（新教材）2021-2022學(xué)年高一物理下學(xué)期暑假鞏固練習(xí)4 功 功率和動能定理

1、 4 功 功率和動能定理一、選擇題：第15題為單選題，第610題為多選題。1下列物理量中，不是標(biāo)量的是（）A功 B重力勢能 C向心力 D動能2在多年前的農(nóng)村，人們往往會選擇讓驢來拉磨把食物磨成面，假設(shè)驢對磨桿的平均拉力為600 N，半徑r為0.5 m，轉(zhuǎn)動一周為5 s，則（）A驢轉(zhuǎn)動一周拉力所做的功為0B驢轉(zhuǎn)動一周拉力所做的功為650 JC驢轉(zhuǎn)動一周拉力的平均功率為120 WD磨盤邊緣的線速度為0.1 m/s3幼兒園滑梯（如圖甲所示）是孩子們喜歡的游樂設(shè)施之一，滑梯可以簡化為如圖乙所示模型。一質(zhì)量為m的小朋友（可視為質(zhì)點(diǎn)），從豎直面內(nèi)、半徑為r的圓弧形滑道的A點(diǎn)由靜止開始下滑，利用速度傳感器測

2、得小朋友到達(dá)圓弧最低點(diǎn)B時的速度大小為（g為當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣龋?。已知過A點(diǎn)的切線與豎直方向的夾角為30，滑道各處動摩擦因數(shù)相同，則小朋友在沿著AB下滑的過程中（）A在最低點(diǎn)B時對滑道的壓力大小為eq f(1,2)mgB先處于超重狀態(tài)后處于失重狀態(tài)C重力的功率一直增大D克服摩擦力做功為eq f(1,4)mgr4一質(zhì)量為m的小球，用長為l的輕繩懸掛于O點(diǎn)的正下方，小球在水平拉力F作用下，從最低點(diǎn)緩慢轉(zhuǎn)過角，如圖所示，重力加速度為g，則在此過程中（）A小球受到的合力做功為0B拉力F的功為Flsin C重力勢能的變化等于mglcos D拉力F對小球做的功大于小球克服重力做的功5汽車在研發(fā)過程中都要進(jìn)行

3、性能測試，如圖所示為某次測試中某型號汽車的速度與拉力大小倒數(shù)的圖像。已知汽車在平直路面上由靜止啟動，平行于軸，反向延長過原點(diǎn)。已知阻力是車重的0.2倍，汽車質(zhì)量為，下列說法正確的是（）A汽車由b到c過程做勻加速直線運(yùn)動B汽車從a到b持續(xù)的時間為4 sC汽車額定功率為50 kWD汽車能夠獲得的的最大速度為為12 m/s6如圖所示，物塊A、B疊放在粗糙水平面上，A、B之間的接觸面粗糙，用水平力F拉B，使A、B一起沿水平面做勻減速直線運(yùn)動。在A、B一起運(yùn)動的過程中，下列說法正確的是（）AB對A的摩擦力對A做正功BB對A的摩擦力對A做負(fù)功CA對B的摩擦力對B做正功DA對B的摩擦力對B做負(fù)功7已知做功公

4、式W=Fx，則F-x圖像與坐標(biāo)軸圍成的面積可以表示W(wǎng)。現(xiàn)有一均勻變小的力F拉著物體在粗糙水平地面從靜止開始滑動，物體質(zhì)量m=1 kg，與地面間動摩擦因數(shù)=0.7，F(xiàn)隨物體位移x的變化如圖所示，當(dāng)物體位移為3 m時停止運(yùn)動。g取10 m/s2，則下列說法正確的是（）A物體動能的最大值為2.25 JBF0=17.5 NC物體在1.5 m時的速度最大D物體速度的最大值為1.5 m/s8如圖所示，內(nèi)壁光滑的圓軌道豎直固定，小球（視為質(zhì)點(diǎn)）靜止在軌道的最低點(diǎn)A。現(xiàn)用小錘沿水平方向擊打（擊打后迅速移開小錘）小球，第一次擊打小球后，小球未能到達(dá)圓軌道的最高點(diǎn)，當(dāng)小球回到A點(diǎn)時，再次用小錘沿水平方向擊打小球，

5、第二次擊打后，小球才通過圓軌道的最高點(diǎn)。已知小球在運(yùn)動過程中始終未脫離軌道，第一次擊打過程中小錘對小球做的功為W，兩次擊打過程中小錘對小球做的功全部用來增加小球的動能，則第二次擊打過程中小錘對小球做的功可能為（）AWB2WC3WD4W92022年2月4日，北京冬奧會盛大開幕。在首鋼大跳臺進(jìn)行的跳臺滑雪項目極具視覺沖擊，深受觀眾喜愛。如圖所示，一位跳臺滑雪運(yùn)動員從平臺末端a點(diǎn)以某一初速度水平滑出，在空中運(yùn)動一段時間后落在斜坡b點(diǎn)，假設(shè)運(yùn)動員及其裝備可視為質(zhì)點(diǎn)，不計空氣阻力，關(guān)于運(yùn)動員在空中的運(yùn)動，下列說法正確的是（）A在相等的時間間隔內(nèi)，重力勢能的改變量總是相同的B在相等的時間間隔內(nèi)，速度的改變

