1、2019-2020年高考物理大一轮复习第五章机械能及其守恒定律课时达标14功和功率[解密考纲]考查对功、功率(平均功率、瞬时功率)的理解,能将变力功转化为恒力功、图象法求解.1.如图所示,在水平面上,有一弯曲的槽道弧AB,槽道由半径分别为和R的两个半圆构成,现用大小恒为F的拉力将一光滑小球从A点沿滑槽道拉至B点,若拉力F的方向时时刻刻均与小球运动方向一致,则此过程中拉力所做的功为( C )A.0B.FRC.πFRD.2πFR解析 虽然拉力方向时刻改变,但力与运动方向始终一致,用微元法,在很小的一段位移内可以看成恒力,小球的路程为πR+π,则拉力做的功为πFR,故选项C正确.2.如图甲所示
2、,静置于光滑水平面上坐标原点处的小物块,在水平拉力F作用下,沿x轴方向运动,拉力F随小物块所在位置坐标x的变化关系如图乙所示,图线为半圆.则小物块运动到x0处时F做的总功为( C )A.0B.Fmx0C.Fmx0D.x解析 F为变力,根据F-x图象包围的面积在数值上等于F做的总功来计算.图线为半圆,由图线可知在数值上Fm=x0,故W=π·F=π·Fm·x0=Fmx0.选项C正确.3.如图所示,木板质量为M,长度为L,小木块质量为m,水平地面光滑,一根不计质量的轻绳通过定滑轮分别与M和m连接,小木块与木板间的动摩擦因数为μ.开始时木块静止在木板左端,现用水平向右的力将m拉至右端,拉力至少做
3、功为( A )A.μmgLB.2μmgLC.μmgL/2D.μ(M+m)gL解析 运用隔离法得出最小的拉力F=2μmg,在将小木块从木板左端拉至右端过程中,木板左移、小木块右移,且它们位移大小相等,因而小木块对地向右位移大小为x=,此时拉力做功为WF=Fx=2μmg·=μmgL.选项A正确.4.如图所示,有三个斜面a、b、c,底边长分别为L、L、2L,高度分别为2h、h、h.某一物体与三个斜面间的动摩擦因数都相同,这个物体分别沿三个斜面从顶端由静止下滑到底端.关于克服摩擦力做的功,下列关系正确的是( C )A.WaWbC.Wa=Wb
5、,电动机做的功为8J解析 物体的加速度a=m/s2=1m/s2,故物体的运动速度v=at=t,圆筒转动的加速度随时间的变化关系满足ω===5t,选项A正确;根据牛顿第二定律可知,细线的拉力大小为F=ma+μmg=1×1N+0.2×10N=3N,选项B错误;细线拉力的瞬时功率满足P=Fv=3t,选项C错误;由能量关系可知,在0~2s内,电动机做的功为W=(M+m)v2+μmgx=×2×22J+0.2×10××1×22J=8J,选项D正确.6.如图所示,质量为m的小球以初速度v0水平抛出,恰好垂直打在倾角为θ的斜面上,(不计空气阻力)则球落在斜面上时重力的瞬时功率为( B )A.mgv0ta
6、nθB.C.D.mgv0cosθ解析 球落在斜面上时重力的瞬时功率为P=mgvy而vytanθ=v0,所以P=,选项B正确.7.在足够长的粗糙斜面上,用力推着一物体沿斜面向上运动,t=0时撤去推力,0~6s内速度随时间的变化情况如图所示,由图象可判定下列说法不正确的是( A )A.0~1s内重力的平均功率大小与1~6s内重力平均功率大小之比为5∶1B.0~1s内摩擦力的平均功率与1~6s内摩擦力平均功率之比为1∶1C.0~1s内机械能变化量大小与1~6s内机械能变化量大小之比为1∶5D.1~6s内动能变化量大小与机械能变化量大小之比为1∶2解析 设斜面的倾角为θ,0~1s内重力的平均功率