高三物理一轮复习练习 251.docx
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高三物理一轮复习练习251
1.物体在两个相互垂直的力的作用下运动,力F1对物体做功6J,物体克服力F2做功8J,则F1、F2的合力对物体做功为( )
A.14J .10J
C.2J.-2J
解析:
由于功为标量,合力对物体做的功应等于各分力做功的代数和,即W=6J+(-8J)=-2J,故D正确.
答案:
D
2.自动电梯以恒定速度v0匀速上升,一个质量为m的人沿电梯匀速往上走,在t秒内走过此电梯.电梯长为l,电梯斜面倾角为α,则( )
A.电梯对该人做功为mglsinα
B.电梯对该人做功为mgv0tsinα
C.重力的功率为
D.重力的功率为mgv0sinα
解析:
在人走过此电梯的过程中,人的动能未变,但重力势能增加了mglsinα.在此过程时间t内电梯只运动了v0t的位移,也就是说电梯只能把人送到v0tsinα的高度,所以B正确、A错误;重力的作用点在人身上,故C正确、D错误.
答案:
BC
3.(2013年福州模拟)如图所示,木板可绕固定水平轴O转动.木板从水平位置OA缓慢转到OB位置,木板上的物块始终相对于木板静止.在这一过程中,物块的重力势能增加了2J.用FN表示物块受到的支持力,用Ff表示物块受到的摩擦力.在此过程中,以下判断正确的是( )
A.FN和Ff对物块都不做功
B.FN对物块做功为2J,Ff对物块不做功
C.FN对物块不做功,Ff对物块做功为2J
D.FN和Ff对物块所做功的代数和为0
解析:
由做功的条件可知:
只要有力,并且物块沿力的方向有位移,那么该力就对物块做功.由受力分析知,支持力FN做正功,但摩擦力Ff方向始终和速度方向垂直,所以摩擦力不做功.由动能定理W-mgh=0,故支持力FN做功为mgh,B正确.
答案:
B
4.(2012年高考江苏单科卷)如图所示,细线的一端固定于O点,另一端系一小球.在水平拉力作用下,小球以恒定速率在竖直平面内由A点运动到B点.在此过程中拉力的瞬时功率变化情况是( )
A.逐渐增大B.逐渐减小
C.先增大,后减小D.先减小,后增大
解析:
因小球速率不变,所以小球以O点为圆心做匀速圆周运动.受力如图所示,因此在切线方向上应有:
mgsinθ=Fcosθ,F=mgtanθ.则拉力F的瞬时功率P=F·vcosθ=mgv·sinθ.从A运动到B的过程中,拉力的瞬时功率随θ的增大而增大.A项正确.
答案:
A
[命题报告·教师用书独具]
知识点
题号
功的正负的判断
1
对功、功率的理解
2
功率的有关计算
4、6
恒力做功的计算
3、5
机车的启动问题
8、11
图象在功、功率的计算中的应用
7、9、10
传送带上有关功、功率的计算
12
一、选择题(本题共10小题,每小题7分,共70分,每小题至少有一个选项正确,把正确选项前的字母填在题后的括号内)
1.(2013年广州模拟)如图所示,拖着轮胎跑是身体耐力训练的一种有效方法.如果某受训者拖着轮胎在水平直道上跑了100m,那么下列说法正确的是( )
A.轮胎受到地面的摩擦力做了负功
B.轮胎受到的重力做了正功
C.轮胎受到的拉力不做功
D.轮胎受到地面的支持力做了正功
解析:
轮胎受力如图所示.因轮胎位移方向水平向右,故拉力F对轮胎做正功,摩擦力Ff对轮胎做负功,重力和支持力对轮胎均不做功,故只有A项正确.
