【物理】2020届一轮复习人教版 功 功率课时作业
2020届一轮复习人教版 功 功率 课时作业
1．两颗人造地球卫星，都能在圆形轨道上运行，它们的质量相等，轨道半径之比等于2，则它们的动能之比等于( )
A．2 B. C. D.
解析 地球引力提供向心力G＝m，
则卫星的动能为
Ek＝mv2＝∝，
所以＝＝，选C项。
答案 C
2．据海军论坛报道，我国02号新型航母将采用令世界震惊的飞机起飞方式—电磁弹射起飞。原理相当于电磁炮的加速原理，强大的电磁力能使飞机在很短时间内由静止加速到v1，然后在发动机的推力作用下加速到起飞速度v2。假设电磁加速轨道水平且长为x，不计阻力，某舰载机的质量为m，电磁力恒定，则电磁力的平均功率是( )
A. B.
C. D.
解析 以飞机为研究对象，由动能定理得Fx＝mv，＝Fv1，解得＝，故B项正确。
答案 B
3．(多选)如图是利用太阳能驱动的小车，若小车在平直的水泥路上从静止开始加速行驶，经过时间t前进距离s，速度达到最大值vm，在这一过程中电动机的功率恒为P，小车所受阻力恒为F，那么这段时间内( )
A．小车做匀加速运动
B．电动机所做的功为Pt
C．电动机所做的功为mv
D．电动机所做的功为Fs＋mv
解析 对小车由牛顿第二定律得－F＝ma，由于小车的速度逐渐增大，故小车加速度逐渐减小，小车做加速度逐渐减小的加速运动，A项错误；电动机对小车所做的功W＝Pt，B项正确；对小车由动能定理得W－Fs＝mv，解得W＝Fs＋mv，C项错误，D项正确。
答案 BD
4．(多选)在工厂的流水线上安装有足够长的水平传送带，用水平传送带传送工件，可以大大提高工作效率，如图所示，水平传送带以恒定的速率v运送质量为m的工件，工件以v0(v0
0 B．W2<0 C．W2>0 D．W3<0
答案 CD
解析 分析题图可知，货物一直向上运动，根据功的定义式可得：重力做负功，拉力做正功，即W1<0，W2>0，A、B错误，C正确；根据动能定理：合力所做的功W3＝0－mv2，v＝2 m/s，即W3<0，D正确。
9. 如图所示，光滑水平地面上固定一带有光滑定滑轮的竖直杆，用轻绳一端系着小滑块，另一端绕过定滑轮，现用恒力F1水平向左拉滑块的同时，用恒力F2拉右侧绳端，使滑块从A点由静止开始向右运动，经过B点后到达C点，若AB＝BC，则滑块( )
A.从A点至B点F2做的功等于从B点至C点F2做的功
B.从A点至B点F2做的功小于从B点至C点F2做的功
C.从A点至C点F2做的功可能等于滑块克服F1做的功
D.从A点至C点F2做的功可能大于滑块克服F1做的功
答案 CD
解析 由题意知，滑块从A点至B点时右侧绳端的位移大于滑块从B点至C点时右侧绳端的位移，F2是恒力，则滑块从A点至B点F2所做的功大于从B
点至C点F2所做的功，A、B错误；滑块从A点至C点过程中，可能先加速后减速，滑块在C点速率大于或等于零，根据动能定理得知，滑块从A点运动到C点过程中动能的变化量大于或等于零，总功大于或等于零，则从A点至C点F2所做的功大于或等于滑块克服F1所做的功，C、D正确。
10．(多选)两实心小球甲和乙由同一种材料制成，甲球质量大于乙球质量。两球在空气中由静止下落，假设它们运动时受到的阻力与球的半径成正比，与球的速率无关。若它们下落相同的距离，则( )
A．甲球用的时间比乙球长
B．甲球末速度的大小大于乙球末速度的大小
C．甲球加速度的大小小于乙球加速度的大小
D．甲球克服阻力做的功大于乙球克服阻力做的功
解析 设f＝kR，则由牛顿第二定律得F合＝mg－f＝ma，而m＝πR3·ρ，故a＝g－，由m甲>m乙、ρ甲＝ρ乙可知a甲>a乙，故C项错误；因甲、乙位移相同，由v2＝2ax可知，v甲>v乙，B项正确；由x＝at2可知，t甲f乙，则W甲克服>W乙克服，D项正确。
答案 BD
11．如图所示，一长为L的轻杆一端固定在光滑铰链上，另一端固定一质量为m的小球。一水平向右的拉力作用于杆的中点，使杆以角速度ω匀速转动，当杆与水平方向成60°时，拉力的功率为( )
A．mgLω B.mgLω
C.mgLω D.mgLω
解析 由于杆做匀速转动，拉力的功率等于克服重力做功的功率，P＝mgωLcos60°＝mgLω，C项正确。
答案 C
12.为了缓解城市交通拥堵问题，某市交通部门在禁止行人步行的十字路口增设了长度为12 m的“直行待行区”。如图所示，当其他车道的车辆右转时，直行道上的车辆可以提前进入“直行待行区”；当直行绿灯亮起时，可从“直行待行区”直行通过十字路口。如果该路段的限速为60 km/h，从提示进入“直行待行区”到直行绿灯亮起的时间为4 s。现某汽车司机驾驶着质量为1.5 t的小汽车，汽车的额定功率为63 kW，汽车的前端刚好停在停车线处，当司机看到上述提示时，立即由静止开始做匀加速直线运动，当汽车的前端运动到“直行待行区”的前端线时，正好直行的绿灯亮起，司机保持该加速度继续运动到额定功率后保持功率不变，汽车在运动中受到的阻力为车重的0.2倍，重力加速度g取10 m/s2，则：
(1)在前4 s时间内，汽车发动机所做的功是多少？
(2)从开始运动计时，经过12 s达到该路段限速，汽车经过的总位移是多少？(结果保留两位有效数字)
解析 (1)在这段时间内，汽车前进的位移为x＝at2，
汽车的加速度为a＝＝1.5 m/s2，
汽车受到的阻力
f＝kmg＝3×103 N，
根据牛顿第二定律F－f＝ma，
牵引力做功WF＝F·x，
由以上两式得WF＝6.3×104 J。
(2)设汽车达到额定功率时的速度为v′，时间为t′，位移为x1，则
P额＝F·v′，
v′＝a·t′，
x1＝at′2，
设汽车以额定功率行驶的位移为x2，
根据动能定理
P额(t－t′)－f·x2＝mv2－mv′2，
由以上各式解得x1＝48 m，
x2＝50.55 m，
汽车经过的位移x＝x1＋x2，
即x≈99 m。
答案 (1)6.3×104 J (2)99 m
【素养立意】
用物理知识解决实际问题实现了学习物理的社会价值，不仅考查知识的运用，还告诉学生作为一名交通参与者应了解的规则。
13．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
1 500 kg
额定功率
75 kW
加速过程
车辆从静止加速到108 km/h所需时间为10 s
制动过程
车辆以36 km/h行驶时的制动距离为5.0 m
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＝2.0×10－3 s/m。重力加速度g取10 m/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率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1 kW·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＝100 km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。
解析 (1)加速过程的加速度大小
a1＝＝ m/s2＝3 m/s2，
制动过程满足2a2x＝v－v，
解得加速度大小a2＝10 m/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＝kmgv，
解得vm＝50 m/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＝1.5×108 J，
消耗电能E＝＝1.67×108 J＝46.4 kW·h，
所以，以最大速度行驶100 km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)3 m/s2 10 m/s2
(2)50 m/s (3)23.2元 见解析
