【名師伴你行】2022年高考物理一輪復(fù)習(xí)課時作業(yè)13功和功率-

十三功和功率1．(2021·江蘇南京模擬)如圖所示，兩個相互垂直的恒力F1和F2作用在同一物體上，使物體發(fā)生一段位移后，力F1對物體做功為4J，力F2對物體做功為3J，則力F1與F2的合力對物體做功為()A．1JB．3.5JC．5J D．7J答案：D解析：力F1與F2的合力對物體做功等于力F1和力F2對物體做功之和，即W合＝WF1＋WF2＝4J＋3J＝7J，D正確．2．如圖所示，質(zhì)量相同的物體分別自斜面AC和BC的頂端由靜止開頭下滑，物體與斜面間的動摩擦因數(shù)都相同，物體滑到斜面底部C點時的動能分別為Ek1和Ek2，下滑過程中克服摩擦力所做的功分別為W1和W2，則()A．Ek1>Ek2W1<W2 B．Ek1>Ek2W1＝W2C．Ek1＝Ek2W1>W2 D．Ek1<Ek2W1>W2答案：B解析：設(shè)斜面的傾角為θ，斜面的底邊長為x，則下滑過程中克服摩擦力做的功為W＝μmgcosθ·x/cosθ＝μmgx，所以兩種狀況下克服摩擦力做的功相等．又由于B的高度比A低，所以由動能定理可知Ek1>Ek2.故選B.3．(多選)如圖所示，木塊B上表面是水平的，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頭下滑，在下滑過程中()A．A所受的合外力對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不做功答案：CD解析：A、B一起沿固定的光滑斜面由靜止開頭下滑，設(shè)斜面傾角為θ，則加速度為gsinθ.由于A速度增大，由動能定理，A所受的合外力對A做正功，B對A的摩擦力做正功，B對A的彈力做負功，選項A、B錯誤，C正確．A對B不做功，選項D正確．4．小明同學(xué)在暑假期間到一建筑工地進行社會實踐活動，他通過連接在起重機上的電腦繪制出重物被起重機的鋼索由地面吊到空中某一高度過程中的速度—時間圖象如圖所示，則鋼索拉力的功率隨時間變化的圖象可能是下圖中的哪一個()答案：A解析：鋼索拉力的功率P＝Fv，在0～t1內(nèi)，重物做勻加速直線運動，F(xiàn)－mg＝ma，在該段時間內(nèi)拉力不變，速度均勻增加，故拉力的功率均勻增大；在t1～t2內(nèi)，重物勻速上升，拉力等于重力，在t1時刻拉力發(fā)生突變，拉力的功率減小，在t1～t2內(nèi)拉力的功率不變；同樣，在t2～t3段，拉力小于重力，且在t2時刻，拉力發(fā)生突變，拉力的功率隨速度的減小而減小．故A正確．5．如圖所示，小球在水平拉力作用下，以恒定速率v沿豎直光滑圓軌由A點運動到B點，在此過程中拉力的瞬時功率變化狀況是()A．漸漸減小B．漸漸增大C．先減小，后增大D．先增大，后減小答案：B解析：小球速率不變，合力的功率為零，只有重力和F對小球做功，重力做負功，F(xiàn)做正功，依據(jù)速度方向與重力方向的變化關(guān)系，重力的瞬時功率越來越大，所以拉力的瞬時功率也越來越大，選項B正確。6．質(zhì)量分別為2m和m的A、B兩種物體分別在水平恒力F1和F2的作用下沿水平面運動，撤去F1、F2后受摩擦力的作用減速到停止，其v-t圖象如圖所示，則下列說法正確的是()A．F1、F2大小相等B．F1、F2對A、B做功之比為2∶1C．A、B受到的摩擦力大小相等D．全過程中摩擦力對A、B做功之比為1∶2答案：C解析：設(shè)A加速時加速度大小為a，則減速時加速度大小為0.5a，B加速時加速度大小為0.5a，減速時加速度大小為a.依據(jù)牛頓其次定律，對A：F1－Ff1＝2ma，F(xiàn)f1＝2m×0.5a，對B：F2－Ff2＝0.5ma，F(xiàn)f2＝ma，解得F1＝3ma，F(xiàn)2＝1.5ma，F(xiàn)f2＝Ff1，A錯誤，C正確；外力F1、F2做的功分別為：W1＝F1l1，W2＝F2l2，由圖線圍成的面積可知l1＝0.5l2，故W1∶W2＝1∶1，B錯誤；兩物體運動位移相同，故摩擦力做功之比為Ff1l7．如圖所示，一質(zhì)量為M、長為L的木板，放在光滑的水平地面上，在木板的右端放一質(zhì)量為m的小木塊，用一根不行伸長的輕繩通過光滑的定滑輪分別與m、M連接，木塊與木板間的動摩擦因數(shù)為μ，開頭時木塊和木板靜止，現(xiàn)用水平向右的拉力F作用在M上，將m拉向木板左端的過程中，拉力至少做功為()A．2μmgL B.eq\f(1,2)μmgLC．μ(M＋m)gL D．μmgL答案：D解析：在拉力F的作用下，m、M緩慢勻速運動，使m被拉到木板的左端的過程中，拉力做功最少，設(shè)此時繩的拉力為FT，則FT＝μmg，F(xiàn)T＋μmg＝F，當(dāng)m到達M左端時，M向右運動的位移為eq\f(L,2)，故拉力做功W＝F·eq\f(L,2)＝μmgL，故D正確．8．