第05讲功与功率功能关系（练习）（解析版）.docx

第05讲功与功率功能关系顼01功和功率1顼02机车及启动问题9冬直03动能定理的理解和应用15顼04功能关系的理解和应用35考点01功和功率1. （2022.浙江统考高考真题）单位为J/m的物理量是（）A.力B.功C.动能D.电场强度【答案】AJNm【详解】根据功的定义式W=Evcosa可知J=Nm,则有因N是力的单位，收单位为J/mmm的物理量是力。故选A。2. （2021.浙江统考高考真题）如图所示是我国自主研发的全自动无人值守望远镜，它安装在位于南极大陆的昆仑站，电力供应仅为lxl8W0若用国际单位制基本单位的符号来表示W,正确的是（）A.NsB.Nm/sC.kgm/sD.kgm2s3【答案】D【详解】A.N不是国际单位制基本单位，根据冲量的定义/=B可知，Ns是冲量的的单位，A错误：B.根据功率的计算公式P=Z可知功率的单位可以表示为Nms,但N不是国际单位制基本单位，B错误；C.根据动量的定义P=皿可知,kgms是动最的单位，C错误；D.根据P=尸y可知功率的单位可以表示为Nms，结合F=Ma可知N=kgm/s?,则功率得单位W=Nms=kg。mOs?,D正确，故选D。3. （2023山西统考高考真题）无风时，雨滴受空气阻力的作用在地面附近会以恒定的速率竖直下落。一质量为”的雨滴在地面附近以速率y下落高度。的过程中，克服空气阻力做的功为（重力加速度大小为g）（）1212A.0B.mghC.-mv-InghD.-11V+mgh【答案】B【详解】在地面附近雨滴做匀速运动，根据动能定理得加gWf=O,故雨滴克服空气阻力做功为相城。故选B。4. （2023江苏统考高考真题）滑块以一定的初速度沿粗糙斜面从底端上滑，到达最高点B后返回到底端。B.经过A点的动能较小C.在A、8之间的运动时间较短利用频闪仪分别对上滑和下滑过程进行拍摄，频闪照片示意图如图所示。与图乙中相比，图甲中滑块（）D.在A、8之间克服摩擦力做的功较小【答案】C【详解】A.因为频闪照片时间间隔相同,对比图甲和乙可知图甲中滑块加速度大，是上滑阶段：根据牛顿第二定律可知图甲中滑块收到的合力较大；故A错误；B.从图甲中的A点到图乙中的A点，先上升后下降，重力做功为0,摩擦力做负功；根据动能定理可知图甲经过A点的动能较大，故B错误；C.由于图甲中滑块加速度大，根据4=2r,可知图甲在A、B之间的运动时间较短，故C正确；D.由于无论上滑或下滑均受到滑动摩擦力大小相等，故图甲和图乙在A、B之间克服摩擦力做的功相等，故D错误；故选C。5. （2022福建高考真题）福建土楼兼具居住和防御的功能，承启楼是圆形土楼的典型代表，如图（a）所示。承启楼外楼共四层，各楼层高度如图（b）所示。同一楼层内部通过直径约50m的圆形廊道连接。若将质量为Iookg的防御物资先从二楼仓库搬到四楼楼梯口M处，再用IooS沿廊道运送到N处，如图（C）所示。重力加速度大小取IOm/S?,则（）（a）承启楼A.该物资从二楼地面被运送到四楼M处的过程中，克服重力所做的功为540OJB.该物资从M处被运送到N处的过程中，克服重力所做的功为7850OJC.从M处沿圆形廊道运动到N处，位移大小为78.5mD.从M处沿圆形廊道运动到N处，平均速率为0.5ms【答案】A【详解】A.该物资从二楼地面被运送到四楼M处的过程中，克服重力所做的功为Wg=mg=1OO×10×（2.7+2.7）J=5400J,故A正确；B.该物资从M处被运送到N处的过程中，由于M、N高度基为专，所以克服重力做功为零，故B错误；C.