高考物理 期末一模联考新题精选分类解析 专题07 功和功率.doc

七、功和功率1（2013上海市普陀区期末）如图所示，两个互相垂直的恒力f1和f2作用在同一物体上，使物体发生一段位移后，力f1对物体做功为4j，力f2对物体做功为3j，则力f1与f2的合力对物体做功为 （ ） a. 1jb. 3.5jc. 5jd. 7j2（2013上海市普陀区期末）如图甲所示，某人骑自行车在平直的路面上运动。当人停止蹬车后，阻力做功使自行车最终停止。在此过程中，阻力做的功w与人刚停止蹬车时自行车的速度v的wv曲线如图乙所示。其中符合实际情况的是 （ ）甲乙 答案：c解析：由动能定理可得，w=mv2，选项c正确。3. （2013上海市长宁区期末）如图所示为一种测定运动员体能的装置，运动员的质量为m1，绳的一端拴在腰间并沿水平方向跨过滑轮（不计滑轮质量及摩擦），绳的下端悬挂一个质量为m2的重物，人用力蹬传送带使传送带以速率v匀速向右运动而人的重心不动下面说法中正确的是vm2a绳子拉力对人做正功b人对传送带做正功c运动时间t后，运动员的体能消耗约为m2gvtd运动时间t后，运动员的体能消耗约为（m1m2）gvt4（2013山西省运城市期末调研）当地时间2012年10月14日，在美国新墨西哥州的罗斯韦尔，43岁的奥地利冒险家费利克斯鲍姆加特纳（ felixbaumgarter），终于在多次延期之后，成功完成了从海拔39万米的“太空边缘”跳伞的壮举，打破了尽管这一事实还有待权威机构认可载人气球最高飞行、最高自由落体、无助力超音速飞行等多项世界纪录。已知费利克斯一鲍姆加特纳从跳跃至返回地面用时9分钟，下落4分20秒后打开降落伞，其运动过程的最大速度为373m/s;如图是费利克斯鲍姆加特纳返回地面的示意图。则下列说法正确的是（ ） a费利克斯鲍姆加特纳在打开降落伞之前做自由落体运动 b费利克斯鲍姆加特纳在打开降落伞之后的一小段时间内处于超重状态 c费利克斯鲍姆加特纳在打开降落伞之前机械能守恒 d在打开降落伞之后，重力对费利克斯鲍姆加特纳所做的功大小等于他克服阻力所做的功5. （2013广东省佛山市质检）汽车沿平直的公路以恒定功率p从静止开始启动，经过一段时间t达到最大速度v，若所受阻力始终不变，则在t这段时间内a. 汽车牵引力恒定 b. 汽车牵引力做的功为ptc. 汽车加速度不断增大 d. 汽车牵引力做的功为答案：b解析：汽车沿平直的公路以恒定功率p从静止开始启动，做加速度逐渐减小的加速运动，汽车牵引力逐渐减小，选项ac错误。汽车牵引力做的功为pt，选项b正确d错误。6（2013山东师大附中质检）质量为m的汽车，启动后沿平直路面行驶，如果发动机的功率恒为p，且行驶过程中受到的摩擦阻力大小一定，汽车速度能够达到的最大值为v，那么当汽车的车速为v3时，汽车的瞬时加速度的大小为a bc d【答案】b【解析】当汽车匀速行驶时，有f=f= 根据p=f，得f= ，由牛顿第二定律得a= = 故b正确，a、c、d错误。7（2013山东师大附中质检）如图所示，用一与水平方向成的力f拉一质量为m的物体，使它沿水平方向匀速移动距离s，若物体和地面间的动摩擦因数为，则此力f对物体做的功，下列表达式中正确的有afscosbmgscmgs(cos-sin)dmgscos/(cos+sin)8. （2013山东济南测试）如图所示，汽车通过轻质光滑的定滑轮，将一个质量为m的物体从井中拉出，绳与汽车连接点a距滑轮顶点高为h，开始时物体静止，滑轮两侧的绳都竖直绷紧，汽车以速度v向右匀速运动，运动到跟汽车连接的细绳与水平夹角为30，则 ( )a从开始到绳与水平夹角为30时，拉力做功mghb从开始到绳与水平夹角为30时，拉力做功mgh+mv2c在绳与水平夹角为30时，拉力功率为mgvd在绳与水平夹角为30时，拉力功率大于mgv 9.