物理大一輪復(fù)習(xí)題組層級快練第五單元機(jī)械能作業(yè)

學(xué)必求其心得，業(yè)必貴于專精學(xué)必求其心得，業(yè)必貴于專精學(xué)必求其心得，業(yè)必貴于專精題組層級快練（二十一）一、選擇題1.如圖所示，木塊B上表面是水平的，當(dāng)木塊A置于B上，并與B保持相對靜止，一起沿固定的光滑斜面由靜止開始下滑，在下滑過程中()A．A所受的合力對A不做功B．B對A的彈力做正功C．B對A的摩擦力做正功D．A對B做正功答案C解析A、B一起沿固定的光滑斜面由靜止開始下滑,加速度為gsinθ。由于A速度增大，由動(dòng)能定理可知,A所受的合力對A做功,B對A的摩擦力做正功，B對A的彈力做負(fù)功，選項(xiàng)A、B項(xiàng)錯(cuò)誤,C項(xiàng)正確;A對B不做功，D項(xiàng)錯(cuò)誤．2．某汽車以恒定功率P、初速度v0沖上傾角一定的斜坡時(shí)，汽車受到的阻力恒定不變，則汽車上坡過程的v。t圖像不可能是下圖中的()答案A解析根據(jù)P＝Fv，若a＞0，則物體加速運(yùn)動(dòng),加速度會(huì)減小，當(dāng)加速度減為零時(shí),速度達(dá)到最大，故C項(xiàng)正確，A項(xiàng)錯(cuò)誤；若a＝0，則物體速度不變,做勻速運(yùn)動(dòng)，故B項(xiàng)正確；若a＜0,即加速度沿斜面向下，物體減速，故加速度會(huì)減小，故D項(xiàng)正確；本題選不可能的，故選A項(xiàng)．3．質(zhì)量為5×103kg的汽車在水平路面上由靜止開始以加速度a＝2m/s2開始做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，所受阻力是1。0×10A．第1s內(nèi)汽車所受牽引力做功為1。0×104JB．第1s內(nèi)汽車所受合力的平均功率20kWC．第1s末汽車所受合力的瞬時(shí)功率為22kWD．第1s末汽車所受牽引力的瞬時(shí)功率為22kW答案D解析據(jù)牛頓第二定律F－f＝ma得牽引力F＝f＋ma＝1.1×104N．第1s內(nèi)汽車位移x＝eq\f（1，2）at2＝1m，第1s末汽車速度v＝at＝2m/s，汽車合力F合＝ma＝1×104N,則第1s內(nèi)汽車牽引力做功：WF＝Fx＝1。1×104J，故A項(xiàng)錯(cuò)；第1s內(nèi)合力做功：W＝F合x＝1×104J，平均功率P＝eq\f(W，t）＝1×104W，故B項(xiàng)錯(cuò);1s末合力的瞬時(shí)功率P合＝F合v＝2×104W，故C項(xiàng)錯(cuò);1s末牽引力瞬時(shí)功率P＝Fv＝2。2×104W＝22kW,故D項(xiàng)正確．4．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像如圖所示，其中正確的是（)答案ACD解析汽車啟動(dòng)時(shí)，由P＝Fv和F－Ff＝ma可知，勻加速啟動(dòng)過程，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項(xiàng)正確．5。在9。3閱兵中，20架直升機(jī)在空中組成數(shù)字“70”字樣，而領(lǐng)頭的直升機(jī)懸掛的國旗讓人心潮澎湃．如圖所示，為了使國旗能懸在直升機(jī)下不致漂起來,在國旗下端還懸掛了重物,假設(shè)國旗與懸掛物的質(zhì)量為m，直升機(jī)質(zhì)量為M，并以速度v勻速直線飛行,飛行過程中，懸掛國旗的細(xì)線與豎直方向夾角為α,那么以下說法不正確的是（)A．國旗與懸掛物受到3個(gè)力的作用B．細(xì)線的張力做功的功率為eq\f(mgv,cosα)C．國旗與懸掛物所受合力做的功為零D．