高考物理一轮复习功和功率动能定理课时作业含答案.docx

1、1 2020 届一轮复习人教版 功和功率 动能定理 课时作业 (建 议 用 时 ： 40 分 钟 ) 基础对点练 题组一：功的分析与计算 1. 如 图 所 示 ， 两 箱 相 同 的 货 物 ， 现 要 用 电 梯 将 它 们 从 一 楼 运 到 二 楼 ， 其 中 图 甲是利用扶梯台式电 梯运送货物，图乙是用履带式自动电梯运送，假设两种情况 下电梯都是匀速地运送货物，下列关于两电梯在运送货物时说法正确的是 ( ) 甲 乙 A两种情况下电梯对货物的支持力都对货物做正功B图乙中电 梯对货物的支持力对货物做正功 C图甲中电梯对货物的支持力 对货物不做功 D图乙中电梯对货物的支持力对货物不做功 D

2、在 图 甲 中 ， 货 物 随 电 梯 匀 速 上 升 时 ， 货 物 受 到 的 支 持 力 竖 直 向 上 ， 与 货 物 位 移 方 向 的 夹 角 小 于 90 ， 故 此 种 情 况 下 支 持 力 对 货 物 做 正 功 ， 选 项 C 错误；图乙中，货物受到的支持力与履带式自动电梯接触 面垂直，此时货物受到的支持力与 货物位移垂直， 故此种情况下支持力对货物不做功， 故选项 A、 B 错误， D 正确。 2. 如图所示， 质量为 m 的小物体放在楔形物体倾角为 的光滑斜面上， 楔形物 体在水平推力 F 作用下向左移动了距离 s， 在此过程中小物体与楔形物体保持相 对静止，则楔 形

3、物体对小物体做的功等于 ( ) A 0 B mgscos 2 C Fs D mgstan D 因为接触面光滑， 所以小物体只受重力和斜面的支持力， 又小物体随楔形 3 物体一起向左移动，故二力合力方向水平向左，即重力和支持力的竖直分力平衡， 小物体所受的合外力就是 楔形物体对小物体支持力的水平分力，该力大小为 F 合 mgtan ，故楔形物体对小物体做的功为 W mgstan ，故选 D。 3. 如图所示，长度为 l 的木板位于水平地面上，由跨过定滑轮的轻绳与小物 块 (可视为质点 )相连， 已知木板与物块之间以及木板与地面之间的动摩擦因数都是 ，木板与物块的质量都是 m，滑轮的质 量、滑轮轴

4、上的摩擦都不计。现用一个水 平向右的力拉木板使它做匀速运动，在物块由木板的右端滑到左 端的过程中，拉 力 F 所做的功为 ( ) 1 A.2 mgl B mgl C 2 mgl D 4 mgl C 受力分析如图所示。 对物块，绳的拉力 T mg 对木板，水平力 F 2mg mg T 4 m。物块由木板的右端滑到左端的 l l 过程中，木板前进的距离为 2， 故 W F 2 2 mg。 l 4 题组二：功率的分析与计算 4. 一个小孩站在船上，按如图所示的两种情况用同样大小的力拉绳，经过相 同的时间 t(船未相碰 )， 小孩所做的功分别为 W1、 W2，在时刻 t，小孩拉绳的瞬 时 功率分别 为

5、 P1、 P2， 则它们的大小关系正确的是 ( ) 5 0 0 0 0 0 甲 乙 A W1 W2， P1 P2 C W1 W2， P1 P2 B W1 W2， P1 P2 D W1 W2，P 1 P2 A 在两种情况下，拉力相等，甲图中小孩 (拉力的反作用力 )做功 W1Fs ， 乙图中小孩的拉力和反作用力均做功，则小孩做功 W2Fs Fs W1。又由 P 2 W2 t W1 t P 1 可以判断，瞬时功率 P2P1。 5.(多选 )质量为 m 的物体静止在光滑水平面上， 从 t 0 时刻开始受到水平力的 作用。力的大小 F 与时间 t 的关系如图所示，力的方向保持不变，则 ( ) A. 3

