高考物理一轮复习 课时作业16 功 功率（含解析）-人教版高三物理试题

课时作业(十六)功功率1．如图所示的a、b、c、d中，质量为M的物体甲受到相同的恒力F的作用，在力F作用下物体甲在水平方向移动相同的位移．μ表示物体甲与水平面间的动摩擦因数，乙是随物体甲一起运动的小物块．比较物体甲移动的过程中力F对物体甲所做的功的大小，则()a．μ＝0b．μ≠0c．μ≠0d．μ＝0A．Wa最小 B．Wd最大C．Wa>Wc D．四种情况一样大答案D2．一物体放在水平面上，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3J和4J，则两个力的合力对物体所做的功为()A．3J B．4JC．5J D．7JD[当有多个力对物体做功的时候，总功的大小就等于各个力对物体做功的代数和，由于力F1对物体做功3J，力F2对物体做功4J，所以F1与F2的合力对物体做的总功就为W＝3J＋4J＝7J．]3．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－ma)L答案A4．(2019·湖南长沙模拟)国家“十三五”重点研发计划《现代轨道交通专项》启动时速600公里高速磁悬浮交通和时速200公里中速磁悬浮交通研发项目，列车速度的提高要解决许多具体的技术问题，提高牵引功率就是其中之一．若列车匀速行驶时，所受阻力大小与速度大小成正比，当磁悬浮列车分别以600km/h和200km/h的速度匀速行驶时，列车的牵引功率之比为()A．3∶1 B．6∶1C．9∶1 D．12∶1C[列车匀速行驶时，则有F＝Ff＝kv，牵引力的功率P＝Fv＝kv2，因为列车的速度之比为3∶1，所以牵引功率之比为9∶1，故C正确，A、B、D错误．]5．如图，一箱苹果沿着倾角为θ的光滑斜面加速下滑，在箱子正中央夹有一只苹果，它周围苹果对它作用力的合力()A．对这只苹果做正功 B．对这只苹果做负功C．对这只苹果不做功 D．无法确定C[对整体分析，受重力和支持力，整体的加速度a＝eq\f(Mgsinθ,M)＝gsinθ，可知苹果的加速度为gsinθ，苹果受重力、周围苹果的作用力，两个力的合力等于mgsinθ，所以其他苹果对该苹果的作用力等于mgcosθ，方向垂直于斜面向上，根据功的公式可知，周围苹果对它的作用力不做功，故C正确，A、B、D错误．]6．A、B两物体的质量之比mA∶mB＝2∶1，它们以相同的初速度v0在水平面上做匀减速直线运动，直到停止，其速度－时间图象如图所示．那么，A、B两物体所受摩擦阻力之比FA∶FB与A、B两物体克服摩擦阻力做功之比WA：WB分别为()A．2∶1,4∶1 B．4∶1,2∶1C．1∶4,1∶2 D．1∶2,1∶4B[由v－t图象可知：aA∶aB＝2∶1，又由F＝ma，mA∶mB＝2∶1，可得FA∶FB＝4∶1，又由题图中面积关系可知A、B位移之比xA∶xB＝1∶2，由做功公式W＝Fx，可得WA∶WB＝2∶1.]7．一汽车以速度v0在平直路面上匀速行驶，在t＝0时该汽车进入一定倾角的上坡路段，设汽车行驶过程中受到的阻力大小恒定不变，发动机的输出功率不变，已知汽车上坡路面足够长．从t＝0时刻开始，汽车运动的v－t图象可能正确的有()D[汽车在平直路面上以速度v0匀速行驶时，设汽车受到的阻力大小为Ff，汽车的牵引力大小为F，t＝0时刻汽车上坡，加速度为a＝eq\f(Ff＋mgsinθ－F,m)，汽车立即减速，又牵引力F＝eq\f(P,v)随速度减小而增大，汽车做加速度减小的减速运动，当加速度减小为0时，汽车匀速运动，选项D正确．]8．(2019·山东日照模拟)汽车发动机的额定功率是60kW，汽车的质量为2×103kg，在平直路面上行驶，受到的阻力是车重的0.1倍．若汽车从静止出发，以0.5m/s2的加速度做匀加速运动，则出发50s时，汽车发动机的实际功率为(g取10m/s2)()A．25kW B．50kWC．60kW D．75kWC[汽车受到的阻力Ff＝0.1mg＝2000N，汽车以0.5m/s2的加速度做匀加速运动，由牛顿第二定律得F－Ff＝ma，解得F＝3000N，若50s内车做匀加速运动，则v＝at＝25m/s,50s末汽车功率P＝Fv＝75000W＝75kW，但汽车发动机的额定功率是60kW，则50s内车不是匀加速运动，而是先匀加速运动后变加速运动，出发50s时，汽车发动机的实际功率为60kW，故C正确．]9．(2019·河北保定模拟)质量为5×103kg的汽车在水平路面上由静止开始以加速度a＝2m/s2开始做匀加速直线运动，所受阻力是1.0×103N，则汽车匀加速启动过程中()A．第1s内汽车所受牵引力做功为1.0×104JB．第1s内汽车所受合力的平均功率为20kWC．第1s末汽车所受合力的瞬时功率为22kWD．第1s末汽车所受牵引力的瞬时功率为22kWD[根据牛顿第二定律得F－F阻＝ma，则F＝F阻＋ma＝11000N．