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1、贵州省普安一中2011届高三物理一轮复习同步练习 21:功和功率一、选择题（本大题共10个小题，共70分，每小题至少有一个选项正确，全部选对的得7分，选对但不全的得 4分，有选错的得0分）1 . 一人乘电梯从1楼到20楼，在此过程中经历了先加速，后匀速，再减速的运动过程，则电梯支持力对人做功情况是（）A.加速时做正功，匀速时不做功，减速时做负功B.加速时做正功，匀速和减速时做负功C.加速和匀速时做正功，减速时做负功D.始终做正功解析：支持力始终竖直向上，与位移同向， a =0 ,故支持力始终做正功，D正确.答案：D2. （2009 宁夏高考）水平地面上有一木箱， 木箱与地面之间万户动摩擦因数为
2、（0 1）.现对木箱施加一拉力 F,使图1箱做匀速直线运动.设 F的方向与水平面夹角为0 ,如图1所示，在0从0逐渐增大到90。的过程中，木箱的速度保持不变，则 （）A. F先减小后增大B. F 一直增大C. F的功率减小解析：由木箱受力平衡可知即 F=-G-=D. F的功率不变:Fcos 0 =(G Fsin 0 ),Gcos 0 +sin 0十故F先减小后变大.根据 P=F答案：AC3.在距地面图5 m的平台上，以 不计空气阻力，取 g=10 m/s 2A. 100 JB. 5C. 100 J解析：石块在2 s末与3 s末d 功为零.答案：Dcos（ 0 4 ）Fvcos。=彳I可知F的功
3、率减小.故 A C正确.1 +tan 025 m/s的速率竖直向上抛出一质里为1 kg的石块，,则抛出后第三秒内重力对石块所做的功是（）0 JD. 0 J生同一位置，故第 3 s内位移为0,所以第3 s内重力做用心 爱心 专心-1 -4.（2010 黄冈模拟）如图2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PaV PbD.到达底端时两物体的动能相同，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
4、，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= mgxcos 0 , PB= mgv因此，到达底端时重力的瞬时功率PaV Pb, C选项正确.答案：AC5.如图3所示是某中学科技小组制作的利用太阳能驱动 小车的装置.当太阳光照射到小车上方的光电板时， 光电板中产生的电流经电动机带动小车前进.若小车 在平直的公路上以初速度vo开始加速行驶，经过时间t,前进了距离1,达到最大速度Vmax,设此过程中电动 机功率恒为额定功率P,受的阻力恒为 Ff,则此过程中电动机所做的功为A. FfVmaxtB
5、. PtVo+ V max1 21 2C. Fft-2D.2m1ax+ Ffl 2mv解析：因小车以恒定的功率运动，故此过程小车电动机做功为W= Pt = FfVmaxt , AVW- Ff -：mqax !mV, 22B均正确.由动能定理可得1 212得：W= 2m%ax 2mV+Ffl .故D正确，C错误.答案：ABD6 . （2008 宁夏高考）一滑块在水平地面上沿直线滑行，t=0时其速度为1 m/s,从此刻开始在滑块运动方向上再施加一水平作用力F,力F和滑块的速率V随时间的变化规律分别如图4甲和乙所示.设在第 1秒内、第2秒内、第3秒内力F对滑块做的功分别为W、W、W,则以下关系正确的
6、是用心 爱心 专心-10 -A. W= W= WC. W Wv W321甲图4B.D.解析：力F做的功等于每段恒力Wv WWC. P= PiD. Pi = F2解析：整个过程动能变化量为零，所以合力的功为零，A项正确.摩擦力大小相等，第一段位移大，所以B项正确.第一段是加速的，牵引力大于摩擦力，所以PP, C项错.加速阶段和减速阶段平均速度相等，所以摩擦力的平均功率相等，D项正确.答案：ABD9. 一起重机的钢绳由静止开始匀加速提起质量为m的重物，当重物的速度为 vi时，起重机的有用功率达到最大值P,以后起重机保持该功率不变，继续提升重物，直到以最大速度V2匀速上升为止，物体上升的高度为h,则