6、t0 时 刻 的 瞬 时 功 率 为 B. 3t0 时刻的瞬时功率为 5F 2t0 m 15F 2t m 23F 2t0 C. 在 t 0 到 3t0 这段时间内，水平力的平均功率为 D. 在 t 0 到 3t0 这段时间内，水平力的平均功率为 4m 25F 2t0 6m 6 2 0 0 0 BD 3t F0 时刻物体的瞬时速度为 v 2t 3F 0 5F 0 t0 t ，瞬时功率为 P 0 m 0 m 0 m 5F 0t0 3F 0 v 3F 0 m 15F 0t0 m ，A 错 误 ， B 正 确 ； 在 t 0 到 3t0 这段时间内，水平力做 1 F 0 2 F 0 1 3F 0 2

7、25F 2t2 的 功 W F 0 2 m (2t0) 3F 0 m 2t0 t0 2 m t0 2m ，该过程的平均功率 P W 25F 2t0 ，C 错误， D 正确。 3t0 6m 题组三：机车启动问题 6 (2019 遵义模拟 )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 7 m 16 8， 故 3mv 运动的速率增大到 2v m， 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

8、大到 2P0 k B. 发动机额定功率不变，使阻力因数减小到 4 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 k C 物体匀速运动时，牵引力与阻力相等，由 P F v m Ffv m kv 3 ，要使物 体运动的速率增大到 2vm， 阻力因数不变时，需使发动机额定功率增大到 8P0， 故 A 错误，C 正确； 发动机额定功率不变时， 需使阻力因数减小到 k B、D 错误。 7 (多 选 )(2019 灵 宝模拟 )总质量为 m 的汽车在平直公路上以速度 v0 匀速行驶 时，发动机的功率为 P，司机为合理进入限速区，减小了油门，使汽车功率立即 减

9、小到 2 3 并保持该功率继续行驶，设汽车行驶过程中所受阻力大小不变，从司机 减小油门开始，汽车的 v -t 图象如图所示， t1 时刻后，汽车做匀速运动，汽车因油耗而改变的质量 可忽略。则在 0 t1 时间内，下列说法正确的是 ( ) A. t 0 时，汽车的加速度大小为 2P P 8 0 0 B. 汽车的牵引力不断增大 C. 阻力所做的功为 5 mv 2 2 1 18 0 3Pt D. 汽 车 行 驶 的 位 移 为 2v 0 t1 3 5mv 3 18P 2P P BD 开始汽车做匀速直线运动， 阻 力 f v 3 ， t 0 时刻，汽车的牵引力 F P 2P 2P f F v 0 3v

10、 0 P 3v0， 根据牛顿第二定律得，汽车的加速度大小 a m m 3mv ， 故 A 0 0 v 0 9 错误。在 0 t1 时间内，汽车做减速运动，速度减小，功率不变，根据 P F v 知， 2 1 2 2 1 2 牵引力不断增大，故 B 正确。根据动能定理知， 3Pt1 Wf 2m 3v 0 2mv 0， 解 5 2 2 Wf 2v 0t1 得克服阻力做功 Wf 18mv0 3Pt1，故 C 错误。汽车行驶的位移 x f 3 3 5mv 0 18P ，故 D 正确。 题组四：动能定理的应用 8 用水平力 F 拉一物体， 使物体在水平地面上由静止开始做匀加速直线运动， t1 时刻撤去拉力

11、 F ， 物体做匀减速直线运动， 到 t2 时刻停止， 其速度 时间图象如图所示，且 ，若拉力 F 做的功为 W1，平均功率为 P1；物体克服摩擦阻力 Ff 做的功为 W2， 平均功率为 P2， 则下列选项正确的是 ( ) A W1 W2， F 2Ff B W1 W2， F 2F f C P1 P2， F 2F f D P1P 2， F 2Ff B 对整个过程由动能定理可得 W1 W2 0， 解得 W1 W2。由图象可知，撤 F Ff F f 去拉力 F 后运动的时间大于水平力 F 作用的时间， 所以 a1 |a2|， 即 m m， F 2Ff， 选项 A、 D 错误， B 正确；由于摩擦阻力

