2019高考物理一轮复习第五章《机械能》第1课时功和功率课时冲关新人教版.doc

1、- 1 -第五章 第 1课时 功和功率一、单项选择题(本题共 6小题，每小题 6分，共 36分)1(68520128)(2017广东广州执信中学期中考试)如图所示，水平路面上有一辆质量为 M的汽车，车厢中有一个质量为 m的人正用恒力 F向前推车厢，在车以加速度 a向前加速行驶距离 L的过程中，下列说法正确的是( )A人对车的推力 F做的功为 FLB人对车做的功为 maLC车对人的作用力大小为 maD车对人的摩擦力做的功为( F ma)L解析：A 根据功的公式可知，人对车做功为 W FL，故 A正确；在水平方向上，由牛顿第二定律可知车对人的作用力为 F ma，人对车的作用力为 ma，故人对车做的

2、功为W maL，故 B错误；因车对人还有支持力，大小等于 mg，故车对人的作用力为 N，故 C错误；对人由牛顿第二定律得 f F ma，解得 f ma F，车对人的 ma 2 mg 2摩擦力做功为 W fL( F ma)L，故 D错误2(2017江苏镇江模拟)如图所示，匈牙利大力士希恩考若尔特曾用牙齿拉动 50 t的A320客机他把一条绳索的一端系在飞机下方的前轮处，另一端用牙齿紧紧咬住，在 52 s的时间内将客机拉动了约 40 m假设大力士牙齿的拉力约为 5103 N，绳子与水平方向夹角 约为30，则飞机在被拉动的过程中( )A重力做功约 2.0107 JB拉力做功约 1.7105 JC克服

3、阻力做功约 1.5105 JD合外力做功约 2.0105 J解析：B 飞机在水平方向被拉动，故此过程中飞机的重力不做功，故 A错误；根据W Fscos 510 340 J1.710 5 J，故 B正确；飞机获得的动能32Ek mv2 50103 2 J5.910 4 J，根据动能定理可知，合外力做功为 5.9104 12 12 (24052)- 2 -J，又拉力做功 1.7105 J，所以克服阻力做功 1.11105 J，故 C、D 均错误3(2017江西余江一中二模)如图甲所示，静止在水平地面上的物块受到水平拉力 F的作用， F与时间 t的关系如图乙所示，设物块与地面之间的最大静摩擦力 fm

4、大小与滑动摩擦力大小相等，则 ( )A0 t1时间内所受摩擦力大小不变B t1 t2时间内物块做加速度减小的加速运动C t2时刻物块的速度最大D t2 t3时间内物块克服摩擦力做功的功率增大解析：D 在 0 t1时间内水平拉力小于最大静摩擦力，物块保持不动，摩擦力大小逐渐增大，故 A错误； t1 t2时间内，拉力逐渐增大，摩擦力不变，根据牛顿第二定律可知，加速度逐渐增大，故 B错误； t1 t3时间内，合力向前，物块一直加速前进， t3时刻后合力反向，物块要做减速运动，所以 t3时刻物块速度最大，故 C错误； t2 t3时间内物块速度逐渐增大，摩擦力大小不变，根据 P fv可知物块克服摩擦力的

5、功率增大，故 D正确4(2017福建莆田质检)如图所示，乒乓球运动员用同一个乒乓球两次发球，乒乓球恰好都在等高处水平向左越过球网，从最高点落到台面的过程中(不计乒乓球的旋转和空气阻力)，下列说法正确的是 ( )A球第 1次过网时的速度小于第 2次的B球第 1次的速度变化量小于第 2次的C球两次落到台面时重力的瞬时功率相等D球两次落到台面过程中重力的平均功率不相等解析：C 球下落的高度相同，由 h gt2可知下落的时间相等，因球第 1次比第 2次通过12的水平位移大，根据 x vt可知，球第 1次过网时的速度大于第 2次过网时的速度球在水平方向做匀速直线运动，在竖直方向做自由落体运动，故速度变化

6、量只在竖直方向，由 v gt可得速度变化量相等重力的瞬时功率 P mgvy，落地时竖直方向的速度相等，故球两次落到台面时重力的瞬时功率相等平均功率等于功除以时间，重力两次做的功相同，时间也相同，重- 3 -力两次的平均功率也相同故选 C.5(68520129)(2017山西康杰中学、长治二中、临汾一中、忻州中学四校联考)质量m20 kg 的物体，在大小恒定的水平外力 F的作用下，沿水平面做直线运动.02 s 内 F与运动方向相反，24 s 内 F与运动方向相同，物体的 vt图象如图所示 g取 10 m/s2，则( )A拉力 F的大小为 100 NB物体在 4 s时拉力的瞬时功率为 120 WC

