2018年高考物理二輪復(fù)習(xí)第六章機(jī)械能專題6.1功和功率.docx

專題6.1 功和功率一選擇題1.（2018湖南師大附中質(zhì)檢）如圖是利用太陽(yáng)能驅(qū)動(dòng)的小車，若小車在平直的水泥路上從靜止開始加速行駛，經(jīng)過(guò)時(shí)間t前進(jìn)距離s，速度達(dá)到最大值vm，在這一過(guò)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)( )A小車做勻加速運(yùn)動(dòng) B小車做加速度逐漸減小的加速運(yùn)動(dòng)C電動(dòng)機(jī)所做的功為mv D電動(dòng)機(jī)所做的功為fsmv【參考答案】BD2運(yùn)輸人員要把質(zhì)量為m、體積較小的木箱拉上汽車，現(xiàn)將長(zhǎng)為L(zhǎng)的木板搭在汽車尾部與地面間，構(gòu)成一固定斜面，然后把木箱沿斜面拉上汽車斜面與水平地面成30角，拉力與斜面平行，木箱與斜面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為，重力加速度為g.在將木箱運(yùn)上汽車過(guò)程中，拉力至少做功為()AmgLBmgC.mgL(1) D.mgLmgL【參考答案】C3. (2016西安八校高三質(zhì)檢)如圖所示，質(zhì)量為m的物體靜止在傾角為的斜面上，物體與斜面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為，現(xiàn)使斜面水平向左以速度v勻速移動(dòng)距離l。(物體與斜面相對(duì)靜止)，以下說(shuō)法正確的是()A斜面體對(duì)物體做的總功是0B重力對(duì)物體做的功為mglC摩擦力對(duì)物體做的功為mglcos D斜面對(duì)物體的支持力做功的功率為mgvcos 【參考答案】A【名師解析】由題意可知，物體處于平衡狀態(tài)，對(duì)物體受力分析可得，在豎直方向，mgFNcos Ffsin ，在水平方向，F(xiàn)Nsin Ffcos ，解得，F(xiàn)Nmgcos ，F(xiàn)fmgsin ，斜面體對(duì)物體作用力的合力豎直向上與速度方向垂直，則作用力做的總功為零，A正確；重力方向豎直向下與速度方向垂直，重力不做功，B錯(cuò)誤；摩擦力做的功WfFfcos lmglsin cos ，故C錯(cuò)誤；支持力做功的功率為PFNsin vmgvsin cos ，故D錯(cuò)誤。4(2016江蘇南京三校聯(lián)考)身高約1.7 m的高中男生在學(xué)校體育課完成“引體向上”的測(cè)試，該同學(xué)在1 min內(nèi)完成了15次“引體向上”，每次“引體向上”都使自己的整個(gè)身體升高一個(gè)手臂的高度，且每次“引體向上”都需要2 s才能完成，則該同學(xué)在整個(gè)測(cè)試過(guò)程中克服重力的平均功率約為()A10 W B20 W C90 W D300 W【參考答案】C 5(2016貴州遵義高三一模)如圖所示，質(zhì)量相同的兩物體處于同一高度，A沿固定在地面上的光滑斜面下滑，B自由下落，最后到達(dá)同一水平面，則()A重力對(duì)兩物體做的功相同B重力的平均功率相同C到達(dá)水平面時(shí)重力的瞬時(shí)功率PAPBD到達(dá)水平面時(shí)兩物體的動(dòng)能相同，速度相同【參考答案】A【名師解析】由于兩個(gè)物體質(zhì)量相同、下落高度相同，所以重力對(duì)兩物體做的功相同，選項(xiàng)A正確；由于時(shí)間不同，所以重力的平均功率不相同，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；兩物體的重力做功相等，由動(dòng)能定理可知，兩物體到達(dá)水平面時(shí)動(dòng)能相同，速度大小相同、方向不同，選項(xiàng)D錯(cuò)誤；由瞬時(shí)功率的計(jì)算式可得PAmgvsin (為斜面傾角)，PBmgv，因此，到達(dá)水平面時(shí)重力的瞬時(shí)功率PAPB，選項(xiàng)C錯(cuò)誤。