2020版高考物理 考點規(guī)范練習本13 功和功率1.假設(shè)摩托艇受到的阻力的大小正比于它的速率.如果摩托艇發(fā)動機的輸出功率變?yōu)樵瓉淼?倍,則摩托艇的最大速率變?yōu)樵瓉淼?  )A.4        B2        C.       D.  2.如圖所示,水平地面上有一傾角為θ的三角形斜面體,其質(zhì)量為M,上表面粗糙,下表面光滑。質(zhì)量為m的滑塊,放在斜面上能保持靜止。現(xiàn)用從零開始緩慢增大、方向水平向右的外力F作用在斜面體上,直到滑塊與斜面體發(fā)生相對運動為止。對該過程中滑塊受到的各力的分析,正確的是(  ) A.斜面對滑塊的支持力一直不做功B.滑塊受到的摩擦力一直做負功C.斜面對滑塊的支持力始終等于mgcos θD.當F大于(M+m)gtan θ之后,支持力大于  3.如圖所示,木塊B上表面是水平的,木塊A置于B上,并與B保持相對靜止,一起沿固定的光滑斜面由靜止開始下滑,在下滑過程中(  ) A.A所受的合力對A不做功B.B對A的彈力做正功C.B對A的摩擦力做正功D.A對B做正功  4.一木塊前端有一滑輪,繩的一端系在右方固定處,水平穿過滑輪,另一端用恒力F拉住,保持兩股繩之間的夾角θ不變,如圖所示,當用力F拉繩使木塊前進s時,力F對木塊做的功(不計繩重和滑輪摩擦)是(  ) A.Fscos θ      B.Fs(1+cos θ)       C.2Fscos θ     D.2Fs    5.一個質(zhì)量為m的小球,用長為L的輕繩懸掛于O點,小球在水平拉力F作用下,從平衡位置P點很緩慢地移動到Q點,此時輕繩與豎直方向夾角為θ,如圖所示則拉力F所做的功為(  ) A.mgLcos θ      B.mgL(1-cos θ)      C.FLsin θ       D.FLcos θ  6.如圖所示,一輕繩的一端系在固定粗糙斜面上的O點,另一端系一小球.給小球一足夠大的初速度,使小球在斜面上做圓周運動.在此過程中(  ) A.斜面對小球的支持力做功B.重力對小球不做功C.繩的張力對小球不做功D.在任何一段時間內(nèi)小球克服摩擦力所做的功總是等于小球動能的減少量  7.如圖所示,傳送帶AB傾角是α,傳送帶上的可看作質(zhì)點的小物塊質(zhì)量是m,物塊與傳送帶間的動摩擦因數(shù)為μ<tan α?,F(xiàn)給在B位置的小物塊一個沿傳送帶向上的初速度v0,傳送帶速度為v,方向未知。在傳送帶上摩擦力對物塊做功的最大功率是(  ) A.μmg(v0-v)cos α     B.μmgv0cos α     C.μmgvcos α     D.μmg(v0+v)cos α  8.如圖甲所示,靜止于光滑水平面上坐標原點處的小物塊在水平拉力F作用下,沿x軸方向運動拉力F隨物塊所在位置坐標x的變化關(guān)系如圖乙所示,圖線為半圓.則小物塊運動到x0處時F做的總功為(  ) A.0          B.Fmx0                  C.Fmx0          D.x       9. (多選)如圖所示,小球套在光滑的豎直桿上,輕彈簧一端固定于O點,另一端與小球相連?,F(xiàn)將小球從M點由靜止釋放,它在下降的過程中經(jīng)過了N點。已知在M、N兩點處,彈簧對小球的彈力大小相等,且ONM<OMN< 。在小球從M點運動到N點的過程中(  ) A.彈力對小球先做正功后做負功B.有兩個時刻小球的加速度等于重力加速度C.彈簧長度最短時,彈力對小球做功的功率為零D.小球到達N點時的動能等于其在M、N兩點的重力勢能差  10. (多選)測定運動員體能的一種裝置如圖所示,運動員質(zhì)量為m1,拴在運動員腰間的繩沿水平方向跨過滑輪(不計滑輪質(zhì)量及摩擦)懸掛一質(zhì)量為m2的重物,人用力蹬傳送帶,使傳送帶以速度v勻速向右運動,而人相對地面靜止不動,下列說法正確的是(  ) A.傳送帶對人不做功B.人對傳送帶做正功C.人對傳送帶做功的功率為m2gvD.