考点7 功、功率-【成功方案】2024年高考物理艺术生文化课总复习教师用书(Word)

考点7　功、功率 1．质量为m、初速度为零的物体，在变化不同的合外力作用下都通过位移x0，下列各种情况中合外力做功最多的是(　　) [答案]　C [解析]　由力做功公式可知，F－x图像中，图像与坐标轴围成的面积表示力F所做的功，由图像可知，C图像中围成的面积最大，所以C中合外力做功最多。 2．用钉锤将一钉子钉入木板中，设钉子所受木板阻力与进入木板的深度成正比，不计钉子重力，钉锤每次打击钉子所做的功相同，则打击第n次与打击第一次钉子进入木板的深度之比为(　　) A．－　　　　 B． C． D．1 [答案]　A [解析]　由题意可知，阻力与深度d成正比，f－d图像如图所示， F­x图像与坐标轴所形成图形的面积等于力所做的功，每次钉钉子时做功相同，如图所示可得：每次所围面积相同，根据相似比的平方等于面积比可得：第1次∶前2次∶前3次…＝1∶∶∶…，故第1次∶第2次∶第3次…＝1∶(－1)∶(－)∶…(－)，打击第n次与打击第一次钉子进入木板的深度之比为－，A正确。 3．如图所示，小球置于倾角为45°斜面上被竖直挡板挡住，整个装置匀速竖直下降一段距离。此过程中，小球重力大小为G，做功为WG；斜面对小球的弹力大小为F1，小球克服F1做功为W1；挡板对小球的弹力大小F2，做功为W2。不计一切摩擦，则下列判断正确的是(　　) A．F2＝G，W2＝0 B．F1＝G，W1＝ WG C．F1>G，W1> WG D．F2>G，W2> WG [答案]　A [解析]　对小球受力分析可知： F1cos 45°＝mg，F1sin 45°＝F2，联立解得：F2＝G，F1＝G，由于F2与位移方向垂直，故F2不做功，W2＝0，整个装置匀速下降，则W1＝WG，故A正确。 4．运输人员要把质量为m、体积较小的木箱拉上汽车。现将长为L的木板搭在汽车尾部与地面间构成一固定斜面，然后把木箱沿斜面拉上汽车。斜面与水平地面成30°角，拉力与斜面平行。木箱与斜面间的动摩擦因数为μ，重力加速度为g，则将木箱运上汽车，拉力至少做功(　　) A．mgL B． C．mgL(1＋μ) D．μmgL＋mgL [答案]　C [解析]　以木箱为研究对象，木箱受重力、支持力、摩擦力和拉力作用，可知拉力至少做功WF＝|WG|＋|Wf|＝mgL(1＋μ)，C项正确。 5．如图所示，在倾角为θ的斜面(足够长)上某点，以速度v0水平抛出一个质量为m的小球，则在小球抛出后在空中离开斜面最大距离时，其重力的瞬时功率为(重力加速度为g)(　　) A．mgv0sin θ B．mgv0sin θ C．mg D．mgv0tan θ [答案]　D [解析]　小球运动方向与斜面平行时，小球距离斜面最远，则此时小球在竖直方向的分速度vy＝v0tan θ， 故重力的瞬时功率为P＝mgvy＝mgv0tan θ，故D正确。 6．如图所示，传送带AB倾角为α，传送带上的可看作质点的小物块质量为m，物块与传送带间的动摩擦因数为μ＜tan α。现给在B位置的小物块一个沿传送带向上的初速度v0，传送带速度为v，方向未知。在传送带上摩擦力对物块做功的最大功率是(　　) A．μmgcos α B．μmgv0cos α C．μmgvcos α D．μmg(v0＋v)cos α [答案]　B [解析]　因为μ＜tan α，即μmgcos α＜mgsin α，不论传送带如何转动，物块在传送带上都做减速运动，即摩擦力对物块做功的最大功率在刚放上瞬间，即功率最大为P＝μmgv0cos α，故B正确。 7．(多选)一根质量为M的直木棒，悬挂在O点，有一只质量为m的猴子抓着木棒，如图所示。剪断悬挂木棒的细绳，木棒开始下落，同时猴子开始沿木棒向上爬。设在一段时间内木棒沿竖直方向下落，猴子对地的高度保持不变，忽略空气阻力，下列四个图像中能正确反映猴子对木棒做功的功率和木棒速度变化的是(　　) [答案]　BD [解析]　猴子相对于地面的高度不变，知猴子受重力和摩擦力平衡，则摩擦力的大小恒定，为mg，对于木棒，受自身重力和猴子对木棒的摩擦力，合力向下恒定，则木棒向下做匀加速直线运动，即C错误，D正确；因为v＝at，则P＝fv＝mgat，知猴子对木棒做功的功率与时间成正比，A错误，B正确。 8．质量为1×103 kg、发动机额定功率为60 kW的汽车在平直公路上行驶，若汽车所受阻力大小恒为2×103 N，下列判断正确的是(　　) A．汽车行驶能达到的最大速度是40 m/s B．汽车从静止开始加速到20 m/s的过程，发动机所做功为2×105 J C．汽车保持额定功率启动，当速度大小为20 m/s时，其加速度大小为6 m/s2 D．汽车以2 m/s2的恒定加速度启动，发动机在第2秒末的实际功率是16 kW [答案]　D [解析]　当阻力和牵引