新教材高一物理下學(xué)期暑假訓(xùn)練4功功率和動(dòng)能定理含答案-試卷下載-教習(xí)網(wǎng)

4 功功率和動(dòng)能定理例1．一滑塊在水平地面上沿直線滑行，t＝0時(shí)速率為1 m/s。從此刻開(kāi)始在與速度平行的方向上對(duì)其施加一水平作用力F，力F和滑塊的速度v隨時(shí)間的變化規(guī)律分別如圖甲、乙所示，則(兩圖取同一正方向，重力加速度g＝10 m/s2)(　　)A．滑塊的質(zhì)量為0.5 kgB．滑塊與水平地面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為0.5C．第1 s內(nèi)摩擦力對(duì)滑塊做功為－1 JD．第2 s內(nèi)力F的平均功率為1.5 W1．(多選)關(guān)于功率公式P＝和P＝Fv的說(shuō)法正確的是(　　)A．由P＝知，只要知道W和t就可求出任意時(shí)刻的功率B．由P＝Fv既能求某一時(shí)刻的瞬時(shí)功率，也可以求平均功率C．由P＝Fv知，隨著汽車速度增大，它的功率也可以無(wú)限制增大D．由P＝Fv知，當(dāng)汽車發(fā)動(dòng)機(jī)功率一定時(shí)，牽引力與速度成反比2．一質(zhì)量為m的滑塊，以速度v在光滑水平面上向左滑行，從某一時(shí)刻起，在滑塊上作用一向右的水平力，經(jīng)過(guò)一段時(shí)間后，滑塊的速度變?yōu)椋?v (方向與原來(lái)相反)，在整段時(shí)間內(nèi)，水平力所做的功為(　　)A．mv2 B．－mv2 C．mv2 D．－mv23．某人騎自行車下坡，坡長(zhǎng)l＝500 m，坡高h＝8 m，人和車總質(zhì)量為100 kg，下坡時(shí)初速度為4 m/s，人不踏車的情況下，到達(dá)坡底時(shí)車速為10 m/s，g取10 m/s2，則下坡過(guò)程中阻力所做的功為(　　)A．－4 000 J B．－3 800 J C．－5 000 J D．－4 200 J4．如圖，一光滑大圓環(huán)固定在桌面上，環(huán)面位于豎直平面內(nèi)，在大圓環(huán)上套著一個(gè)小環(huán)。小環(huán)由大圓環(huán)的最高點(diǎn)從靜止開(kāi)始下滑，在小環(huán)下滑的過(guò)程中，大圓環(huán)對(duì)它的作用力(　　)A．一直不做功B．一直做正功C．始終指向大圓環(huán)圓心D．始終背離大圓環(huán)圓心5．(多選)如圖，某質(zhì)點(diǎn)沿直線運(yùn)動(dòng)的v－t圖像為余弦曲線，從圖中可以判斷(　　)A．在0～t1時(shí)間內(nèi)，合力逐漸減小B．0～t2時(shí)間內(nèi)，合力做正功C．在t1～t2時(shí)間內(nèi)，合力的功率先增大后減小D．在t2～t4時(shí)間內(nèi)，合力做的總功為零6．一輛汽車在平直公路上以恒定功率P0勻速行駛，行駛的速度為v0。由于前方出現(xiàn)險(xiǎn)情，汽車要減速慢行，駕駛員在t1時(shí)刻將發(fā)動(dòng)機(jī)的功率減半，以P0的恒定功率行駛到t2時(shí)刻通過(guò)險(xiǎn)情區(qū)之后，駕駛員立即將功率增大到P0，以恒定功率P0繼續(xù)向前行駛到t3時(shí)刻，整個(gè)過(guò)程汽車所受阻力恒為f，則在0～t3這段時(shí)間內(nèi)，汽車的速度隨時(shí)間變化的關(guān)系圖像可能是(　　) 7．如圖所示，用與水平方向成θ角的恒力F，將質(zhì)量為m的物體由靜止開(kāi)始從A點(diǎn)拉到B點(diǎn)后撤去力F，若物體和地面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ，A、B間的距離為x，重力加速度為g。求：(1)從A到B的過(guò)程中力F做的功W；(2)物體在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中的最大動(dòng)能；(3)物體的最大滑行距離。 8．如圖所示，質(zhì)量為m＝10 kg的滑塊，從光滑弧形面的某一高處A點(diǎn)以初速度v0＝1 m/s往下滑行，到達(dá)弧形面的底端P處時(shí)速度為vP＝4 m/s，又沿水平面滑行LPQ＝1 m到達(dá)Q點(diǎn)而靜止，重力加速度g取10 m/s2。求：(1)起始位置A點(diǎn)距離水平面的高度；(2)滑塊與水平面間的動(dòng)摩擦因數(shù)；(3)若用一拉力F，把滑塊從Q點(diǎn)循原路返回，拉回到起始點(diǎn)A，則拉力至少做多少功？
