（通用版）2020版高考物理大一轮复习考点规范练15功和功率新人教版.docx

1、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 做正功答案 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.如图所示,一质量为 m,

2、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 l。重力加速度大小为 g。在此过程中,外力做的功为 ( )13A. mgl B. mgl19 16C. mgl D. mgl13 122答案 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 的重心升m3高了 ,故增加的重力势能为 Ep= mgl,所以外力做功 mgl,A 正确。l3 mg3l3=19 193.一个质量为 m 的物块,在几个共点力的作用下静止在光滑水平面上。现把其中一个水平方向的力从 F 突然增大到 3F,并保持其他

3、力不变,则从这时开始到 t 时刻,该力的瞬时功率是( )A. B. C. D.3F2tm 4F2tm 6F2tm 9F2tm答案 C解析 物块受到的合力为 2F,根据牛顿第二定律有 2F=ma,在合力作用下,物块做初速度为零的匀加速直线运动,速度 v=at,该力大小为 3F,则该力的瞬时功率 P=3Fv,解以上各式得 P= ,C 正确。6F2tm4.A、 B 两物体的质量之比 mAm B=2 1,它们以相同的初速度 v0在水平面上做匀减速直线运动,直到停止,其速度时间图像如图所示。那么, A、 B 两物体所受摩擦阻力之比 FAF B与 A、 B 两物体克服摩擦阻力做功之比 WAW B分别为(

4、)A.2 1,4 1 B.4 1,2 1C.1 4,1 2 D.1 2,1 4答案 B解析 由 v-t 图像可知 aAa B=2 1,又由 F=ma,mAm B=2 1,可得 FAF B=4 1;又由题图中面积关系可知 A、 B 位移之比 xAx B=1 2,由做功公式 W=Fx,可得 WAW B=2 1,故选 B。5.(2018安徽江南十校联考)如图所示,水平地面上有一倾角为 的三角形斜面体,其质量为 M,上表面粗糙,下表面光滑。质量为 m 的滑块,放在斜面上能保持静止。现用从零开始缓慢增大、方向3水平向右的外力 F 作用在斜面体上,直到滑块与斜面体发生相对运动为止。对该过程中滑块受到的各力

5、的分析,正确的是( )A.斜面对滑块的支持力一直不做功B.滑块受到的摩擦力一直做负功C.斜面对滑块的支持力始终等于 mgcos D.当 F 大于( M+m)gtan 之后,支持力大于mgcos答案 D解析 支持力始终垂直斜面向上,与滑块的位移的夹角小于 90,支持力始终做正功,A 错误;当 F 等于( M+m)gtan 时,滑块受到的静摩擦力等于零,当 F 大于( M+m)gtan 之后,滑块受到的静摩擦力沿斜面向下,此后过程中静摩擦力一直做正功,B 错误;当 F 不等于零之后,整体有水平加速度,在垂直斜面向上的方向上有分加速度,支持力始终大于 mgcos ,C 错误;当 F 等于( M+m)

6、gtan 时,滑块恰好只受到重力、支持力而向右做匀加速直线运动,支持力的竖直分力等于 mg,当 F 大于( M+m)gtan 之后,滑块还受到沿着斜面向下的摩擦力,故支持力的竖直分力必须大于 mg,所以支持力始终大于 ,D 正确。mgcos6.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 (M+m)gvcos ,B 错误,C 正确;由功能关系知此过程中货车拉力做的功等于货箱和货物整体动能的增加量和重力势能的增加量,大于( M+m)gh,故 D 错误。二、多项选择题8.如图所示, B 物体在拉力 F 的作用下向左运动,在运动过程中, A、

7、 B 之间有相互作用的摩擦力,关于这对摩擦力做功的情况,下列说法正确的是( )A.A、 B 都克服摩擦力做功B.摩擦力对 A 不做功C.摩擦力对 B 做负功D.摩擦力对 A、 B 都不做功5答案 BC解析对 A、 B 受力分析如图所示,物体 A 在 Ff2作用下没有位移,所以摩擦力对 A 不做功,故 B 正确;对物体 B,Ff1与位移夹角为 180,做负功,故 C 正确,A、D 错误。9.(2018广东惠州期末)测定运动员体能的一种装置如图所示,运动员质量为 m1,拴在运动员腰间的绳沿水平方向跨过滑轮(不计滑轮质量及摩擦)悬挂一质量为 m2的重物,人用力蹬传送带,使传送带以速度 v 匀速向右运

8、动,而人相对地面静止不动,下列说法正确的是( )A.传送带对人不做功B.人对传送带做正功C.人对传送带做功的功率为 m2gvD.传送带对人做功的功率为( m1+m2)gv答案 ABC解析 由于人的位移为零,则传送带对人不做功,故 A 正确;传送带对人的摩擦力方向水平向左,和拉力平衡,则人对传送带的摩擦力方向水平向右,传送带的位移向右,则人对传送带做正功,故 B 正确;人对传送带做功的功率 P=Ffv=m2gv,故 C 正确;由于人静止不动,则传送带对人做功的功率为零,故 D错误。10.6如图所示,小球套在光滑的竖直杆上,轻弹簧一端固定于 O 点,另一端与小球相连。现将小球从 M 点由静止释放,

