2019-2020年高考物理一輪復習 5.1功和功率課時提升作業(yè) 滬科版必修2一、選擇題(本題共5小題,每小題7分,共35分。多選題已在題號后標出)1.以一定的初速度豎直向上拋出一個小球,小球上升的最大高度為h,空氣阻力的大小恒為F,則從拋出到落回到拋出點的過程中,空氣阻力對小球做的功為()A.0 B.-FhC.FhD.-2Fh2.(xx中山模擬)A、B兩物體的質量之比mAmB=21,它們以相同的初速度v0在水平面上做勻減速直線運動,直到停止,其速度圖像如圖所示。那么,A、B兩物體所受摩擦阻力之比FAFB與A、B兩物體克服摩擦阻力做的功之比WAWB分別為()A.21,41 B.41,21C.14,12 D.12,143.(xx池州模擬)一個質量為m的小球做自由落體運動,那么,在前t秒內重力對它做功的平均功率及在t秒末重力做功的瞬時功率P分別為()A.=mg2t2,P=mg2t2B.=mg2t2,P=mg2t2C.=mg2t,P=mg2tD.=mg2t,P=2mg2t4.(xx瓊海模擬)如圖所示是測量運動員體能的一種裝置,運動員的質量為m1,繩拴在腰間水平方向跨過定滑輪(不計滑輪摩擦),繩的另一端懸吊重物的質量為m2,人在水平傳送帶上用力向后蹬傳送帶,而人的重心不動,使得傳送帶以速度v勻速向右運動。人的腳與傳送帶間的動摩擦因數為,則()A.人對傳送帶不做功B.傳送帶給人的摩擦力方向與傳送帶的速度v方向相同C.由題意可知,m1g=m2gD.人對傳送帶做功的功率為m2gv5.(多選)(xx青島模擬)一輛小汽車在水平路面上由靜止啟動,在前5s內做勻加速直線運動,5 s末達到額定功率,之后保持額定功率運動,其v-t圖像如圖所示。已知汽車的質量為m=2103kg,汽車受到地面的阻力為車重的0.1倍,g取10m/s2,則()A.汽車在前5 s內的牽引力為4103NB.汽車在前5 s內的牽引力為6103NC.汽車的額定功率為60 kWD.汽車的最大速度為30 m/s二、計算題(本題15分。需寫出規(guī)范的解題步驟)6.(xx汕頭模擬)如圖甲所示,質量為1kg的物體置于固定斜面上,現對物體施以平行于斜面向上的拉力F,1s后將拉力撤去,物體運動的v-t圖像如圖乙所示,試求：(1)拉力F的大小;(2)拉力F在第1s內的平均功率。強化專練(建議：25分鐘)強化點1：功和力學規(guī)律的綜合計算1.(xx臺州模擬)如圖所示,滑雪者由靜止開始沿斜坡從A點自由滑下,然后在水平面上前進至B點停下。已知斜坡、水平面與滑雪板之間的動摩擦因數都為,滑雪者(包括滑雪板)的質量為m。A、B兩點間的水平距離為L。在滑雪者經過AB段運動的過程中,克服摩擦力做的功()A.大于mgLB.等于mgLC.小于mgLD.以上三種情況都有可能2.(多選)(xx濰坊模擬)一物體在水平面上,受恒定的水平拉力和摩擦力作用沿直線運動,已知在第1s內合力對物體做的功為45 J,在第1s末撤去拉力,其v-t圖像如圖所示,g取10m/s2,則()A.物體的質量為10 kgB.物體與水平面間的動摩擦因數為0.2C.第1 s內摩擦力對物體做的功為60 JD.第1 s內拉力對物體做的功為60 J強化點2：功率的理解及計算3.(xx江蘇高考)如圖所示,細線的一端固定于O點,另一端系一小球。在水平拉力作用下,小球以恒定速率在豎直平面內由A點運動到B點。在此過程中拉力的瞬時功率變化情況是()A.逐漸增大 B.逐漸減小C.先增大,后減小D.先減小,后增大4.(多選)(2011海南高考)一質量為1kg的質點靜止于光滑水平面上,從t=0時起,第1秒內受到2N的水平外力作用,第2秒內受到同方向的1N的外力作用。下列判斷正確的是()A.02秒內外力的平均功率是WB.第2秒內外力所做的功是JC.第2秒末外力的瞬時功率最大D.第1秒內與第2秒內質點動能增加量的比值是5.(xx湖州模擬)如圖所示,物體受到水平推力F的作用在粗糙水平面上做直線運動。