7、4 s 内拉力所做的功为 480 JD4 s 内物体克服摩擦力做的功为 320 J解析：B 取物体初速度方向为正方向，由图象可知物体与水平面间存在摩擦力，由图象可知 02 s内， F f ma1且 a15 m/s2；24 s 内， F f ma2且 a21 m/s2，联立以上两式解得 F60 N， f40 N，A 错误由 P Fv得 4 s时拉力的瞬时功率为 120 W，B 正确由 W Pt得 4 s内拉力所做的功为480 J，C 错误摩擦力做功 W fs，摩擦力始终与速度方向相反，故 s为路程，由图象可知总路程为 12 m,4 s内物体克服摩擦力做的功为 480 J，D 错误6(2017福建

8、厦门双十中学期中)一辆汽车在水平路面上匀速直线行驶，阻力恒定为 f.t1时刻驶入一段阻力为 2f的路段继续行驶 t2时刻驶出这段路，阻力恢复为 f.行驶中汽车功率恒定，则汽车的速度 v及牵引力 F随时间 t的变化图象可能是( )解析：A t1之前，汽车做匀速直线运动，牵引力与阻力相等， t1时刻后阻力变为 2f，汽车做减速运动，由 P Fv知，随着速度的减小，牵引力逐渐增大，即汽车做加速度逐渐减小的减速运动，当牵引力增到 2f时，汽车做匀速运动 t2时刻后，汽车驶出这段路，阻力恢复为f，这时牵引力为 2f大于阻力 f，汽车做加速运动，由 P Fv知，随着速度增大，牵引力逐渐减小，加速度逐渐减小

9、由以上分析可知，A 正确- 4 -二、多项选择题(本题共 4小题，每小题 6分，共 24分全部选对的得 6分，部分选对的得 3分，有选错或不答的得 0分)7(2017重庆育才中学月考)质量为 m的物体在水平恒定外力 F作用下沿水平面做匀加速直线运动，一段时间后撤去外力，已知物体的 vt图象如图所示，则下列说法正确的有( )A物体所受摩擦力大小为mv02t0B水平拉力大小是物体所受摩擦力大小的 2倍C物体在加速阶段的平均速度大于减速阶段的平均速度D03 t0时间内物体克服摩擦力做功的平均功率为mv204t0解析：AD 由 vt图象知物体在加速阶段的加速度大小为 a1 ，在减速阶段的加速度大v0t

10、0小为 a2 ，由牛顿第二定律知物体所受摩擦力大小为 f ma2 ，A 正确；而 F f ma1，v02t0 mv02t0即水平拉力大小为 F ，是物体所受摩擦力大小的 3倍，B 错误；由 vt图象知物体在加速3mv02t0阶段的平均速度和在减速阶段的平均速度均为 ，C 错误；03 t0时间内物体的位移为 xv02，所以克服摩擦力做功的平均功率为 P ，D 正确3v0t02 fx3t0 mv204t08(2017河南模拟)质量为 2 kg的物块，放在水平面上，物块与水平面间的动摩擦因数 0.1，在水平拉力的作用下物块由静止开始运动，水平拉力做的功 W随物块的位移 x变化的关系如图所示重力加速度

11、 g取 10 m/s2，下列说法正确的是( )A在 x0 至 x2 m 的过程中，物块的加速度大小是 1 m/s2B在 x4 m 时，摩擦力的瞬时功率是 4 WC在 x2 m 至 x6 m 的过程中，物块做匀加速直线运动D在 x0 至 x6 m 的过程中，拉力的平均功率是 4 W解析：ABD Wx图线的斜率表示水平拉力 F的大小，由图可知， x0 至 x2 m 的过程中，水平拉力为 F14 N，由牛顿第二定律有 F1 mg ma解得 a1 m/s2，故 A正确根据图象可知， x4 m对应拉力做的功 W12 J，04 m的过程中，根据动能定理有 W mgx mv2，解12得 v2 m/s，则在

12、x4 m时，摩擦力的瞬时功率是 P mgv 0.12102 W4 W，故 B正确 Wx图线的斜率表示水平拉力 F的大小，由图可知， x2 m至 x6 m的过程中，水平拉力 F22 N，而 f mg 2 N， F2 f，物块做匀速直线运动，故 C错误在 x0 至 x2 m的- 5 -过程中物块的运动时间 t1 2 s，在 x2 m至 x6 m的过程中物块的运动时间 t2 s2 va 42s，在 x0 至 x6 m 的过程中，拉力的平均功率 W4 W，故 D正确PWt1 t2 1649(2017四川成都七中第一次理科综合)如图所示，轻质弹簧一端固定在水平面上，另一端放置一质量 m1 kg 的小球，

13、小球此时处于静止状态，现用竖直向上的拉力 F作用在小球上，使小球开始向上做匀加速直线运动，经 0.2 s弹簧刚好恢复到原长，此时小球的速度为 1 m/s，整个过程弹簧始终在弹性限度内， g取 10 m/s2.下列说法正确的是 ( )A在 00.2 s 内，拉力的最大功率为 15 WB弹簧的劲度系数为 100 N/cmC在 0.2 s时撤去外力，则小球在全过程中能上升的最大高度为 15 cmD在 00.2 s 内，拉力 F对小球做的功等于 1.5 J解析：AC 小球从静止开始向上做匀加速直线运动，经 0.2 s弹簧刚好恢复到原长，此时小球的速度 v1 m/s，0.2 s内小球的位移 x t0.1

