【物理】2019届一轮复习人教版 功和功率 学案 7页

第五章 功和能 1.从近几年高考来看，关于功和功率的考查，多以选择题的形式出现，有时与电流及电磁感应相结合命题 2．功和能的关系一直是高考的“重中之重”，是高考的热点和重点，涉及这部分内容的考题不但题型全、 分量重，而且还经常有压轴题，考查最多的是动能定理和机械能守恒定律，且多数题目是与牛顿运动定律、 平抛运动、圆周运动以及电磁学等知识相结合的综合性试题． 3．动能定理及能量守恒定律仍将是高考考查的重点．高考题注重与生产、生活、科技相结合，将对相关知 识的考查放在一些与实际问题相结合的情境中去，能力要求不会降低. 第 18 讲 功和功率 1.掌握做功正负的判断和计算功的方法. 2.理解 和 P＝Fv 的关系，并会运用. 3.会分析机车的两种启动方式． 一、功 1．做功的两个要素 (1)作用在物体上的力． (2)物体在力的方向上发生的位移． 2．公式：W＝Flcos_α (1)α 是力与位移方向之间的夹角，l 为物体对地的位移． (2)该公式只适用于恒力做功． (3)功是标(标或矢)量． 3．功的正负 (1)α<90°，力对物体做正功． (2)α>90°，力对物体做负功，或者说物体克服这个力做了功． (3)α＝90°，力对物体不做功． 二、功率 t WP = 1．定义：功与完成这些功所用时间的比值． 物理意义：描述力对物体做功的快慢． 2．公式 (1) ，P 为时间 t 内的平均功率． (2)P＝Fvcos α(α 为 F 与 v 的夹角) ①v 为平均速度，则 P 为平均功率． ②v 为瞬时速度，则 P 为瞬时功率． 过关检测 一、选择题(本大题共 12 小题，每小题 5 分，共 60 分。在每小题给出的四个选项中. 1~8 题只有一项符合题 目要求； 9~12 题有多项符合题目要求。全部选对的得 5 分，选对但不全的得 3 分，有选错的得 0 分。) 1．如图为测定运动员体能的装置，轻绳拴在腰间沿水平线跨过定滑轮（不计滑轮的质量与摩擦），下悬重 力为 G 的物体。设人的重心相对地面不动，人用力向后蹬传送带，使水平传送带以速率为 v 逆时针转动， 则（ ） A． 人对重物做功功率为 Gv B． 人对传送带的摩擦力大小等于 G，方向水平向右 C． 人对传送带的摩擦力对传送带不做功 D． 人对传送带做功的功率大小为 Gv[ 【答案】 D 2．如图，质量为 m 的小球从 A 点由静止开始沿半径为 R 的 光滑圆轨道 AB 滑下，在 B 点沿水平方向飞出 后，落在一个与地面成 37°角的斜面上的 C 点（图中未画出）。已知重力加速度为 g，sin37°＝0.6，则从 A 点到 C 点的过程中小球重力所做的功为 A． B． C． D． t WP = 【答案】 A 3．在一次跳绳体能测试中，一位体重约为 50kg 的同学，一分钟内连续跳了 140 下，若该同学每次跳跃的 腾空时间为 0.2s，重力加速度 g 取 ，则他在这一分钟内克服重力做的功约为（ ） A． 3500J B． 14000J C． 1000J D． 2500J 【答案】 A 【解析】G=mg=50kg×10N/kg=500N，腾空时间为 0.2s 表示上升过程 0.1s，上升的高度为 h=0.05m，根据 W=Gh 得 起 跳 一 次 克 服 重 力 的 功 W0=Gh=500N×0.05m=25J ： 1min 跳 了 140 次 ， 则 一 分 钟 内 克 服 重 力 做 功 W=140W0=140×25J=3500J．故选 A。 【点睛】克服重力做功直接利用 W=Gh 计算即可，注意 1min 起跳的次数， 4．如图所示，一个质量为 1kg 的遥控小车正以 18m/s 的速度，沿水平直线轨道做匀速直线运动，在 t=0 时 刻开始制动做匀减速直线运动，在 3s 内前进了 36m。在这 3s 内（ ） A． 小车运动的平均速度大小为 9m/s B． 小车受到的制动力大小为 6N C． 制动力对小车做负功，大小等于 162J D． 制动力对小车做功的平均功率为 48W 【答案】 D 5．汽车沿平直的公路以恒定功率从静止开始启动，行驶 200s 时运动的距离为 1700m，设汽车所受阻力恒定， 下列说法中正确的是（ ） A． 汽车的牵引力逐渐增大 B． 汽车做匀加速运动 C． 汽车做加速度逐渐增大的加速运动 D． 汽车在 时间内的末速度一定小于 【答案】 D 6．一汽车在平直公路上行驶，从某时刻开始计时，发动机的功率 P 随时间 t 的变化如图所示。假定汽车所 受阻力的大小 f 恒定不变。下列描述该汽车的速度 v 随时间 t 的变化的图线中，可能正确的是 A． B． C． D． 【答案】 D 7．用铁锤把小铁钉钉入木板，设木板对铁钉的阻力与铁钉进入木板的深度成正比。