高考复习方案(全国卷地区专用)2017届高考物理一轮复习第5单元机械能第12讲功功率作业手册新人教版

第12讲功功率一、单选题[2015•温州八校联考]图K12-1甲为一女士站立在台阶式自动扶梯上正在匀速上楼，图乙为一男士站立在履带式自动人行道上正在匀速上楼.下列关于两人受到的力做功判断正确的是（）甲乙图K12-1A.甲图中支持力对人做正功B.乙图中支持力对人做正功C.甲图中摩擦力对人做负功D.乙图中摩擦力对人做负功[2015•德洪模拟]如图K12-2所示，质量分别为m和m的两个物体（m<m）在大小相等的两个力F1和F2的作用下沿水平方向移动了相同的距离.若F1做的功为W,F2做的功为W,则（）图K12-2A.W>WB.VKWC.W=WD.条件不足，无法确定[2015•唐山模拟]如图K12-3所示，位于固定粗糙斜面上的小物块P受到一沿斜面向上的拉力F作用沿斜面匀速上滑.现把力F的方向变为竖直向上，若使物块P仍沿斜面保持原来的速度匀速运动，则（）A.力F一定变小B.力F一定变大C.力F的功率将减小D.力F的功率将增大[2015•深圳一模]一汽车的额定功率为P,设在水平公路行驶所受的阻力恒定，最大行驶速度为vm.则（）A.若汽车以额定功率启动，则做匀加速直线运动B.若汽车匀加速启动，则在刚达到额定功率时的速度等于VmC.无论汽车以哪种方式启动，加速度与牵引力成正比D.汽车以速度Vm匀速行驶，若要减速，则要减小牵引力二、多选题[2015•辽宁师大附中月考]如图K124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（）惭口物体发生的位）惭口物体发生的位）图K12-4A.人对车的推力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（F+maL[2016•海阳一中模拟]质量为2kg的物体放在水平面上，物体与水平面间的动摩擦因数为^=0.1,在水平拉力F的作用下，由静止开始运动，拉力做的功移x之间的关系如图K12-5所示，g取10m/s2.下列说法中正确的是（图K12-5TOC\o"1-5"\h\zA.此物体在AB段做匀加速直线运动，且整个过程中拉力的最大功率为15WB.此物体在AB段做匀速直线运动，且整个过程中拉力的最大功率为6WC.此物体在AB段做匀速直线运动，且整个过程中拉力的最大功率为15WD.物体在OA段运动过程中拉力白平均功率大于AB段运动过程中拉力的平均功率[2015•东北师大附中三模]质量为m的物体静止在粗糙的水平地面上，从t=0时刻1.开始受到方向不变的水平拉力F作用，F与时间t的关系如图K12-6甲所小.物体在1t。时刻开始运动，其v-t图像如图乙所示，若认为滑动摩擦力等于最大静摩擦力，则（）甲乙图K12-6FoA.物体与地面间的动摩擦因数为一mg物体在to时刻的加速度大小为半t0C.物体所受合外力在to时刻的功率为2FoVoD.水平力F在to到2t0这段时间内的平均功率为Fo2V0+

1，一—一」4，，8.[2015南昌模拟]如图K12-7所小为汽车的加速度和车速倒数U的关系图像•若汽车质量为2X103kg,它由静止开始沿平直公路行驶，且行驶中阻力恒定，最大车速为30m/s,则（）1010图K12-79.汽车所受阻力为2X103N9.汽车所受阻力为2X103N汽车在车速为15m/s汽车匀加速的加速度为汽车匀加速所需时间为[2015•锦州质量检测时，功率为3m/s25s6X104W]为减少机动车尾气排放，某市推出新型节能环保电动车.