14、 m，加速度 a 5 m/s2.刚开始弹簧静v2 vt止，故 mg kx，解得 k 100 N/m，故 B错误对小球受力分析，小球受重力、拉力和弹簧mgx的弹力，根据牛顿第二定律有 F mg k ma，解得 F5250 t2(t0.2 s)，拉力 F(x12at2)的功率 P Fv Fat(5250 t2)5t，当 t0.2 s时，拉力功率达到最大，为 Pm15 W，故 A正确撤去 F后，小球离开弹簧做竖直上抛运动，能继续上升的最大高度为 h 0.05 m，故v22g小球在全过程中能上升的最大高度为 H x h0.15 m15 cm，故 C正确在 00.2 s 内拉力F5250 t2(t0.2

15、 s)，逐渐增加，最大为 15 N，位移为 0.1 m，故拉力做的功 W15 N0.1 m1.5 J，故 D错误10(2017福建泉州一诊)如图甲所示，在倾角为 37的粗糙且足够长的斜面的底端，一质量 m2 kg、可视为质点的滑块压缩一轻弹簧并锁定，滑块与弹簧不相连 t0 时解除锁定，计算机通过传感器描绘出滑块的 vt图象如图乙所示，其中 ab段为曲线， bc段为直线， g取 10 m/s2，sin 370.6，cos 370.8，则下列说法正确的是( )- 6 -A在滑块与弹簧脱离之前，滑块一直做加速运动B滑块在 0.15 s末的加速度为8 m/s 2C滑块在 0.1 s末克服重力做功的功率

16、为 32 WD滑块与斜面间的动摩擦因数为 0.25解析：BD 00.1 s为滑块和弹簧接触的过程，由图象可知，滑块先做加速运动后做减速运动，故 A错误； vt图线的斜率代表加速度，0.10.2 s内滑块的加速度 a v t 0.8 1.60.1m/s28 m/s2，故 B正确；在 0.1 s末滑块的速度为 1.6 m/s，克服重力做功的功率为PG mgvsin 3719.2 W，故 C错误；在 0.10.2 s内，对滑块，由牛顿第二定律可知 mgsin 37 mg cos 37 ma，解得 0.25，故 D正确 a gsin 37gcos 37三、非选择题(本题 2小题，共 40分写出必要的文

17、字说明和重要的演算步骤，有数值计算的要注明单位)11(68520130)(20 分)1.3 L夏利 N3轿车发动机的最大功率为 63 kW，汽车满载质量为 1 225 kg，最高车速是 165 km/h，汽车在平直路面上行驶( g取 10 m/s2)问：(1)汽车所受阻力与车重的比值是多少？(2)若汽车从静止开始，以 1.0 m/s2的加速度做匀加速运动，则这一过程能维持多长时间？解析：(1)达到最大速度时， a0，即牵引力 F f(f为汽车所受的阻力)vmax ，PF Pff N1.3710 3 N，Pvmax 631031651033.6103k 0.11.fmg 1.371031 225

18、10(2)以恒定的加速度 a从静止开始运动，物体在达到最大功率之前做匀加速运动，速度越来越大，由 ma F f， Pmax Fvt， vt at得 F ma f， Pmax( ma f)at， tPmax ma f a s24.3 s.63103 1 2251.0 1.37103 1.0答案：(1)0.11 (2)24.3 s12(68520131)(20 分)(2017宁夏模拟)日本大地震以及随后的海啸给日本带来了巨大的损失灾后某中学的部分学生组成了一个课题小组，对海啸的威力进行了模拟研究，他们设计了如下的模型：如图甲所示，在水平地面上放置一个质量为 m4 kg的物体，让其在随位移均匀减小的

19、水平推力作用下运动，推力 F随位移 x变化的图象- 7 -如图乙所示，已知物体与地面之间的动摩擦因数为 0.5，取 g10 m/s 2.(1)在运动的过程中物体的最大加速度为多大？(2)在距出发点什么位置时，物体的速度达到最大？(3)物体在水平面上运动的最大位移是多少？解析：(1)由牛顿第二定律有 F mg ma当推力 F100 N 时，物体所受合外力最大，加速度最大代入数据解得 a g 20 m/s 2.Fm(2)由图象可得推力随位移 x变化的关系为：F10025 x速度最大时，物体加速度为零，则 F mg代入数据解得 x3.2 m.(3)由 Fx图象可知推力对物体做的功WF Fx0200 J12由动能定理知 WF mgx m0，代入数据得： xm10 m.答案：(1)20 m/s 2 (2) x3.2 m 处 (3)10 m