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专题05 功和功率综合复习(教师版)
一、单选题
1.一颗质量为的子弹从枪膛中水平射出,子弹在枪膛中受火药爆炸后产生气体的平均作用力是,枪膛长,子弹从枪膛射出后飞行,则火药爆炸后产生的气体对子弹做的功为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【详解】
子弹在枪膛中受火药爆炸后产生气体的平均作用力而运动的距离为枪膛的长度,子弹从枪膛射出后不在受到火药爆炸后产生气体的作用力。则根据功的定义式可得,火药爆炸后产生的气体对子弹做的功为
故选C。
2.如图所示,物体在两个共点力、作用下由静止沿水平面移动2m,则在下列情况中合力对物体做功最多的是( )
A., B.,,
C.,, D.,,
【答案】D
【详解】
物体由静止开始运动,是沿合外力方向运动的,所以合力最大即做功最多。
A.合力为8N,由W=Flcos可得合力做功为16J;
B.合力为8N,合力做功为16J;
C.合力为10N,合力做功为20J;
D.由正交分解法可得合力为
则合力做功为4J。
综上可知,D选项中合力做功最大。
故选D。
3.质点在竖直向上的力的作用下运动的v-t图像如图所示,该力的功率-时间应改为下图中的哪一个( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【详解】
假设质点受到一个竖直向下的恒力作用,由速度图像可知,在匀加速阶段,向上的力大于向下的额力,且保持不变,由
功率均匀增大;
在匀速阶段,向上的力变小,等于竖直向下的恒力,所以功率突然变小后保持不变;
在匀减速阶段,向上的小于向下的力,所以功率再一次突然变小为某一值后均匀减小。
故选D。
4.在水平推力F作用下,光滑斜面与物块相对静止且沿水平面向左做匀加速直线运动,斜面倾角为α,物块质量为m,当斜面的位移为s时,斜面对物体的做功为( )
A.0 B.
C. D.Fs
【答案】B
【详解】
由题意可知,斜面对物块只存在支持力FN,且物块在竖直方向上合力为零,即
解得
当斜面的位移为s时,斜面对物体的做功为
故选B。
5.类比直线运动中用v-t图像求位移的方法,关于图像与横坐标轴围成面积的意义,说法正确的是( )
A.若图像为x-t(位移-时间)图,面积反映速度大小
B.若图像为a-t(加速度-时间)图,面积反映位移大小
C.若图像为F-x(力-位移)图,面积反映力的功率
D.若图像为P-t(功率-时间)图,面积反映力做的功
【答案】D
【详解】
A.若图像为x-t(位移-时间)图,面积是位移与时间的乘积,没有物理意义,A错误;
B.若图像为a-t(加速度-时间)图,面积是加速度与时间的乘积,反映速度的大小,B错误;
C.若图像为F-x(力-位移)图,面积是力和位移的乘积,反映力所做的功,C错误;
D.若图像为P-t(功率-时间)图,面积是功率和时间的乘积,反映力做的功,D正确。
故选D。
6.将一个质量为m的物体从静止释放,在重力的作用下物体自由下落,在下落的过程中,重力对物体做功的功率( )
A.保持不变 B.不断增大,与下落时间成正比
C.不断增大,与时间的平方成正比 D.不断增大,与时间的平方根成正比
【答案】B
【详解】
物体做自由落体运动,其速度
重力做功的功率
故重力对物体做功的功率不断增大,与下落时间成正比。
故选B。
7.某汽车质量为1.6×103kg,由静止开始沿水平平直公路行驶,行驶中阻力恒定。汽车牵引力F与车速倒数的关系如图所示,设最大车速为30m/s,则汽车( )
A.所受阻力为2×103N B.车速为15m/s时,功率为3×104W
C.匀加速运动的加速度为4m/s2 D.若匀加速启动,能维持匀加速运动的时间为4s
【答案】AD
【详解】
A.从图像上可以看出来,汽车所受阻力大小为2×103N,最大速度为,故A正确;
C. 汽车做匀加速运动时
解得:
故C错误;
D.汽车的额定功率为:
汽车做匀加速时:
解得匀加速的时间为:
故D正确
B.由以上解析可知,当汽车的速度达到汽车的功率就达到了额定功率,所以当车速为15m/s时,功率为6×104W,故B错误;
故选AD。
8.如图所示,在倾角为 30°的足够长斜面上的同一点将质量相等的 A、B 两球(可视为质点)分别沿竖直和水平方向抛出,两球经相同时间后再次落回斜面,不计空气阻力。则两球( )
A.抛出时的速度大小之比为
B.落回斜面时的速度大小之比为
C.落回斜面时重力的瞬时功率之比为 1∶2
D.落回斜面时重力的瞬时功率之比为
【答案】C
【详解】
A.对A球
对B球
解得
选项A错误;
B.球A落回斜面时的速度仍为vA,B落回斜面时的速度
落回斜面时的速度大小之比为,选项B错误;
CD.球A落回斜面时重力的瞬时功率
球B落回斜面时重力的瞬时功率
落回斜面时重力的瞬时功率之