6、量總是相同的C在下落相等高度的過程中，動能的改變量越來越大D若增大初速，則運(yùn)動員落在斜坡上時速度方向與水平方向的夾角不變10從地面豎直向上拋出一質(zhì)量為1 kg的物體，物體在運(yùn)動過程中除受到重力外，還受到一大小不變、方向始終與運(yùn)動方向相反的外力作用，如圖所示是物體距離地面3 m范圍內(nèi)的動能Ek隨h變化的圖像（物體上升的高度大于3 m），重力加速度取10 m/s2。下列說法正確的是（）A空氣阻力大小為2 NB空氣阻力大小為1 NC物體上升的高度為6 mD物體運(yùn)動過程中克服空氣阻力做功24 J二、非選擇題11某研究性學(xué)習(xí)小組設(shè)計測量彈簧彈性勢能Ep的實驗裝置如圖甲所示。實驗器材有：上端帶有擋板的斜面

7、體、輕質(zhì)彈簧。帶有遮光片的滑塊（總質(zhì)量為m）、光電門、數(shù)字計時器、游標(biāo)卡尺、毫米刻度尺。實驗步驟如下：用游標(biāo)卡尺測得遮光片的寬度為d；彈簧上端固定在擋板P上，下端與滑塊不拴接，當(dāng)彈簧為原長時，遮光片中心線通過斜面上的M點(diǎn)；光電門固定在斜面上的N點(diǎn)，并與數(shù)字計時器相連；壓縮彈簧，然后用銷釘把滑塊鎖定，此時遮光片中心線通過斜面上的O點(diǎn)；用刻度尺分別測量出O、M兩點(diǎn)間的距離x和M、N兩點(diǎn)間的距離l；拔去鎖定滑塊的銷釘，記錄滑塊經(jīng)過光電門時數(shù)字計時器顯示的時間；保持x不變，移動光電門位置，多次重復(fù)步驟。根據(jù)實驗數(shù)據(jù)做出的圖像為圖乙所示的一條傾斜直線，求得圖像的斜率為k、縱軸截距為b。(1)下列做法中，

8、有利于減小實驗誤差的有_；A選擇寬度較小的遮光片 B選擇質(zhì)量很大的滑塊C減小斜面傾角 D增大光電門和M點(diǎn)距離(2)滑塊在MN段運(yùn)動的加速度a=_，滑塊在M點(diǎn)的動能Ek=_，彈簧的彈性勢能Ep=_。（用“m、d、x、k、b”表示）12一貨車裝有水平放置的毛竹運(yùn)往遠(yuǎn)處的加工廠，車與貨物總重為8 t。貨車以額定功率啟動，在水平直路面上行駛時阻力f是車重的0.1倍，當(dāng)速度為10 m/s時，貨車的加速度大小為0.2 m/s2，g=10 m/s2，求： (1)該貨車的額定功率P；(2)該貨車行駛的最大速度vm；(3)貨車從靜止開始經(jīng)過10 s，速度達(dá)到最大值，求該過程行駛的距離s。13如圖，AB是固定在豎

9、直平面內(nèi)半徑R=1.25 m的eq f(1,4)光滑圓弧軌道，OA為其水平半徑，圓弧軌道的最低處B無縫對接足夠長的水平軌道，將可視為質(zhì)點(diǎn)的小球從軌道內(nèi)表面最高點(diǎn)A由靜止釋放。己知小球進(jìn)入水平軌道后所受阻力為其重力的0.2倍，g取10 m/s2。求：(1)小球經(jīng)過B點(diǎn)時的速率；(2)小球剛要到B點(diǎn)時加速度的大小和方向；(3)小球過B點(diǎn)后到停止的時間和位移大?。?4)如對小球施加一個水平的恒定拉力使它能又回到A點(diǎn)，則這個力至少是重力的幾倍。答案與解析1【答案】C【解析】功、重力勢能、動能是標(biāo)量；向心力是矢量。2【答案】C【解析】驢對磨的拉力沿圓周切線方向，拉力作用點(diǎn)的速度方向也在圓周切線方向，故可

10、認(rèn)為拉磨過程中拉力方向始終與速度方向相同，故根據(jù)微分原理可知，拉力對磨盤所做的功等于拉力的大小與拉力作用點(diǎn)沿圓周運(yùn)動弧長的乘積，則磨轉(zhuǎn)動一周，弧長，所以拉力所做的功，故AB錯誤；根據(jù)功率的定義得，故C正確；線速度，故D錯誤。3【答案】D【解析】在最低點(diǎn)B時，根據(jù)牛頓第二定律可得，解得，根據(jù)牛頓第三定律可知，小朋友在最低點(diǎn)B時對滑道的壓力大小為，A錯誤；小朋友在A點(diǎn)的加速度方向沿著切線向下，處于失重狀態(tài)，在最低點(diǎn)B時加速度方向向上，處于超重狀態(tài)，B錯誤；小朋友在A點(diǎn)的速度為零，重力的功率為零，到最低點(diǎn)B時重力方向與速度方向垂直，重力的功率也為零，故重力的功率先增大后減小，C錯誤；小朋友從A到B的