監(jiān)測到推力F、物體速度v隨時間t變化的規(guī)律如圖所示。g取10m/s2,則()A.第1 s內推力做功為1 JB.第2 s內物體克服摩擦力做的功為W=2.0JC.第1.5 s時推力F的功率為2WD.第2 s內推力F做功的平均功率=1.5W強化點3：機車啟動問題6.(xx南京模擬)質量為1.0103kg的汽車,沿傾角為30的斜坡由靜止開始向上運動,汽車在運動過程中所受摩擦阻力大小恒為2 000 N,汽車發(fā)動機的額定輸出功率為5.6104W,開始時以a=1m/s2的加速度做勻加速運動(g取10m/s2)。求：(1)汽車做勻加速運動的時間t1;(2)汽車所能達到的最大速率;(3)若斜坡長143.5m,且認為汽車達到坡頂之前,已達到最大速率,則汽車從坡底到坡頂需多長時間?答案解析素能全練1.【解析】選D。在上升階段,小球豎直向上運動,空氣阻力方向豎直向下,空氣阻力對小球做功為-Fh;下降階段,小球豎直向下運動,空氣阻力方向豎直向上,空氣阻力對小球做功為-Fh。整個過程中,空氣阻力對小球做的功為-2Fh?！炯庸逃柧殹咳鐖D所示,木板可繞固定水平軸O轉動。木板從水平位置OA緩慢轉到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,Ff對物塊做功為2JD.FN和Ff對物塊所做功的代數和為0【解析】選B。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。由動能定理知W-mgh=0,故支持力FN做功為mgh。2.【解析】選B。由v-t圖像可知:aAaB=21,而F=ma,mAmB=21,可得FAFB=41;又由圖像中面積關系可知A、B位移之比為sAsB=12,做功W=Fs,可得WAWB=21,故選B。3.【解題指南】解答本題需注意以下兩點：(1)分清t秒內和t秒末的含義;(2)正確選用求功率的兩個公式P=和W=Fvcos?！窘馕觥窟xC。前t秒內重力做功的平均功率=mg2t;t秒末重力做功的瞬時功率P=Fv=mggt=mg2t,故C正確。4.【解析】選D。人對傳送帶的摩擦力方向向右,傳送帶在力的作用下有位移,所以人對傳送帶做功,A錯誤;傳送帶給人的摩擦力方向向左,與傳送帶速度方向相反,B錯誤;人的腳與傳送帶間的摩擦力是靜摩擦力,不是滑動摩擦力,不能用m1g表示,C錯誤;人的重心不動,繩對人的拉力和人與傳送帶間的摩擦力平衡,而拉力又等于m2g,所以人對傳送帶做功的功率為m2gv,D正確。5. 【解析】選B、C、D。f=mg=2103N,由題圖知勻加速運動的加速度為a=2m/s2,由牛頓第二定律得F-f=ma,故F=6103N,故A錯、B對。因5s達到額定功率,P額=Fv=610310W=60 kW,C正確。P額=fvm,得vm=30m/s,D正確。6.【解析】(1)由v-t圖像知,當撤去拉力F后,物體做勻減速直線運動,加速度大小a=6m/s2。(2分)由牛頓第二定律得f=ma=6N,(2分)當物體受拉力F的作用時,由牛頓第二定律得F-f=ma,(2分)其中由題圖知加速度a=12m/s2,(2分)所以F=18N。(2分)(2)物體在拉力F作用下的位移s=at2=6m,(2分)所以拉力F在第1s內的平均功率=W=108 W。(3分)答案:(1)18N(2)108 W強化專練1.【解題指南】解答本題要明確以下兩點：(1)摩擦力做功與路程有關;(2)AC和CB段路程與水平距離L的關系?！窘馕觥窟xB。設斜面的傾角為,則滑雪者從A到B的運動過程中克服摩擦力做的功為Wf=mgcos+mg由題圖可知cos+=L由兩式聯(lián)立可得:Wf=mgL,故B正確。2. 【解析】選A、D。