全国版2021高考物理一轮复习专题六机械能及其守恒考点1功和功率精练含解析

全国版2021高考物理一轮复习专题六机械能及其守恒考点1功和功率精练含解析

功和功率 ‎1.[2020山东统考]我国自主研制的绞吸挖泥船“天鲲号”达到世界先进水平.若某段工作时间内,“天鲲号”的泥泵输出功率恒为1×104 kW,排泥量为1.4 m3/s,泥泵排泥管的横截面积为0.7 m2.则泥泵对排泥管内泥浆的推力为(　　)‎ A.5×106 N B.2×107 N C.2×109 N D.5×109 N ‎2.[2020湖北武汉质量检测]从同一点沿不同方向抛出质量相同的A、B两球,返回同一高度时,两球再次经过同一点,两球运动轨迹如图所示.不计空气阻力,关于两球的运动,下列说法正确的是(　　)‎ A.在空中运动时小球A速度的变化率大于小球B速度的变化率 B.小球A在空中运动的时间大于小球B在空中运动的时间 C.A、B两球落地时速度一定相同 D.两球落地时重力做功的功率可能相等 ‎3.[2020河南南阳高三模拟]如图为测定运动员体能的装置,拴在腰间的轻绳沿水平线跨过定滑轮(不计滑轮的质量与摩擦),下悬重力为G的物体.设人的重心相对地面不动,人用力向后蹬传送带,使水平传送带以速率v0逆时针转动,则(　　)‎ A.人对重物做功的功率为Gv0‎ B.人对传送带的摩擦力大小等于G,方向水平向右 C.人对传送带的摩擦力对传送带不做功 D.人对传送带做功的功率为Gv0‎ ‎4.[2020福建莆田检测,多选]放在粗糙水平面上的物体受到水平拉力的作用,在0~6 s内其速度与时间的图象和该拉力的功率与时间的图象分别如图甲、乙所示.下列说法正确的是(　　)‎ A.0~6 s内物体的位移大小为30 m B.0~6 s内拉力做的功为70 J C.合外力在0~6 s内做的功与0~2 s内做的功相等 D.滑动摩擦力的大小为5 N ‎5.[2020山西吕梁阶段性测性]某车以相同的功率在两种不同的水平路面上行驶,受到的阻力分别为车重的k1和k2倍,最大速率分别为v1和v2,则(　　)‎ A.v2=k1v1　 B.v2=k‎1‎k‎2‎v1 　C.v2=k‎2‎k‎1‎v1　 D.v2=k2v1‎ ‎6.‎ - 4 -‎ ‎[2020湖北部分重点中学检测,10分]某次对新能源汽车性能的测试中,汽车在水平测试平台上由静止开始沿直线运动,汽车所受动力随时间变化关系如图甲所示,而速度传感器只传回10 s以后的数据(如图乙所示).已知汽车质量为1 000 kg,汽车所受阻力恒定.求:‎ 图甲　　　　　　　　图乙 ‎(1)10 s末汽车速度的大小;‎ ‎(2)20 s内汽车发动机输出的平均功率.‎ ‎7.[2019福建福州毕业班质量检测,12分]在机场可以看到用于传送行李的传送带,行李随传送带一起运动.如图所示,水平传送带匀速运行的速度大小为v=2 m/s,传送带两端A、B间距离为s0=10 m,传送带与行李箱间的动摩擦因数μ=0.2,把质量为m=5 kg的行李箱无初速度地放在传送带上A端后,行李箱被传送到B端,重力加速度g取10 m/s2.求:‎ ‎(1)行李箱开始运动时的加速度大小a;‎ ‎(2)行李箱从A端传送到B端所用的时间t;‎ ‎(3)整个过程行李箱对传送带的摩擦力做的功W.‎ 考点1　功和功率 ‎1.A　由排泥量和排泥管横截面积可求排泥速度v=‎1.4m‎3‎/s‎0.7‎m‎2‎=2 m/s,由P=Fv可求得F=Pv=‎‎1×1‎0‎‎7‎W‎2 m/s - 4 -‎ ‎=5×106 N.