2021版高考物理一轮复习课时规范练15功和功率含解析

2021版高考物理一轮复习课时规范练15功和功率含解析

课时规范练15　功和功率 ‎1.‎ ‎(功的观念)如图所示,一轻杆一端固定一小球,绕另一端O点在竖直面内做匀速圆周运动,在小球运动过程中,轻杆对它的作用力(　　)‎ A.方向始终沿杆指向O点 B.一直不做功 C.从最高点到最低点,一直做负功 D.从最高点到最低点,先做负功再做正功 ‎2.‎ ‎(2019·浙江浙南名校联盟高三期末)袋鼠跳是一项很有趣的运动。如图所示,一位质量m=60 kg的老师参加袋鼠跳游戏,全程10 m,假设该老师从起点到终点用了相同的10跳,每一次跳起后,重心上升最大高度为h=0.2 m。忽略空气阻力,下列说法正确的是(g取10 m/s2)(　　)‎ A.该老师起跳时,地面对该老师做正功 B.该老师每跳跃一次克服重力做功的功率约为300 W C.该老师从起点到终点的时间可能是7 s D.该老师从起点到终点的时间可能是4 s ‎3.‎ 9‎ ‎(2019·江苏金陵中学高考模拟)如图所示,两个完全相同的小球分别从水平地面上A点和A点正上方的O点抛出,O点抛出小球做平抛运动,A点斜抛出的小球能达到的最高点与O点等高,且两球同时落到水平面上的B点,关于两球的运动,下列说法正确的是(　　)‎ A.两小球应该是同时抛出 B.两小球着地速度大小相等 C.两小球着地前瞬间,重力的瞬时功率相等 D.两小球做抛体运动过程重力做功相等 ‎4.(多选)(功率　机车启动图象的理解)在某次检测某款电动汽车性能的试验中,电动汽车由静止开始沿平直公路匀加速启动,当功率达到额定功率时保持功率不变,最终做匀速运动,设整个运动过程受到的阻力Ff不变,图中v、a、F、Ff和P分别表示电动汽车速度大小、加速度大小、牵引力大小、阻力大小和功率,其中正确的是(　　)‎ ‎5.(多选)(功率)位于水平面上的物体在水平恒力F1作用下,做速度为v1的匀速运动。若作用力变为斜向上的恒力F2,物体做速度为v2的匀速运动,且F1与F2功率相同。则可能有(　　)‎ A.F2=F1,v1>v2 ‎ B.F2=F1,v1F1,v1>v2 ‎ D.F290 km/h时汽油机和电动机同时工作,这种汽车更节能环保。该小汽车在一条平直的公路上由静止启动,汽车的牵引力F随运动时间t变化的图线如图所示,所受阻力恒为1 250 N。已知汽车在t0时刻第一次切换动力引擎,以后保持恒定功率行驶至第11 s末。则在前11 s内(　　)‎ A.经过计算t0=6 s B.电动机输出的最大功率为60 kW C.汽油机工作期间牵引力做的功为4.5×105 J D.汽车的位移为160 m 素养综合练 ‎10.‎ 9‎ ‎(多选)一赛车在平直赛道上以恒定功率加速,其功率为200 kW,设所受到的阻力不变,加速度a和速度的倒数‎1‎v的关系如图所示,则赛车(　　)‎ A.做匀加速直线运动 B.质量为500 kg C.所受阻力大小为2 000 N D.速度大小为50 m/s时牵引力大小为3 000 N ‎11.‎ ‎(多选)内径为2R、高为H的圆筒竖直放置,在圆筒内壁上边缘的P点沿不同方向水平抛出可视为质点的三个完全相同小球A、B、C。它们初速度方向与过P点的直径夹角分别为30°、0°和60°,大小均为v0,已知v‎0‎‎2‎‎>‎‎2gR‎2‎H。从抛出到第一次碰撞筒壁,不计空气阻力,则下列说法正确的是(　　)‎ A.三小球运动时间之比tA∶tB∶tC=‎3‎∶2∶1‎ B.三小球下落高度之比hA∶hB∶hC=2∶‎3‎∶1‎ C.重力对三小球做功之比WA∶WB∶WC=3∶4∶1‎ D.