《2011届高考物理一轮复习练习及解析5机械能练习十一功功率动能定》由会员分享，可在线阅读，更多相关《2011届高考物理一轮复习练习及解析5机械能练习十一功功率动能定（5页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、金典练习十一 功 功率 动能定理选择题部分共 10 小题，每小题 6 分.在每小题给出的四个选项中，有的小题只有一个 选项正确，有的小题有多个选项正确.1.用力将重物竖直提起，先由静止开始匀加速上升，紧接着匀速上升.如果前后两 过程的运动时间相同，不计空气阻力，则( ) A.加速过程中拉力做的功比匀速过程中拉力做的功大 B.匀速过程中拉力做的功比加速过程中拉力做的功大 C.两过程中拉力做的功一样大 D.上述三种情况都有可能解析：匀加速运动的位移 s1 at2，匀速运动的位移 s2att2s1，当匀加速上提时的12 拉力 F2mg 时，两过程拉力做的功相等；当 F2mg 时，匀加速过程拉力做的功
2、比匀速上升过程拉力做的功大. 答案：D 2.在水平粗糙的地面上，使同一物体由静止开始做匀加速直线运动，第一次是斜向上 的拉力 F，第二次是斜向下的推力 F.两次力的作用线与水平方向的夹角相同，力的大小相 同，位移的大小也相同.则在这两次力的作用过程中( ) A.力 F 对物体做的功相同，合力对物体做的总功也相同 B.力 F 对物体做的功相同，合力对物体做的总功不相同 C.力 F 对物体做的功不相同，合力对物体做的总功相同 D.力 F 对物体做的功不相同，合力对物体做的总功也不相同解析：两力对物体做的功 WFscos 相同，合外力做的功：第一次 W1(Fcos mgFsin )s；第二次 W2(
3、Fcos mgFsin )s. 答案：B3.如图所示，滑块以 6 m/s 的初速度从曲面上的 A 点滑下，运动 到 B 点(比 A 点低)时速度仍为 6 m/s.若滑块以 5 m/s 的初速度仍由 A 点下滑，则它运动到 B 点时的速度( ) A.大于 5 m/s B.等于 5 m/s C.小于 5 m/s D.无法确定 解析：两次下滑中，滑块做圆周运动时，曲面对滑块的弹力不同，则滑块受到的摩擦 力不同，故摩擦力对滑块做的功不同，而重力对滑块做的功相同，故两次动能的变化不同. 因第二次速度小一点，滑块做圆周运动时，曲线对它的弹力也小一些，故它受到的摩擦力 也随之减小，因此它克服摩擦力做的功也相
4、应地减小，从而小于滑块重力做的功(因为第一 次滑块克服摩擦力做的功等于滑块重力做的功)，故末速度大于初速度. 答案：A4.如图所示，质量为 m 的物体用穿过光滑小孔的细绳牵引，使其在光滑水平面上做匀速圆周运动，拉力为某个值 F 时，转动半径为 R；当拉力逐渐减小到 时，物体仍做匀速F4 圆周运动，半径为 2R.则此过程中外力对物体所做的功为( )A. FR B. FR C. FR D.0141458 解析：设物体在前后两种情况下做圆周运动的线速度分别为 v1、v2，此过程中外力对物体所做的功为 W，由动能定理得：W mv mv122 2122 1 又由题意有：Fmv2 1RFm14v2 22R
5、解得：W FR.14(注：不能通过 W sRcos 来计算，即 P)FF14F2FF14F2 答案：B5.据科技日报2007 年 12 月 23 日报道，时速为 300 公里的“和谐号”动车组是在 引进、消化和吸收国外时速 200 公里动车组技术平台的基础上，由中国自主研发制造的世 界上运营速度最高的动车组列车之一.如果列车受到的阻力与其运行速度的二次方成正比， 当速度由原来的 200 km/h 提高到现在的 300 km/h 后，机车发动机的功率要变为 原来的( )A. 倍 B.( )2倍 C.( )3倍 D.( )4倍32323232 解析：当列车匀速运动时，动力大小等于受到的阻力，故：
