1、第五章 第1讲 功和功率2 (时间45分钟，满分100分)一、选择题(本题共10小题，每小题7分，共70分在每小题给出的四个选项中，有的只有一个选项正确，有的有多个选项正确，全部选对的得7分，选对但不全的得4分，有选错的得0分)1.图5117(2013届广州一中模拟)如图5117所示，拖着旧橡胶轮胎跑是身体耐力训练的一种有效方法如果某受训者拖着轮胎在水平直道上跑了100 m，那么下列说法正确的是()A轮胎受到地面的摩擦力做了负功B轮胎受到的重力做了正功C轮胎受到的拉力不做功D轮胎受到地面的支持力做了正功2.来源:高考资源网KS5U.COM图5118如图5118所示，质量为m的物体置于倾角为的斜
2、面上，物体与斜面间的动摩擦因数为，在外力作用下，斜面以加速度a沿水平方向向左做匀加速运动，运动中物体m与斜面体相对静止则关于斜面对m的支持力和摩擦力的下列说法中正确的是()A支持力一定做正功B摩擦力一定做正功C摩擦力可能不做功 D摩擦力可能做负功3(2013届汉中模拟)一辆汽车从静止出发，在平直的公路上加速前进，如果发动机的牵引力保持恒定，汽车所受阻力保持不变，在此过程中()A汽车的速度与时间成正比B汽车的位移与时间成正比C汽车做变加速直线运动D汽车发动机做的功与时间成正比4(2013届咸阳一中检测)如图5119所示，木板质量为M，长度为L，小木块质量为m，水平地面光滑，一根不计质量的轻绳跨过
3、定滑轮分别与M和m连接，小木块与木板间的动摩擦因数为，开始时木块静止在木板左端，现用水平向右的力将m拉至右端，拉力至少做功为()图5119AmgL B2mgLCmgL/2 D(Mm)gL5如图5120所示，质量为m的小球以初速度v0水平抛出，恰好垂直打在倾角为的斜面上，(不计空气阻力)，则球落在斜面上时重力的瞬时功率为()图5120Amgv0tan B.C. Dmgv0cos 6.来源:高考资源网图5121(2013届扬州模拟)如图5121所示，倾角为的斜劈放在水平面上，斜劈上用固定的竖直挡板挡住一个光滑的质量为m的小球，当整个装置沿水平面以速度v向左匀速运动时间t时，以下说法正确的是()A小
4、球的重力做功为零B斜劈对小球的弹力做功为C挡板对小球的弹力做功为零D合力对小球做功为零7如图5122甲所示，质量m2 kg的物块放在光滑水平面上，在P点的左方始终受到水平恒力F1的作用，在P点的右方除F1外还受到与F1在同一条直线上的水平恒力F2的作用物块从A点由静止开始运动，在05 s内运动的vt图象如图乙所示，由图可知下列判断正确的是()甲 乙图5122At2.5 s时，物块经过P点Bt2.5 s时，物块距P点最远Ct3 s时，恒力F2的功率P为10 WD在13 s的过程中，F1与F2做功之和为8 J8.图5123(2013届陵水模拟)质量为2 kg的物体，放在动摩擦因数为0.1的水平面上
5、，在水平拉力F的作用下，由静止开始运动，拉力做的功W和物体发生的位移x之间的关系如图5123所示，g取10 m/s2.下列说法中正确的是()A此物体在AB段做匀加速直线运动，且整个过程中拉力的最大功率为15 WB此物体在AB段做匀速直线运动，且整个过程中拉力的最大功率为6 WC此物体在AB段做匀加速直线运动，且整个过程中拉力的最大功率为6 WD此物体在AB段做匀速直线运动，且整个过程中拉力的最大功率为15 W9一汽车质量为3103 kg，它的发动机额定功率为60 kW，它以额定功率匀速行驶时速度为120 km/h，若汽车行驶时受到的阻力和汽车的重力成正比，下列说法中正确的是()A汽车行驶时受到
6、的阻力大小为1.8103 NB汽车以54 km/h的速度匀速行驶时消耗的功率为30 kWC汽车消耗功率为45 kW时，若其加速度为0.4 m/s2，则它行驶的速度为15 m/sD若汽车保持额定功率不变从静止状态启动，汽车启动后加速度将会越来越小10(2012黄冈中学检测)一个质量为50 kg的人乘坐电梯，由静止开始上升，整个过程中电梯对人做功的功率随时间变化的Pt图象如图5124所示，g10 m/s2，加速和减速过程均为匀变速运动，则以下说法正确的是()图5124A图中P1的值为900 WB图中P2的值为1 100 WC电梯匀速阶段运动的速度为2 m/sD电梯加速运动过程中对人所做的功大于减速
7、阶段对人所做的功二、非选择题(本题共2小题，共30分计算题要有必要的文字说明和解题步骤，有数值计算的要注明单位)11.图5125(14分)(2012南京模拟)如图5125所示，质量为m的小球用长L的细线悬挂而静止在竖直位置在下列三种情况下，分别用水平拉力F将小球拉到细线与竖直方向成角的位置在此过程中，拉力F做的功各是多少？(1)用F缓慢地拉；(2)F为恒力；(3)若F为恒力，而且拉到该位置时小球的速度刚好为零12(16分)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，其行驶过程中牵
