2020浙江高考物理二輪課后作業(yè)：專題二第一講　功、功率和動(dòng)能定理 Word版含解析

1、課后作業(yè)(八) (建議用時(shí)：50分鐘)一、選擇題1.(2017浙江選考11月)如圖所示，質(zhì)量為60 kg的某運(yùn)動(dòng)員在做俯臥撐運(yùn)動(dòng)，運(yùn)動(dòng)過(guò)程中可將她的身體視為一根直棒已知重心在c點(diǎn)，其垂線與腳、兩手連線中點(diǎn)間的距離oa、ob分別為0.9 m和0.6 m若她在1 min內(nèi)做了30個(gè)俯臥撐，每次肩部上升的距離均為0.4 m，則克服重力做的功和相應(yīng)的功率約為()a430 j，7 wb4 300 j，70 wc720 j，12 w d7 200 j，120 w解析：選b.根據(jù)相似三角形，每次俯臥撐中，重心變化的高度，即h0.24 m一次俯臥撐中，克服重力做功wmgh60100.24 j144 j，所以一

2、分鐘內(nèi)克服重力做功為w總nw4 320 j，功率p72 w，故選項(xiàng)b正確2假設(shè)摩托艇受到的阻力的大小正比于它的速率如果摩托艇發(fā)動(dòng)機(jī)的輸出功率變?yōu)樵瓉?lái)的2倍，則摩托艇的最大速率變?yōu)樵瓉?lái)的()a4倍b2倍c. 倍 d. 倍解析：選d.設(shè)ffkv，當(dāng)阻力等于牽引力時(shí)，速度最大，輸出功率變化前，有pfvffvkvvkv2，變化后有2pfvkvvkv2，聯(lián)立解得vv，d正確3(2017浙江選考11月)如圖所示是具有登高平臺(tái)的消防車，具有一定質(zhì)量的伸縮臂能夠在5 min內(nèi)使承載4人的登高平臺(tái)(人連同平臺(tái)的總質(zhì)量為400 kg)上升60 m到達(dá)滅火位置此后，在登高平臺(tái)上的消防員用水炮滅火，已知水炮的出水量為

3、3 m3/min，水離開(kāi)炮口時(shí)的速率為20 m/s，則用于()a水炮工作的發(fā)動(dòng)機(jī)輸出功率約為1104 wb水炮工作的發(fā)動(dòng)機(jī)輸出功率約為4104 wc水炮工作的發(fā)動(dòng)機(jī)輸出功率約為2.4106 wd伸縮臂抬升登高平臺(tái)的發(fā)動(dòng)機(jī)輸出功率約為800 w解析：選b.登高平臺(tái)克服重力做功的功率p w800 w，而伸縮臂具有一定質(zhì)量，升高了一定高度輸出功率大于800 w，選項(xiàng)d錯(cuò)誤；在1秒鐘內(nèi)，噴出去水的質(zhì)量為mv103 kg50 kg，噴出去水的重力勢(shì)能為wgmgh501060 j3104 j，水的動(dòng)能為mv21104 j，所以1 s內(nèi)水增加的能量為4104 j，所以功率為4104 w，選項(xiàng)b正確，選項(xiàng)a、

4、c錯(cuò)誤4.(2019溫州月考)如圖所示，一質(zhì)量為m的質(zhì)點(diǎn)在半徑為r的半球形容器中(容器固定)由靜止開(kāi)始自邊緣上的a點(diǎn)滑下，到達(dá)最低點(diǎn)b時(shí)，它對(duì)容器的正壓力為fn.重力加速度為g，則質(zhì)點(diǎn)自a滑到b的過(guò)程中，摩擦力對(duì)其所做的功為()a.r(fn3mg) b.r(2mgfn)c.r(fnmg) d.r(fn2mg)解析：選a.質(zhì)點(diǎn)在b點(diǎn)，由牛頓第二定律，有：fnmgm，質(zhì)點(diǎn)在b點(diǎn)的動(dòng)能為ekbmv2(fnmg)r.質(zhì)點(diǎn)自a滑到b的過(guò)程中，由動(dòng)能定理得：mgrwfekb0，解得：wfr(fn3mg)，選項(xiàng)a正確，b、c、d錯(cuò)誤5水平面上一質(zhì)量為m的物體，在水平力f作用下開(kāi)始加速運(yùn)動(dòng)，如圖甲所示，力f的