答案:
A
2.如图所示,在外力作用下某质点运动的vt图象为正弦曲线,从图中可以判断( )
A.在0~t1时间内,外力做正功
B.在0~t1时间内,外力的功率逐渐增大
C.在t2时刻,外力的功率最大
D.在t1~t3时间内,外力做的总功为零
解析:
在0~t1时间内,速度增大,由动能定理知外力做正功,A项正确;在t1、t3两个时刻,质点速率相等,由动能定理知t1~t3时间内,外力做的总功为零,D项正确;vt图象的斜率表示加速度,在t1时刻,a=0,F=0,功率为零,故B项错;t2时刻,F最大,但v=0,由P=Fv知P=0,故C项错.
答案:
AD
3.(2013年汕头模拟)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
解析:
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=
at2,故B错误;由WF=F·x=F·
at2可知,D错误.
答案:
A
4.(2013年黄冈模拟)如图所示,质量相同的两物体处于同一高度,A沿固定在地面上的光滑斜面下滑,B自由下落,最后到达同一水平面,则( )
A.重力对两物体做的功相同
B.重力的平均功率相同
C.到达底端时重力的瞬时功率PA=PB
D.到达底端时两物体的速度相同
解析:
由于两个物体质量相同、下落高度相同,所以重力对两物体做的功相同,A选项正确;由于下落的时间不同,所以重力的平均功率不相同,B选项错误;根据机械能守恒可知,两物体到达底端时动能相同,即速度大小相同、方向不同,D选项错误;由瞬时功率的计算式可得PA=mgvsinθ(θ为斜面倾角),PB=mgv,因此,到达底端时重力的瞬时功率PA答案:
A
5.如图所示,用长为2L的轻绳悬挂一个质量为m的物体,一水平拉力施于轻绳中点拉绳,直到上段绳偏离竖直方向θ角,若拉力大小恒为F,则此过程中F做的功为( )
A.FLB.FLcosθ
C.FLsinθD.mgL(1-cosθ)
解析:
由于F为恒力,用功的定义式计算,轻绳中点在F方向上的位移为Lsinθ,F做功WF=FLsinθ,故C正确.
答案:
C
6.如图所示,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,(不计空气阻力),则球落在斜面上时重力的瞬时功率为( )
A.mgv0tanθB.
C.
D.mgv0cosθ
解析:
如图所示,由于v垂直于斜面,可求出小球落在斜面上时速度的竖直分量v⊥=v0/tanθ,此时重力做功的瞬时功率为P=mgv⊥=
,B正确.
答案:
B
7.(2013年威海模拟)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.0~6s内物体的位移大小为30m
B.0~6s内拉力做的功为70J
C.合力在0~6s内做的功与0~2s内做的功相等
D.滑动摩擦力的大小为5N
解析:
由vt图象面积表示相应时间内的位移大小,得A项正确;0~2s内,物体做匀加速运动,设拉力为F1,由P1=F1v,得F1=
N=5N,W1=F1s1=5×
J=30J,W2=P2t2=10×4J=40J,所以0~6s内W=W1+W2=70J,B项正确;由vt图得0~2s内匀加速运动,2~4s内匀速运动,故C项正确;2~6s内,Ff=F拉=
=
N=
N,D项错误.
答案:
ABC
8.(2013年银川模拟)提高物体(例如汽车)运动速率的有效途径是增大发动机的功率和减小阻力因数(设阻力与物体运动速率的平方成正比,即Ff=kv2,k是阻力因数).当发动机的额定功率为P0时,物体运动的最大速率为vm,如果要使物体运动的速率增大到2vm,则下列办法可行的是( )
A.阻力因数不变,使发动机额定功率增大到2P0
B.发动机额定功率不变,使阻力因数减小到
C.阻力因数不变,使发动机额定功率增大到8P0
D.发动机额定功率不变,使阻力因数减小到
解析:
速度达到最大时,
=kv
即P=kv
.由此可知,当vm增大到2vm时,若k不变,功率P变为原来的8倍,若功率不变,阻力因数变为原来的
.
