力對滑塊做功為fxcos180°＝－4J，選項D錯誤．答案：BC7.人通過滑輪將質量為m的物體，沿粗糙的斜面由靜止開頭勻加速地由底端拉上斜面，物體上升的高度為h，到達斜面頂端的速度為v，如圖所示．則在此過程中()A．物體所受的合外力做功為mgh＋eq\f(1,2)mv2B．物體所受的合外力做功為eq\f(1,2)mv2C．人對物體做的功為mghD．人對物體做的功大于mgh解析：物體沿斜面做勻加速運動，依據(jù)動能定理：W合＝WF－WFf－mgh＝eq\f(1,2)mv2，其中WFf為物體克服摩擦力做的功．人對物體做的功即是人對物體的拉力做的功，所以W人＝WF＝WFf＋mgh＋eq\f(1,2)mv2，A、C錯誤，B、D正確．答案：BD8．太陽能汽車是靠太陽能來驅動的汽車．當太陽光照射到汽車上方的光電板時，光電板中產(chǎn)生的電流經(jīng)電動機帶動汽車前進．設汽車在平直的大路上由靜止開頭勻加速行駛，經(jīng)過時間t，速度為v時功率達到額定功率，并保持不變．之后汽車又連續(xù)前進了距離s，到達最大速度vmax.設汽車質量為m，運動過程中所受阻力恒為f，則下列說法正確的是()A．汽車的額定功率為fvmaxB．汽車勻加速運動過程中，克服阻力做功為fvtC．汽車從靜止開頭到速度達到最大值的過程中，牽引力所做的功為eq\f(1,2)mveq\o\al(2,max)－eq\f(1,2)mv2D．汽車從靜止開頭到速度達到最大值的過程中，合力所做的功為eq\f(1,2)mveq\o\al(2,max)解析：當汽車達到最大速度時牽引力與阻力平衡，功率為額定功率，則可知選項A正確；汽車勻加速運動過程中通過的位移x＝eq\f(1,2)vt，克服阻力做功為W＝eq\f(1,2)fvt，選項B錯誤；依據(jù)動能定理可得WF－Wf＝eq\f(1,2)mveq\o\al(2,max)－0，Wf＝eq\f(1,2)fvt＋fs，可知選項C錯誤、D正確．答案：AD三、計算題9.如圖所示，QB段為一半徑為R＝1m的光滑圓弧軌道，AQ段為一長度為L＝1m的粗糙水平軌道，兩軌道相切于Q點，Q在圓心O的正下方，整個軌道位于同一豎直平面內．物塊P的質量為m＝1kg(可視為質點)，P與AQ間的動摩擦因數(shù)μ＝0.1，若物塊P以速度v0從A點滑上水平軌道，到C點后又返回A點時恰好靜止．(取g＝10m/s2)求：(1)v0的大?。?2)物塊P第一次剛通過Q點時對圓弧軌道的壓力．解析：(1)物塊P從A到C又返回A的過程中，由動能定理有－μmg·2L＝0－eq\f(1,2)mveq\o\al(2,0)解得v0＝eq\r(4μgL)＝2m/s(2)設物塊P在Q點的速度為v，Q點軌道對P的支持力為F，由動能定理和牛頓定律有：－μmgL＝eq\f(1,2)mv2－eq\f(1,2)mveq\o\al(2,0)F－mg＝meq\f(v2,R)解得：F＝12N由牛頓第三定律可知，物塊P對Q點的壓力大小為12N，方向豎直向下．答案：(1)2m/s(2)12N方向豎直向下10.如圖所示為修建高層建筑常用的塔式起重機．在起重機將質量m＝5×103kg的重物豎直吊起的過程中，重物由靜止開頭向上做勻加速直線運動，加速度a＝0.2m/s2，當起重機輸出功率達到其允許的最大值時，保持該功率直到重物做vm＝1.02m/s的勻速運動．取g＝10m/s(1)起重機允許輸出的最大功率；(2)重物做勻加速運動所經(jīng)受的時間；(