2020届高考物理总复习第五章机械能核心素养提升练十四5.1功和功率含解析新人教版

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1、功和功率(45分钟　100分)(20分钟　50分)一、选择题(本题共5小题，每小题7分，共35分。1～4题为单选题，5题为多选题)1.(2018·通化模拟)如图所示，用与水平方向成α角的轻绳拉小物体，小物体水平向右做匀速直线运动，运动的距离为L，绳中拉力大小恒为F，则拉力做的功为(　　)　　　　　　　　　　　　　　　　　　A.FLB.FLsinαC.FLcosαD.FLtanα【解析】选C。F为恒力，恒力F做功为W=FLcosα，故C正确，A、B、D错误。2.以初速度v0竖直向上抛出一质量为m的小球，上升的最大高度是h，如果空气

2、阻力Ff的大小恒定，从抛出到落回出发点的整个过程中，空气阻力对小球做的功为(　　)A.0B.-FfhC.-2mghD.-2Ffh【解析】选D。上升过程空气阻力对小球做的功为W1=-Ffh，下降过程空气阻力对小球做的功为W2=-Ffh，所以整个过程中空气阻力对小球做的功为W=W1+W2=-2Ffh，故A、B、C错误，D正确。3.如图所示，质量为m的物块与转台之间的最大静摩擦力为物块重力的k倍，物块与转轴OO′相距R，物块随转台由静止开始转动，当转速缓慢增加到一定值时，物块即将在转台上滑动，在物块由静止到相对滑动的瞬间的过程中，转台

3、的摩擦力对物块做的功为(　　)A.0B.2πkmgRC.2kmgRD.0.5kmgR【解析】选D。根据牛顿第二定律得kmg=m，根据动能定理得W=mv2=kmgR，故D正确，A、B、C错误。4.一辆CRH2型动车组的总质量M=2×105kg，额定输出功率为4800kW。假设该动车组在水平轨道上运动时的最大速度为270km/h，受到的阻力Ff与速度v满足Ff=kv。当匀速行驶的速度为最大速度的一半时，动车组的输出功率为(　　)A.600kWB.1200kWC.2400kWD.4800kW【解析】选B。vm=270km/h=75m/

4、s，动车组以最大速度行驶时的牵引力大小F==N=6.4×104N，动车组以最大速度行驶时的牵引力大小与阻力的大小相等，则Ff=6.4×104N，所以k==N·s/m=853.3N·s/m；机车匀速行驶的速度为最大速度的一半时，v′=37.5m/s，动车组受到的阻力为Ff′=kv′=853.3×37.5N=3.2×104N，机车匀速行驶的速度为最大速度的一半时，动车组的输出功率为P′=F′v′=Ff′v′=3.2×104×37.5W=1.2×106W=1200kW，故A、C、D错误，B正确。5.(创新预测)一辆质量为m的汽车在平直

5、公路上以功率P、速度v0匀速行驶时，牵引力为F0。现汽车以恒定的功率P驶上倾角为30°的斜坡，已知汽车在斜坡上行驶时所受的摩擦阻力是在平直路面上的，重力加速度为g，则下列说法中正确的是(　　)A.汽车在斜坡上达到最大速度时牵引力为F0B.汽车在斜坡上达到最大速度时牵引力为F0+mgC.汽车能达到的最大速度为v0D.汽车能达到的最大速度为【解析】选B、D。汽车在平直公路上匀速行驶时，牵引力等于阻力，则Ff=F0，当汽车在斜坡上匀速运动时速度最大，则F-mgsin30°-F0=0，解得F=F0+mg，故A错误，B正确；由P=Fv得汽

6、车的最大速度为vm==，故C错误，D正确。【总结提升】解答机车启动问题的三个重要关系式(1)无论哪种启动过程，机车的最大速度都等于其匀速运动时的速度，即vm=。(2)机车以恒定加速度启动时，匀加速过程结束后功率最大，速度不是最大，即v=

7、，然后让座舱自由落下，落到一定位置时，制动系统启动，到地面时刚好停下。已知座舱开始下落的高度为H=75m，当落到离地面h=30m的位置时开始制动，座舱均匀减速。在一次娱乐中，某同学把质量m=6kg的书包放在自己的腿上。g取10m/s2，不计座舱与柱子间的摩擦力及空气阻力。(1)当座舱落到离地面h1=60m和h2=20m的位置时，求书包对该同学腿部的压力是多大。(2)若环形座舱的质量M=4×103kg，求制动过程中机器输出的平均功率。【解析】(1)当座舱距地面h1=60m时，书包处于完全失重状态，故书包对该同学的压力F1=0座舱自

8、由下落高度为H-h=(75-30)m=45m时，座舱开始制动，设此时的速度为v，由运动学公式得：v2=2g(H-h)座舱制动过程做匀减速直线运动，设其加速度大小为a，则有：v2=2ah联立解得：a=15m/s2　　方向竖直向上设此过程中书包受到腿的支持力为F2，