（8分）（2013河南郑州市一模）如图a所示，在水平路段ab上有一质量为2103kg的汽车，正以10m/s的速度向右匀速行驶，汽车前方的水平路段bc较粗糙，汽车通过整个abc路段的v-t图像如图b所示，在t=20s时汽车到达c点，运动过程中汽车发动机的输出功率保持不变。假设汽车在ab路段上运动时所受的恒定阻力（含地面摩擦力和空气阻力等）f1=2000n。（解题时将汽车看成质点）求：（1）运动过程中汽车发动机的输出功率p；（2）汽车速度减至8m/s的加速度a大小；（3）bc路段的长度。解析：（8分）（1）汽车在ab路段时，牵引力和阻力相等f1= f1，p= f1 v1，联立解得： p=20 kw （2分） （2）t=15 s后汽车处于匀速运动状态，有f2= f2，p= f2 v2，f2=p/ v2，联立解得： f2=4000 n （2分）v=8 m/s时汽车在做减速运动，有f2-f=ma，f=p/v 解得 a=0.75 m/s2 （1分）（3） （2分）解得 s=92.5 m （1分）10（12分）（2013山东寿光市质检）质量为1.0103kg的汽车，沿倾角为30的斜坡由静止开始运动，汽车在运动过程中所受摩擦阻力大小恒为2000n，汽车发动机的额定输出功率为5.6104 w，开始时以a=1m/s2的加速度做匀加速运动（g=10m/s2）。求：（1）汽车做匀加速运动的时间t1；（2）汽车所能达到的最大速率；（3）若斜坡长143.5m，且认为汽车达到坡顶之前，已达到最大速率，则汽车从坡底到坡顶需多少时间？【解析】（1）根据牛顿第二定律有：设匀加速的末速度为v，则有：p=fv、v=at1代入数值，联立解得：匀加速的时间为：t1=7s（2）当达到最大速度vm时，有：解得：汽车的最大速度为：（3）汽车匀加速运动的位移为：在后一阶段牵引力对汽车做正功，重力和阻力做负功，根据动能定理有：又有代入数值，联立求解得：所以汽车总的运动时间为11（2013上海市黄浦区期末）如图所示，用两根金属丝弯成一光滑半圆形轨道，竖直固定在地面上，其圆心为o、半径为0.3m。轨道正上方离地0.4m处固定一水平长直光滑杆，杆与轨道在同一竖直平面内，杆上p点处固定一定滑轮，p点位于o点正上方。a、b是质量均为2kg的小环，a套在杆上，b套在轨道上，一条不可伸长的细绳绕过定滑轮连接两环。两环均可看作质点，且不计滑轮大小与质量。现在a环上施加一个大小为55n的水平向右恒力f，使b环从地面由静止沿轨道上升。（g取10m/s2），求：（1）在b环上升到最高点d的过程中恒力f做功为多少？（2）当被拉到最高点d时，b环的速度大小为多少？（3）当b、p间细绳恰与圆形轨道相切时，b环的速度大小为多少？（4）若恒力f作用足够长的时间，请描述b环经过d点之后的运动情况。解析：（14分）（1）a环运动的位移为s=（0.50.1 ）m =0.4m （1分）恒力f做功：由wf =fs，可解得wf=22j （2分）（2）b环被拉到最高点d时a环的速度为零， （1分）由mva2+mvb20 = wfwg （2分）可解得vb=4m/s （1分）dopabf（3）当b、p间细绳恰与圆形轨道相切时位置如右图所示，其中sin=0.75由mva2+mvb20=wfwg 其中va=vb wf=55(0.5)j=12.95j wg=（2100.3sin）j=4.5j可解得vb=2.06m/s （2分）（4）b环经过d点之后将会沿半圆形轨道运动至右侧最低点，然后沿轨道返回左侧最低点，之后将重复运动。 （2分）12（12分）（2013上海市金山区期末）如图，将质量m2kg的圆环套在与水平面成37角的直杆上，直杆固定不动，环的直径略大于杆的截面直径，环与杆间动摩擦因数m0.5，对环施加一个竖直向上的拉力f，使环由静止开始运动，已知t=1s 内环通过的位移为0.5m。（1）若环沿杆向下运动，求f的大小；（2）若环沿杆向上运动，且t=1s时撤去拉力，求环沿杆向上运动过程中克服摩擦力做功的大小。 13（13分）（2013河北省唐山市期末模拟）美国“肯尼迪”号航空母舰舰体长318.5m，舰上有帮助飞机起飞的弹射系统。飞行甲板上用于飞机起飞的跑道长200m，舰上搭载的战机为“f/a-18”型（绰号大黄蜂）战机。已知该型号战机的总质量为16吨，最小起飞速度为50m/s。该战机起飞时在跑道上滑行过程中所受阻力为其重力的0.1倍，发动机产生的推力为8l04n。（重力加速度g=10m/s2）求： （1）该战机起飞时在跑道上滑行过程中的加速度； （2）为保证战机正常起飞，弹射系统对飞机至少做多少功： （3）若弹射系统已经损坏，可采用什么方法使飞机在航空母舰上起飞。解：（1）根据牛顿第二定律得： 利用题目中已知条件，并将ff=01mg代入可解得：a=4m/s2 （2）设飞机被弹射系统弹出时速度为v0，弹射系统对其做功为w，则： 离开弹射系统后做匀加速运动。离开地面时的速度为vt，则： 代入数值后解得：w=72106j（3）若没有弹射系统，则飞机做初速度为零的匀加速运动，设离开飞行甲板时速度为v，则：代入数值计算得：v=40m/s。这样，只要让航母沿着飞机起飞的方向，以不小于10m/s的速度前进，就能保证飞机正常起飞。只要能答出“航空母舰沿着飞机起飞方向以适当的速度运动”即可得分。（每式2分，（3）小题3分，其它方法正确同样得分）14（17分）（2013徐州质检）如图所示，粗糙弧形轨道ab和两个光滑半圆轨道组成翘尾巴的s形轨道。光滑半圆轨道半径为r，两个光滑半圆轨道连接处cd之间留有很小空隙，刚好能够使小球通过，cd之间距离可忽略。粗糙弧形轨道最高点a与水平面上b点之间的高度为h从a点静止释放一个可视为质点的小球，小球沿翘尾巴的s形轨道运动后从e点水平飞出，落到水平地面上，落点到与e点在同一竖直线上b点的距离为s。已知小球质量m，不计空气阻力，求：（1）小球从e点水平飞出时的速度大小；（2）小球运动到半圆轨道的b点时对轨道的压力大小；（3）小球沿翘尾巴s形轨道运动时克服摩擦力做的功。 （2）小球从b点运动到e点的过程，机械能守恒 解得在b点 得由牛顿第三定律可知小球运动到b点时对轨道的压力为（3）设小球沿翘尾巴的s形轨道运动时克服摩擦力做的功为w，则得 15（2013江苏省连云港市期末）如图所示为摩托车特技比赛用的部分赛道，由一段倾斜坡道ab与竖直圆形轨道bcd衔接而成，衔接处平滑过渡且长度不计。已知坡道的倾角=11.5，圆形轨道的半径r=10m，摩托车及选手的总质量m=250kg，摩托车在坡道行驶时所受阻力为其重力的0.1倍。摩托车从坡道上的a点由静止开始向下行驶，a与圆形轨道最低点b之间的竖直距离h=5m，发动机在斜坡上产生的牵引力f=2750n，到达b点后摩托车关闭发动机。已知，g=10m/s2.(1)求摩托车在ab坡道上运动的加速度；(2)求摩托车运动到圆轨道最低点时对轨道的压力；(3)若运动到c点时恰好不脱离轨道，则摩托车在