傳送帶對人做功的功率為(m1+m2)gv  11. (多選)如圖所示,B物體在拉力F的作用下向左運動,在運動過程中,A、B之間有相互作用的摩擦力,關(guān)于這對摩擦力做功的情況,下列說法正確的是(  ) A.A、B都克服摩擦力做功B.摩擦力對A不做功C.摩擦力對B做負功D.摩擦力對A、B都不做功  12. (多選)如圖甲所示,物體受到水平推力F的作用在粗糙水平面上做直線運動。通過力傳感器和速度傳感器監(jiān)測到推力F、物體速度v隨時間t變化的規(guī)律如圖乙所示。g取10 m/s2。則(  ) A.物體的質(zhì)量m=1.0 kgB.物體與水平面間的動摩擦因數(shù)μ=0.20C.第2 s內(nèi)物體克服摩擦力做的功W=2.0 JD.前2 s內(nèi)推力F做功的平均功率 =1.5 W 13.如圖甲所示,某同學用輕繩通過定滑輪提升一重物,運用傳感器(未在圖中畫出)測得此過程中不同時刻被提升重物的速度v與對輕繩的拉力F,并描繪出v- 圖像。假設(shè)某次實驗從靜止開始提升重物,所得的圖像如圖乙所示,其中線段AB與縱軸平行,它反映了被提升重物在第一個時間段內(nèi)v和 的關(guān)系;線段BC的延長線過原點,它反映了被提升重物在第二個時間段內(nèi)v和 的關(guān)系;第三個時間段內(nèi)拉力F和速度v均為C點所對應(yīng)的值且大小保持不變,因此圖像上沒有反映。實驗中還測得重物由靜止開始經(jīng)過t=1.4 s,速度增加到vC=3.0 m/s,此后物體做勻速運動。重力加速度g取10 m/s2,繩重及一切摩擦力和阻力均忽略不計。 (1)求第一個時間段內(nèi)重物的加速度大小。(2)求第二個時間段內(nèi)牽引力的功率。      14.如圖甲所示,質(zhì)量m=2 kg的物體靜止在水平面上,物體跟水平面間的動摩擦因數(shù)μ=0.2。從t=0時刻起,物體受到一個水平力F的作用而開始運動,F隨時間t變化的規(guī)律如圖乙所示,6 s后撤去拉力F(g取10 m/s2)。求: (1)4 s末物體的速度;(2)物體運動過程中拉力F做的功。                
答案解析1.答案為:D;解析:當Ff=kv當阻力等于牽引力時,速度最大,輸出功率變化前,有P=Fv=Ffv=kv·v=kv2變化后有2P=Fv=kv′·v=kv′2,聯(lián)立解得v′=v,D正確. 2.答案為:D解析:支持力始終垂直斜面向上,與滑塊的位移的夾角小于90°,支持力始終做正功,A錯誤;當F等于(M+m)gtanθ時,滑塊受到的靜摩擦力等于零,當F大于(M+m)gtanθ之后,滑塊受到的靜摩擦力沿斜面向下,此后過程中靜摩擦力一直做正功,B錯誤;當F不等于零之后,整體有水平加速度,在垂直斜面向上的方向上有分加速度,支持力始終大于mgcosθ,C錯誤;當F等于(M+m)gtanθ時,滑塊恰好只受到重力、支持力而向右做勻加速直線運動,支持力的豎直分力等于mg,當F大于(M+m)gtanθ之后,滑塊還受到沿著斜面向下的摩擦力,故支持力的豎直分力必須大于mg,所以支持力始終大于 ,D正確。 3.答案為:C;解析:A、B一起沿固定的光滑斜面由靜止開始下滑,加速度為gsinθ。由于A速度增大,由動能定理可知,A所受的合力對A做正功,B對A的摩擦力做正功,B對A的彈力做負功,選項A、B錯誤,C正確;A對B不做功,選項D錯誤。 4.答案為:B;解析:根據(jù)動滑輪的特點,可求出繩在F方向上的位移為x=s(1+cos θ)根據(jù)恒力做功公式得W=Fx=Fs(1+cos θ),或可看成兩股繩都在對木塊做功W=Fs+Fscos θ=Fs(1+cos θ)則選項B正確. 5.答案為:B;解析:小球從P點到Q點時受重力、繩子的拉力及水平拉力F作用,因很緩慢地移動,小球可視為平衡狀態(tài)由平衡條件可知F=mgtan θ,隨θ的增大,拉力F也增大,故F是變力,因此不能直接用公式W=Flcos θ計算.根據(jù)動能定理有WF-WG=0.