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物理一轮复习:第五章 机械能 第1讲 功 功率 Word版含答案.doc

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1、第 1 讲 功 功率考点一 功的分析与计算1做功的两个要素(1)物体受到力的作用。(2)物体在力的方向上发生了一段位移。2功的物理意义:功是能量转化的量度。3公式:WFlcos 。(1) 是力与 位移方向之间的夹角,l 为物体对地的位移。(2)该公式只适用于恒力做功。(3)功是标(填“ 标”或“矢” )量。4功的正负(1)当 0 时,W0,力对物体做正功。2(2)当 时,W 0,力对物体做负功,或者说物体克服这个力做了功。2(3)当 时,W0,力对物体不做功。2思维诊断(1)只要物体受力的同时又有位移发生,则一定有力对物体做功。( )(2)一个力对物体做了负功,则说明这个力一定阻碍物体的运动。

2、( )(3)滑动摩擦力可能做负功,也可能做正功;静摩擦力对物体一定做负功。( )(4)作用力做正功时,反作用力一定做负功。( )(5)相互垂直的两个力分别对物体做功为 4 J 和 3 J,则这两个力的合力做功为 5 J。答案: (1) (2) (3) (4) (5)题组训练1.正、负功的判断(多选)如图所示,重物 P 放在一长木板 OA 上,将长木板绕 O 端转过一个小角度的过程中,重物 P 相对于木板始终保持静止。关于木板对重物 P 的摩擦力和支持力做功的情况是( )A摩擦力对重物不做功 B摩擦力对重物做负功C支持力对重物不做功 D支持力对重物做正功解析: 由做功的条件可知:只要有力,并且物

3、体在力的方向上通过位移,则力对物体做功。由受力分析可知,支持力做正功,摩擦力不做功,选项 A、D 正确。答案: AD2功大小的比较如下图所示,分别用 F1、F 2、F 3 将质量为 m 的物体由静止开始沿同一粗糙水平面以相同的加速度运动相同的距离,力 F1、F 2、F 3 做功的大小关系为( )AW 1W 2W 3 BW 2W1W 3CW 1P2CW 1W2,P 1P2 DW 1W2,P 1P 2解析: 由 WFx 可知两次的功相同,但由于水平面光滑不受摩擦力,加速度较大,运动时间较短,由 P 可知 P1P2,B 正确。Wt答案: B7如图所示,质量为 m 的物块与水平转台之间的动摩擦因数为

4、,物块与转台转轴相距R,物块随转台由静止开始转动,当转速增加到某值时,物块即将开始滑动。若最大静摩擦力等于滑动摩擦力,则在这一过程中,摩擦力对物块做的功是( )A. mgR B2mgR12C2mgR D0解析: 物块即将开始滑动时,最大静摩擦力提供向心力,有 mg ,根据动能定理有mv2RWf ,解得摩擦力对物块做的功为 Wf ,选项 A 正确。mv22 mgR2答案: A8.(2017山西大同一中考试)把 A、B 两相同小球在离地面同一高度处以相同大小的初速度 v0分别沿水平方向和竖直方向抛出,不计空气阻力,如图所示,则下列说法正确的是( )A两小球落地时速度大小相同B两小球落地时,重力的瞬

5、时功率相同C从开始运动至落地,重力对两小球做的功相同D从开始运动至落地,重力对两小球做功的平均功率相同解析: A、B 两球落地的速度大小相同,方向不同,A 正确;重力的瞬时功率 Pmg vcos , 是速度与竖直方向的夹角,因 B 球落地时竖直方向的速度较大,故 PBPA,B 错误;重力做功与路径无关,设 A、B 两球离地高度为 h,则重力对两小球做的功均为 mgh,C 正确;因 B球从抛出到落地所用时间较长,故 ,D 错误。PAPB答案: AC9(2017太原模拟)位于水平面上的物体在水平恒力 F1 作用下,做速度为 v1 的匀速运动;若作用力变为斜向上的恒力 F2,物体做速度为 v2 的匀

