1、2012优化方案高考物理总复习课时作业：课时14 功和功率（人教版）课时14第5章机械能及其守恒定律第一节功和功率一、单项选择题1. 长为L的轻质细绳悬挂一个质量为m的小球，其下方有一个倾角为的光滑斜面体，放在水平面上，开始时小球与斜面刚刚接触且细绳恰好竖直，如图所示，现在用水平推力F缓慢向左推动斜面体，直至细绳与斜面体平行，则下列说法中正确的是()A由于小球受到斜面的弹力始终与斜面垂直，故对小球不做功B细绳对小球的拉力始终与小球运动方向垂直，故对小球不做功C小球受到的合外力对小球做功为零，故小球在该过程中机械能守恒D若水平面光滑，则推力做功为mgL(1cos)解析：选B.小球受到斜面的弹力沿
2、竖直方向有分量，故对小球做正功，A错误；细绳拉力方向始终和小球运动方向垂直，故对小球不做功，B正确；合外力对小球做功等于小球动能的改变量，虽然合外力做功为零，但小球重力势能增加，机械能不守恒，C错误；若水平面光滑，则推力做功为mgL(1sin)，D错误22010年11月24日，在广州亚运会男子110米栏决赛中，刘翔以13.09秒的优异成绩获得冠军并打破之前创造的赛会纪录刘翔在比赛中，主要有起跑加速、途中匀速跨栏和加速冲刺三个阶段，他的脚与地面间不会发生相对滑动，以下说法正确的是()A加速阶段地面对人的摩擦力做正功B匀速阶段地面对人的摩擦力做负功C由于人的脚与地面间不发生相对滑动，所以不论加速还
3、是匀速，地面对人的摩擦力始终不对人做功D无论加速还是匀速阶段，地面对人的摩擦力始终做负功解析：选C.由于人的脚与地面间不发生相对滑动，地面对人产生摩擦力的瞬间，力的作用点位移为零，所以地面对人的摩擦力不做功，选项C正确3(2011年广东六校联合体联考)如图所示，滑雪者由静止开始沿斜坡从A点自由滑下，然后在水平面上前进至B点停下已知斜坡、水平面与滑雪板之间的动摩擦因数都为，滑雪者(包括滑雪板)的质量为m.A、B两点间的水平距离为L.在滑雪者经过AB段运动的过程中，克服摩擦力做的功()A大于mgLB等于mgLC小于mgL D以上三种情况都有可能解析：选B.设斜面的倾角为，则对滑雪者从A到B的运动过
4、程中摩擦力做的功为：WFfmgACcosmgCB，由图可知ACcosCBL，由两式联立可得：WFfmgL，故B正确4(2011年湖北黄冈模拟)如图所示，质量相同的两物体处于同一高度，A沿固定在地面上的光滑斜面下滑，B自由下落，最后到达同一水平面，则()A重力对两物体做的功相同B重力的平均功率相同C到达底端时重力的瞬时功率PAPBD到达底端时两物体的动能相同，速度相同解析：选A.由于两个物体质量相同、下落高度相同，所以重力对两物体做的功相同，A选项正确由于下落的时间不同，所以重力的平均功率不相同，B选项错误根据机械能守恒可知，两物体到达底端时动能相同，即速度大小相同、方向不同，D选项错误由瞬时功
5、率的计算式可得PAmgvsin(为斜面倾角)，PBmgv，因此，到达底端时重力的瞬时功率PAPB，C选项错误5. (2011年浙江部分重点中学联考)汽车发动机的额定功率为P1，它在水平路面上行驶时受到的阻力Ff大小恒定，汽车在水平路面上由静止开始做直线运动，最大车速为v.汽车发动机的输出功率随时间变化的图象如图所示则()A汽车开始时做匀加速运动，t1时刻速度达到v，然后做匀速直线运动B汽车开始时做匀加速直线运动，t1时刻后做加速度逐渐减小的直线运动，速度达到v后做匀速直线运动C汽车开始时牵引力逐渐增大，t1时刻牵引力与阻力大小相等D汽车开始时牵引力恒定，t1时刻牵引力与阻力大小相等解析：选B.
