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 有答案

1、1 考点规范练考点规范练 1515 功和功率功和功率 一、单项选择题 1 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 2. 2 如图所示,一质量为m,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( ) 1 3 A.mglB.mgl 1 9 1 6 C.mglD.mgl 1 3 1 2 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 质量为的重心升高了 ,故增 m 3 l 3 加的重力势能为 Ep=mgl,所以外力做功mgl,A 正

2、确。 mg 3 l 3 = 1 9 1 9 3 3.一个质量为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. 3F2t m 4F2t m 6F2t m 9F2t m 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。 6F2t m 4 4. A、B两物体的质量之比mAmB=21,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FAFB与A、B两物体克服摩擦阻力做功之比 WAWB分别为( ) A.21,41B.41,21 3 C.14,12D.12,14 答案 B 解析由v-t图像可知aAaB=21,又由F=ma,mAmB=21,可得FAFB=41;又由题图中面积关系可知A、B 位移之比xAxB=12,由做功公式W=Fx,可得WAW

3、B=21,故选 B。 5 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 mg cos 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)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,

4、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。 mg cos 6 6. 4 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 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、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 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。 6 9 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m

5、2的重物,人用力蹬传送带,使传送带以速度v匀速向右 运动,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m2gv D.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。 1010. 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,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ONMOMN。在 2 小球从M点运动到N点的过程中( ) A.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 7 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

6、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,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。 1111.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。g取 10 m/s2。则( ) A.物体的质量m=1.0 kg B.物体与水平面间的动摩擦因数=0.20 C.第 2 s 内物体克服摩擦力做的功W=2.0 J 8 D.前 2 s 内推力F做功的平

7、均功率=1.5 W P 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=m2m/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 选项正确;前 2s 内推力F做功为 3J,平均功率=1.5W,D P 选项正确。 三、非选择题 1212.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 J 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=ma1 又v=a1t1 联立式得v=12m/s。 9 (

8、2)前 4s 的位移x1= a1 1 2 t12 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。 1313.(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。假设某次实验从静止开始提 1 F 升重物,所得的图像如图乙所示,其中线段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 1 F 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v和 的关系;第三个时间段内拉力F和 1 F 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。 (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。 10 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, 1 F 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。 1 1 4.0 - 1 6.0

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