汽车第1s末速度v＝at＝2m/s.第1s内汽车位移x＝eq\f(v,2)t＝1m，第1s内汽车所受牵引力做功W＝Fx＝1.1×104J，A错误．根据动能定理，第1s内汽车所受合力的功W＝eq\f(1,2)mv2，其平均功率eq\o(P,\s\up6(－))＝eq\f(W,t)＝eq\f(\f(1,2)mv2,t)＝10kW，B错误．根据P＝Fv得P1＝mav＝20kW，C错误．牵引力的瞬时功率P2＝Fv＝22kW，D正确．][能力提升练]10．(2016·天津卷)(多选)我国高铁技术处于世界领先水平，和谐号动车组是由动车和拖车编组而成，提供动力的车厢叫动车，不提供动力的车厢叫拖车．假设动车组各车厢质量均相等，动车的额定功率都相同，动车组在水平直轨道上运行过程中阻力与车重成正比．某列动车组由8节车厢组成，其中第1、5节车厢为动车，其余为拖车，则该动车组()A．启动时乘客受到车厢作用力的方向与车运动的方向相反B．做匀加速运动时，第5、6节与第6、7节车厢间的作用力之比为3∶2C．进站时从关闭发动机到停下来滑行的距离与关闭发动机时的速度成正比D．与改为4节动车带4节拖车的动车组最大速度之比为1∶2BD[列车启动时，乘客受到车厢的作用力与车运动的方向一致，选项A错误；所有车厢的加速度相同，以后三节车厢为研究对象，5、6节车厢间的作用力为3ma，以后两节车厢为研究对象，6、7节车厢间的作用力为2ma，作用力之比为3∶2，选项B正确；根据运动学公式x＝eq\f(v\o\al(2,0),2a′)可得，滑行距离与关闭发动机时的速度的平方成正比，选项C错误；两节动车时2P＝8kmgv1,4节动车时4P＝8kmgv2，解得v1∶v2＝1∶2，选项D正确．]11．(2019·江西临川九校联考)如图甲所示，一次训练中，运动员腰部系着不可伸长的绳拖着质量m＝11kg的轮胎从静止开始沿着笔直的跑道加速奔跑，绳与水平跑道的夹角是37°，5s后绳从轮胎上脱落，轮胎运动的v－t图象如图乙所示，不计空气阻力，已知sin37°＝0.6，cos37°＝0.8，g取10m/s2，则下列说法正确的是()A．轮胎与水平跑道间的动摩擦因数μ＝0.2B．绳的拉力F的大小为55NC．在0～5s内，轮胎克服摩擦力做的功为1375JD．在6s末，摩擦力的瞬时功率大小为275WD[绳从轮胎上脱落后，轮胎的受力情况如图甲所示．由轮胎的速度－时间图象可得此过程的加速度为a2＝－5m/s2，根据牛顿第二定律有－f2＝ma2，又因为f2＝μN2，N2－mg＝0，代入数据解得μ＝0.5，选项A错误；绳拉轮胎的过程中，轮胎的受力情况如图乙所示．根据牛顿第二定律有Fcos37°－f1＝ma1，又因为f1＝μN1，mg－Fsin37°－N1＝0，由轮胎的速度－时间图象得此过程的加速度a1＝2m/s2，联立解得F＝70N，选项B错误；在0～5s内，轮胎克服摩擦力做功为W＝f1s1＝μ(mg－Fsin37°)s1＝0.5×68×25J＝850J，选项C错误；由速度－时间图象得6s末轮胎的速度为5m/s，在6s末，摩擦力的瞬时功率为P＝μmgv＝275W，选项D正确．]12．(多选)质量为2×103kg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)的关系图象如图所示．已知行驶过程中最大车速为30m/s，设阻力恒定，则()A．汽车所受阻力为6×103NB．汽车在车速为5m/s时，加速度为3m/s2C．汽车在车速为15m/s时，加速度为1m/s2D．汽车在行驶过程中的最大功率为6×104WCD[当牵引力等于阻力时，汽车的速度最大，由图线可知阻力大小Ff＝2×103N，故A项错误；F－eq\f(1,v)图象中倾斜图线的斜率表示功率，可知P额＝Ffvm＝2×103×30W＝6×104W，故D项正确；由图可知，车速为5m/s时，汽车的牵引力F1＝6×103N，则汽车的加速度a1＝eq\f(F1－Ff,m)＝eq\f(6×103－2×103,2×103)m/s2＝2m/s2，故B项错误；当车速为15m/s时，汽车的牵引力F2＝eq\f(P额,v2)＝eq\f(6×104,15)N＝4×103N，则加速度a2＝eq\f(F2－Ff,m)＝eq\f(4×103－2×103,2×103)m/s2＝1m/s2，故C项正确．]13．(2019·山东临沂模拟)(多选)水平面上质量为m＝6kg的物体，在大小为12N的水平拉力F的作用下做匀速直线运动，从x＝2.5m位置处拉力F逐渐减小，力F随位移x变化规律如图所示，当x＝7m时拉力减为零，物体也恰好停下，g取10m/s2，下列结论正确的是()A．物体与水平面间的动摩擦因数为0.2B．合外力对物体所做的功为－27JC．物体匀速运动时的速度为3m/sD．物体在减速阶段所受合外力的冲量为12N·sABC[物体做匀速运动时，由平衡条件得Ff＝F＝12N，μ＝eq\f(Ff,mg)＝eq\f(12N,6×10N)＝0.2，