例1．【答案】D【解析】滑塊運(yùn)動(dòng)的加速度大小a＝＝1 m/s2，由題圖知，第1 s內(nèi)有Ff＋F＝ma，第2 s內(nèi)有F′－Ff＝ma，則Ff＋1＝3－Ff，故Ff＝1 N，m＝2 kg，又由Ff＝μmg可得動(dòng)摩擦因數(shù)μ＝0.05，故A、B錯(cuò)誤；第1 s內(nèi)的位移大小為x＝×1×1 m＝0.5 m，根據(jù)功的公式可得第1 s內(nèi)摩擦力對(duì)滑塊做功為－0.5 J，故C錯(cuò)誤；根據(jù)v－t圖像可知，第2秒內(nèi)的平均速度大小＝ m/s＝0.5 m/s，所以第2 s內(nèi)力F的平均功率P＝F′＝3×0.5 W＝1.5 W，故D正確。1．(多選)【答案】BD【解析】P＝只適用于求平均功率，P＝Fv雖是由前者推導(dǎo)得出，但可以用于求平均功率和瞬時(shí)功率，故A錯(cuò)誤，B正確。汽車運(yùn)行時(shí)不能長(zhǎng)時(shí)間超過(guò)額定功率，故隨著汽車速度的增大，它的功率并不能無(wú)限制的增大，故C錯(cuò)誤。當(dāng)功率一定時(shí)，速度越大，牽引力越??；速度越小，牽引力越大，故牽引力與速度成反比，故D正確。2．【答案】A【解析】由動(dòng)能定理得W＝m(－2v)2－mv2＝mv2，A正確。3．【答案】B【解析】由動(dòng)能定理有mgh＋Wf＝m(v2－v)，解得Wf＝－3 800 J，故B正確。4．【答案】A【解析】由于大圓環(huán)是光滑的，因此小環(huán)下滑的過(guò)程中，大圓環(huán)對(duì)小環(huán)的作用力方向始終與速度方向垂直，因此作用力不做功，A正確，B錯(cuò)誤；小環(huán)剛下滑時(shí)，大圓環(huán)對(duì)小環(huán)的作用力背離大圓環(huán)的圓心，滑到大圓環(huán)圓心以下的位置時(shí)，大圓環(huán)對(duì)小環(huán)的作用力指向大圓環(huán)的圓心，C、D錯(cuò)誤。 5．(多選)【答案】CD【解析】v－t圖線斜率表示加速度，在0～t1時(shí)間內(nèi)，加速度增大，由牛頓第二定律可知，合力增大，故A錯(cuò)誤；由動(dòng)能定理知0～t2時(shí)間內(nèi)，動(dòng)能增量為0，即外力做功為0，故B錯(cuò)誤；t1時(shí)刻，F最大，v＝0，F的功率為0。t2時(shí)刻F＝0，速度最大，F的功率為0，t1～t2時(shí)間內(nèi)，外力的功率先增后減，故C正確；由動(dòng)能定理知t2～t4時(shí)間內(nèi)，動(dòng)能增量為0，即外力做功為0，故D正確。6．【答案】B【解析】在0～t1時(shí)間內(nèi)，汽車以功率P0、速度v0勻速行駛時(shí)，牽引力與阻力平衡，v－t圖線應(yīng)為一段橫線；t1～t2時(shí)間內(nèi)，汽車的功率減為P0的瞬間，汽車速度仍為v0，汽車的牽引力突然減小到原來(lái)的一半，阻力f沒(méi)有變化，汽車的牽引力小于阻力，汽車開(kāi)始做減速運(yùn)動(dòng)，速度減小，由牛頓第二定律得f－＝ma1，可知汽車的加速度逐漸減小，即v－t圖線的斜率逐漸減小，汽車做加速度逐漸減小的減速運(yùn)動(dòng)，當(dāng)汽車速度v降至時(shí)，汽車牽引力再次等于阻力，汽車再次做勻速直線運(yùn)動(dòng)；t2～t3時(shí)間內(nèi)，汽車的功率恢復(fù)到P0的瞬間，汽車速度為v0，汽車的牽引力大于阻力，汽車開(kāi)始做加速運(yùn)動(dòng)，速度增大，由牛頓第二定律得－f＝ma2，可知汽車的加速度逐漸減小，即v－t圖線的斜率逐漸減小，汽車做加速度逐漸減小的加速運(yùn)動(dòng)，當(dāng)汽車速度v升至v0時(shí)，汽車牽引力等于阻力，汽車再次做速度為v0的勻速直線運(yùn)動(dòng)，選項(xiàng)B正確。7．【解析】(1)由功的公式可求得W＝Fxcos θ。(2)由題意知：物體在AB段做加速運(yùn)動(dòng)，在B點(diǎn)有最大動(dòng)能，在AB段Ff＝μFN＝μ(mg－Fsin θ)對(duì)物體從A點(diǎn)到B點(diǎn)的過(guò)程應(yīng)用動(dòng)能定理Fxcos θ－μ(mg－Fsin θ)x＝Ek－0即物體在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中的最大動(dòng)能Ek＝Fx(cos θ＋μsin θ)－μmgx。(3)撤去力F后，物體所受摩擦力變?yōu)?/span>μmg，設(shè)物體從B點(diǎn)到停止運(yùn)動(dòng)的位移為l，則－μmgl＝0－Ek物體的最大滑行距離x總＝l＋x＝。8．【解析】(1)從A到P過(guò)程，根據(jù)動(dòng)能定理得mgh＝mv－mv代入數(shù)據(jù)解得h＝0.75 m。(2)沿水平面滑行過(guò)程根據(jù)動(dòng)能定理得－μmgLPQ＝0－mv代入數(shù)據(jù)解得μ＝0.8。(3)把滑塊從Q點(diǎn)循原路返回過(guò)程根據(jù)動(dòng)能定理WF－μmgLPQ－mgh＝0－0解得拉力至少做功WF＝155 J。

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