6、开始时，汽车的功率与时间成正比，即：PFvFat，所以汽车牵引力恒定，汽车加速度恒定，汽车做匀加速直线运动；在t1时刻达到最大功率，此时，牵引力仍大于阻力，但随着速度的增大，汽车牵引力减小，汽车加速度逐渐减小至零后做匀速直线运动，B正确6一起重机的钢绳由静止开始匀加速提起质量为m的重物，当重物的速度为v1时，起重机的有用功率达到最大值P，以后起重机保持该功率不变，继续提升重物，直到以最大速度v2匀速上升为止，物体上升的高度为h，则整个过程中，下列说法不正确的是()A钢绳的最大拉力为B钢绳的最大拉力为C重物的最大速度v2D重物匀加速运动的加速度为g解析：选A.由Fmgma和PFv可知，重物匀加速
7、上升过程中钢绳拉力大于重力且不变，达到最大功率P后，随v增加，钢绳拉力F变小，当Fmg时重物达到最大速度v2，故v2，最大拉力Fmgma，A错误，B、C正确由mgma得：ag，D正确二、不定项选择题7(2011年宁波模拟)提高物体(例如汽车)运动速率的有效途径是增大发动机的功率和减小阻力因数(设阻力与物体运动速率的平方成正比，即Ffkv2，k是阻力因数)当发动机的额定功率为P0时，物体运动的最大速率为vm，如果要使物体运动的速率增大到2vm，则下列办法可行的是()A阻力因数不变，使发动机额定功率增大到2P0B发动机额定功率不变，使阻力因数减小到C阻力因数不变，使发动机额定功率增大到8P0D发动
8、机额定功率不变，使阻力因数减小到解析：选CD.速度达到最大时，kv即Pkv.由此可知，若vm增大到2vm时，当k不变，功率P变为原来的8倍，当功率不变，阻力因数变为原来的.8(2009年高考宁夏卷)水平地面上有一木箱，木箱与地面之间的动摩擦因数为(01)现对木箱施加一拉力F，使木箱做匀速直线运动设F的方向与水平面夹角为，如图，在从0逐渐增大到90的过程中，木箱的速度保持不变，则()AF先减小后增大 BF一直增大CF的功率减小 DF的功率不变解析：选AC.木箱在F作用下向右匀速运动的过程中，受4个力作用而平衡即Fcos(mgFsin)，解得：F，F有极值，所以A正确B错误；F的功率PFvcos，
9、所以C正确D错误9. 汽车在水平路面上从静止开始做匀加速直线运动，t1末关闭发动机，做匀减速直线运动，t2末静止，其vt图象如图所示，图中W2CPP1 DP1P2解析：选ABD.整个过程动能变化量为零，所以合力的功为零，A项正确摩擦力大小相等，第一段位移大，所以B项正确第一段是加速的，牵引力大于摩擦力，所以PP1，C项错加速阶段和减速阶段平均速度相等，所以摩擦力的平均功率相等，D项正确10(2011年北京四中检测)如图甲所示，物体受到水平推力F的作用在粗糙水平面上做直线运动通过力传感器和速度传感器监测到推力F、物体速度v随时间t变化的规律如图乙所示取g10 m/s2.则()A物体的质量m1.0
10、 kgB物体与水平面间的动摩擦因数0.20C第2秒内物体克服摩擦力做的功W2.0 JD前2秒内推力F做功的平均功率1.5 W解析：选CD.物体在第3秒内做匀速运动，则有F3mg2 N，第2秒内物体做加速运动，有F2mgma，其中加速度为a2 m/s2，解得m0.5 kg，0.4.第2秒内的位移为1 m，克服摩擦力做功为Wmgs2.0 J前2秒内拉力做功为3 J，则平均功率为1.5 W.三、计算题11. (2011年慈溪中学模拟)一辆汽车质量为1103 kg，最大功率为2104 W，在水平路面上由静止开始做直线运动，最大速度为v2，运动中汽车所受阻力恒定发动机的最大牵引力为3103 N，其行驶过
11、程中牵引力F与车速的倒数的关系如图所示试求：(1)根据图线ABC判断汽车做什么运动？(2)v2的大小；(3)整个运动过程中的最大加速度；(4)匀加速运动过程的最大速度是多大？当汽车的速度为10 m/s时发动机的功率为多大？解析：(1)题图中图线AB段牵引力F不变，阻力Ff不变，汽车做匀加速直线运动，图线BC的斜率表示汽车的功率P，P不变，则汽车做加速度减小的加速运动，直至达到最大速度v2，此后汽车做匀速直线运动(2)当汽车的速度为v2时，牵引力为F11103 N，v2 m/s20 m/s.(3)汽车做匀加速直线运动时的加速度最大阻力Ff N1000 Na m/s22 m/s2.(4)与B点对应
12、的速度为v1 m/s6.67 m/s.当汽车的速度为10 m/s时处于图线BC段，故此时的功率最大，为Pm2104 W.答案：(1)见解析(2)20 m/s(3)2 m/s2(4)6.67 m/s2104 W12. (2009年高考四川卷)图为修建高层建筑常用的塔式起重机在起重机将质量m5104 kg的重物竖直吊起的过程中，重物由静止开始向上做匀加速直线运动，加速度a0.2 m/s2，当起重机输出功率达到其允许的最大值时，保持该功率直到重物做vm1.02 m/s的匀速运动取g10 m/s2，不计额外功求：(1)起重机允许输出的最大功率(2)重物做匀加速运动所经历的时间和起重机在第2秒末的输出功率解析：(1)当起重机的功率达到允许最大值，且重物达到最大速度vm时，拉力和重力相等，即Fmg.根据PFvPmmgvm5104101.02 W5.1105 W.(2)根据牛顿第二定律Fmgma又PmFvvat解得：t5 s.当t2 s时vatPFv解得P2.04105 W.答案：(1)5.1105 W(2)5 s2.04105 W