6(2016遼寧大連高三一檢)物體靜止在光滑水平面上，先對(duì)物體施加一水平向右的恒力F1，經(jīng)時(shí)間t后撤去F1，立即再對(duì)它施加一水平向左的恒力F2，又經(jīng)時(shí)間3t后物體回到出發(fā)點(diǎn)，在這一過(guò)程中，F(xiàn)1、F2分別對(duì)物體做的功W1、W2間的關(guān)系是()AW1W211 BW1W223CW1W295 DW1W297【參考答案】D7.(2016湖北孝感高三模擬)質(zhì)量為50 kg的某中學(xué)生參加學(xué)校運(yùn)動(dòng)會(huì)立定跳遠(yuǎn)項(xiàng)目比賽，起跳直至著地過(guò)程如簡(jiǎn)圖，經(jīng)實(shí)際測(cè)量得知上升的最大高度是0.8 m，在最高點(diǎn)的速度為3 m/s，則起跳過(guò)程該同學(xué)所做功最接近(取g10 m/s2)()A225 J B400 J C625 J D850 J【參考答案】C【名師解析】由動(dòng)能關(guān)系可得，該同學(xué)所做的功等于其機(jī)械能的增加量，而該同學(xué)在空中只受重力，機(jī)械能守恒，則Wmghmv2625 J，C項(xiàng)正確。8(2016江蘇南通高三期末)如圖所示，分別用恒力F1、F2先后將質(zhì)量為m的物體由靜止開始沿同一粗糙的固定斜面由底端拉至頂端，兩次所用時(shí)間相同，第一次力F1沿斜面向上，第二次力F2沿水平方向。則兩個(gè)過(guò)程()A物體與斜面摩擦生熱相同B物體機(jī)械能變化量相同CF1做的功與F2做的功相同DF1做功的功率比F2做功的功率大【參考答案】B二計(jì)算題1.（2018廣州一模）如圖，上表面光滑、下表面粗糙的木板放置于水平地面上，可視為質(zhì)點(diǎn)的滑塊靜止放在木板的上表面。t = 0時(shí)刻，給木板一個(gè)水平向右的初速度v0，同時(shí)對(duì)木板施加一個(gè)水平向左的恒力F，經(jīng)一段時(shí)間，滑塊從木板上掉下來(lái)。已知木板質(zhì)量M =3kg，高h(yuǎn) = 0.2m，與地面間的動(dòng)摩擦因數(shù)=0.2；滑塊質(zhì)量m =0.5kg，初始位置距木板左端L1=0.46m，距木板右端L2=0.14m；初速度v0=2m/s，恒力F = 8N，重力加速度g=10m/s2。求：（1）滑塊從離開木板開始到落至地面所用時(shí)間；（2）滑塊離開木板時(shí)，木板的速度大小；L1L2Fv0左右（3）從t = 0時(shí)刻開始到滑塊落到地面的過(guò)程中，摩擦力對(duì)木板做的功。【命題意圖】本題考查滑塊木板模型、牛頓運(yùn)動(dòng)定律、勻變速直線運(yùn)動(dòng)規(guī)律、做功及其相關(guān)的知識(shí)點(diǎn)。【名師解析】（1）設(shè)滑塊從離開木板開始到落到地面所用時(shí)間為t0，以地面為參考系，滑塊離開木板后做自由落體運(yùn)動(dòng)，根據(jù)運(yùn)動(dòng)學(xué)公式知 得 （2）以木板為研究對(duì)象，向右做勻減速直線運(yùn)動(dòng)，由牛頓第二定律 得a1=5m/s2，則木板減速到零所經(jīng)歷的時(shí)間 ，所經(jīng)過(guò)的位移 該過(guò)程根據(jù)運(yùn)動(dòng)學(xué)公式 得t2=1.8s滑塊滑離瞬間木板的速度 （3）滑塊離開木板后，木板所受地面的支持力及摩擦力隨之改變，由牛頓第二定律 得a3=m/s2故木板在這段時(shí)間的位移為 整個(gè)過(guò)程摩擦力對(duì)木板做的功為得 2(2015山東理綜，23)(20分)如圖甲所示，物塊與質(zhì)量為m的小球通過(guò)不可伸長(zhǎng)的輕質(zhì)細(xì)繩跨過(guò)兩等高定滑輪連接。