6、速运动,且 F1 与 F2 的功率相同。则可能有( )AF 2F 1,v 1v2 BF 2F 1,v 1F1,v 1v2 DF 2F1 还是 F2F1 都会有 v1v2,因此 C 错误,D 正确。答案: BD10(2015浙江理综18) 我国科学家正在研制航母舰载机使用的电磁弹射器。舰载机总质量为 3.0104 kg,设起飞过程中发动机的推力恒为 1.0105 N;弹射器有效作用长度为 100 m,推力恒定。要求舰载机在水平弹射结束时速度大小达到 80 m/s。弹射过程中舰载机所受总推力为弹射器和发动机推力之和,假设所受阻力为总推力的 20%,则( )A弹射器的推力大小为 1.1106 NB弹

7、射器对舰载机所做的功为 1.1108 JC弹射器对舰载机做功的平均功率为 8.8107 WD舰载机在弹射过程中的加速度大小为 32 m/s2解析: 根据 v22ax 得,a32 m/s2,总推力 F 1.210 6 N,所以弹射器推力为ma0.81.1106 N,选项 A、D 正确。由 WFx 可知弹射器对舰载机所做的功为 W1.110 6100 J1.1 108 J,选项 B 正确。加速时间 t ,又 P ,可得平均功率为 4.4107 W,选项 C 错va Wt误。答案: ABD11(2016天津理综8) 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

8、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 32C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 12解析: 启动时,乘客与车一起做加速运动,由牛顿第二定律可知,乘客受到车厢作用力的方向与车运动方向相同,选项 A 错误;对 6、7、8 节车

9、厢水平方向受力分析,如图甲所示由牛顿第二定律可得:F 13kmg3ma ;对 7、8 节车厢水平方向受力分析,如图乙所示由牛顿第二定律可得 F22kmg2ma ,两方程联立可得 ,选项 B 正确;动车组进站时,F1F2 32做匀减速直线运动,由速度位移公式可得 x ,即 x 与 v2 成正比,选项 C 错误;由功率定v22a义和牛顿第二定律可得:第一种情况动车组的最大速度为 v1, 8kmg0,2Pv1第二种情况动车组的最大速度为 v2, 8kmg0,4Pv2两方程联立可得 ,选项 D 正确。v1v2 12答案: BD二、非选择题12几节自带动力的车辆(动车 )加几节不带动力的车辆(也叫拖车)

10、编成一组,就是动车组。(1)假设动车组运行过程中受到的阻力与其所受重力成正比,每节动车与拖车的质量都相等,每节动车的额定功率都相等。若 1 节动车加 3 节拖车编成的动车组的最大速度为 120 km/h;则6 节动车加 3 节拖车编成的动车组的最大速度为多少?(2)若动车组运动阻力正比于其速度,已知动车组的功率为 P0 时能达到的最大速度是 v,若要求提速一倍,则动车组功率是多少?(3)若动车组从静止开始做匀加速直线运动,经过 t1 时间动车组达到最大功率 P,然后以该最大功率继续加速,又经过 t2 时间达到最大速度 v0,设运动阻力恒定,动车组总质量为 m,求动车组整个加速距离。解析: (1

11、)设每节动车的功率为 P,每节动车的重力是 G,阻力为 kG1 节动车加 3 节拖车 PF 1v14kGv 16 节动车加 3 节拖车 6PF 2v29kGv 2v1120 km/h,得到 v2320 km/h(2)阻力正比于速度 F 阻 kv,最大速度时 FF 阻 0则 P0F vkv 2车速提升一倍,Pk (2v)24kv 24P 0(3)最大功率是 P,最大速度是 v0,则阻力为 F 阻 Pv0匀加速过程功率随时间均匀增加,发动机的平均功率是 ,P2设整个加速距离是 x,根据动能定理有 t1Pt 2F 阻 x mv ,P2 12 20解得 xPv0t1 2t2 mv302P答案: (1)320 km/h (2)4 P0 (3) xPv0t1 2t2 mv302P

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