8、引力F与车速的倒数的关系如图5126所示试求：图5126(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答案与解析1.【解析】来源:高考资源网KS5U.COM轮胎受力如图所示因轮胎位移方向水平向右，故拉力F对轮胎做正功，摩擦力Ff对轮胎做负功，重力和支持力对轮胎均不做功，故只有A项正确【答案】A2.【解析】因加速度a的大小情况不确定，故物体m可能不受摩擦力，也可能受沿斜面向上或向下的摩擦力，故摩擦力对物体做功情况不确定，B错误，C、D正确；因支持力与位移方向夹角小于90，故支持力一定做正功，A正确【答案】ACD3【解析】由FFfma可知，因汽车牵引力F
9、保持恒定，故汽车做匀加速直线运动，C错误；由vat可知，A正确；而xat2，故B错误；由WFFxFat2可知，D错误【答案】A4【解析】m缓慢运动至右端，拉力F做功最小，其中FmgFT，FTmg，小木块位移为，所以WFFmgL.【答案】A5【解析】如图所示，由于v垂直于斜面，可求出小球落在斜面上时速度的竖直分量v2v0/tan ，此时重力做功的瞬时功率为Pmgv.B正确【答案】B6.【解析】分析小球受力如图所示，可求得：FN1mgtan ，FN2.因此，斜劈对小球弹力做功W2FN2vtcos(90)mgvttan ，挡板对小球的弹力做功为W1FN1vtmgvttan ，重力和合外力对小球做功均
10、为零，故A、D正确，B、C错误【答案】AD7【解析】根据题图乙可知t1 s时，物块由加速变为减速，结合题干条件可判断t1 s时，物块经过P点，A错；根据vt图象的物理意义可知t2.5 s时，物块向右运动位移最大，即距P点最远，B对；根据牛顿第二定律得F1ma1，F2F1ma2，结合图象联立解得F210 N，t3.0 s时，va2t1 m/s，所以，恒力F2的功率PF2v10 W，C对；根据动能定理得在13 s的过程中，F1与F2做功之和Wmvmv8 J，D对【答案】BCD8.【解析】前3 m位移内拉力F1 N5 N前3 m的加速度a11.5 m/s2前3 m末速度v13 m/s后6 m位移内拉
11、力F2 N2 Na20，物体做匀速运动所以整个过程中拉力的最大功率为PmaxF1v153 W15 W.【答案】D9【解析】由PFv可得汽车以额定功率P60 kW、以速度v120 km/h m/s匀速行驶时，受到的阻力大小为fFP/v1.8103 N，A项正确；汽车以54 km/h的速度匀速行驶时消耗的功率为Pfv1.810315 W27 kW，B项错；汽车消耗功率为45 kW行驶的速度为15 m/s时，其牵引力FP/v3103 N，由牛顿第二定律得加速度a0.4 m/s2，C项正确；若汽车保持额定功率不变从静止状态启动，其牵引力F随汽车速度的增大而减小，所以汽车启动后加速度将会越来越小，D项正
12、确【答案】ACD10【解析】由于加速和减速过程均为匀变速运动，所以每个过程中电梯对人的作用力均为恒力由题图可知在第25 s过程中，电梯匀速上升，电梯对人的支持力大小等于重力500 N由PFv可知，电梯以2 m/s的速度匀速上升，C正确；电梯加速上升的末速度和减速上升的初速度均为2 m/s.其加速度分别为1 m/s2和0.5 m/s2.由牛顿第二定律得加速过程F2mgma550 N，减速过程F1mgma2475 N，故P2F2v1 100 W，P1F1v950 W故A项错，B项正确在Pt图象中，图线与坐标轴所围的面积表示电梯对人的支持力所做的功，由图象易知，加速过程中电梯对人所做的功小于减速过程
13、中电梯对人所做的功，D项错误来源:学#科#网【答案】BC11.【解析】(1)用力F缓慢地拉小球时，拉力F为变力，由能量守恒定律得拉力F的功WFmgL(1cos )(2)F为恒力时，根据功的公式得F做的功为WFFLsin .(3)因拉力为恒力，故拉力的功WFFLsin ，又因拉到该处时小球的速度刚好为零，由动能定理可得：WFmgL(1cos )【答案】(1)mgL(1cos )(2)FLsin (3)FLsin 或mgL(1cos )12【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 N1 000 Na m/s22 m/s2.【答案】(1)见解析(2)20 m/s(3)2 m/s2