物塊置于左側(cè)滑輪正下方的表面水平的壓力傳感裝置上，小球與右側(cè)滑輪的距離為l。開始時(shí)物塊和小球均靜止，將此時(shí)傳感裝置的示數(shù)記為初始值?，F(xiàn)給小球施加一始終垂直于l段細(xì)繩的力，將小球緩慢拉起至細(xì)繩與豎直方向成60角，如圖乙所示，此時(shí)傳感裝置的示數(shù)為初始值的1.25倍；再將小球由靜止釋放，當(dāng)運(yùn)動(dòng)至最低位置時(shí)，傳感裝置的示數(shù)為初始值的0.6倍。不計(jì)滑輪的大小和摩擦，重力加速度的大小為g。求：(1)物塊的質(zhì)量；(2)從釋放到運(yùn)動(dòng)至最低位置的過(guò)程中，小球克服空氣阻力所做的功。【答案】(1)3m(2)0.1mgl【名師解析】(1)設(shè)開始時(shí)細(xì)繩的拉力大小為FT1，傳感裝置的初始值為F1，物塊質(zhì)量為M，由平衡條件得對(duì)小球，F(xiàn)T1mg對(duì)物塊，F(xiàn)1FT1Mg當(dāng)細(xì)繩與豎直方向的夾角為60時(shí)，設(shè)細(xì)繩的拉力大小為FT2，傳感裝置的示數(shù)為F2，據(jù)題意可知，F(xiàn)21.25F1，由平衡條件得對(duì)小球，F(xiàn)T2mgcos 60對(duì)物塊，F(xiàn)2FT2Mg聯(lián)立式，代入數(shù)據(jù)得M3m對(duì)物塊，由平衡條件得F3FT3Mg聯(lián)立式，代入數(shù)據(jù)得Wf0.1mgl3（20分）（2016廣州模擬）質(zhì)量m=4kg的物體，與水平地面間的動(dòng)摩擦因數(shù)=0.1，沿水平地面向右做直線運(yùn)動(dòng)，經(jīng)過(guò)A點(diǎn)時(shí)速度為6m/s。物體過(guò)A點(diǎn)時(shí)開始計(jì)時(shí)，對(duì)物體施加水平恒力F作用，經(jīng)過(guò)0.5s物體向右移動(dòng)了2.5m到達(dá)B點(diǎn)；若t時(shí)刻撤去水平恒力F，物體最后停在A的右方3.75m處。g=10m/s2。求：（1）撤去水平恒力F的時(shí)刻t ；（2）從物體經(jīng)過(guò)A點(diǎn)到最終停止，水平恒力F做的功WF 。接下來(lái)要判斷在哪個(gè)階段撤去F。設(shè)物體從A點(diǎn)到速度為零的P點(diǎn)共經(jīng)歷的時(shí)間為t2，通過(guò)的位移為，這段時(shí)間沒(méi)有撤去F。有： （1分） （1分）解得： （1分）說(shuō)明物體向右運(yùn)動(dòng)階段沒(méi)有撤去F（評(píng)分：能判斷到這一點(diǎn)就給3分）設(shè)在t時(shí)刻撤去F，則在時(shí)間內(nèi)，物體在F和水平向右方向的摩擦力()作用下，由P點(diǎn)向左作勻加速運(yùn)動(dòng)并到達(dá)M點(diǎn)。