2023版高三一轮总复习物理（新教材新高考）课时分层作业12功和功率

1、 课时分层作业(十二)1一物体放在水平面上，它的俯视图如图所示，两个相互垂直的力F1和F2同时作用在物体上，使物体沿图中v0的方向做直线运动。经过一段位移的过程中，力F1和F2对物体所做的功分别为3 J和4 J，则两个力的合力对物体所做的功为()A3 J B4 J C5 J D7 JD当多个力对物体做功时，多个力的总功等于各个力对物体做功的代数和，故W合WF1WF23 J4 J7 J，选项D正确。2(2021福建永安一中高三上学期期末)如图所示，水平路面上有一辆质量为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

2、推力F做的功为FLB人对车做的功为maLC车对人的作用力大小为maD车对人的摩擦力做的功为(Fma)LA根据功的公式可知，人对车的推力做的功为WFL，故A正确；在水平方向上，由牛顿第二定律可知车对人的作用力为Fma，由牛顿第三定律可知人对车的作用力为ma，人对车做的功为WmaL，故B错误；人在水平方向受到车的作用力为ma，竖直方向上车对人还有支持力，故车对人的作用力为FNeq r(ma2mg2)meq r(a2g2)，故C错误；对人，由牛顿第二定律可得FfFma，则FfmaF，车对人的摩擦力做的功为WFfL(Fma)L，故D错误。3(2021山东省济南市高三阶段测试)如图为测定运动员体能的装置

3、，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GvB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GvD重物没有位移，所以人对重物没有做功，功率为0，故A错误；根据人的重心不动，则知人处于平衡状态，摩擦力与拉力平衡，传送带对人的摩擦力方向向右，拉力等于物体的重力G，所以人对传送带的摩擦力大小等于G，方向水平向左，故B错误；在时间t内人做功消耗的能量等于人对传送带做的功，人的重心不动，绳对人的拉力和人与传

4、送带间的摩擦力平衡，而拉力又等于G。根据PFv，所以人对传送带做功的功率为Gv，故C错误，D正确。4在水平地面上方的某处，把质量相同的P、Q两小球以相同速率沿竖直方向抛出，P向上，Q向下，不计空气阻力，两球从抛出到落地的过程中()AP球重力做功较多B两球重力的平均功率相等C落地前瞬间，P球重力的瞬时功率较大D落地前瞬间，两球重力的瞬时功率相等D根据Wmgh可知两球的重力做功相同，选项A错误；上抛的小球运动时间长，根据Peq f(W,t)可知两球重力的平均功率不相等，选项B错误；根据机械能守恒定律得eq f(1,2)mv2mgheq f(1,2)mveq oal( 2,0)，可知两球落地的速度相

5、同，由Pmgv可知落地前瞬间，两球重力的瞬时功率相等，选项C错误，选项D正确。5最近推出一款电动共享单车很受市民欢迎。一位市民仅靠电机驱动骑着该电动单车以恒定功率从静止启动，电动车能够达到的最大速度为v。已知电动单车所受的阻力是人和车总重力的eq f(1,10)，重力加速度g取10 m/s2，则当车速为eq f(v,4)时，人和车的瞬时加速度为()A1 m/s2 B3 m/s2 C4 m/s2 D5 m/sB由于电动单车以恒定功率启动，所以单车牵引力大小等于阻力时，单车速度最大，设人和车总质量为M，所以可以得到单车启动功率为eq f(1,10)Mgv，车速为eq f(v,4)时，可得单车的牵引

6、力为eq f(2,5)Mg，由牛顿第二定律得F牵F阻Ma，代入数据解得a3 m/s2。故选B。6如图所示，质量为m的物块与转台之间能出现的最大静摩擦力为物块重力的k倍，它与转轴OO相距R，物块随转台由静止开始转动。当转速增加到一定值时，物块即将在转台上滑动。在物块由静止到开始滑动前的这一过程中，转台对物块做的功为 ()A0 B2kmgR C2kmgR Deq f(kmgR,2)D由于物块做圆周运动，物块刚开始滑动这一时刻，物块受到转台的摩擦力为最大静摩擦力，则kmgmeq f(v2,R)，v2kgR。设转台对物块做的功为W转，运用动能定理研究物块由静止到开始滑动前的这一过程，W转eq f(1,

7、2)mv20eq f(kmgR,2)，故选项D正确。7轻质弹簧右端固定在墙上，左端与一质量m0.5 kg的物块相连，如图甲所示，弹簧处于原长状态，物块静止且与水平面间的动摩擦因数0.2。以物块所在处为原点，水平向右为正方向建立x轴，现对物块施加水平向右的外力F，F随x轴坐标变化的情况如图乙所示，物块运动至x0.4 m处时速度为零，则此时弹簧的弹性势能为(g取10 m/s2)()甲乙A3.1 J B3.5 J C1.8 J D2.0 JA物块与水平面间的摩擦力为Ffmg1 N。现对物块施加水平向右的外力F，Fx图像与x轴所围面积表示功，可知F做功W3.5 J，克服摩擦力做功WfFfx0.4 J。