7、整个过程中，下列说法正确的是（）U ，PA.钢绳的最大拉力为一V2PB.钢绳的最大拉力为一ViPC.重物的取大速度 V2=mD.重物匀加速运动的加速度为gmv 0解析：由F- mg= ma和P= Fv可知，重物匀加速上升过程中钢绳拉力大于重力且不变, ，一，.，一 P达到最大功率 P后，随v增加，钢绳拉力 F变小，当F= mg时重物达最大速度 V2,故V2=m） gmvg, D正确.P ,一人，P取大拉力 F= mg+ ma= , A错误，B、C正确.由vmg= ma得：a=答案：BCD10. （2010 徐州模拟）一物块放在水平面上，在水平拉力F作用下做直线运动， 运动的vt图象如图7所示，
8、则有关该力 F的功率Pt图象可能是图图8解析：由于题目未讲水平面是否光滑，故应分情况讨论，若水平面光滑，0ti段F为恒力，速度线性增加，故功率也线性增大， tit2段F为零，功率为零，t2t3段F反向，仍为 恒力，速度线性减小，故功率也线性减小，故 C正确.若水平面不光滑，由于 ti、12时刻后一小段时间内， F突然减小，故功率突然减小，故 B 项正确.答案：BC二、非选择题（本大题共2个小题，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）静止在水平地面上的木箱，质量m= 50 kg.木箱与地面间的动摩擦因数科=0.4,若用大小为400 N
9、、方向与水平方向成 37。角的斜向上的拉力拉木箱从静止开始运动， 使木箱能够到达 50 m远处，拉力最少做多少功？ （cos37 = 0.8 ,取g= 10 m/s 2）解析：欲使拉力做功最少，须使拉力作用的位移最小，故重物应先在拉力作用下加速，再撤去拉力使木箱减速，到达50 m处时速度恰好减为 0.设加速时加速度的大小为白，减速时加速度的大小为 a2.由牛顿第二定律得，加速时有：水平方向 Fcos37 Fn= ma竖直方向 Fsin37 + Fn mg= 0减速时有：mg= ma且有 v2 = 2a1X1= 2a2X2 x + x2=x联立以上各式解得：X1=24 m由功的定义，有W= Fx
10、i cos37 = 400X 24X0.8 J = 7.68 X 103 J.答案：7.68 X 103 J12. (15 分)汽车发动机的功率为 60 kW,汽车的质量为 4 t ,当它行驶在坡度为 0.02(sin a =0.02) 的长直公路上时，如图9所示，所受摩擦阻力为车重的0.1倍(g=10 m/s2),求：(1)汽车所能达到的最大速度Vm；(2)若汽车从静止开始以0.6 m/s 2的加速度做匀加速直线运动，则此过程能维持多长时间？(3)当汽车匀加速行驶的速度达到最大值时，汽车做功多少？解析：(1)汽车在坡路上行驶，所受阻力由两部分构成，即R = km什mgin a = 4000
11、N+800 N = 4800 N.又因为当F=Ff时，P= Ff Vm,所以PVm= km什 mgsin 民360X 104800m/s = 12.5 m/s.(2)汽车从静止开始，以 a=0.6 m/s 2匀加速行驶,由F合=ma有F Ff = ma所以 F = m升 kmg+ mgsin a= 4X103X 0.6 N + 4800 N = 7.2 X 103 N.保持这一牵引力，汽车可达到匀加速行驶的最大速度Vm,3有Vmm/s = 8.33 m/s.60X 107.2 X 103由运动学规律可以求出匀加速行驶的时间与位移Vm8.33t=徜 s=13.9 s ,(Vm，)22a(8.33)2X 0.6m= 57.82 m.(3)由此F x可求出汽车在匀加速运动阶段行驶时牵引力做功为W F x= 7.2 X 103X57.82 J =4.16 X 105 J.答案：(1)12.5 m/s (2)13.9 s (3)4.16 X105 J