9、它在下降的过程中经过了 N 点。已知在 M、 N 两点处,弹簧对小球的弹力大小相等,且 ONM OMN 。在小球从 M 点运动到 N 点的过程中( ) 2A.弹力对小球先做正功后做负功B.有两个时刻小球的加速度等于重力加速度C.弹簧长度最短时,弹力对小球做功的功率为零D.小球到达 N 点时的动能等于其在 M、 N 两点的重力势能差答案 BCD解析 如图所示,小球沿杆下滑要经过弹簧处于压缩状态的 M 点、压缩量最大点 P 点、原长处 Q 点和伸长状态 N 点,根据题意可知 M 点和 N 点弹簧形变量相同,从 M 点到 P 点,弹力方向向左上,做负功,从 P 点到 Q 点,弹力方向向左下,做正功,

10、从 Q 点到 N 点,弹力方向向右上,做负功,所以,整个过程弹力对小球先做负功,再做正功,后做负功,A 选项错误;在 P 点,弹力方向与杆垂直,在 Q 点,弹力为零,这两个点加速度等于重力加速度,B 选项正确;在 P 点弹簧长度最短,弹力方向与杆垂直,即弹力方向与小球速度方向垂直,故弹力的功率为零,C 选项正确;从 M 点到 N 点,小球和弹簧组成的系统机械能守恒, M、 N 两点的弹性势能相等,故重力势能差等于动能的变化,即小球到达 N 点时的动能,D 选项正确。711.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

11、时间 t 变化的规律如图乙所示。 g 取 10 m/s2。则( )A.物体的质量 m=1.0 kgB.物体与水平面间的动摩擦因数 = 0.20C.第 2 s 内物体克服摩擦力做的功 W=2.0 JD.前 2 s 内推力 F 做功的平均功率 =1.5 WP答案 CD解析 第 2s 内,根据速度 时间图像可知,物体的加速度为 2m/s2,第 3s 内,物体做匀速直线运动,F=Ff=2N,所以根据牛顿第二定律得 3N-mg=m 2m/s2,2N=mg ,解得 m=0.5kg,= 0.40,A、B 选项错误;第 2s 内物体运动的位移为 1m,摩擦力为 2N,克服摩擦力做的功 W=2.0J,C 选项正

12、确;前 2s 内推力 F 做功为 3J,平均功率 =1.5W,D 选项正确。P三、非选择题12.如图甲所示,质量 m=2 kg 的物体静止在水平面上,物体跟水平面间的动摩擦因数 = 0.2。从t=0 时刻起,物体受到一个水平力 F 的作用而开始运动, F 随时间 t 变化的规律如图乙所示,6 s 后撤去拉力 F(g 取 10 m/s2)。求:(1)4 s 末物体的速度;(2)物体运动过程中拉力 F 做的功。答案 (1)12 m/s (2)336 J8解析 (1)在 04s 内,拉力为 F1=10N,时间间隔 t1=4s,设物体的加速度为 a1,4s 末速度为 v,则根据牛顿第二定律得F1-mg

13、=ma 1 又 v=a1t1 联立 式得 v=12m/s。 (2)前 4s 的位移 x1= a1 12t12解得 x1=24m由图像得 46s 内物体受到的拉力 F2=4N=mg所以物体做匀速直线运动,时间间隔 t2=2s,位移大小 x2=vt2 联立 式得 x2=24m物体运动过程中拉力 F 做的功W=F1x1+F2x2 联立 式得 W=336J。13.(2018福建厦门调研)如图甲所示,某同学用轻绳通过定滑轮提升一重物,运用传感器(未在图中画出)测得此过程中不同时刻被提升重物的速度 v 与对轻绳的拉力 F,并描绘出 v- 图像。假设某1F次实验从静止开始提升重物,所得的图像如图乙所示,其中

14、线段 AB 与纵轴平行,它反映了被提升重物在第一个时间段内 v 和 的关系;线段 BC 的延长线过原点,它反映了被提升重物在第二个时间段内1Fv 和 的关系;第三个时间段内拉力 F 和速度 v 均为 C 点所对应的值且大小保持不变,因此图像上没1F有反映。实验中还测得重物由静止开始经过 t=1.4 s,速度增加到 vC=3.0 m/s,此后物体做匀速运动。重力加速度 g 取 10 m/s2,绳重及一切摩擦力和阻力均忽略不计。9(1)求第一个时间段内重物的加速度大小。(2)求第二个时间段内牵引力的功率。答案 (1)5.0 m/s2 (2)12 W解析 (1)由 v- 图像可知,第一个时间段内重物所受拉力保持不变,且 F1=6.0N, 1F根据牛顿第二定律有 F1-G=ma 重物速度达到 vC=3.0m/s 时,受的是平衡力,即 G=F2=4.0N,由此解得重物的质量 m=0.40kg,联立 式解得 a=5.0m/s2。(2)在第二段时间内,图像的斜率表示拉力的功率,所以拉力的功率保持不变,P=Fv= W=12W。114.0-16.0