6、机车功率 PFvkv2v( )3( )3.PPvv32 答案：C6.如图所示，质量为 m 的小车在水平恒力 F 的推动下，从山坡底部 A 处由静止起运动 至高为 h 的坡顶 B，获得速度为 v，A、B 的水平距离为 s.下列说法正 确的是( ) A.小车克服重力所做的功是 mghB.推力对小车做的功是 mv212 C.推力对小车做的功是 FsmghD.阻力对小车做的功是 mv2mghFs12 解析：重力对小车做的功 WGmgh，故选项 A 正确.由功的定义知 W推Fs，由动能定理有 W推mghW阻 mv2，故 W阻 mv2mghFs.故选项 B、C 错误，选项 D 正1212 确. 答案：AD
7、7.如图所示，ABCD 是一个盆式容器，盆内侧壁与盆底 BC 的连接处都是一段与 BC 相 切的圆弧，BC 水平，其长 d0.50 m，盆边缘的高度 h0.30 m.在 A 处放一个质量为 m 的 小物块并让其由静止开始下滑.已知盆内侧壁是光滑的，而盆底 BC 面与小物块间的动摩擦 因数 0.10.小物块在盆内来回滑动，最后停止下来，则小物块停 止时的位置到 B 的距离为( ) A.0.50 m B.0.25 m C.0.10 m D.0 解析：对小物块从 A 点出发到最后停下来的整个过程，由动能 定理有：mghmgs0所以 s 3 mh而 d0.50 m，刚好三个来回，所以最终停在 B 点.
8、 答案：D8.如图所示，一内壁粗糙的环形细圆管位于竖直平面内，环的半径为 R(比细管的直径大得多)，在圆管中有一个直径与细管内径相同的小球(可 视为质点)，小球的质量为 m.设某一时刻小球通过轨道的最低点时对管壁的 压力为 6mg，此后小球便做圆周运动，经过半个圆周恰能通过最高点，则 在此过程中小球克服摩擦力所做的功是( )A.3mgR B.2mgR C.mgR D. mgR12解析：设小球在环形管最低点的速度大小为 v，由向心力公式得：6mgmgmv2R 可得小球在最低点的动能为：Ek mv2 mgR1252 又由题意知，小球到达最高点时速度等于零，设这一过程管壁摩擦力对小球做的功为 Wf，
9、由动能定理得：WGWf0 mv212即mg2RWf mgR52解得：Wf mgR12即小球克服摩擦力做的功为 mgR.12 答案：D9.如图所示，物体的质量为 1 kg，动滑轮和细绳的质量均不计.现用一竖直向 上的拉力 F 拉动细绳，使物体从静止开始以 5 m/s2的加速度匀速上升，则拉力 F 在 1 s 末的瞬时功率是(g 取 10 m/s2)( ) A.150 W B.75 W C.37.5 W D.25 W 解析：设与重物连接的悬绳的拉力为 F，由牛顿第二定律得： Fmgma 解得：F15 N. 方法一 每时刻拉力做功的功率都等于悬绳对重物做功的功率，故 PFvFat75 W.方法二 由
10、动滑轮的特点知，F F，拉力 F 作用点上升的加速度为 10 m/s2，故12PFv101 W75 W.152 答案：B 10.在光滑的水平面上有一静止的物体，现以水平恒力 F1推这一物体，作用一段时间 后换成相反方向的水平恒力 F2推这一物体，当恒力 F2作用的时间与恒力 F1作用的时间相 等时，物体恰好回到原处，此时物体的动能为 32 J，则在整个过程中，恒力 F1、F2做的功 分别为( ) A.16 J、16 J B.8 J、24 J C.32 J、0 J D.48 J、16 J 解析：如图所示，设两过程的时间均为 t，A 到 B 过程中，物体的加速度大小为 a1；B 到 D 过程中，物