5、功率p保持恒定，運(yùn)動(dòng)過(guò)程所受的阻力f大小不變，物體速度最終達(dá)到穩(wěn)定值vm，f作用過(guò)程中物體的速度v的倒數(shù)與加速度a的關(guān)系圖象如圖乙所示，僅在已知功率p的情況下，根據(jù)圖象所給的信息()a可求出m、f、vm b不能求出mc不能求出f d可求出加速運(yùn)動(dòng)時(shí)間解析：選a.當(dāng)加速度為零時(shí)，物體做勻速運(yùn)動(dòng)，此時(shí)牽引力等于阻力，速度為最大值；由功率的計(jì)算公式可得pfv，而ffma，聯(lián)立可得a，由題圖乙可得圖線的斜率為，縱截距為，因此可求出m、f和vm，選項(xiàng)a正確，b、c錯(cuò)誤；物體做變加速運(yùn)動(dòng)，加速運(yùn)動(dòng)的時(shí)間不可求，選項(xiàng)d錯(cuò)誤6質(zhì)量為2 kg的物體以一定的初速度沿傾角為30的斜面向上滑行，在向上滑行的過(guò)程中，其

6、動(dòng)能隨位移的變化關(guān)系如圖所示，則物體返回到出發(fā)點(diǎn)時(shí)的動(dòng)能為(取g10 m/s2)()a34 j b56 jc92 j d196 j解析：選a.物體上滑的過(guò)程中重力與摩擦力都做負(fù)功，由動(dòng)能定理得mgxsin 30ffx0e0，下滑的過(guò)程中重力做正功，摩擦力做負(fù)功，得mgxsin 30ffxe0，代入數(shù)據(jù)得e34 j，故選a.7如圖甲所示，輕質(zhì)彈簧上端固定，下端懸掛一個(gè)質(zhì)量m0.5 kg 的物塊，處于靜止?fàn)顟B(tài)以物塊所在處為原點(diǎn)，以豎直向下為正方向建立x軸，重力加速度g10 m/s2.現(xiàn)對(duì)物塊施加豎直向下的拉力f，f隨x變化的情況如圖乙所示若物塊運(yùn)動(dòng)到x0.4 m處速度為零，則在物塊下移0.4 m的

7、過(guò)程中，彈簧彈性勢(shì)能的增加量為()a5.5 j b3.5 jc2.0 j d1.5 j解析：選a.由圖線與橫軸所圍的“面積”可得物塊下移0.4 m的過(guò)程中，拉力f做的功w3.5 j，重力勢(shì)能減少量mgx2 j，由功能關(guān)系，彈簧彈性勢(shì)能的增加量epwmgx5.5 j，選項(xiàng)a正確8.如圖所示，細(xì)線的一端固定于o點(diǎn)，另一端系一小球在水平拉力f的作用下，小球以恒定速率在豎直平面內(nèi)由a點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到b點(diǎn)在此過(guò)程中拉力的瞬時(shí)功率變化情況是()a逐漸增大b逐漸減小c先增大，后減小d先減小，后增大解析：選a.因小球速率不變，所以小球以o點(diǎn)為圓心做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，受力如圖所示，因此在切線方向上應(yīng)有：mgsin fcos

8、 ，得fmgtan .則拉力f的瞬時(shí)功率pfv cos mgvsin .從a運(yùn)動(dòng)到b的過(guò)程中，拉力的瞬時(shí)功率隨的增大而增大，a項(xiàng)正確9(2018浙江選考4月)如圖所示，一根繩的兩端分別固定在兩座猴山的a、b處，a、b兩點(diǎn)水平距離為16 m，豎直距離為2 m，a、b間繩長(zhǎng)為20 m質(zhì)量為10 kg的猴子抓住套在繩上的滑環(huán)從a處滑到b處以a點(diǎn)所在水平面為參考平面，猴子在滑行過(guò)程中重力勢(shì)能最小值約為(繩處于拉直狀態(tài))()a1.2103 j b7.5102 jc6.0102 j d2.0102j解析：選b.由圖可知猴子到c點(diǎn)時(shí)重力勢(shì)能最小，bcfecf，所以lbcsin lacsin bd，所以sin

9、 ，即53.ad2 m，則edadtan 53 m，所以fe mfcadfeed，得fc5 m，所以ac高度差為7 m，再加上猴子自身高度，重心距套環(huán)約為0.5 m，故猴子重力勢(shì)能最小約為epmgh750 j，故選項(xiàng)b正確10(多選)汽車從靜止勻加速啟動(dòng)，最后做勻速運(yùn)動(dòng)，其速度隨時(shí)間及加速度、牽引力和功率隨速度變化的圖象如圖所示，其中正確的是()解析：選acd.汽車啟動(dòng)時(shí)由pfv和fffma可知，勻加速啟動(dòng)過(guò)程中，牽引力f、加速度a恒定不變，速度和功率均勻增大，當(dāng)功率增大到額定功率后保持不變，牽引力逐漸減小到與阻力相等，加速度逐漸減小到零，速度逐漸增大到最大速度，故a、c、d正確，b錯(cuò)誤二、非