‎ ‎2.B　速度变化率即加速度,两球做斜上抛运动,加速度都等于重力加速度,选项A错误.小球在空中运动的时间取决于竖直方向的分运动,A球运动的竖直高度更大,在空中运动的时间更长,选项B正确.由轨迹图易知两球落地时的速度方向不相同,故选项C错误.两球质量相等,上升的竖直高度不同,落地时的竖直分速度vy不相等,故两球落地时重力做功的功率mgvy不可能相等,选项D错误.‎ ‎3.D　重物没有位移,所以人对重物没有做功,故A错误;人的重心不动,则知人处于平衡状态,对人受力分析知人受到的摩擦力与拉力平衡,传送带对人的摩擦力方向水平向右,拉力等于物体的重力G,所以人对传送带的摩擦力大小等于G,方向水平向左,人与传送带之间有相对位移,且传送带相对人的位移的方向与人对传送带的摩擦力的方向相同,所以人对传送带做正功,根据P=Fv,可得人对传送带做功的功率为Gv0,故B、C错误,D正确.‎ ‎4.ABC　v-t图象中图线与坐标轴围成的面积表示位移,由题图甲计算可知0~6 s内物体的位移大小为 30 m,A正确.P-t图象中图线与坐标轴围成的面积表示功,由题图乙计算可知0~6 s内拉力做的功为70 J,B正确.由题图甲可知2~6 s内物体做匀速运动,速度不变,动能不变,合外力对物体不做功,由受力分析可知F=Ff,又P=Fv,联立并代入数据可得Ff=‎5‎‎3‎ N,故C正确,D错误.‎ ‎5.B　设该车在不同水平路面上受到的阻力分别为f1=k1mg,f2=k2mg,当该车以相同功率启动达到最大速率时,有F=f,故由P=Fv可知最大速率v=PF=Pf,则v‎1‎v‎2‎=f‎2‎f‎1‎=k‎2‎k‎1‎,有v2=k‎1‎k‎2‎v1,故选B.‎ ‎6.解析:(1)由题图乙可知,10 s后汽车做匀速直线运动,此时受到的牵引力等于阻力,由题图甲可知汽车受到的牵引力F=1.0×103 N,即阻力f=1.0×103 N(1分)‎ ‎0~10 s内,对汽车受力分析,由牛顿第二定律得F1-f=ma1(2分)‎ ‎10 s末汽车的速度v1=a1t1(1分)‎ 代入数据联立解得a1=2.0 m/s2,v1=20 m/s.(1分)‎ ‎(2)汽车在0~10 s内的位移x1=‎1‎‎2‎a1t‎1‎‎2‎=100 m(1分)‎ ‎0~10 s内牵引力做的功W1=F1x1=3×105 J(1分)‎ 汽车在10~20 s内的位移x2=v1t2=200 m(1分)‎ ‎10~20 s内牵引力做的功W2=F2x2=2×105 J(1分)‎ 故20 s内汽车发动机输出的平均功率P‎-‎=W‎1‎‎+‎W‎2‎t‎1‎‎+‎t‎2‎=2.5×104 W.(1分)‎ ‎7.解析:(1)行李箱刚放上传送带时的加速度大小 a=fm=μmgm=μg=2 m/s2.(3分)‎ ‎(2)设经过时间t1行李箱与传送带共速,则知t1=va=1 s(2分)‎ 行李箱匀加速运动的位移为s1=‎1‎‎2‎at‎1‎‎2‎=1 m(1分)‎ 行李箱随传送带匀速运动的时间t2=s‎0‎‎-‎s‎1‎v=4.5 s(1分)‎ - 4 -‎ 故行李箱从A端传送到B端所需时间t=t1+t2=5.5 s.(1分)‎ ‎(3)t1时间内传送带的位移s2=vt1=2 m(1分)‎ 由牛顿第三定律知传送带受到行李箱的摩擦力大小f '=f(1分)‎ 行李箱对传送带的摩擦力做的功W=-f 's2=-μmgs2=-20 J.(2分)‎ - 4 -‎