12、作用 时间一定大于水平力 F 作 用 10 时间，所以 P1P2， 选项 C 错误。 9 如图所示，一半径为 R 的半圆形轨道竖直固定放置，轨道两端等高。质量为 m 的质点自轨道端点 P 由静止开始滑下， 滑到最低点 Q 时，对轨道的正压力为 2mg， 重力加速度大小为 g， 质点自 P 滑到 Q 的过程中，克服摩擦力所做的功为( ) 11 1 1 1 A.4mgR B.3mgR C.2mgR D.4mgR C 在 Q 点质点受到竖直向下的重力和竖直向上的支持力，两力的合力充当 2 v 向心力，所以有 N mg mR ， N 2mg， 联立解得 v gR， 下滑过程中重力做 1 2 1 正功，

13、摩擦力做负功，根据动能定理可得 mgR Wf 2mv ，解得 Wf 2mgR， 所 1 以克服摩擦力做功 2mgR， C 项正确。 10.(多选 )如图所示为一滑草场。某条滑道由上下两段高均为 h，与水平面倾角分别 为 45 和 37 的滑道组成，滑草车与草地之间的动摩擦因数为 。质量为 m 的 载人 滑草车从坡顶由静止开始自由下滑，经过上、下两段滑道后，最后恰好静止 于滑道的底端 (不计滑草车在两段滑道交接处的能量损失， sin 37 0.6， cos 37 0.8)。则 ( ) 12 7 7 5g A 动摩擦因数 6 B 载人滑草车最大速度为 2gh C 载人滑草车克服摩擦力做功为 mgh

14、 D 载人滑草车在下段滑道上的加速度大小为 3 h h AB 由题意知，上、下两段斜坡的长分别为 s1 sin 45 、 s2 sin 37 由 动 能 定 理 ( 或 功 能 关 系 ) 知 ： 2mgh mg1cos 45 mg2cos 37 6 解得动摩擦因数 7，选项 A 正确。 下滑 h 时的速度最大，由动能定理知： 13 1 2 mgh mg1cos 45 2mv 解 得 v 2gh 7 ， 选 项 B 正确。 载人滑草车克服摩擦力做的功与重力做的功相等， 即 W 2mgh， 选项 C 错误。 3 滑草车在下段滑道上的加速度大小为 a g cos 37 gsin 37 35g， 选

15、项 D 错 误。 考点综合练 11 如图甲所示，一质量为 4 kg 的物体静止在水平地面上，让物体在随位移均匀减小的水平 推力 F 作用下开始运动 ， 推力 F 随位移 x 变化的关系如图乙所示， 已知物体与地面间的动摩擦因数 0.5，( 取 g10 m/s2)， 则下列说法正确的是 ( ) 甲 乙 A 物体先做加速运动，推力撤去时开始做减速运动 B物体在水 平地面上运动的最大位移是 10 m C 物体运动的最大速度为 2 15 m/s D 物体在运动中的加速度先变小后不变 B 当推力小于摩擦力时物体就开始做减速运动，选项 A 错误；由题图乙中 14 1 图线与 x 轴所围面积表示推力对物体做

16、的功得， 推力做的功 W 24100 J 200 J，根据动能定理有 W mgmx 0，得 xm 10 m，选项 B 正确；当推力与摩擦力 平衡时， 加速度为零， 速度最大， 由题图乙得 F 100 25x(N) ， 当 F mg 20 N 1 1 2 时 x 3.2 m ， 由 动 能 定 理 得 2(100 20) x mgx 2mv m，解得物体运动的最大速 15 度 v m 8 m/s， 选项 C 错误；物体运动中在推力由 100 N 减小到 20 N 的过程中， 加速度 逐渐减小，在推力由 20 N 减小到 0 的过程中，加速度又反向增大，此后加速度不变，故选项 D 错 误。 12

