第六章 第14练 功和功率的分析和计算- 备战2022年新高考物理【高考高手】必刷小题（新高考Word版）

第14练　功和功率的分析和计算 【真题热身练】 1.C　泵车的泵送系统以150 m3/h的输送量给30 m高处输送混凝土,每小时泵送系统对混凝土做的功W=ρVgh=2.4×103×150×10×30 J=1.08×108 J,C项正确。 2.D　因阻力的大小正比于速率,即Ff=kv,当摩托艇匀速运动时,速度达到最大,则P=Ffv,所以P=kv2。由此可知,功率P变为原来的2倍时,最大速率变为原来的倍,D项正确。 3.C　本题考查机车启动问题,考查分析综合能力。动车组匀加速启动过程中,根据牛顿第二定律,有F-kv=ma,因为加速度a不变,速度v改变,所以牵引力F改变,A项错误。由四节动力车厢输出功率均为额定值,可得4P=Fv,F-kv=ma',联立解得a'=-,因为v改变,所以a'改变,B项错误。由题干得4P=F阻vm=k,若输出总功率为2.25P,则有2.25P=k,联立解得v匀=vm,C项正确。若四节动力车厢输出功率均为额定值,根据动能定理得,4Pt-W阻=m-0,解得W阻=4Pt-m,D项错误。 4.BC　动车以恒定功率启动,P=F牵v=Fvm,由于速度增加,因此牵引力减小,根据牛顿第二定律可知,加速度越来越小,A项错误,B、C项正确;时间t内牵引力做功W=Pt,根据动能定理有Pt-WF=m-m,D项错误。 5.AD　小物块在水平方向受摩擦力和弹簧弹力作用,二者相等时小物块加速度为零,速度最大,故物体先做加速度减小的加速运动,后做加速度变大的减速运动,A项正确;因在O点时,弹簧弹力为0,此时小物块做减速运动,故最大速度应在O点之前,B项错误;弹簧弹力先做正功,过O点后做负功,C项错误;根据动能定理,全过程合力做功为零,故弹簧弹力做功等于克服摩擦力做的功,D项正确。 【模拟突破练】 1.D　在0~t1时间内,轿厢向下运动,钢丝绳拉力向上,所以钢丝绳对轿厢的拉力做负功,A项错误;由图可知0~t1时间内,轿厢的加速度a是先变大后变小由mg-F支=ma,可知轿厢对人的支持力先减小后增大,B项错误;由图可知t2~t3时间内轿厢的加速度向上,所以轿厢处于超重状态,C项错误;由图可知,在t2~t3轿厢的加速度方向向上,先增大后减小,由F拉-mg=ma,可得出钢丝绳对轿厢的拉力先增大后减小,D项正确。 2.C　O~t1时间内,汽车以恒定功率匀速行驶,则有F=f,P=Fv1,t1时刻使汽车功率减半,则有=F1v1,解得F1==,则汽车做减速运动,速度减小,t1到t2时刻保持该功率行驶,所以牵引力增大,由牛顿第二定律可得f-F'=ma,则汽车做加速度逐渐减小的减速运动,t1到t2时间内图像的斜率逐渐减小;t2到t3时间内做匀速运动则速度保持不变;t3到t4时间内先做匀加速运动有F2-f=ma2,P2=F2v2,由于牵引力不变,速度增大,功率增大,当P2=P时,保持功率不变,则汽车继续加速运动,其牵引力减小,由牛顿第二定律可知,汽车做加速度逐渐减小的加速度运动,加速度为0时,汽车的速度达到最大值,最后做匀速运动。所以在t3到t4时间内图像斜率保持不变,再逐渐减小,最后为0,C项正确;A、B、D项错误。 3.C　重力做功WG=mg·Δh,与路径无关,只与初末位置的高度差相等,而两种轨道的高度差相同,则重力对游客做功相同,A、B项错误;游客沿螺旋轨道滑下,可等效为沿更长的直轨道滑下,如图,游客沿两轨道滑下时摩擦力的功分别为W1=μmgcos α·l1=μmghcot α,W2=μmgcos β·l2=μmghcot β,由于α>β,故cot α<cot β,所以W1<W2,C项正确,D项错误。 4.B　运动过程图像如图,平均速度==v+v=v+v,电梯从7楼到16楼的匀速时间t更长,且(t1+t2)相等,所以平均速度更大,A项错误,B项正确;电梯对人作用力始终向上,与位移同向,故始终做正功,C项错误;上升过程中匀加速阶段结束时,电梯对人做功的功率最大为P=Fv=(mg+ma)v>mgv,D项错误。 5.A　设下落高度为h,水平位移为x,则有h=gt2,x=vt,=tan α联立解得t=,竖直方向速度vy=gt=2vtan α,P=mgvy=2mgtan α·v,P是关于v的一次函数,A项正确。 6.C　因为电车由静止出发作匀加速直线运动,经过时间t后,该有轨电车的运行里程为L,根据位移与加速度的关系可得L=at2解得有轨电车做匀加速运动时的加速度为a=,A项正确;由题意,根据牛顿第二定律可得F-f=Ma,又根据位移与加速度的关系可得L=at2,解得有轨电车做匀加速运动时的加速度为a= 故可得有轨电车所受阻力为f==F-Ma=-Ma=-Ma=-,B项正确;到达速度v1时,发动机做功等于电车的动能和克服阻力做的功,故到达速度v1时,发动机做功为W