1、考点规范练15功和功率一、单项选择题1.如图所示,木块B上表面是水平的,木块A置于B上,并与B保持相对静止,一起沿固定的光滑斜面由静止开始下滑,在下滑过程中()A.A所受的合力对A不做功B.B对A的弹力做正功C.B对A的摩擦力做正功D.A对B做正功2.如图所示,一质量为m,长度为l的均匀柔软细绳PQ竖直悬挂。用外力将绳的下端Q缓慢地竖直向上拉起至M点,M点与绳的上端P相距13l。重力加速度大小为g。在此过程中,外力做的功为()A.19mglB.16mglC.13mglD.12mgl3.质量为3 kg的小铁球从某一高度由静止释放,经过3 s到达地面,不计空气阻力,g取10 m/s2,则()A.2
2、 s末重力的瞬时功率为600 WB.2 s末重力的瞬时功率为900 WC.2 s内重力的平均功率为600 WD.2 s内重力做功为900 J4.(2021浙江宁波二模)一喷泉喷出的水柱最大高度达到了20层楼的高度,喷管的直径约为10 cm。请你据此估计用于给该喷管喷水的电动机输出功率约为(水的密度为1103 kg/m3)()A.8 kWB.80 kWC.160 kWD.560 kW5.如图所示,传送带AB倾角是,传送带上的可看作质点的小物块质量是m,物块与传送带间的动摩擦因数为tan 。现给在B位置的小物块一个沿传送带向上的初速度v0,传送带速度为v,方向未知。在传送带上摩擦力对物块做功的最大
3、功率是()A.mg(v0-v)cosB.mgv0cos C.mgvcosD.mg(v0+v)cos6.我国自主研制的绞吸挖泥船“天鲲号”达到世界先进水平,若某段工作时间内,“天鲲号”的泥泵输出功率恒为1.6104 kW,排泥量为1.6 m3/s,排泥管的横截面积为1.0 m2,则泥泵对排泥管内泥浆的推力为()A.5.6106 NB.107 NC.2107 ND.5107 N二、多项选择题7.质量为2 kg的物体,放在动摩擦因数=0.1的水平面上,在水平拉力的作用下,从原点O由静止开始运动,水平拉力做的功W和物体发生的位移s之间的关系如图所示,则()A.此物体在AB段做匀加速直线运动B.此物体在
4、AB段做匀速直线运动C.此物体在OA段做匀加速直线运动D.此物体在OA段做匀速直线运动8.(2021广西桂林模拟)如图所示,一仓库使用传送带搬运货物,传送带与水平面成37角,并以3 m/s的速度沿逆时针方向匀速转动,现将货物轻放在传送带的上端点A处,经1.3 s货物到达传送带的下端点B处。已知货物与传送带间的动摩擦因数为0.5,sin 37=0.6,重力加速度g取10 m/s2,下列说法正确的是()A.摩擦力对货物一直做正功B.摩擦力对货物先做正功后做负功C.货物先做匀加速直线运动,后做匀速直线运动D.从A点到B点的过程中,货物与传送带的相对位移为0.55 m9.如图所示,木板可绕固定的水平轴
5、O转动。木板从水平位置OA缓慢转到OB位置,木板上的物块始终相对于木板静止。用FN表示物块受到的支持力,用Ff表示物块受到的摩擦力,G表示重力。在这一过程中,以下判断正确的是()A.FN和Ff对物块都不做功B.FN对物块做正功,Ff对物块不做功C.FN对物块不做功,Ff对物块做负功D.FN和G对物块所做功的代数和为0三、非选择题10.(2021山东潍坊高三三模)在某次制动性能测试中,列车先在平直轨道上以额定功率P由静止启动,经时间t达到最大速度v,之后匀速率进入水平面内的圆形转弯轨道。已知列车质量为m,运动中阻力恒定,重力加速度为g。(1)求列车由静止开始加速至最大速度v的过程中通过的路程x。
6、(2)为了使列车以速率v无侧向挤压通过弯轨道,轨道向内侧倾斜,倾斜角度为,求圆形轨道的设计半径r。答案:1.C解析A、B一起沿固定的光滑斜面由静止开始下滑,加速度为gsin。由于A速度增大,由动能定理可知,A所受的合力对A做正功,B对A的摩擦力做正功,B对A的弹力做负功,选项A、B错误,C正确;A对B不做功,选项D错误。2.A解析根据题意,此过程中外力做的功等于细绳增加的重力势能,MQ的下半部分质量为m3的重心升高了l3,故增加的重力势能为Ep=mg3l3=19mgl,所以外力做功19mgl,A正确。3.A解析2s末小球的速度v=gt=20m/s,故2s末的重力的瞬时功率为P=mgv=3020
7、W=600W,A正确,B错误;2s内的平均速度v=v2=10m/s,则2s内的平均功率P=mgv=300W,2s内重力做功W=Pt=600J,C、D错误。4.C解析管口的半径r=5cm=0.05m,根据实际情况,每层楼高约为h=3m,所以喷水的高度h0=20h=203m=60m,设水离开管口的速度为v,则有v2=2gh0,解得v=203m/s,设给喷管喷水的电动机输出功率为P,在接近管口很短一段时间t内水柱的质量为m=vtS=r2vt,根据动能定理可得Pt=12mv2,解得P=r2v32,代入数据解得P=1.6105W=160kW,故C正确,A、B、D错误。5.B解析因为tan,即mgcosm
8、gcos37,货物继续向下做加速运动至B点,有mgsin37-mgcos37=ma2,解得a2=2m/s2,共速后,货物加速的时间为t2=t-t1=(1.3-0.3)s=1s,到达B点时,货物的速度为vB=v+a2t2=(3+21)m/s=5m/s,货物加速到B点的位移为x2=v+vB2t2=3+521m=4m,经1.3s货物全程的位移为x货=x1+x2=(0.45+4)m=4.45m,经1.3s传送带全程的位移为x带=vt=31.3m=3.9m,从A点到B点的过程中,货物与传送带的相对位移为x=x货-x带=(4.45-3.9)m=0.55m,全程做加速运动,摩擦力先向下再向上,则摩擦力对货物
9、先做正功后做负功,故B、D正确,A、C错误。9.BD解析物块以O为轴转动,支持力FN与物块运动方向相同,FN做正功,Ff沿斜面向上,与物块运动方向垂直,Ff不做功,A、C错误,B正确;木板从水平位置OA缓慢转到OB位置,物块处于平衡状态,即速度大小不变,由动能定律可得,FN和G对物块所做功的代数和为0,D正确。10.解析(1)当列车达到最大速率时,牵引力等于阻力,则列车的额定功率P=Fv=F阻v对从静止开始的加速过程应用动能定理得Pt-F阻x=12mv2联立得x=vt-mv32P。(2)在弯轨道处,列车做匀速圆周运动,所受向心力为Fn=mv2r受力分析如图所示,可知向心力由重力与弹力的合力来提供得Fn=mgtan联立可得r=v2gtan。答案(1)vt-mv32P(2)v2gtan