17、(2018 天 津 高 考 )我 国 自 行 研 制 、 具 有 完 全 自 主 知 识 产 权 的 新 一 代 大 型 喷 气 式 客 机 C919 首飞成功后， 拉开了全面试验试飞的新征程。 假设飞机在水平跑道上 的 滑 跑 是 初 速 度 为 零 的 匀 加 速 直 线 运 动 ， 当 位 移 x1.6 103 m 时才能达到起飞所 要求 的 速 度 v 80 m/s。 已 知 飞 机 质 量 m 7.0 104 kg，滑跑时受到的阻力为自身 重 力 的 0.1 倍 ， 重 力 加 速 度 取 g10 m/s2。求飞机滑跑过程中 (1)加 速 度 a 的大小； (2)牵引力的平均功率 P

18、。 解析： (1)飞机滑跑过程中做初速度为零的匀加速直线运动，有 v 2 2ax 代入数据解得 a 2 m/s2。 (2)设飞机滑跑受到的阻力为 F 阻 ，依题意有 F 阻 0.1mg 设发动机的牵引力为 F ，根据牛顿第二定律有 F F 阻 ma 设飞机滑跑过程中的平均速度为 v ， 有 v v 2 16 在滑跑阶段，牵引力的平均功率 P F v 17 C 2 联立 式解得 P 8.4 106 W。 答 案 ： (1)2 m/s2 (2)8.4 106 W 13 (2017 上海高考 )如图所示，与水平面夹角 37 的斜面和半径 R 0.4 m 的光滑圆轨道相切于 B 点，且固定于竖直平面内

19、。滑块从斜面上的 A 点由静止释 放， 经 B 点后沿圆轨道运动，通过最高点 C 时轨道对滑块的弹力为零。已知滑块与斜面间动摩 擦因数 0.25。 (g 取 10 m/s2， sin 37 0.6， cos 37 0.8)求： (1)滑 块 在 C 点 的 速 度 大 小 v C； (2)滑 块 在 B 点 的 速 度 大 小 v B； (3)A、 B 两 点 间 的 高 度 差 h。 解析： (1)对 C 点：滑块竖直方向所受合力提供向心力 mv 2 mg R v C gR 2 m/s。 (2)对 B C 过程由动能定理得： 1 mgR(1 cos 37 ) 2 1 2 2mvC 2mv B

20、 v B v C 2gR 1 cos 37 4.29 m/s。 18 (3)滑 块 在 A B 的过程，由动能定理： h 1 mgh mgos 37 2 0 sin 37 2mv B 代入数据解得 h 1.38 m。 答案： (1)2 m/s (2)4.29 m/s (3)1.38 m 19 高考真题集中练 (教师用书独具 ) 1 (2018 全国卷 )高铁列车在启动阶段的运动可看作初速度为零的匀加速直 线运动。在启动阶段， 列车的动能 ( ) A与它所经历的时间成正比B与它 的位移成正比 C 与它的速度成正 比 D与它的动量成正比 B 列车启动的过程中加速度恒定， 由匀变速直线运动的速度与时

21、间关系可知 1 2 1 2 2 v at， 且列车的动能为 Ek 2mv ， 由以上整理得 Ek 2ma t ，动能与时间的平方 1 2 成正比，动能与速度的平方成正比， A、C 错误；将 x 2at 代入上式得 Ek max ， 则列车的动能与位移成正 p2 比， B 正确；由动能与动量的关系式 Ek 2m可知，列车的动能与动量的平方 成正比， D 错误。 2 (2017 全国卷 )如图所示，一光滑大圆环固定在桌面上，环面位于竖直平 面内，在大圆环上套 着一个小环。小环由大圆环的最高点从静止开始下滑，在小 环下滑的过程中，大圆环对它的作用力 ( ) A 一 直 不 做 功 B 一 直 20 做 正 功 C 始 终 指 向 大 圆 环 圆 心 D 始 终 背 离 大 圆 环 圆 心 A 光滑大圆环对小环只有弹力作用。弹力方向沿大圆环的半径方向 (下滑过 程 先背离圆心，后指向圆心 )， 与小环的速度方向始终垂直，不做功。故选 A。 21