统考版高考物理复习热点专项练五机械能第37练功和功率含答案

这是一份统考版高考物理复习热点专项练五机械能第37练功和功率含答案，共5页。试卷主要包含了机车启动四个常用规律等内容，欢迎下载使用。

思维方法
1．计算功时要注意区分是恒力做功，还是变力做功，求恒力的功常用定义式．
2．公式P＝ eq \f(W,t) 一般用来计算平均功率，瞬时功率用公式P＝Fv cs θ进行计算，若v取平均速度，则P＝Fv cs θ为平均功率．
3．分析机车启动问题时，抓住两个关键：(1)汽车的运动状态，即根据牛顿第二定律找出牵引力与加速度的关系；(2)抓住功率的定义式，即牵引力与速度的关系．
4．机车启动四个常用规律：(1)P＝Fv；(2)F－Ff＝ma；(3)v＝at(a恒定)；(4)Pt－Ffx＝ΔEk(P恒定).
选择题
1．如图所示，水平路面上有一质量为M的汽车，车厢中有一个质量为m的人正用恒力F向前推车厢，在车以加速度a向前加速行驶距离L的过程中，下列说法正确的是( )
A．人对车的推力F做的功为FL
B．人对车做的功为maL
C．车对人的作用力大小为ma
D．车对人的摩擦力做的功为(F－ma)L
2．当前，我国某些贫困地区的日常用水仍然以井水为主．某同学用水桶从水井里提水，井内水面到井口的高度为20 m．水桶离开水面时，桶和水的总质量为10 kg.由于水桶漏水，在被匀速提升至井口的过程中，桶和水的总质量随着上升距离的变化而变化，其关系如图所示．水桶可以看成质点，不计空气阻力，重力加速度g取10 m/s2.由图象可知，在提水的整个过程中，拉力对水桶做的功为( )
A．2 000 J B．1 800 J
C．200 J D．180 J
3．某次顶竿表演结束后，演员A(视为质点)自竿顶端由静止开始滑下，如图甲所示．演员A滑到竿底端时速度正好为零，然后屈腿跳到水平地面上，演员A的质量为50 kg，长竹竿质量为5 kg，A下滑的过程中速度随时间变化的图象如图乙所示．重力加速度g取10 m/s2，则t＝5 s时，演员A所受重力的功率为( )
A．50 W B．500 W
C．55 W D．550 W
4．(多选)如图1所示，倾角为θ＝37°的斜面上有一质量m＝1 kg的物块，物块在与斜面平行的拉力F作用下沿斜面向上运动，物块前20 s内的v­t图象如图2所示，力F在这段时间内的P­t图象如图3所示．已知重力加速度g＝10 m/s2，sin 37°＝0.6，cs 37°＝0.8，则下列说法正确的是( )
A．这段时间内物块上升的高度为75 m
B．在整个过程中因摩擦产生的热量为150 J
C．物块与斜面间的动摩擦因数为0.5
D．15～20 s内拉力F的大小为7 N
5．全球最大水平臂上回转自升塔式起重机的开发，意味着我国桥梁及铁路施工装备进一步迈向世界前列．如图甲所示，起重机某次从t＝0时刻由静止开始提升质量为m的物体，其a­t图象如图乙所示，t1～t2内起重机的功率为额定功率，不计其他阻力，重力加速度为g，则以下说法正确的是( )
A．物体匀加速阶段的位移为a0t eq \\al(\s\up11(2),\s\d4(1))
B．该起重机的额定功率为(mg＋ma0)a0t1
C．t2时刻物体的瞬时速度为 eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(1＋\f(a0,g))) a0t1
D．0～t1和t1～t2时间内牵引力做的功之比为t1∶2t2
6．如图所示，质量为m的小女孩从滑梯顶端由静止匀加速滑下．空气阻力不计，滑梯可等效为直斜面，与水平地面的夹角为θ，已知小女孩运动到滑梯底端时速率为v(v< eq \r(2gh) )，滑梯顶端到地面的距离为h，重力加速度为g，则下列说法正确的是( )
A．小女孩刚下滑到底端时重力的瞬时功率为mgv
B．小女孩下滑过程受到的摩擦力的总功为零
C．小女孩下滑过程中合外力的平均功率为 eq \f(1,4) mgv3
D．小女孩下滑过程中克服摩擦力做的功为mgh－ eq \f(1,2) mv2
第37练 功和功率
1．答案：A