重力的平均功率之比PA∶PB∶PC=2∶3∶1‎ ‎12.‎ 9‎ ‎(2019·山东济宁二模)某中学生对刚买来的一辆小型遥控车的性能进行研究。他让这辆小车在水平的地面上由静止开始沿直线轨道运动,并将小车运动的全过程通过传感器记录下来,通过数据处理得到如图所示的v-t图象。已知小车在0~2内做匀加速直线运动,2~11 s内小车牵引力的功率保持不变,9~11 s内小车做匀速直线运动,在11 s末开始小车失去动力而自由滑行。已知小车质量m=1 kg,整个过程中小车受到的阻力大小不变,试求:‎ ‎(1)在2~11 s内小车牵引力的功率P是多大?‎ ‎(2)小车在2末的速度vx为多大?‎ ‎(3)小车在2~9 s内通过的距离x是多少?‎ 参考答案 课时规范练15　功和功率 ‎1.C　小球做匀速圆周运动,合力提供向心力,方向始终沿杆指向O点,小球受重力和杆的作用力,所以杆的作用力不一定沿杆指向O点,故A错误;小球做匀速圆周运动,合力做功为零,从最高点到最低点,重力做正功,所以杆一直做负功,故B、D错误,C正确。‎ ‎2.C　老师起跳时,地面虽然对老师有弹力作用,但在弹力的方向上没有位移,所以地面对老师没有做功,故A错误;因重心上升的最大高度h=0.2m,根据自由落体公式h=‎1‎‎2‎gt2,将数据代入得t=‎2hg=0.2s,老师每跳跃一次克服重力做的功W=mgh=‎ 9‎ ‎120J,考虑人屈膝跳起的时间,则该老师每跳跃一次的时间t'>2t,所以每跳跃一次克服重力做功的功率P10t1=4s,故C正确,D错误。‎ ‎3.C　从水平地面上A点抛出的小球做斜抛运动,设O点与水平地面的高度为h,所以从水平地面上A点抛出的小球的运动时间为t1=2‎2hg,从O点抛出的小球做平抛运动,小球的运动时间为t2=‎2hg,故选项A错误;两小球在竖直方向上,则有vy=‎2gh,在水平方向根据x=v0t可知从水平地面上A点抛出的小球的水平初速度是从O点抛出的小球做平抛运动的初速度的‎1‎‎2‎,根据vt=v‎0‎‎2‎‎+‎vy‎2‎可知两小球着地速度大小不相等,根据Py=mgvy可知两小球着地前瞬间重力的瞬时功率相等,故选项C正确,B错误;根据WG=mgh可得从水平地面上A点抛出的小球的重力做功为零,从O点抛出的小球的重力做功为mgh,故选项D错误。‎ ‎4.ABC　开始电动汽车功率逐渐增加,P=Fv=Fat,故P-v图线为过原点的直线,后来功率恒定,选项A正确;电动汽车牵引力开始大小不变,然后逐渐减小,最后牵引力大小等于阻力,选项B正确;在v-t图象中斜率表示加速度,电动汽车开始加速度不变,后来加速度逐渐减小至零,0~t1过程中汽车的加速度a不变,设t1时刻的速度为v1,则v1=at1,a=Pv‎1‎‎-‎Ffm,t1=v‎1‎a,联立可得v1=PFf‎+ma,t2时刻汽车速度达到最大值,此时F=Ff,则vm=PFf,a0=0,选项C正确,选项D错误。‎ ‎5.BD　物体在水平恒力F1作用下匀速运动,水平方向有F1=μmg。作用力变为斜向上的恒力F2时,设F2与水平方向的夹角为θ,物体匀速运动时在水平方向有F2cosθ=μ(mg-F2sinθ),故F2=μmgcosθ+μsinθ‎=‎μmg‎1+‎μ‎2‎sin(α+θ)‎(其中sinα=‎1‎‎1+‎μ‎2‎),因而两力大小关系不确定,但两种情况下物体均做匀速运动,且拉力功率相同,因而克服摩擦力做功的功率也相同,第二种情况下摩擦力小,因而必有v1

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