質(zhì)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(guān)系如圖所示，取g＝10m/s2A．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答案：D解析：由題圖知前3m位移內(nèi)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a＝1.5m/s2，所用時間t＝eq\r(\f(2x,a))＝2s，末速度為3m/s；后6m位移內(nèi)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＝Fmv9．(多選)如圖是利用太陽能驅(qū)動的小車，若小車在平直的水泥路上從靜止開頭加速行駛，經(jīng)過時間t前進距離s，速度達到最大值vm，在這一過程中電動機的功率恒為P，小車所受阻力恒為F，那么這段時間內(nèi)()A．小車做勻加速運動B．電動機所做的功為PtC．電動機所做的功為eq\f(1,2)mveq\o\al(2,m)D．電動機所做的功為Fs＋eq\f(1,2)mveq\o\al(2,m)答案：BD解析：對小車由牛頓其次定律得eq\f(P,v)－F＝ma，由于小車的速度漸漸增大，故小車加速度漸漸減小，小車做加速度漸漸減小的加速運動，A錯誤；電動機對小車所做的功W＝Pt，B正確；對小車由動能定理得W－Fs＝eq\f(1,2)mveq\o\al(2,m)，解得W＝Fs＋eq\f(1,2)mveq\o\al(2,m)，C錯誤，D正確．10．如圖甲所示，滑輪質(zhì)量、摩擦均不計，質(zhì)量為2kg的物體在F作用下由靜止開頭向上做勻加速運動，其速度隨時間的變化關(guān)系如圖乙所示，(1)4s末F的功率是多大？(2)4s內(nèi)F的平均功率是多大？(取g＝10m/s答案：(1)42W(2)21W解析：由v-t圖象可知a＝0.5m由2F－mg＝ma知F＝eq\f(21,2)N4s末物體速度為2m/s力F作用點速度vF＝4m/s4s末F的功率為P＝FvF＝eq\f(21,2)×4W＝42W4s內(nèi)的平均功率為eq\x\to(P)＝Feq\x\to(v)＝eq\f(21,2)×2W＝21W.11．某愛好小組對一輛自制遙控小車的性能進行爭辯．他們讓這輛小車在水平地面上由靜止開頭運動，并將小車運動的全過程記錄下來，通過數(shù)據(jù)處理得到如圖所示的v-t圖象(除2～10s時間段圖象為曲線外，其余時間段圖象均為直線)，已知在小車的運動過程中，2～14s時間內(nèi)小車牽引力的功率保持不變，14s末停止遙控讓小車自由滑行，小車的質(zhì)量m＝1.0kg，可以認為小車在整個過程中受到的阻力大小不變．(1)小車所受阻力f的大小；(2)小車勻速行駛階段的功率P；(3)小車在加速運動過程中位移s的大?。鸢福?1)1.5N(2)9W(3)42解析：(1)在14s末撤去牽引力后，小車只在阻力f作用下做勻減速運動，設(shè)其加速度大小為a4.由圖象可得a4＝1.5m由牛頓其次定律得f＝ma4＝1.5N(2)小車在10～14s階段內(nèi)做勻速運動，設(shè)牽引力為F3由平衡條件得F3＝f由圖象可知vm＝6由功率公式有P＝F3vm＝1.5×6W＝9W(3)小車的加速運動過程可以分為勻加速和變加速兩段，對應(yīng)的位移分別設(shè)為s1和s2，設(shè)在第一段時間內(nèi)的加速度大小為a1a1＝eq\f(v1,t1)＝1.5m/s2s1＝eq\f(1,2)a1teq\o\al(2,1)＝3m(直接寫出s1＝eq\f(v1,2)t1＝3m也對)在其次段內(nèi)由動能定理可得P(t2－t1)－fs2＝eq\f(1,2)mveq\o\al(2,m)－eq\f(1,2)mveq\o\al(2,1)代入數(shù)據(jù)解得s2＝39m，則s＝s1＋s212．一輛汽車質(zhì)量為1×103kg，最大功率為2×104W，在水平路面由靜止開頭做直線運動，最大速度為v2，運動中汽車所受阻力恒定．發(fā)動機的最大牽引力為3×103N，其行駛過程中牽引力F與車速的倒數(shù)eq\f(1,v)的關(guān)系圖象如圖所示．(1)依據(jù)圖線ABC推斷汽車做什么運動？(2)求圖中B點對應(yīng)的速度v1的大?。?3)求汽車做勻加速直線運動過程中的加速度．(4)當(dāng)汽車的速度為5m答案：(1)見解析(2)6.67m/s(3)2m/s2(4)1.5×解析：(1)圖線AB段牽引力F不變，阻力f不變，汽車做勻加速直線運動；圖線BC段的斜率表示汽車的功率P，由于圖線BC段為傾斜直線，斜率不變，功率P不變，則汽車做加速度減小的變加速直線運動，直至達到最大速度v2，此后汽車做勻速直線運動．(2)在B點時汽車達到最大功率，牽引力為F＝3×103Nv1＝eq\f(Pm,F)＝eq\f(2×104,3×103)m