解析：根据功的定义式可知，人对车的推力F做的功为WF＝FL，选项A正确；由牛顿第二定律可知，在水平方向上，车对人的作用力为F′＝ma，所以由牛顿第三定律可知人对车的作用力为－ma，故人对车做的功为W＝－maL，选项B错误；因车在竖直方向上对人还有支持力，大小等于mg，故车对人的作用力大小为F1＝ eq \r(（ma）2＋（mg）2) ，选项C错误；根据牛顿第三定律可知，车厢对人的推力大小F′＝F，对人，由牛顿第二定律可得Ff－F′＝ma，故Ff＝F＋ma，故车对人的摩擦力做的功为Wf＝（F＋ma）L，选项D错误．
2．答案：B
解析：由于是匀速提升，故拉力做的功等于克服重力做的功，虽然拉力是变力，但克服重力做的功可通过m ­ h图象中图线与横轴围成图形的面积再乘重力加速度来计算．W＝mgh＝ eq \f(1,2) ×（10＋8）×10×20 J＝1 800 J，B正确．
3．答案：B
解析：本题根据v ­ t图象考查功率的计算．由v ­ t图象可知，t＝5 s时，A的速度大小为v＝1 m/s，故演员A所受重力的功率为PG＝mAgv＝50×10×1 W＝500 W，故B正确．
4．答案：BD
解析：设物块匀速运动时的速度为v，0～5 s内对物块受力分析有F1－mg sin 37°－Ff＝ma，5 s时拉力的功率P1＝F1v＝45 W，5～15 s内对物块受力分析有F2－mg sin 37°－Ff＝0，功率关系有P2＝F2v＝40 W，由题图2可知a＝ eq \f(v,t1) ，联立解得v＝5 m/s，由v­t图象可知物块在这段时间内发生的位移x＝ eq \f(5（10＋20）,2) m＝75 m，物块上升的高度h＝x sin 37°＝45 m，故A错误；由P­t图象可知，在0～5 s内，F1＝9 N，由v­t图象可知，在0～5 s内a＝1 m/s2，所以对物块受力分析有F1－mg sin 37°－Ff＝ma，解得Ff＝2 N，因摩擦产生的热量Q＝Ffx＝150 J，故B正确；由Ff＝μmg cs 37°，解得物块与斜面间的动摩擦因数μ＝0.25，C错误；由v­t图象可知物块在0～5 s内和15～20 s内加速度大小相等，方向相反，15～20 s内对物块受力分析有mg sin 37°＋Ff－F3＝ma，解得F3＝7 N，D正确．
5．答案：B
解析：由题图乙可知0～t1内物体做匀加速直线运动，匀加速阶段的位移s1＝ eq \f(1,2) a0t eq \\al(\s\up11(2),\s\d4(1)) ，A错误；当t＝t1时，根据F－mg＝ma0，P额＝Fv1＝Fa0t1，联立解得起重机的额定功率为（mg＋ma0）a0t1，B正确； eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(1＋\f(a0,g))) a0t1＝ eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(mg＋ma0,mg))) a0t1＝ eq \f(P额,mg) ，即该速度为物体的最大速度，从题图乙中可以看出t2时刻物体的速度还没有达到最大，C错误；0～t1内牵引力做的功W1＝ eq \f(P额,2) t1，t1～t2内牵引力做的功W2＝P额（t2－t1），故在0～t1和t1～t2时间内牵引力做的功之比为t1∶2（t2－t1），D错误。
6．答案：D
解析：小女孩刚下滑到底端时重力的瞬时功率为mgv sin θ，所以选项A错误；小女孩下滑过程受到的摩擦力方向始终与小女孩运动方向相反，故摩擦力的总功为负值，选项B错误；由动能定理可知女孩下滑过程中合外力做的功为 eq \f(1,2) mv2，而整个过程中平均速度为 eq \f(v,2) ，总位移为 eq \f(h,sin θ) ，运动时间为 eq \f(2h,v sin θ) ，所以小女孩下滑过程中合外力的平均功率为 eq \f(mv3sin θ,4h) ，选项C错误；由动能定理可知女孩下滑过程摩擦力做的功W满足mgh＋W＝ eq \f(1,2) mv2，由B中分析可知W为负值，所以小女孩下滑过程中克服摩擦力做的功为mgh－ eq \f(1,2) mv2，选项D正确．