10、選擇題11.如圖所示，豎直向上拉動(dòng)細(xì)繩，使質(zhì)量m1 kg的物體從靜止開(kāi)始以5 m/s2的加速度上升，不計(jì)滑輪及繩子的質(zhì)量和摩擦，則拉力f在1 s內(nèi)對(duì)物體做的功為多大？拉力f在1 s末的瞬時(shí)功率為多大？(g取10 m/s2)解析：對(duì)物體受力分析，由牛頓第二定律得：2fmgma，由運(yùn)動(dòng)學(xué)規(guī)律可得在 1 s內(nèi)物體上升的高度和1 s末的速度分別為hat2，vat.根據(jù)動(dòng)滑輪的特點(diǎn)以及功的定義可得，在1 s內(nèi)力f做的功為wf2h.1 s末力f對(duì)物體做功的瞬時(shí)功率為pf2v聯(lián)立上述方程，代入數(shù)據(jù)可得：w37.5 j，p75 w.答案：37.5 j75 w12(2019湖州模擬)高速連續(xù)曝光照相機(jī)可在底片上

11、重疊形成多個(gè)圖象現(xiàn)利用這架照相機(jī)對(duì)md2 000家用汽車的加速性能進(jìn)行研究，如圖為汽車做勻加速直線運(yùn)動(dòng)時(shí)三次曝光的照片，圖中汽車的實(shí)際長(zhǎng)度為4 m，照相機(jī)每?jī)纱纹毓獾臅r(shí)間間隔為2.0 s .已知該汽車的質(zhì)量為 1 000 kg，額定功率為90 kw，汽車運(yùn)動(dòng)過(guò)程中所受的阻力始終為 1 500 n.(1)試?yán)脠D示，求該汽車的加速度(2)若汽車由靜止開(kāi)始以此加速度做勻加速運(yùn)動(dòng)，勻加速運(yùn)動(dòng)狀態(tài)最多能保持多長(zhǎng)時(shí)間(3)汽車所能達(dá)到的最大速度是多大(4)若該汽車從靜止開(kāi)始運(yùn)動(dòng)，牽引力不超過(guò)3 000 n，求汽車運(yùn)動(dòng)2 400 m所用的最短時(shí)間(汽車已經(jīng)達(dá)到最大速度)解析：(1)由題圖可得汽車在第1個(gè)2

12、 s時(shí)間內(nèi)的位移x19 m，第2個(gè)2 s時(shí)間內(nèi)的位移x215 m汽車的加速度a1.5 m/s2.(2)由fffma得，汽車牽引力fffma(1 5001 0001.5) n3 000 n汽車做勻加速運(yùn)動(dòng)的末速度v m/s30 m/s勻加速運(yùn)動(dòng)保持的時(shí)間t1 s20 s.(3)汽車所能達(dá)到的最大速度vm m/s60 m/s.(4)由(1)、(2)知?jiǎng)蚣铀龠\(yùn)動(dòng)的時(shí)間t120 s，運(yùn)動(dòng)的距離x120 m300 m所以，后階段以恒定功率運(yùn)動(dòng)的距離x2(2 400300) m2 100 m對(duì)后階段以恒定功率運(yùn)動(dòng)，有p額t2ffx2m(vv2)解得t250 s所以，所用最短時(shí)間為t總t1t2(2050)

13、s70 s.答案：(1)1.5 m/s2(2)20 s(3)60 m/s(4)70 s13(2018高考全國(guó)卷)如圖，在豎直平面內(nèi)，一半徑為r的光滑圓弧軌道abc和水平軌道pa在a點(diǎn)相切，bc為圓弧軌道的直徑，o為圓心，oa和ob之間的夾角為，sin .一質(zhì)量為m的小球沿水平軌道向右運(yùn)動(dòng)，經(jīng)a點(diǎn)沿圓弧軌道通過(guò)c點(diǎn)，落至水平軌道；在整個(gè)過(guò)程中，除受到重力及軌道作用力外，小球還一直受到一水平恒力的作用已知小球在c點(diǎn)所受合力的方向指向圓心，且此時(shí)小球?qū)壍赖膲毫η『脼榱阒亓铀俣却笮間.求(1)水平恒力的大小和小球到達(dá)c點(diǎn)時(shí)速度的大小；(2)小球到達(dá)a點(diǎn)時(shí)動(dòng)量的大小；(3)小球從c點(diǎn)落至水平軌道所用的時(shí)間解析：(1)設(shè)水平恒力的大小為f0，小球到達(dá)c點(diǎn)時(shí)所受合力的大小為f.由力的合成法則有tan f2(mg)2f設(shè)小球到達(dá)c點(diǎn)時(shí)的速度大小為v，由牛頓第二定律得fm由式和題給數(shù)據(jù)得f0