所以WF=WG=mgL(1-cos θ),選項B正確. 6.答案為:C;解析:斜面的支持力、繩的張力總是與小球的運動方向垂直,故不做功,A,C對;小球在重力方向上有位移因而重力對小球做功,B錯;小球動能的變化量等于合外力做的功,即重力與摩擦力做功的和D錯. 7.答案為:B;解析:因為μ<tanα,即μmgcosα<mgsinα,不論傳送帶如何轉(zhuǎn)動,物塊在傳送帶上都做減速運動,故摩擦力對物塊做功的最大功率在剛放上瞬間,功率最大為P=μmgv0cosα,故B正確。  8.答案為:C;解析:F為變力但F-x圖象包圍的面積在數(shù)值上表示拉力做的總功.由于圖線為半圓,又因在數(shù)值上Fm=x0W=πF=π·Fm·x0=Fmx0,W=π=x. 9.答案為:BCD;解析:如圖所示,小球沿桿下滑要經(jīng)過彈簧處于壓縮狀態(tài)的M點、壓縮量最大點P點、原長處Q點和伸長狀態(tài)N點,根據(jù)題意可知M點和N點彈簧形變量相同,從M點到P點,彈力方向向左上,做負功,從P點到Q點,彈力方向向左下,做正功,從Q點到N點,彈力方向向右上,做負功,所以,整個過程彈力對小球先做負功,再做正功,后做負功,A選項錯誤;在P點,彈力方向與桿垂直,在Q點,彈力為零,這兩個點加速度等于重力加速度,B選項正確;在P點彈簧長度最短,彈力方向與桿垂直,即彈力方向與小球速度方向垂直,故彈力的功率為零,C選項正確;從M點到N點,小球和彈簧組成的系統(tǒng)機械能守恒,M、N兩點的彈性勢能相等,故重力勢能差等于動能的變化,即小球到達N點時的動能,D選項正確。 10.答案為:ABC;解析:由于人的位移為零,則傳送帶對人不做功,故A正確;傳送帶對人的摩擦力方向水平向左,和拉力平衡,則人對傳送帶的摩擦力方向水平向右,傳送帶的位移向右,則人對傳送帶做正功,故B正確;人對傳送帶做功的功率P=Ffv=m2gv,故C正確;由于人靜止不動,則傳送帶對人做功的功率為零,故D錯誤。 11.答案為:BC解析:對A、B受力分析如圖所示,物體A在Ff2作用下沒有位移,所以摩擦力對A不做功,故B正確;對物體B,Ff1與位移夾角為180°,做負功,故C正確,A、D錯誤。 12.答案為:CD;解析:第2s內(nèi),根據(jù)速度—時間圖像可知,物體的加速度為2m/s2,第3s內(nèi),物體做勻速直線運動,F=Ff=2N,所以根據(jù)牛頓第二定律得3N-μmg=m·2m/s2,2N=μmg,解得m=0.5kg,μ=0.40,A、B選項錯誤;第2s內(nèi)物體運動的位移為1m,摩擦力為2N,克服摩擦力做的功W=2.0J,C選項正確;前2s內(nèi)推力F做功為3J,平均功率 =1.5W,D選項正確。 13.解:(1)由v- 圖像可知,第一個時間段內(nèi)重物所受拉力保持不變,且F1=6.0N,????????????? 根據(jù)牛頓第二定律有F1-G=ma重物速度達到vC=3.0m/s時,受的是平衡力,即G=F2=4.0N,由此解得重物的質(zhì)量m=0.40kg,聯(lián)立①②式解得a=5.0m/s2。(2)在第二段時間內(nèi),圖像的斜率表示拉力的功率,所以拉力的功率保持不變,P=Fv= W=12W。 14.解:(1)在0~4s內(nèi),拉力為F1=10N,時間間隔t1=4s,設(shè)物體的加速度為a1,4s末速度為v,則根據(jù)牛頓第二定律得F1-μmg=ma1????????????? 又v=a1t1聯(lián)立①②式得v=12m/s。(2)前4s的位移x1=0.5a1 ????????????? 解得x1=24m由圖像得4~6s內(nèi)物體受到的拉力F2=4N=μmg所以物體做勻速直線運動,時間間隔t2=2s,位移大小x2=vt2聯(lián)立③⑥式得x2=24m物體運動過程中拉力F做的功W=F1x1+F2x2聯(lián)立⑤⑦⑧式得W=336J。   

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