答案:
CD
9.(2012年高考天津理综)如图甲所示,静止在水平地面的物块A受到水平向右的拉力F作用,F与时间t的关系如图乙所示,设物块与地面的静摩擦力最大值fm与滑动摩擦力大小相等,则( )
A.0~t1时间内F的功率逐渐增大
B.t2时刻物块A的加速度最大
C.t2时刻后物块A做反向运动
D.t3时刻物块A的动能最大
解析:
0~t1时间内物块A仍处于静止状态,F的功率为零,A错;t1~t3时间内F>fm,对物块A列方程得F-fm=ma,F先增大后减小,因此加速度a先增大后减小,但v一直增大.当F最大时,a最大,B正确;t3时刻F=fm,a=0,物块A速度达到最大,故C错误、D正确.
答案:
BD
10.质量为2kg的物体,放在动摩擦因数为μ=0.1的水平面上,在水平拉力F的作用下,由静止开始运动,拉力做的功W和物体发生的位移x之间的关系如图所示,g取10m/s2.下列说法中正确的是( )
A.此物体在AB段做匀加速直线运动,且整个过程中拉力的最大功率为15W
B.此物体在AB段做匀速直线运动,且整个过程中拉力的最大功率为6W
C.此物体在AB段做匀加速直线运动,且整个过程中拉力的最大功率为6W
D.此物体在AB段做匀速直线运动,且整个过程中拉力的最大功率为15W
解析:
前3m位移内拉力F1=
=
N=5N
前3m的加速度a1=
=1.5m/s2
前3m末速度v1=
=3m/s
后6m位移内拉力F2=
=
N=2N
a2=
=0,物体做匀速运动
所以整个过程中拉力的最大功率为
Pmax=F1v1=5×3W=15W.
答案:
D
二、非选择题(本题共2小题,共30分,解答时应写出必要的文字说明、方程式和演算步骤,有数值计算的要注明单位)
11.(15分)如图为修建高层建筑常用的塔式起重机.在起重机将质量m=5×104kg的重物竖直吊起的过程中,重物由静止开始向上做匀加速直线运动,加速度a=0.2m/s2,当起重机输出功率达到其允许的最大值时,保持该功率直到重物做vm=1.02m/s的匀速运动.取g=10m/s2,不计额外功.求:
(1)起重机允许输出的最大功率.
(2)重物做匀加速运动所经历的时间和起重机在第2秒末的输出功率.
解析:
(1)当起重机的功率达到允许最大值,且重物达到最大速度vm时,拉力和重力大小相等,
即F=mg.
根据P=Fv
Pm=mgvm=5×104×10×1.02W=5.1×105W.
(2)根据牛顿第二定律
F-mg=ma
又Pm=Fv
v=at
解得:
t=5s.
当t′=2s时v′=at′
P′=Fv′
解得P′=2.04×105W.
答案:
(1)5.1×105W
(2)5s 2.04×105W
12.(15分)(2013年六盘水模拟)如图所示,水平传送带正以2m/s的速度运行,两端水平距离l=8m,把一质量m=2kg的物块轻轻放到传送带的A端,物块在传送带的带动下向右运动,若物块与传送带间的动摩擦因数μ=0.1,则把这个物块从A端传送到B端的过程中,不计物块的大小,g取10m/s2,求摩擦力对物块做功的平均功率.
解析:
物块刚放到传送带上时,由于与传送带有相对运动,物块受向右的滑动摩擦力,物块做加速运动,摩擦力对物块做功,物块受向右的摩擦力为:
Ff=μmg=0.1×2×10N=2N,
加速度为a=μg=0.1×10m/s2=1m/s2
物块与传送带相对静止时的位移为:
x=
=2m.
摩擦力做功为:
W=Ffx=2×2J=4J
相对静止后物块与传送带之间无摩擦力,此后物块匀速运动到B端,物块由A端到B端所用的时间为:
t=
+
=5s
则物块在被传送过程中所受摩擦力的平均功率为:
P=
=0.8W
答案:
0.8W