由動能定理,W合=,第1s內W合=45J,第1s末速度v=3m/s,解出m=10kg,故A正確;撤去拉力后加速度的大小a=m/s2=1 m/s2,摩擦力f=ma=10N,又f=mg,解出=0.1,故B錯誤;由題圖可得第1s內物體的位移s=1.5m,故第1s內摩擦力對物體做的功W=-fs=-15J,故C錯誤;第1s內加速度的大小a1=m/s2=3 m/s2,設第1 s內拉力為F,則F-f=ma1,第1s內拉力對物體做的功W=Fs=60J,故D正確。3.【解題指南】本題考查了動能定理、變力做功、瞬時功率問題,難度中等,本題要把變力(水平拉力)做功(和功率)問題轉化為恒力(重力)做功(和功率)問題?！窘馕觥窟xA。小球上升的過程中,重力做負功,水平拉力F做正功,由動能定理得WF-WG=mv2-mv2=0,所以WF=WG,即拉力做的功和重力做的功總是相等的,則拉力做功的功率和重力做功的功率也總是相等的,小球上擺過程中,豎直方向速度一直增大,重力做功的功率P=mgv一直增大,所以拉力做功的功率也是逐漸增大的。答案選A?！炯庸逃柧殹?多選)(xx南京模擬)如圖所示,一根不可伸長的輕繩兩端各系一個小球a和b,跨在兩根固定在同一高度的光滑水平細桿上,質量為3m的a球置于地面上,質量為m的b球從水平位置靜止釋放。當a球對地面壓力剛好為零時,b球擺過的角度為。下列結論正確的是()A.=90B.=45C.b球擺動到最低點的過程中,重力對小球做功的功率先增大后減小D.b球擺動到最低點的過程中,重力對小球做功的功率一直增大【解析】選A、C。設b球能擺到最低點,由機械能守恒得mv2=mgl。又FT-mg=可得FT=3mg,則A正確,B錯誤。球b在擺動過程中豎直速度先增大后減小,所以重力的功率先增大后減小,則C正確,D錯誤。4.【解題指南】解答本題可按以下思路進行：(1)分別求出第1s內和第2 s內質點的位移大小;(2)利用恒力做功的公式W=Flcos,求得02s內的功;(3)求平均功率用公式P=;(4)速度最大時瞬時功率不一定最大。根據P=Fv來計算,當F與v的乘積最大時瞬時功率最大。【解析】選A、D。第1秒內質點的加速度a1=2m/s2,1秒末的速度v1=21=2(m/s);第2秒內的加速度a2=1m/s2,第2秒末的速度v2=2+11=3(m/s);所以第2秒內外力做的功W2=m-m=2.5J,故B錯誤;第1秒末的功率為P1=22=4(W),第2秒末的功率為P2=13=3(W),故C錯誤;02秒內外力的平均功率=W,故A正確;第1秒內與第2秒內質點動能增加量的比值=,故D正確。5.【解析】選B。第1 s內物體保持靜止狀態(tài),在推力方向沒有位移產生,故做功為0,A選項錯誤;由圖像可知,第3s內物體做勻速運動,F=2N,故F=f=2N,由v-t圖像知,第2s內物體的位移s=12m=1 m,第2 s內物體克服摩擦力做的功W=fs=2.0J,故B選項正確;第1.5s時物體的速度為1 m/s,故推力的功率為3 W,C選項錯誤;第2 s內推力F=3N,推力F做功WF=Fs=3.0J,故第2 s內推力F做功的平均功率=3W,故D選項錯誤。6.【解析】(1)根據牛頓第二定律有:F-mgsin30-f=ma設勻加速的末速度為v,則有:P=Fvv=at1代入數值,聯(lián)立解得勻加速的時間為t1=7s。(2)當達到最大速度vm時,有:P=(mgsin30+f)vm解得汽車的最大速度為vm=8m/s。(3)汽車勻加速運動的位移為s1=a=24.5m在后一階段牽引力對汽車做正功,重力和阻力做負功,根據動能定理有:Pt2-(mgsin30+f)s2=m-mv2又有s2=s-s1代入數值,聯(lián)立求解得:t2=15s所以汽車總的運動時間為t=t1+t2=22s。答案:(1)7s(2)8 m/s(3)22 s【總結提升】解答汽車啟動問題時應注意的三個問題(1)確定是勻加速啟動還是恒定功率啟動;(2)區(qū)別汽車所能達到的最大速度與勻加速運動的最大速度;(3)注意對汽車進行受力分析,汽車勻速時加速度為零,但不一定滿足F=f,如本題中,汽車速度最大時,F=f+mgsin30。