國旗與懸掛物克服阻力做功的功率為mgvtanα答案B解析國旗與懸掛物受3個(gè)力,重力、細(xì)線的拉力、空氣阻力,如圖：有F＝eq\f（mg，cosα）,則F的功率為PF＝Fvsinα＝mgvtanα,克服阻力做功的功率Pf＝fv＝mgvtanα，由于國旗與懸掛物勻速，故合力做功為零，A、C、D三項(xiàng)正確，B項(xiàng)錯(cuò)誤，故選B項(xiàng)．6．如圖所示，卡車通過定滑輪以恒定的功率P0拉繩，牽引河中的小船沿水面運(yùn)動(dòng)，已知小船的質(zhì)量為m，沿水面運(yùn)動(dòng)時(shí)所受的阻力為f且保持不變，當(dāng)繩AO段與水面的夾角為θ時(shí)，小船的速度為v,不計(jì)繩子與滑輪的摩擦,則此時(shí)小船的加速度等于(）A.eq\f（P0，mv）－eq\f(f，m) B.eq\f(P0，mv）cos2θ－eq\f（f，m）C。eq\f(f，m） D。eq\f(P0，mv)答案A解析設(shè)繩子的拉力為F，功率P0＝Fvcosθ,對小船，由牛頓第二定律得加速度a＝eq\f(Fcosθ－f，m）＝eq\f(P0,mv)－eq\f(f,m）,選項(xiàng)A正確．7．質(zhì)量為m的汽車發(fā)動(dòng)機(jī)額定輸出功率為P，當(dāng)它在平直的公路上以加速度a由靜止開始勻加速啟動(dòng)時(shí),其保持勻加速運(yùn)動(dòng)的最長時(shí)間為t，汽車運(yùn)動(dòng)中所受的阻力大小恒定，則(）A．若汽車在該平直的路面上從靜止開始以加速度2a勻加速啟動(dòng),其保持勻加速運(yùn)動(dòng)的最長時(shí)間為eq\f（t,2）B．若汽車以加速度a由靜止開始勻加速啟動(dòng)，經(jīng)過時(shí)間eq\f(t，2)發(fā)動(dòng)機(jī)輸出功率為eq\f（1，2）PC．汽車保持功率P在該路面上運(yùn)動(dòng)可以達(dá)到的最大速度為eq\f(Pat，P－ma2t)D．汽車運(yùn)動(dòng)中所受的阻力大小為eq\f(P,at）答案BC解析當(dāng)以加速度a加速運(yùn)動(dòng)時(shí)有:F－f＝ma，F(xiàn)＝f＋ma，勻加速達(dá)到的最大速度為：v＝eq\f（P，f＋ma)，故所需時(shí)間為:t＝eq\f(v,a)＝eq\f（P，a(f＋ma）），當(dāng)加速度為2a時(shí),勻加速達(dá)到最大速度為：v′＝eq\f(P，f＋2ma），所需時(shí)間為：t′＝eq\f（P,2a(f＋2ma）),故A項(xiàng)錯(cuò)誤；eq\f（t,2）時(shí)刻速度為v′＝a·eq\f（t,2），故功率為:P′＝(f＋ma)·eq\f（at，2），汽車的額定功率為：P＝(f＋ma）at,故B項(xiàng)正確；根據(jù)P＝(f＋ma)at，得f＝eq\f(P,at)－ma，當(dāng)牽引力等于阻力時(shí)速度最大為:v＝eq\f(P，f）＝eq\f(Pat,P－ma2t)，故C項(xiàng)正確，D項(xiàng)錯(cuò)誤．8。如圖所示，木板可繞固定水平軸O轉(zhuǎn)動(dòng)．木板從水平位置OA緩慢轉(zhuǎn)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,以下判斷正確的是（）A．FN和Ff對物塊都不做功B．FN對物塊做功為2J,Ff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答案B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(dòng)能定理W－mgh＝0,故支持力FN做功為mgh，B項(xiàng)正確．9．(2014·課標(biāo)全國Ⅱ)一物體靜止在粗糙水平地面上，現(xiàn)用一大小為F1的水平拉力拉動(dòng)物體,經(jīng)過一段時(shí)間后其速度為v，若將水平拉力的大小改為F2，物體從靜止開始經(jīng)過同樣的時(shí)間后速度變?yōu)?v，對于上述兩個(gè)過程，用WF1、WF2分別表示拉力F1、F2所做的功，Wf1、Wf2分別表示前后兩次克服摩擦力所做的功,則（)A．