2016届高三物理一轮复习课时跟踪检测(16)功和功率

-1-课时跟踪检测(十六)功和功率对点训练：功的理解与计算1.(2015·宁波期末)如图1所示，木块B上表面是水平的，当木块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()图1A．A所受的合外力对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2．(2015·福建四地六校联考)以一定的初速度竖直向上抛出一个小球，小球上升的最大高度为h，空气阻力的大小恒为F，则从抛出到落回到抛出点的过程中，空气阻力对小球做的功为()A．0B．－FhC．FhD．－2Fh3．(2014·湖北省重点中学联考)一滑块在水平地面上沿直线滑行，t＝0时其速度为1m/s。从此刻开始在滑块运动方向上再施加一水平方向作用力F，力F和滑块的速度v随时间的变化规律分别如图甲和图乙所示。设在第1s内、第2s内、第3s内力F对滑块做的功分别为W1、W2、W3，则以下关系正确的是()图2A．W1＝W2＝W3B．W1＜W2＜W3C．W1＜W3＜W2D．W1＝W2＜W3对点训练：功率的分析与计算4．(2015·唐山模拟)如图3所示，位于固定粗糙斜面上的小物块P，受到一沿斜面向上的拉力F，沿斜面匀速上滑。现把力F的方向变为竖直向上，若使物块P仍沿斜面保持原来的速度匀速运动，则()图3A．力F一定要变小B．力F一定要变大C．力F的功率将减小D．力F的功率将增大-2-5．如图4所示，质量为m的小球以初速度v0水平抛出，恰好垂直打在倾角为θ的斜面上，则球落在斜面上时重力的瞬时功率为(不计空气阻力)()图4A．mgv0tanθB．mgv0tanθC．mgv0sinθD．mgv0cosθ对点训练：机车启动问题6．(2015·汕头模拟)一辆汽车从静止出发，在平直的公路上加速前进，如果发动机的牵引力保持恒定，汽车所受阻力保持不变，在此过程中()A．汽车的速度与时间成正比B．汽车的位移与时间成正比C．汽车做变加速直线运动D．汽车发动机做的功与时间成正比7．(2015·徐州模拟)一辆汽车在平直的公路上以某一初速度运动，运动过程中保持恒定的牵引功率，其加速度a和速度的倒数1v图像如图5所示。若已知汽车的质量，则根据图像所给的信息，不能求出的物理量是()图5A．汽车的功率B．汽车行驶的最大速度C．汽车所受到的阻力D．汽车运动到最大速度所需的时间8．(2015·淮安模拟)某机械在每次匀速吊起货物时所能提供的功率P与所吊货物质量m的关系如图6所示。现用该机械将30个货箱吊上离地12m高的平台，每个货箱的质量为5kg(忽略机械从平台返回地面和装箱的时间，g取10m/s2)，所需最短时间约为()图6A．360sB．720sC．1440sD．2400s9．(2015·合肥模拟)起重机的钢索将重物由地面吊到空中某个高度，其速度图像如图7所-3-示，则钢索拉力的功率随时间变化的图像可能是()图7图8对点训练：功、功率与其他力学知识的综合10．(2015·怀化模拟)放在粗糙水平面上的物体受到水平拉力的作用，在0～6s内其速度与时间图像和该拉力的功率与时间图像分别如图9甲和乙所示，下列说法正确的是()图9A．0～6s内物体位移大小为36mB．0～6s内拉力做的功为30JC．合外力在0～6s内做的功与0～2s内做的功相等D．滑动摩擦力大小为5N11．质量为2kg的物体静止在水平地面上，物体与地面间的动摩擦因数为0.2，最大静摩擦力与滑动摩擦力大小视为相等。t＝0时，物体受到方向不变的水平拉力F的作用，F的大小在不同时间段内有不同的值，具体情况如表格所示(g取10m/s2)。求：图10时间t(s)0～22～44～66～8拉力F(N)4848(1)4s末拉力的瞬时功率；(2)6～8s内拉力所做的功；(3)8s内拉力的平均功率。-4-12．(2015·北京西城区联考)某品牌汽车在某次测试过程中数据如下表所示，请根据表中数据回答问题。整车行驶质量1500kg额定功率75kW加速过程车辆从静止加速到108km/h所需时间为10s制动过程车辆以36km/h行驶时的制动距离为5.0m已知汽车在水平公路上沿直线行驶时所受阻力f跟行驶速率v和汽车所受重力mg的乘积成正比，即f＝kmgv，其中k＝2.0×10－3s/m。取重力加速度g＝10m/s2。(1)若汽车加速过程和制动过程都做匀变速直线运动，求这次测试中加速过程的加速度大小a1和制动过程的加速度大小a2；(2)求汽车在水平公路上行驶的最大速度vm；(3)把该汽车改装成同等功率的纯电动汽车，其他参数不变。若电源功率转化为汽车前进的机械功率的效率η＝90%。假设1kW·h电能的售价为0.50元(人民币)，求电动汽车在平直公路上以最大速度行驶的距离s＝100km时所消耗电能的费用。