設(shè)其加速度大小為a2，設(shè)水平向右為正，有 （1分） （1分） （1分）在M點(diǎn)后，物體在摩擦力的作用下勻減速運(yùn)動(dòng)到停止在Q點(diǎn)，設(shè)其加速度大小為a3，有：（1分） （1分）依題意： （1分）聯(lián)立并代入數(shù)據(jù)，得： s （1分）（2）根據(jù)（1）的分析可知：WF=-FsAM （2分） 又：（2分）聯(lián)立并代入數(shù)據(jù)，得： WF= -51J （2分）4(12分)如圖所示，質(zhì)量m=2kg的物體A在傾角=300的足夠長(zhǎng)的固定斜面上，在沿斜面向上的力F=5N推力作用下，A從底端開始以初速度v0=8m/s向上運(yùn)動(dòng)，已知A與斜面之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為。經(jīng)過(guò)一段時(shí)間t速度大小為2m/s。（取g=10m/s2）求：（1）時(shí)間t；（2）F在時(shí)間t內(nèi)的平均功率；【名師解析】：（12分）（1）（6分）若是上滑，受力示意圖如圖。根據(jù)牛頓第二定律，得到 (2分）解得，代入數(shù)據(jù)得 (1分）若是下滑，上滑到最高點(diǎn)的時(shí)間根據(jù)牛頓第二定律，得到 (2分）解得，代入數(shù)據(jù)得。下滑時(shí)間為，故。(1分）答：經(jīng)過(guò)時(shí)間1.5s或4s速度大小為2m/s。5(16分)（2016浙江省金麗衢十二校聯(lián)考）今年是我省“五水共治”全面鋪開之年，一場(chǎng)氣勢(shì)恢宏、聲勢(shì)浩大的全民治水攻堅(jiān)戰(zhàn)在浙江大地全面打響，某地在“治污水”過(guò)程中，須對(duì)一污染井水進(jìn)行排污處理，如圖所示為用于排污“龍頭”的示意圖，噴水口距離地面高度h=1.25m，抽水機(jī)的效率=70%，從距地面深為H=5m的井里抽水，使水充滿噴水口，并以恒定的速率從該“龍頭”沿水平噴出，噴水口的截面積為S=2cm2，其噴灌半徑R=10m，已知水的密度=1.0103kg/m3，不計(jì)空氣阻力。求:（1）污水從噴水口射出時(shí)的速率多大？ （2）在1s鐘內(nèi)抽水機(jī)至少對(duì)水所做的功？ （3）抽水機(jī)的電動(dòng)機(jī)的最小輸出功率為多少？【名師解析】（1）由平拋運(yùn)動(dòng)得： 故， 速度 （6分）（2）由功能關(guān)系可得：（6分）（3）（4分）6(20分) （2016浙江省金麗衢十二校聯(lián)考）目前，我國(guó)的高鐵技術(shù)已處于世界領(lǐng)先水平，它是由幾節(jié)自帶動(dòng)力的車廂（動(dòng)車）加幾節(jié)不帶動(dòng)力的車廂（拖車）組成一個(gè)編組，稱為動(dòng)車組。若每節(jié)動(dòng)車的額定功率均為1.35104kw，每節(jié)動(dòng)車與拖車的質(zhì)量均為5104kg，動(dòng)車組運(yùn)行過(guò)程中每節(jié)車廂受到的阻力恒為其重力的0.075倍。若已知1節(jié)動(dòng)車加2節(jié)拖車編成的動(dòng)車組運(yùn)行時(shí)的最大速度v0為466.7km/h。我國(guó)的滬昆高鐵是由2節(jié)動(dòng)車和6節(jié)拖車編成動(dòng)車組來(lái)工作的，其中頭、尾為動(dòng)車，中間為拖車。當(dāng)列車高速行駛時(shí)會(huì)使列車的“抓地力”減小不易制動(dòng)，解決的辦法是制動(dòng)時(shí)，常用“機(jī)械制動(dòng)”與“風(fēng)阻制動(dòng)”配合使用，所謂“風(fēng)阻制動(dòng)”就是當(dāng)檢測(cè)到車輪壓力非正常下降時(shí)，通過(guò)升起風(fēng)翼（減速板）調(diào)節(jié)其風(fēng)阻，先用高速時(shí)的風(fēng)阻來(lái)增大“抓地力”將列車進(jìn)行初制動(dòng)，當(dāng)速度較小時(shí)才采用機(jī)械制動(dòng)。（所有結(jié)果保留2位有效數(shù)字）求:（1）滬昆高鐵的最大時(shí)速為多少km