WF2＞4WF1，Wf2＞2Wf1 B．WF2＞4WF1，Wf2＝2Wf1C．WF2＜4WF1，Wf2＝2Wf1 D．WF2＜4WF1,Wf2＜2Wf1答案C解析由題意可知，兩次物體均做勻加速運(yùn)動(dòng)，則在同樣的時(shí)間內(nèi),它們的位移之比為x1：x2＝eq\f（v,2)t∶eq\f(2v,2）t＝1∶2；兩次物體所受的摩擦力不變，根據(jù)功的公式，則有滑動(dòng)摩擦力做功之比Wf1：Wf2＝fx1∶fx2＝1∶2;再由動(dòng)能定理，則有WF1－Wf1＝eq\f(1，2）mv2－0，WF2－Wf2＝4×eq\f(1,2)mv2－0；由上兩式可解得：WF2＝4WF1－2Wf1,C項(xiàng)正確,A、B、D項(xiàng)錯(cuò)誤．10．如圖甲所示,滑輪質(zhì)量、摩擦均不計(jì)，質(zhì)量為2kg的物體在F作用下由靜止開始向上做勻加速運(yùn)動(dòng),其速度隨時(shí)間的變化關(guān)系如圖乙所示,A．物體加速度大小為2m/sB．F的大小為21NC．4s末F的功率大小為42WD．4s內(nèi)F做功的平均功率為42W答案C解析由圖乙可知，物體的加速度a＝0.5m/s2，由2F－mg＝ma可得：F＝10。5N,A、B兩項(xiàng)均錯(cuò)誤;4s末力F的作用點(diǎn)的速度大小為vF＝2×2m/s＝4m/s，故4s末拉力F做功的功率為P＝F·vF＝42W,C項(xiàng)正確；4s內(nèi)物體上升的高度h＝4m,力F的作用點(diǎn)的位移l＝2h＝8m，拉力F所做的功W＝F·l＝84J，4s內(nèi)拉力F做功的平均功率P＝eq\f(W，t）＝21W，D11.質(zhì)量為2×103kg的汽車由靜止開始沿平直公路行駛，行駛過程中牽引力F和車速倒數(shù)eq\f(1,v)的關(guān)系圖像如圖所示．已知行駛過程中最大車速為30m/s，設(shè)阻力恒定，則(）A．汽車所受阻力為6×103NB．汽車在車速為5m/s時(shí)，加速度為3mC．汽車在車速為15m/s時(shí)，加速度為1mD．汽車在行駛過程中的最大功率為6×104W答案CD解析當(dāng)牽引力等于阻力時(shí),速度最大，由圖線可知阻力大小Ff＝2000N，故A項(xiàng)錯(cuò)誤．傾斜圖線的斜率表示功率，可知P＝Ffv＝2000×30W＝60000W,車速為5m/s時(shí)，汽車的加速度a＝eq\f（6000－2000,2000)m/s2＝2m/s2，故B項(xiàng)錯(cuò)誤；當(dāng)車速為15m/s時(shí),牽引力F＝eq\f（P，v）＝eq\f（60000，15)N＝4000N，則加速度a＝eq\f（F－Ff，m)＝eq\f（4000－2000，2000）m/s2＝1m/s2，故C項(xiàng)正確；汽車的最大功率等于額定功率，等于60000W，故D項(xiàng)正確．12。（2017·山西監(jiān)測)（多選)在傾角為θ的光滑斜面上有兩個(gè)用輕彈簧連接的物塊A和B，它們的質(zhì)量分別為m和2m，彈簧的勁度系數(shù)為k，C為一固定擋板,系統(tǒng)處于靜止?fàn)顟B(tài)．現(xiàn)用一沿斜面方向的恒力拉物塊A使之沿斜面向上運(yùn)動(dòng)，當(dāng)B剛離開C時(shí)，A的速度為v，加速度方向沿斜面向上、大小為a，則（)A．從靜止到B剛離開C的過程中，A發(fā)生的位移為eq\f（3mgsinθ,k)B．從靜止到B剛離開C的過程中,重力對A做的功為－eq\f(3m2g2sinθ,k)C．B剛離開C時(shí)，恒力對A做功的功率為(mgsinθ＋ma)vD．