结合此题目，谈谈你对电动汽车的看法。-5-课时跟踪检测(十六)功和功率答案1．选CAB一起沿固定的光滑斜面由静止开始下滑，加速度为gsinθ。由于A速度增大，由动能定理，A所受的合外力对A做功，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．选D阻力与小球速度方向始终相反，故阻力一直做负功，W＝－Fh＋(－Fh)＝－2Fh，D正确。3．选B根据功的计算公式W＝Fx，速度时间图像与时间轴围成的面积代表位移x，对照力F随时间变化的图像和速度时间图像。在0～1s，力F1＝1N，x1＝1×12m＝0.5m，做功W1＝F1x1＝0.5J。在1～2s，力F2＝3N，x2＝1×12m＝0.5m，做功W2＝F2x2＝1.5J，在2～3s，力F3＝2N，x3＝1×1m＝1m，做功W3＝F3x3＝2J，所以有W3＞W2＞W1，选项B对。4．选C受到一沿斜面向上的拉力F，F＝mgsinθ＋μmgcosθ，把力F的方向变为竖直向上，仍沿斜面保持原来的速度匀速运动，F＝mg，由于题述没有给出θ和μ的具体数值，不能判断出力F如何变化，选项A、B错误；由于力F的方向变为竖直向上后，摩擦力不再做功，力F的功率将减小，选项C正确D错误。5．选B小球落在斜面上时重力的瞬时功率为P＝mgvy，而vytanθ＝v0，所以P＝mgv0tanθ，B正确。6．选A由F－Ff＝ma可知，因汽车牵引力F保持恒定，故汽车做匀加速直线运动，C错误；由v＝at可知，A正确；而x＝12at2，故B错误；由WF＝F·x＝F·12at2可知，D错误。7．选D由F－Ff＝ma，P＝Fv可得：a＝Pm·1v－Ffm，对应图线可知，Pm＝k＝40，可求出汽车的功率P，由a＝0时，1vm＝0.05可得：vm＝20m/s，再由vm＝PFf，可求出汽车受到的阻力Ff，但无法求出汽车运动到最大速度的时间。8．选B提升30个货箱到离地12m高的平台上，克服重力所做的总功一定，机械的输出功率越大，所用时间越短，由P­m图像可知，每次提升15kg即每次提升3个货箱时，机械功率最大，Pm＝25W，由Pm＝3mg·v可得v＝Pm3mg＝253×5×10m/s＝16m/s，每次提升过程对应的时间t＝hv＝72s，故所需的总时间t总＝10t＝720s，B正确。9．选B0～t1时间内重物匀加速上升，此过程中F1－mg＝ma1，P1＝F1v。可见F1恒定，起重机功率P1随v均匀增大；t1～t2时间内，重物匀速上升，F2＝mg，P2＝mgv，大小不变，-6-但匀加速过程的末时刻功率大于mgv，故A、D均错误；t2～t3时间内，重物减速上升，mg－F3＝ma3，P3＝F3v，此过程中F3不变，P3随v均匀减小，但匀速运动末时刻功率大于匀减速开始时刻的功率，故B正确，C错误。10．选C由P＝Fv，对应v­t图像和P­t图像可得30＝F·6,10＝Ff·6，解得：F＝5N，Ff＝53N，D错误；0～6s内物体的位移大小为(4＋6)×6×12m＝30m，A错误；0～6s内拉力做功W＝F·x1＋Ff·x2＝5×6×2×12J＋53×6×4J＝70J，B错误；由动能定理可知，C正确。11．解析：(1)在0～2s内，拉力等于4N，最大静摩擦力等于4N，故物体静止。在2～4s内，拉力F＝8N，由牛顿第二定律得F－μmg＝ma解得a＝2m/s2位移为x1＝12a(Δt)2＝4m4s末物体的速度大小v＝aΔt＝4m/s4s末拉力的瞬时功率P＝Fv＝8×4W＝32W(2)在4～6s内，拉力等于4N，滑动摩擦力等于4N，故物体做匀速直线运动。位移x2＝vΔt＝4×2m＝8m在6～8s内，拉力仍然是F＝8N，物体的加速度大小仍为a＝2m/s2。位移x3＝vΔt＋12a(Δt)2＝12m拉力所做的功W＝Fx3＝8×12J＝96J(3)8s内拉力做功W＝0＋8×4J＋4×8J＋96J＝160J平均功率P＝Wt＝20W答案：(1)32W(2)96J(3)20W12．解析：(1)加速过程的加速度大小a1＝ΔvΔt＝3010＝3m/s2制动过程满足：2a2x＝vt2－v02解得加速度大小a2＝10m/s2。(2)当汽车的速度达到最大时，汽车受到牵引力与阻力相等。满足：Pm＝fvm，即Pm＝kmgvm2解得：vm＝50m/s。(3)以最大速度行驶过程中，克服阻力所做的功Wf＝fs＝kmgvms代入数据，解得：Wf＝1.5×108J-7-消耗电能E＝Wfη＝1.67×108J＝46.4kW·h所以，以最大速度行驶100km的费用Y＝46.4×0.5＝23.2(元)由以上数据可以看出，纯电动汽车比燃油汽车行驶费用低得多，而且无环境污染问题。答案：(1)3m/s210m/s2(2)50m/s(3)23.2元见解析