(普查练习)第11课 功和功率-2023版高考物理一轮【提分宝典】全考点普查随堂课后练(全国版)

第11课　　　　　功和功率 普查与练习11　　　　　功和功率 1．功的理解和计算 a．根据力与速度或位移的夹角判断做功与否和做功的正负 (1)(多选)(2023改编题，6分)如图所示，木块A置于上表面水平的木块B上，一起沿固定的光滑斜面(斜面倾角为θ)由静止开始下滑，在下滑过程中，木块A、B始终保持相对静止，下列说法正确的是(　　) A．B对A的摩擦力不做功 B．B对A的弹力做负功 C．斜面对B的弹力做负功 D．B所受合力做正功 答案：BD 解析：木块A、B一起沿固定的光滑斜面由静止开始下滑，加速度为a＝＝gsin θ，沿斜面向下，B对A的摩擦力方向水平向左，与A的运动方向夹角小于90°，摩擦力做正功，B对A的弹力方向竖直向上，与A的运动方向夹角大于90°，弹力做负功，故A项错误，B项正确。斜面对B的弹力始终垂直于B的运动方向，对B不做功，故C项错误。木块A、B一起沿固定的光滑斜面加速下滑，B所受合力沿斜面向下，与其运动方向相同，合力对B做正功，故D项正确。 b．运用W＝Flcos α解决恒力做功问题 (2)(2023改编题，12分)某货物传输装置如图所示，传送带与水平面夹角θ为30°，皮带在电动机的带动下保持v＝2.5 m/s的恒定速度顺时针运动，现将一质量为m＝10 kg的货物轻放在皮带上，货物和皮带间的动摩擦因数μ＝。设皮带足够长，取g＝10 m/s2，求货物与皮带发生相对滑动的过程中： ①货物与皮带间的摩擦力对货物做的功W1； ②货物与皮带间的摩擦产生的热量； ③重力对货物做的功WG。 答案：①93.75 J(5分)　②93.75 J(4分) ③－62.5 J(3分) 解析：①货物受到的重力可分解为沿斜面向下的分力mgsin θ和垂直于斜面向下的分力mgcos θ， 设货物与皮带相对滑动时的摩擦力大小为f，则 f＝μmgcos θ(1分) 取沿斜面向上为正方向，根据牛顿第二定律，对货物有f－mgsin θ＝ma，货物由静止开始加速，最终与皮带共速，有v＝at(1分) 货物与皮带相对滑动过程中货物的位移 s1＝at2(1分) 摩擦力对货物做的功W1＝fs1(1分) 联立以上各式并代入数据解得 W1＝93.75 J(1分) ②设货物与皮带相对滑动过程中皮带的位移为s2，则 s2＝vt (1分) 摩擦产生的热量Q＝f(s2－s1)(2分) 联立以上各式并代入数据解得Q＝93.75 J(1分) ③重力方向竖直向下，与货物位移方向的夹角为120°，故重力做功 WG＝mgs1cos 120°(2分) 代入数据解得WG＝－62.5 J(1分) c．运用F－x图像求解变力做功 (3)(多选)(2023改编题，6分)如图(a)所示，质量为2 kg的物块静止放在光滑的水平地面上。以物块所在处为原点，以水平向右为正方向建立x轴，现对物块施加水平向右的外力F，F随x轴坐标变化的情况如图(b)所示，则物块向右运动6 m的过程中(g＝10 m/s2)，下列说法正确的是(　　) 图(a)　　　　　　图(b) A．0～2 m内物块做匀加速直线运动 B．此过程外力F做的总功为25 J C．x＝6 m时物块的速度为5 m/s D．x＝6 m时力F的瞬时功率为25 W 答案：BCD 解析：地面光滑，因此物块所受合力为F，在0～2 m内，F增大，由牛顿第二定律可知，物块做加速度增大的加速运动，故A项错误。F－x图像中图线与x轴围成的面积可以表示力F做的功，由图(b)知力F做功W＝Fx＝ J＋(6－2)×5 J＝25 J，故B项正确。由于地面光滑，根据动能定理有W＝mv2－0，解得v＝5 m/s，即x＝6 m时物块的速度为5 m/s，故C项正确。根据P＝Fv得，x＝6 m时力F的瞬时功率P＝5×5 W＝25 W，故D项正确。 d．运用动能定理求解变力做功 (4)(多选)(2018江苏单科，4分)如图所示，轻质弹簧一端固定，另一端连接一小物块，O点为弹簧在原长时物块的位置。物块由A点静止释放，沿粗糙程度相同的水平面向右运动，最远到达B点。在从A到B的过程中，物块(　　) A．加速度先减小后增大 B．经过O点时的速度最大 C．所受弹簧弹力始终做正功 D．所受弹簧弹力做的功等于克服摩擦力做的功 答案：AD 解析：在弹簧弹力与摩擦力相等之前，小物块做加速度减小的加速运动；之后做加速度增大的减速运动，即小物块从A运动到B的过程中，加速度先减小后增大，故A项正确。小物块加速度为零时，速度最大，对小物块受力分析可知，小物块加速度为零的位置应该在AO之间的某一位置，故B项错误。小物块从A运动到O的过程中，受到向右的弹力，与小物块的位移方向相同，弹簧的弹力做正功；小物块从O运动到B的过程中，受到向左的弹力，与小