检测该款电动车性能的实验中，质量为8X102kg的电动车由静止开始沿平直公路行驶，利用传感器测得此过程中不同时刻电动车的牵引力F与对应的速度v,并描绘出如图K12-8所一1……一—一，本的F--图彳t（图中ABBO均为直线），假设电动车行驶中所受阻力恒定，最终匀速运动,重力加速度g重力加速度g取10m/s2,则（A.电动车匀加速运动过程中的最大速度为15m/sB.该车启动后，先做匀加速运动，然后匀速运动C.该车做匀加速运动的时间是1.5sD.该车加速度大小为0.75m/s时，动能为1.44X104J三、计算题[2015•成都三模]我国的动车技术已达世界先进水平，“高铁出海”将在我国“一带一路”战略构想中占据重要一席.所谓动车组，就是把带动力的动力车与非动力车按照预定的参数组合在一起.如图K12-9所示，某车次动车组由2节动力车厢与6节非动力车厢连接而成，动车组总质量为6.4X105kg,正常行驶时两节动力车发动机的总功率为4X107W假设动车组均在平直路面行驶，受到的阻力恒为重力的0.1倍，g取10m/s2.求：（1）该动车组正常行驶时的最大速度.（2）甲站距乙站10km如果动车组以60m/s的速度通过甲站，要使动车组停靠在乙站，两台发动机至少需工作多长时间？如图K12-10所示，弹簧的一端固定，另一端连接一个物块，弹簧质量不计.物块(可视为质点)的质量为m在水平桌面上沿x轴运动，与桌面间的动摩擦因数为g以弹簧原长时物块的位置为坐标原点Q当弹簧的伸长量为x时，物块所受弹簧弹力大小为F=kx,k为常量.(1)请画出F随x变化的示意图；并根据F-x图像求物块沿x轴从O点运动到位置x的过程中弹力所做的功.(2)物块由xi向右运动到x3,然后由x3返回到x2,在这个过程中，a.求弹力所做的功；b.求滑动摩擦力所做的功.:■■■■0/。。上图K12-10课时彳^业(十二)A［解析］甲图中，人匀速上楼过程受竖直向上的支持和竖直向下的重力作用，不受摩擦力作用，摩擦力不做功，支持力与速度方向的夹角为锐角，则支持力做正功，选项A正确，选项C错误；乙图中，人受垂直斜梯向上的支持力、竖直向下的重力和平行斜梯向上的静摩擦力作用，支持力与速度方向垂直不做功，静摩擦力方向与速度方向相同，做正功，选项B、D错误.C［解析］由题知R和F2大小相等，物体移动的位移相同，并且力与位移的夹角相等，所以由功的公式WFlcos0可知，它们对物体做的功相同，选项C正确.C［解析］设物块与斜面间的动摩擦因数为(1,则拉力F=mgsin0+mgpos0；力F的方向竖直向上时，物块仍沿斜面匀速运动，根据受力分析知F=mg由于斜面倾角0和科未知，不能判断出力F如何变化，选项AB错误；由于力F的方向变为竖直向上后，摩擦力消失，力F的功率将减小，选项C正确，选项D错误.D［解析］当汽车以额定功率启动时，由P=Fv可知，牵引力随着速度的增大而减小，汽车不能做匀加速直线运动，选项A错误；汽车匀加速启动时，刚达到额定功率时加速度不为零，此后可做加速度减小的加速运动，继续加速后才能达到最大行驶速度强选项B错误；因为汽车受到阻力作用，所以加速度与牵引力和阻力的合力成正比，选项C错误；汽车匀速行驶时，牵引力等于阻力，所以要减速时，应减小牵引力，选项D正确.AD［解析］由W=FL知，人对车的推力F做的功为FL,选项A正确；对人进行受力分析，人受重力以及车对人的力，合力的大小为ma方向水平向左，故车对人的作用力大小为yj(mg2+(ma2,选项C错误；上述过程重力不做功，合外力对人做的功为maL所以车对人做的功为maL由相互作用力及人、车的位移相同可确定，人对车做的功为一maL选项B错误；对人应用牛顿第二定律知，在水平方向上有Ff-F=ma摩擦力