从M处沿同形饵道运动到N处，位移大小为50m,i450故C错误；D.从M处沿圆形廊道运动到N处，平均速率为、Sr二万n7,z,故DV=m/s=U.o5m/stt100错误。故选Ae6. （2021浙江高考真题）中国制造的某一型号泵车如图所示，表中列出了其部分技术参数。已知混凝土密度为2.4xl（）3kgm3,假设泵车的泵送系统以150nh的输送量给30m高处输送混凝土，则每小时泵送系统对混凝土做的功至少为（）发动机最大输出功率（kW）332最大输送高度（m）63整车满载质量（kg）5.4×104最大输送量（m3h）180A.1.08×107JB.5.04×107JC.1.08x1OXJD.2.72×IO8J【答案】C【详解】泵车的泵送系统以150h的输送限给30m高处输送混凝土，每小时泵送系统对混凝土做的功Vy=pV1=2.4×103×150×10×30J=1.08×108Jo故选C。7. （2023山东统考高考真题）天工开物中记载了古人借助水力使用高转筒车往稻田里引水的场景。引水过程简化如下：两个半径均为R的水轮，以角速度/匀速转动。水筒在简车上均匀排布，单位长度上有个，与水轮间无相对滑动。每个水筒离开水面时装有质量为，的水，其中的60%被输送到高出水面H处灌入稻田。当地的重力加速度为g,则筒车对灌入稻田的水做功的功率为（）C 3nmga),RH5-D. nmgcoRH.2nngRHo3nngRHA.B.55【答案】B【详解】由题知，水筒在筒车上均匀排布，单位长度上有n个，且每个水筒离开水面时装有质最为m的水、其中的60%被输送到高出水面H处灌入稻田，则水轮转一圈灌入农田的水的总质量为“偿=2rMn×60%L2Rnm,则水轮转圈灌入稻田的水克服重力做的功力=/.24M"g",则筒车对灌入稻田的水做功的功率为P=27=竺联立有P=网鳖丝CT5故选B。8. （2023辽宁统考高考真题）如图（a）,从高处M点到地面N点有I、II两条光滑轨道。两相同小物块甲、乙同时从M点由静止释放，沿不同轨道滑到N点，其速率V与时间，的关系如图（b）所示。由图可知，两物块在离开M点后、到达N点前的下滑过程中（）A.甲沿I下滑且同一时刻甲的动能比乙的大B,甲沿11下滑且同一时刻甲的动能比乙的小C.乙沿I下滑且乙的重力功率一直不变D,乙沿II下滑且乙的重力功率一直增大【答案】B【详解】AB.由图乙可知，甲下滑过程中，甲做匀加速直线运动，则甲沿11下滑，乙做加速度逐渐减小的加速运动，乙沿I下滑，任意时刻甲的速度都小于乙的速度，可知同一时刻甲的动能比乙的小，A错误，B正确；CD.乙沿I卜滑，开始时乙速度为0,到N点时乙竖直方向速度为零，根据瞬时功率公式P=mg%可知重力瞬时功率先增大后减小，CD错误。故选B。9. （2023重庆统考高考真题）机械臂广泛应用于机械装配。若某质量为用的工件（视为质点）被机械臂抓取后,在竖直平面内由静止开始斜向上做加速度大小为。的匀加速直线运动,运动方向与竖直方向夹角为仇提升高度为近如图所示。求：（1）提升高度为儿时，工件的速度大小；（2）在此过程中，工件运动的时间及合力对工件做的功。【答案】（1）：（2）Ja吗 cos6 COSe解得COSe【详解】（1）根据匀变速直线运动位移与速度关系有说=2（2）根据速度公式有=G解得.=户二NaCoS夕根据动能定理有W合=；价：10. （2024.河南校联考模拟预测）（多选）如图所示，倾角为30的光滑足够长固定斜面上，一劲度系数为2的轻弹簧，一端连在斜面底部的固定挡板上。质量分别为俄和2m的物块A和B叠放在一起，压在弹簧上，处于静止状态。