當(dāng)A的速度達(dá)到最大時(shí)，B的加速度大小為eq\f（a,2）答案AD解析開始系統(tǒng)靜止時(shí)，設(shè)彈簧壓縮量為x，由平衡條件有：kx＝mgsinθ,解得:x＝eq\f(mgsinθ，k)。當(dāng)B剛離開擋板時(shí)，設(shè)彈簧伸長量為x′,對B受力分析，kx′＝2mgsinθ，解得：x′＝eq\f（2mgsinθ,k)，所以從靜止到B剛離開C過程中,A的位移為x＋x′＝eq\f(3mgsinθ，k），A項(xiàng)正確；重力對A做功WG＝－mgh＝－eq\f（3m2g2sin2θ,k），B項(xiàng)錯(cuò);B剛離開C時(shí),對A、B及彈簧組成的整體,由牛頓第二定律有：F－3mgsinθ＝ma?F＝3mgsinθ＋ma，所以拉力做功功率P＝Fv＝(3mgsinθ＋ma）v，C項(xiàng)錯(cuò)；當(dāng)A的速度達(dá)到最大時(shí)，A所受合外力為零,對A根據(jù)平衡條件有：F彈＋mgsinθ＝F，解得：F彈＝2mgsinθ＋ma，對B,根據(jù)牛頓第二定律有:F彈－2mgsinθ＝2ma′，解兩式得：a′＝eq\f（a,2)，D項(xiàng)正確．二、非選擇題13．(2017·廣東肇慶二模）某興趣小組對一輛自制遙控小車的性能進(jìn)行研究．他們讓這輛小車在水平的直軌道上由靜止開始運(yùn)動(dòng),并將小車運(yùn)動(dòng)的全過程記錄下來，通過處理轉(zhuǎn)化為v-t圖像，圖像如下圖所示(除2s—10s時(shí)間段圖像為曲線外，其余時(shí)間段圖像均為直線)．已知在小車運(yùn)動(dòng)的過程中，2s-14s時(shí)間段內(nèi)小車的功率保持不變,在14s末通過遙控使發(fā)動(dòng)機(jī)停止工作而讓小車自由滑行,小車的質(zhì)量為1。0kg,(1）14s－18s時(shí)間段小車的加速度大?。唬?)小車勻速行駛階段的功率；(3）小車在2s－10s內(nèi)位移的大?。馕觯?）在14s－18s時(shí)間段,由圖像可得加速度大小為：a＝eq\f（v14－v18,Δt) ①將數(shù)據(jù)代入①式,解得a＝1.5(m/s2)（2）在14s－18s,小車在阻力f作用下做勻減速運(yùn)動(dòng)：f＝ma ②代入數(shù)據(jù)，解②式，得f＝1.5（N) ③在10s－14s，小車做勻速直線運(yùn)動(dòng):牽引力F＝f＝1。5N小車勻速行駛階段的功率:P＝Fv ④將數(shù)據(jù)代入④式,解得P＝9(W)(3）2s－10s，根據(jù)動(dòng)能定理，可得Pt－fs2＝eq\f（1,2）mv2－eq\f(1,2)mv22 ⑤其中：v＝6m/s，v2＝3由⑤解得小車在2s－10s內(nèi)位移s2＝39（m）14．在一次抗洪搶險(xiǎn)活動(dòng)中，解放軍某部利用直升機(jī)搶救一重要落水物體，靜止在空中的直升機(jī)上的電動(dòng)機(jī)通過懸繩將物體從離飛機(jī)90m處的洪水中吊到機(jī)艙里．已知物體的質(zhì)量為80kg，吊繩的拉力不能超過1200N，電動(dòng)機(jī)的最大輸出功率為12kW。為盡快把物體安全救起,操作人員采取的辦法是:先讓吊繩以最大的拉力工作一段時(shí)間,達(dá)到最大功率后電動(dòng)機(jī)就以最大功率工作，當(dāng)物體到達(dá)機(jī)艙時(shí)恰好達(dá)到最大速度．（g取10m(1)落水物體剛到達(dá)機(jī)艙時(shí)的速度;(2)這一過程所用的時(shí)間．解析（1)第一階段繩以最大拉力拉著物體勻加速上升,當(dāng)電動(dòng)機(jī)達(dá)到最大功率時(shí),功率保持不變，物體變加速上升，速度增大,拉力減小，當(dāng)拉力與重力相等時(shí)，速度達(dá)到最大．由Pm＝Fvm，得vm＝eq\f（Pm，mg）＝eq\f(12×103,80×10)m/s＝15m/s此即物體剛到機(jī)艙時(shí)的速度．（2)勻加速上升的加速度為a1＝