浙江专版2024版高考物理一轮复习课时提升作业
功 和 功 率 (建议用时40分钟)
1.图甲为一女士站在台阶式自动扶梯上匀速上楼(忽略扶梯对手的作用),图乙为一女士站在履带式自动扶梯上匀速上楼,两人相对扶梯均静止,下列关于力做功判断正确的是 ( )
A.甲图中支持力对人做正功 B.甲图中摩擦力对人做负功 C.乙图中支持力对人做正功 D.乙图中摩擦力对人做负功
【解析】选A。题图甲中,人匀速上楼,不受静摩擦力,摩擦力不做功,支持力竖直向上,与速度方向为锐角,则支持力做正功,故A正确,B错误;题图乙中,支持力方向与速度方向垂直,支持力不做功,摩擦力方向与速度方向相同,做正功,故C、D错误。
2.(2024·宁波模拟)高中体育课上身高1米7的小明同学参加俯卧撑体能测试,在60 s内完成35次标准动作,则此过程中该同学克服重力做功的平均功率最接近于 ( )
A.45 W B.90 W C.180 W D.250 W
【解析】选C。高中同学体重大约60 kg,做俯卧撑时向上运动的位移大约0.5 m,则克服重力做功的平均功
率P=≈180 W,故选C。
3.(2024·杭州模拟)如图所示,质量为50 kg的同学在做仰卧起坐运动。若该同学上半身的质量约为全身质
量的,她在1 min内做了50个仰卧起坐,每次上半身重心上升的距离均为0.3 m,则她克服重力做的功W和相应的功率P约为( )
A.W=4 500 J P=75 W B.W=450 J P=7.5 W C.W=3 600 J P=60 W D.W=360 J P=6 W
【解析】选A。每次上半身重心上升的距离均为0.3 m,则她每一次克服重力做的功:W=mgh=×50×10×0.3 J=90 J;1分钟内克服重力所做的功:W总=50W=50×
90 J=4 500 J;相应的功率约为:P== W=75 W,故A正确,B、C、D错误,故选A。
4.某质量为m的电动玩具小车在平直的水泥路上由静止沿直线加速行驶。经过时间t,小车前进的距离为x,且速度达到最大值vm,设这一过程中电动机的功率恒为P,小车受阻力恒为F,则t时间内 ( )
A.小车做匀加速运动 B.小车受到的牵引力逐渐增大 C.合外力对小车所做的功为Pt
D.牵引力对小车所做的功为Fx+m
【解析】选D。电动机功率恒定,P=F牵v,结合牛顿第二定律可知F牵-F=ma,v=at可知,当速度增大时,牵引力减小,加速度减小,故小车做加速度减小的变加速运动,故A、B错误;整个过程中,牵引力做正功,阻力做负功,故合力做功为W=
m,Pt为牵引力所做的功,故C错误;整个过程中,根据动能定理可知Pt-Fx=
m,解得Pt=Fx+m,故D正确;故选D。
5.如图所示,在某次马戏表演中,一根轻质细绳穿过轻质定滑轮,一端系有重物。一只猴子在驯兽师的引导下,跳起抓住空中细绳的另一端,猴子抓住细绳同时即向上爬行,由此带动重物加速上升,并使猴子保持离地高度不变。从猴子抓住细绳开始计时到某一时刻所经历时间记为t,时间t内猴子对外所做功记为W。以
为纵坐标,t为横坐标,作-t图象,该图象是下图中的 ( )
【解析】选B。对猴子受力分析,猴子保持离地高度不变,说明猴子相对地面静止,所受静摩擦力等于重力即
f=mg,设重物加速度为a,则W=f·h=mg·at,推得
2
=mgat,可知B正确。
6.如图所示,匈牙利大力士希恩考·若尔特曾用牙齿拉动50 t的A320客机。他把一条绳索的一端系在飞机下方的前轮处,另一端用牙齿紧紧咬住,在52 s的时间内将客机拉动了约40 m。假设大力士牙齿的拉力约为5×10 N恒定不变,绳子与水平方向夹角θ约为30°,则飞机在被拉动的过程中
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( )
A.重力做功约2.0×10 J B.拉力做功约1.7×10 J C.克服阻力做功约为1.5×10 J D.合外力做功约为2.0×10 J
【解析】选B。由于飞机在水平面上运动,所以重力不做功,故A错误;由功的公式
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5
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W=Fxcosθ=5×10×40×
3
J≈1.73×10 J,故B正确;D项:飞机获得的动能
5
Ek=mv=×50×10×
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J=5.9×10 J,根据动能定理可知,合外力做功为5.9×10 J,又拉力
5
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做功1.7×10 J,所以克服阻力做功1.11×10 J,故C、D错误。
7.(2024·绍兴模拟)如图所示的书架放在1 m高的桌面上,三层书架的层高均为30 cm,隔板厚度不计。假设每本书质量为1 kg,高度为20 cm,每层书架可竖直摆放10本书,一开始所有书全部都平铺在水平地面上。现将书搬到书架上并竖直放满书架,需要做的功为 ( )
A.435 J B.420 J C.120 J D.390 J
【解析】选B。每本书摆放过程中,外力做功等于克服重力做功W=mgh,h为重心上升高度,所以将10本书放到第一层时做功 10×1×10×1.1 J=110 J 将10本书放到第二层时做功
10×1×10×1.4 J=140 J 将10本书放到第三层时做功 10×1×10×1.7 J=170 J 所以做的总功为
110 J+140 J+170 J=420 J 故B符合题意。
8.如图,半径为R的孔径均匀的圆形弯管水平放置,小球在管内以足够大的初速度v0在水平面内做圆周运动,小球与管壁间的动摩擦因数为μ,设从开始运动的一周内小球从A到B和从B到A的过程中摩擦力对小球做的功分别为W1和W2,在这一周内摩擦力做的总功为W3,则下列关系式正确的是
( )
A.W1 B.W1=W2 D.W3=W1+W2 【解析】选D。小球在水平弯管内运动,滑动摩擦力始终与速度方向相反,做负功,对每一小段圆弧有 Wi=-FfiΔxi;而小球在水平面内做圆周运动的向心力是由外管壁对小球的弹力FN提供的,即FN=F向=m,由 于m、R不变,摩擦力对小球做负功,所以小球运动速率v减小,向心力减小,即FN减小,由Ff=μFN知,滑动摩擦力Ff也减小,经过每一小段圆弧,摩擦力做的功将逐渐减少,一周内有W1>W2;W1和W2均为负功,有W3=W1+W2,故本题只有D项正确。 9.(2017·浙江11月选考真题)如图所示是具有登高台的消防车,具有一定质量的伸缩臂能够在5 min内使承载4人的登高平台(人连同平台的总质量为400 kg)上升60 m到达灭火位置。此后,在登高平台上的消防员用水炮灭火,已知水炮的出水量为3 m/min,水离开炮口时的速率为20 m/s,则用于 ( ) 3
浙江专版2024届高考物理一轮复习课时提升作业14功和功率 含解析