对B施加一沿斜面向上的外力，使B以05g（g为重力加速度）的加速度沿斜面匀加速直线运动，则（）A.两物块分离时的速度大小为gB.两物块分离时的速度大小为g后C.物块从开始运动到分离时，弹簧弹力做的功为呼我D.物块从开始运动到分离时，弹簧弹力做的功为理8k【答案】BD【详解】AB.物块B施加外力前，物块A和B受力平衡有3?gsin30=3，两物块分离时，物块A和B间的作用力为零，物块A受力平衡有乩-?gsin30=",物块A上滑的距离为Ax=%-/=第，根据动力2学公式=2r,可得两物块分离时的速度大小为V=g旧,故A错误，B正确；CD.物块从开始运动到分离时，弹簧弹力做的功为*=%"=攵注乜故C错误，D正确。2o/c故选BDo11. （2023重庆统考模）（多选）如题图甲，辘佛是古代民间提水设施，由辘泸头、支架、井绳、水斗等部分构成。如题图乙为提水设施工作原理简化图，某次需从井中汲取M=2kg的水,辘护绕绳轮轴半径为F.lm,水斗的质量为0.5kg,井足够深且井绳的质量忽略不计。/=O时刻，轮轴由静止开始绕中心轴转动，其角速度随时间变化规律如题图丙所示，g取IOm/S?,则（）A.水斗速度随时间变化规律为u=04B.井绳拉力瞬时功率随时间变化规律为P=IOfC. OTOs内水斗上升的高度为4mD. 010s内井绳拉力所做的功为520J【答案】AD【详解】A.根据图像可知，水斗速度y=0=777xO.l=O4,A正确；B.井绳拉力瞬时功率为P=TV=T7r,又由于T-W+4）g=（m+/）0,根据上述有=0.4ms2,则有P=0.4/,B错误；C.根据图像可知，010s内水斗上升的高度为=笠，=二IUm=20m,C错误；D.根据上述P=04,OMOs内井绳拉力所22做的功为W=WW经竺J=520J,D正确。故选ADo12. （2023湖南统考模拟预测）（多选）如图甲所示，一个质量为2kg的物体（可看成质点）在沿斜面方向的拉力作用下，从倾角处30。的光滑斜面底端由静止开始沿斜面向上运动。以斜面底端为坐标原点，沿斜面向上为正方向建立X轴，拉力做的功W与物体位置坐标X的关系如图乙所示。取g=10ms2.物体沿斜面向上运动的过程中，下列说法正确的是（）A.物体沿斜面向上运动的最大位移K=22mB.物体沿斜面向上运动的时间为4.5sC.在=5m处，拉力的功率为IoOWD.拉力的最大功率为20OW【答案】BD【详解K.由于拉力沿斜而向上，则拉力做的功W=Er,可看出W-X图像的斜率代表拉力，在0<x<IOm,的范围内，拉力尸=孚=20N,根据动能定理有W-mgsindx=!"/,则=5m处物体的速度x2V1=5ms,此时拉力的功率P=Fvx=1（X）2W,C错误：D.同理可知，x2=IOm处物体的速度v2=10ms,此时拉力功率最大，则R二尸匕=200W,D正确：A.从x=0到X=IOm的过程中，物体的运动时间为11,lU=A,解得=2s从X=Iom到最高点的过程中，拉力尸'=孚=2N,由牛顿第一.定律可得2xmgsin-F,=ma,解得物体的加速度大小为=4ms?,物体继续向上运动的时间J="=25s,由a=/G=I2.5m,则物体沿斜而向上运动的最大位移=%+x'=22.5m,A错误；B.物体沿斜面向上运动的时间f=4+，2=45s,B正确。故选BDo13. （2023内蒙古呼和浩特统考模拟预测）（多选）如图所示，A、B是质量相等的两个小球，A球从高度为/7的固定光滑斜面顶端静止下滑，B球从半径为的四分之一固定光滑圆弧顶端静止下滑，重力加速度为g,关于A、B两小球的运动，下列说法正确的是（）A.两小球运动到各自底端时合外