11、過程，根據(jù)動能定理可得，解得，D正確。4【答案】A【解析】小球緩慢移動，則所受合力為零，則受到的合力做功為0，A正確；因拉力F是變力，則拉力的功不等于，B錯誤；重力勢能的變化等于，C錯誤；由動能定理可知，拉力F對小球做的功等于小球克服重力做的功，D錯誤。5【答案】C【解析】由于圖像bc斜率為定值，即可知，發(fā)電機(jī)功率為定值，由牛頓第二定律可得，可得，所以，P不變，v增大，則加速度a減小，故汽車由b到c過程做加速度減小的變加速直線運(yùn)動，故A錯誤；汽車從a到b牽引力不變，設(shè)為，阻力不變，汽車做勻加速直線運(yùn)動，設(shè)加速度大小為，根據(jù)牛頓第二定律有，由圖可知，牽引力，由圖可知，當(dāng)速度達(dá)到最大速度時，牽引力

12、，聯(lián)立得，設(shè)b點(diǎn)的速度為，汽車從a到b持續(xù)的時間，故B錯誤；b點(diǎn)時已經(jīng)達(dá)到最大功率，則最大功率，故C正確；汽車能夠獲得的最大速度，故D錯誤。6【答案】BC【解析】A、B一起沿水平面向右做勻減速直線運(yùn)動，可知加速度向左，物體B對A的靜摩擦力方向向左，可知B對A的摩擦力對A做負(fù)功；A對B的摩擦力方向向右，則A對B的摩擦力對B做正功，AD錯誤，BC正確。7【答案】AC【解析】在內(nèi)，F(xiàn)做的功為，根據(jù)動能定理得，其中，解得，故B錯誤；當(dāng)與滑動摩擦力大小相等時速度最大，則有，由圖可得，解得，此時速度最大，根據(jù)動能定理得，解得，故AC正確，D錯誤。8【答案】BCD【解析】小球在運(yùn)動過程中未脫離軌道，則第一次

13、擊打后小球最高到達(dá)與球心O點(diǎn)等高位置，根據(jù)動能定理有，即，第二次擊打后小球能上到最高點(diǎn)速度最小為vmin，由圓周運(yùn)動規(guī)律，設(shè)第二次擊打過程中小錘對小球做的功為，根據(jù)動能定理有，聯(lián)立解得，則第二次擊打過程中小錘對小球做的功可能為、，故A錯誤，BCD正確。9【答案】BD【解析】運(yùn)動員在豎直方向做自由落體運(yùn)動，則在相等的時間間隔內(nèi)，運(yùn)動員下落的豎直高度不同，則重力勢能的改變量不相同，A錯誤；根據(jù)可知，在相等的時間間隔內(nèi)，速度的改變量總是相同的，B正確；根據(jù)動能定理，在下落相等高度的過程中，動能的改變量相等，C錯誤；由平拋運(yùn)動可得速度方向的夾角，位移方向的夾角，因此可得，若增大初速，運(yùn)動員落在斜坡上時

14、位移方向與水平方向的夾角保持不變，速度方向與水平方向的夾角也不變，D正確。10【答案】ACD【解析】根據(jù)動能定理可知，在圖中，斜率的大小即合外力的大小，結(jié)合圖像可知上升過程中，下降過程中，解得，即空氣阻力大小為2N，A正確，B錯誤；設(shè)物體上升的高度為h，上升的初動能為，根據(jù)動能定理可得，帶入數(shù)據(jù)解得，C正確；物體離開拋出點(diǎn)和回到拋出點(diǎn)的動能分別為，整個過程中重力做功為零，根據(jù)動能定理可得，物體運(yùn)動過程中克服空氣阻力做功24J，D正確。11【答案】(1)AD (2) 【解析】(1)選擇寬度較小的遮光片，遮光片在擋光時間內(nèi)的平均速度更接近遮光片通過光電門時的瞬時速度，能減小誤差，故A正確；選擇質(zhì)量很大的滑塊，滑塊運(yùn)動的距離減小，從而增大測量偶然誤差，故B錯誤；減小斜面傾角，增大摩擦力，滑塊運(yùn)動的距離減小，從而增大測量偶然誤差，故C錯誤；增大光電門和M點(diǎn)距離，能減小長度測量的偶然誤差，故D正確。(2)滑塊從M到N做勻加速直線運(yùn)動，設(shè)加速度為a，由于寬度較小，時間很短，所以瞬時速度接近平均速度，因此有N點(diǎn)的速度為，根據(jù)運(yùn)動學(xué)公式則有，化簡得，由圖象得，解得，滑塊在M點(diǎn)的動能，從O點(diǎn)到M點(diǎn)由動能定理，又，所以彈簧的彈性勢能。12【解析】(1)火車運(yùn)動受阻力為根據(jù)牛頓第二定律可得解得則火車額定功率。(2)當(dāng)時，貨車行駛的最大速度，則有(3)設(shè)該過程行