已知铁锤第一次使铁钉 进入木板的深度为 d，接着敲第二锤，如果铁锤第二次敲铁钉时对铁钉做的功与第一次相同，那么，第二次 使铁钉进入木板的深度为(　　) A． B． C． D． 【答案】 B 8．如图所示，水平平台上放置一长为 L、质量为 m 的均匀木板，板右端距离平台边缘为 s，板与台面间动 摩擦因数为 μ，重力加速度为 g.现对板施加水平推力，要使板脱离平台，推力做功的最小值为(　　) A． B． C． D． 【答案】 B 9．如图所示，一质量为 m 的小球固定在长为 2L 的轻杆上端，轻杆下端用光滑铰链连接于地面上的 A 点， 杆可绕 A 点在竖直平面内自由转动，杆的中点系一细绳，电机与自动装置控制绳子，使得杆可以从虚线位 置绕 A 点逆时针倒向地面，且整个倒下去的过程中，杆做匀速转动．那么在此过程中（　　） A． 小球重力做功为 2mgL B． 绳子拉力做功大于 2mgL C． 重力做功功率逐渐增大 D． 绳子拉力做功功率先增大后减小 【答案】 AC ( )3 1 d− ( )2 1 d− ( )5 1 2 d − 2 2 d 10．质量 m=2kg 的物体原来静止在粗糙水平地面上，现在第 1,、3、5、 奇数秒内给物体施加方向向北、 大小为 6N 的水平推力，在第 2、4、6、 偶数秒内，给物体施加方向仍向北，但大小等于 2N 的水平推力。 已知物体与地面间的动摩擦因数为 0.1，取 g=10m/s2，下列判断正确的有 A． 物体在 t=9s 末的速度是 10m/s B． 物体在前 9s 内平均速度是 5m/s C． 推力在前 9s 内做功为 150J D． 推力在前 9s 内平均功率为 30W 【答案】 AB 11．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，则下列说法正确的是 A． 时刻的瞬时速度为 B． 在 到 这段时间内物体发生的位移 C． 时刻的瞬时功率为 D． 在 到 这段时间内，水平力的平均功率为 【答案】 BC 12．工地上安装了一种全自动升降机模型，用电动机通过钢丝绳拉着升降机由静止开始匀加速上升，已知 升降机的质量为 m，当升降机的速度为 v1 时，电动机的有用功率达到最大值 P，以后电动机保持该功率不 变，直到升降机以最大速度 v2 匀速上升为止，假设整个过程中忽略摩擦阻力及空气阻力，重力加速度为 g。 有关此过程下列说法正确的是 A． 钢丝绳的最大拉力为 B． 升降机的最大速度 C． 钢丝绳的拉力对升降机所做的功等于升降机克服重力所做的功 D． 升降机速度由 v1 增大至 v2 的过程中，钢丝绳的拉力不断减小 【答案】 BD 二、非选择题（本大题共 4 小题，第 13、14 题每题 10 分；第 15、16 题每题 15 分；共 50 分） 13．用竖直向上大小为 60 N 的力 F，将质量为 2 kg 的物体从地面由静止提升，物体上升 2m 时撤去力 F， 经一段时间后，物体落回地面。已知物体所受空气阻力 f 大小恒为 10N，g 取 10 m/s2。求： （1）拉力 F 做的功 （2）物体上升过程中所能达到的最大高度 （3）物体刚落回地面时的速度 【答案】 （1）120J（2）4m（3）2 m/s 方向竖直向下 14．物体放在水平地面上，如图 1 所示，已知物体所受水平拉力 F 随时间的变化情况如图 2 所示，物体相 应的速度 随时间的变化关系如图 3 所示。求： （1）物体与地面间的动摩擦因数； （2）0－10s 时间内，物体克服摩擦力所做的功。 【答案】 （1）0.15 （2）30J 15．质量 m=1.0×103kg 的汽车，沿倾角 θ=37°、长 x=200m 的斜坡从坡底由静止开始向上运动，汽车在运动 过程中所受阻力大小恒为 f=1500N，汽车发动机的额定输出功率 P=4.8×104W，汽车开始时以大小 a=0.5m/s2 的加速度匀加速行驶，功率达到额定功率后以额定功率行驶，汽车到达坡顶前已达最大速度，取 ，求：（1）汽车匀加速运动得时间。 （2）汽车从坡底到坡顶所用的时间。 【答案】 （1） （2） 16．如图甲所示 ，轨道 ABC 由一个倾角为 θ=30°的斜面 AB 和一个水平面 BC 组成，一个可视为质点的质 量为 m 的滑块从 A 点由静止开始下滑，滑块在轨道 ABC 上运动的过程中，受到水平向左的力 F 的作用， 其大小和时间的关系如图乙所示(2t0 后，撤去 F)，经过时间 t0 滑块经过 B 点时无机械能损失，最后停在水 平轨道 BC 上，滑块与轨道之间的动摩擦因数 μ=0.5，已知重力加速度为 g。求： （1）整个过程中滑块的运动时间； （2）整个过程中水平力 F 做的功； 【答案】 (1)6 ；(2) 0t 2 2 0 5 2 mg t