8、由于物块运动至x0.4 m处时，速度为0，由功能关系可知，WWfEp，此时弹簧的弹性势能为Ep3.1 J，选项A正确。8(多选)(2021广东揭阳高三检测)质量为400 kg的赛车在平直赛道上以恒定功率加速，受到的阻力不变，其加速度a与速度的倒数eq f(1,v)的关系如图所示，则赛车()A速度随时间均匀增大B加速度随时间均匀增大C输出功率为160 kWD所受阻力大小为1 600 NCD由题图可知，加速度是变化的，故赛车做变加速直线运动，A错误；由PFv和FF阻ma可得aeq f(P,m)eq f(1,v)eq f(F阻,m)，由此式可知，赛车速度增大时，加速度逐渐减小，故赛车做加速度逐渐减小

9、的加速运动，B错误；由aeq f(P,m)eq f(1,v)eq f(F阻,m)结合aeq f(1,v)图像可得F阻4m(N)，P400m(W)，代入数据解得F阻1 600 N，P160 kW，C、D正确。9(多选)质量为2103 kg的汽车由静止开始沿平直公路行驶，行驶过程中牵引力F和车速倒数eq f(1,v)的关系图像如图所示。已知行驶过程中最大车速为30 m/s，设阻力恒定，则 ()A汽车所受阻力为6103 NB汽车在车速为5 m/s时，加速度为3 m/s2C汽车在车速为15 m/s时，加速度为1 m/s2D汽车在行驶过程中的最大功率为6104 WCD当牵引力等于阻力时，汽车的速度最大，

10、由图像可知阻力大小Ff2103 N，故A项错误；由图可知，车速为5 m/s时，汽车的牵引力F16103 N，则汽车的加速度a1eq f(F1Ff,m)eq f(61032103,2103) m/s22 m/s2，故B项错误；当车速为15 m/s时，汽车的牵引力F2eq f(P额,v2)eq f(6104,15) N4103 N，则加速度a2eq f(F2Ff,m)eq f(41032103,2103) m/s21 m/s2，故C项正确；Feq f(1,v)图像中倾斜图线的斜率表示功率，可知P额Ffvm210330 W6104 W，故D项正确。10两轮平衡车(如图所示)广受年轻人的喜爱，它的动力

11、系统由电池驱动，能够输出的最大功率为P0，小明驾驶平衡车在水平路面上沿直线运动，受到的阻力恒为f。已知小明和平衡车的总质量为m，从启动到达到最大速度的整个过程中，小明和平衡车可视为质点，不计小明对平衡车做功。设平衡车启动后的一段时间内是由静止开始做加速度为a的匀加速直线运动，则()A平衡车做匀加速直线运动过程中能达到的最大速度为veq f(P0,fma)B平衡车运动过程中所需的最小牵引力为FmaC平衡车达到最大速度所用的时间teq f(P0,fmaa)D平衡车能达到的最大行驶速度vmeq f(P0,fma)A当平衡车的实际功率达到最大功率时匀加速直线运动的速度达到最大值，有：P0Fv根据牛顿第

12、二定律可知：Ffma，联立可得veq f(P0,fma)，故A正确；平衡车在运动过程中，根据牛顿第二定律可知Ffma，即牵引力最小时即加速度为零时，因此Ff为最小值，故B错误；启动后从静止到最大速度，平衡车先做匀加速直线运动，所用时间为teq f(v,a)eq f(P0,fmaa)，之后平衡车做加速度减小的变加速运动，也需要一段时间，所以平衡车达到最大速度所用的时间大于eq f(P0,fmaa)，故C错误；平衡车所能达到的最大速度应该是合力为零时，即Ff，可知最大速度为vmeq f(P0,f)，故D错误。故选A。11如图甲所示，质量m2.0 kg的物体静止在水平面上，物体跟水平面间的动摩擦因数

13、0.20。从t0时刻起，物体受到一个水平力F的作用而开始运动，前8 s内F随时间t变化的规律如图乙所示，g取10 m/s2。求：甲乙丙(1)在图丙坐标系中画出物体在前8 s内的vt图像；(2)前8 s内水平力F所做的功。解析(1)04 s物体做初速度为0的匀加速直线运动，Fmgma1，a13 m/s24 s时物体速度v1a1t112 m/s45 s物体做加速度为a2的匀减速直线运动，(Fmg)ma2，a27 m/s25 s时物体速度v2v1a2t25 m/s5 s后F撤去，做加速度为a3的匀减速直线运动，设t3时间后速度为零mgma3，a3g2 m/s20v2a3t3，则t32.5 s。即57

14、.5 s内做匀减速直线运动到速度为零7.58 s内物体处于静止状态综上，08 s内的vt图像如图所示。(2)前8 s内水平力F所做的功由vt图像知：WFFeq f(v1,2)t1Feq f(v1v2,2)t2155 J。答案(1)见解析图(2)155 J12目前，上海有若干辆超级电容车试运行，运行中无需连接电缆，只需在乘客上车间隙充电30秒到1分钟，就能行驶3到5千米。假设有一辆超级电容车，质量m2103 kg，额定功率P60 kW，当超级电容车在平直水平路面上行驶时，受到的阻力Ff是车重的0.1倍，g取10 m/s(1)超级电容车在此路面上行驶所能达到的最大速度是多少？(2)若超级电容车从静止开始，保持以0.5 m/s2的加速度做匀加速直线运动，这一过程能维持多长时间？(3)若超级电容车从静止开始，保持额定功率做加速运动，50 s后达到最大速度，求此过程中超级电容车的位移大小。解析(1)当超级电容车速度达到最大时，超级电容车的牵引力与阻力平衡，即FFfFfkmg2 000 NPFfvm解得vmeq f(P,Ff)30 m/s。