专题6 机械能及其守恒定律(课时作业)-【名师大课堂】2024年新高考物理艺术生总复习必备

专题六　机械能及其守恒定律 考点1　功和功率 1.(2023·山东卷)《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ω匀速转动．水筒在筒车上均匀排布，单位长度上有n个，与水轮间无相对滑动．每个水筒离开水面时装有质量为m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(　B　) A. B. C. D．nmgωRH 解析：以n个水筒为研究对象，水筒在筒车上均匀排布，单位长度上有n个，则筒车对长度l内的水筒中流入稻田的水做的总功W＝60%nlmgH＝，做这些功所用时间t＝＝，做功的功率为P＝＝，B正确． 2.(2021·浙江6月选考，11)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2.4×103 kg/m3，假设泵车的泵送系统以150 m3/h的输送量给30 m高处输送混凝土，则每小时泵送系统对混凝土做的功至少为(　C　) 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(m3/h) 180 A.1.08×107 J B．5.04×107 J C．1.08×108 J D．2.72×108 J 3．(2023·山东卷)质量为M的玩具动力小车在水平面上运动时，牵引力F和受到的阻力f均为恒力．如图所示，小车用一根不可伸长的轻绳拉着质量为m的物体由静止开始运动．当小车拖动物体行驶的位移为s1时，小车达到额定功率，轻绳从物体上脱落．物体继续滑行一段时间后停下，其总位移为s2.物体与地面间的动摩擦因数不变，不计空气阻力．小车的额定功率P0为(　A　) A. B. C. D. 解析：第一阶段，小车在恒定牵引力作用下拉动物体运动，对小车和物体组成的整体，由动能定理有(F－f－μmg)s1＝(m＋M)v－0，第二阶段，轻绳从物体上脱落，物体做匀减速直线运动，由动能定理有－μmg(s2－s1)＝0－mv，联立解得v0＝，在第一阶段的末时刻，小车达到额定功率，可知小车的额定功率P0＝Fv0＝，A正确． 4．(2020·浙江7月选考，16)(多选)如图所示，系留无人机是利用地面直流电源通过电缆供电的无人机，旋翼由电动机带动．现有质量为20 kg、额定功率为5 kW的系留无人机从地面起飞沿竖直方向上升，经过200 s 到达100 m高处后悬停并进行工作．已知直流电源供电电压为400 V，若不计电缆的质量和电阻，忽略电缆对无人机的拉力，则(　BD　) A．空气对无人机的作用力始终大于或等于200 N B．直流电源对无人机供电的额定电流为12.5 A C．无人机上升过程中消耗的平均功率为100 W D．无人机上升及悬停时均有部分功率用于对空气做功 5. (2022·浙江6月)小明用额定功率为1200W、最大拉力为300N的提升装置，把静置于地面的质量为20 kg的重物竖直提升到高为85.2 m的平台，先加速再匀速，最后做加速度大小不超过5 m/s2的匀减速运动，到达平台速度刚好为零，g取10 m/s2，则提升重物的最短时间为(　C　) A. 13.2 s B. 14.2 s C. 15.5 s D. 17.0 s 6．(2022·广东卷)(多选)如图所示，载有防疫物资的无人驾驶小车，在水平MN段以恒定功率200 W、速度5 m/s匀速行驶，在斜坡PQ段以恒定功率570 W、速度2 m/s匀速行驶．已知小车总质量为50 kg，MN＝PQ＝20 m，PQ段的倾角为30°，重力加速度g取10 m/s2, 不计空气阻力，下列说法正确的有(　ABD　) A．从M到N，小车牵引力大小为40 N B．从M到N，小车克服摩擦力做功800 J C．从P到Q，小车重力势能增加1×104 J D．从P到Q，小车克服摩擦力做功700 J 7．(2019·天津，10)完全由我国自行设计、建造的国产新型航空母舰已完成多次海试，并取得成功．航母上的舰载机采用滑跃式起飞，故甲板是由水平甲板和上翘甲板两部分构成，如图1所示．为了便于研究舰载机的起飞过程，假设上翘甲板BC是与水平甲板AB相切的一段圆弧，示意如图2，AB长L1＝150 m，BC水平投影L2＝63 m，图中C点切线方向与水平方向的夹角θ＝12°(sin 12°≈0.21)．若舰载机从A点由静止开始做匀加速直线运动，经t＝6 s到达B点进入BC.已知飞行员的质量m＝60 kg，g＝10 m/s2，求 　 图1　　　　　　　图2 (1)舰载机水平运动的过程中，飞行员受到的水平力所做功W； (2)舰载机刚进入BC时，飞行员受到竖直向上的压力FN多大． 解析：(1)舰载机由静止开始做匀加速直线运动，