做的功为(F+maL,选项D正确.CD［解析］物体受到的滑动摩擦力Ff=(img=2N,由题图知xi=3m位移内拉力做的功W=FiXi=15J,解得F1=5N,根据牛顿第二定律得Fi—Ff=ma,解得加速度d=1.5m/s：所用的时间为11=^y^x~=2s，末速度V1=at1=3m/s;由W=F2X2解得X2=6m位移内拉力F2=2N,与摩擦力Ff等大反向，所以物体在AB段做匀速直线运动，运动时间X2t2=-=2s,整个过程中拉力的最大功率为Pm=F1V1=15W选项C正确；OA段运动过程中V1TOC\o"1-5"\h\z_WW拉力的平均功率R=［=7.5W,AB段拉力的平均功率P2=r=6W,选项D正确.t1t2AD［解析］物体在t20时刻开始运动，说明此时阻力等于水平拉力，F0=R=^mg动摩擦因数w=F1选项A正确；在t。时刻，根据牛顿第二定律有2F。—Ff=ma则a=变二Ffmgm=Ff而言为t2。〜t。内的平均加速度，小于t。时刻的加速度，故选项B错误；物体受到的合外力为F=2F。—E=F。，物体所受合外力的功率P=Fov。，选项C错误；2t。时刻速度v=v。+at。=v°+—t。，物体在t。〜2t。时间内的平均速度v==v°+,平均功率P=2Fw=m22mF°t。F。2v°+,选项D正确.m

1，…一…ABD［解析］设汽车所受阻力大小为Ff,由汽车的加速度和车速倒数-的关系图像v可知，汽车从静止开始先做匀加速运动，力口速度a=2m/s2,直到速度达到vi=10m/s,则.Vi匀加速阶段所用时间为t=g=5s,此时汽车的功率达到最大R=(Ff+mavi;随后汽车做加速度逐渐减小的变加速运动，汽车的牵引力功率保持不变，当速度达到V2=30m/s时，加速度减小为零，此时展FfV2,则Ff=2X103N,Pm=6X104W,当汽车在车速为15m/s时，功率为6X104W,选项A、B、D正确.CD［解析］由图像知，电动车匀加速运动的最大速度为3m/s,选项A错误；由图线可知，AB段牵引力不变，电动车先做匀加速直线运动，BC段图线的斜率不变，斜率表示电动车的功率，即电动车的功率P=k=2000—400电动车的功率，即电动车的功率P=k=2000—400

~~1W=6000W不变，则随着电动车速度的增二315大，牵引力减小，电动车做加速度逐渐减小的加速运动，当牵引力等于阻力后，电动车做匀速直线运动，选项B错误；从图像中可得匀加速运动的末速度为3m/s,当牵引力等于阻力时，速度最大，由图线知，阻力Ff=400N,根据牛顿第二定律得，匀加速运动的加速度大TOC\o"1-5"\h\z小a=FZLff=2000N；400N=2m/s2则匀加速运动的时间t=v=1.5s,选项C正确；电m800kga动车加速度大小为0.75m/s2时，由牛顿第二定律得F'—Ff=ma,解得牵引力F'=Ff+\o"CurrentDocument"P1.24ma=1000N,此时电动车速度v=厂=6m/s,电动车的动能&=2mv=1.44x10J,选项D正确.(1)62.5m/s(2)131.2s［解析］(1)当牵引力等于阻力时，动车组速度达到最大值Vm由题意知，阻力Ff=0.1mg由P=Fv得：PPP取大速度vm—f—F—01mg—62.5m/s.(2)对车通过甲、乙两站的过程应用动能定理得12Pt—Ffx=0—2mv代入数据解得最短时间t=131.2s.一一101)1)(1)图略一2kx(2)a.2kx1—2kx2b.-mcg-(2X3-X1-X2)［解析］(1)F-x图像如图.F-x图线下的面积等于弹力做物体沿x轴从O点运动到位置x的过程