11、体的加速度大小为 a2.取向右的方向为正方向，设 ABs，可得：s a1t212sv0t a2t212 v0a1t 解得：a23a1 因为 F1ma1，F2ma2 解得：F23F1 又由动能定理得： W1W2Ek32 J W1F1s W2F2s 可得：W18 J，W224 J. 答案：B 非选择题部分共 3 小题，共 40 分. 11.(13 分)一质量为 500 t 的机车，以恒定功率 375 kW 由静止出发，经过 5 min 速度达 到最大值 54 km/h，设机车所受阻力 f 恒定不变，取 g10 m/s2，试求： (1)机车受到的阻力 f 的大小. (2)机车在这 5 min 内行驶
12、的路程. 解析：研究对象为机车.首先分析物理过程：机车以恒定功率 P0由静止出发速度 v增加牵引力 F 减小(P0Fv)合力减小(F合Ff)加速度减小(a)速度继续增F合m 加直至合力减小为 0，加速度 a0，速度达到最大.可见机车在这 5 min 内做的是加速度减小、速度不断增大的变速运 动.当机车的速度达到最大时，P0Fvmax，此时 Ff，机车的受力情况 如图所示. (1)已知 P0375 kW3.75105 W vmax54 km/h15 m/s 根据 P0Fvmax时 Ff，得：P0fvmax机车受到的阻力 f N2.5104 N.P0vmax3.75 10515 (2)机车在这 5
13、 min 内，牵引力为变力，做正功，阻力做负功，重力、弹力不做功.根据 P0，牵引力做的功为：WFP0tWFt 根据动能定理有：P0tfs mv0122max解得：sP0t12mv 2maxf m3.75 105 5 600.5 5 105 1522.5 104 2250 m. 答案：(1)2.5104 N (2)2250 m 12.(13 分)弹射器是航母制造中的关键技术之一，重型喷气式战斗机在水平跑道上需要 滑行 450 m 以上才能达到起飞速度，而即使当今最大的“尼米兹”级航空母舰甲板的长度 也不过 300 余米，依靠弹射器是重型战斗机在航母上起飞的必不可少的环节.已知美军 F14 战斗
14、机重 3.0107 kg，在地面跑道上靠自身发动机提供动力需滑行 450 m 才能到达 250 km/h 的起飞速度，而这种战斗机在“尼米兹”号航母上，在蒸汽弹射器和 自身发动机动力的共同作用下，可在 45 m 内将速度加到 250 km/h.若 F14 战斗机加速度 滑行时，发动机动力和飞机受到的阻力都恒定，则“尼米兹”号上蒸汽弹射器使一架 F14 战斗机起飞至少要做多少功？ 解析：设 F14 战斗机自身发动机的牵引力为 F，受到的阻力为 f，在水平地面跑道上 起飞时，由动能定理有：(Ff)s1 mv2012 在“尼米兹”号航母甲板上起飞时，有：WFs2fs2 mv212 解得：弹射器至少需
15、做的功 W6.51010 J. 答案：6.51010 J13.(14 分)如图所示，竖直放置的半圆形绝缘轨道的半径为 R， 下端与光滑绝缘水平面平滑连接，整个装置处于方向竖直向上的场 强大小为 E 的匀强电场中.现有一质量为 m、带电荷量为q 的物块 (可视为质点)从水平面上的 A 点以初速度 v0水平向左运动，沿半圆形轨道恰好通过最高点 C，已知 E.mgq (1)试计算物块在运动过程中克服摩擦力做的功. (2)证明物块离开轨道落回水平面的水平距离与场强大小 E 无关，且为一常量. 解析：(1)物块恰能通过圆弧最高点 C，即圆弧轨道此时与物块间无弹力作用，物块受 到的重力和电场力提供向心力，则：mgEqmv2 CR 物块在由 A 运动到 C 的过程中，设物块克服摩擦力做的功为 Wf，根据动能定理知：Eq2RWfmg2R mv mv122 C122 0解得：Wf mv (Eqmg)R.122 052 (2)物块离开半圆形轨道后做类平抛运动，设水平位移为 s，则 svCt2R (g)t212Eqm 联立解得：s2R 因此，物块离开轨道落回水平面的水平距离与场强大小 E 无关，恒为 2R.答案：(1) mv (Eqmg)R122 052 (2)物块离开轨道落回水平面的
