第1講功與功率(分值:100分)1~10題,每小題7分,共70分。A級(jí)基礎(chǔ)對(duì)點(diǎn)練對(duì)點(diǎn)練1恒力做功的分析和計(jì)算1.2024年元旦期間,哈爾濱文旅火爆出圈,南方的小伙伴紛紛趕往哈爾濱體驗(yàn)冰雪盛宴。如圖所示為狗拉雪橇的娛樂(lè)項(xiàng)目,坐在雪橇上的同學(xué)與雪橇的總質(zhì)量為m,狗拉著雪橇沿水平地面向左移動(dòng)了一段距離L,假定狗對(duì)雪橇的拉力F為恒力且與水平方向成θ角斜向上。已知雪橇與雪地間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ,雪橇受到的()A.支持力做功為mgLB.合外力做功為mgLC.拉力做功為FLcosθD.滑動(dòng)摩擦力做功為-μmgL2.(2024·黑龍江大慶模擬預(yù)測(cè))如圖所示,質(zhì)量為m的物塊置于傾角為θ的斜面上,物塊與斜面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ,在外力作用下,斜面以加速度a沿水平方向向左勻加速運(yùn)動(dòng)一段距離,運(yùn)動(dòng)中物塊與斜面體始終相對(duì)靜止。關(guān)于物塊,下列說(shuō)法正確的是()A.摩擦力一定不做功B.摩擦力一定做負(fù)功C.支持力一定做正功D.合外力做功可能為零3.如圖所示,長(zhǎng)為L(zhǎng)的小車(chē)置于光滑的水平面上,小車(chē)前端放一小物塊,用大小為F的水平力將小車(chē)向右拉動(dòng)一段距離s,此時(shí)物塊剛好滑到小車(chē)的左端。物塊與小車(chē)間的摩擦力為Ff,在此過(guò)程中()A.摩擦力對(duì)小物塊做的功為FfsB.摩擦力對(duì)系統(tǒng)做的總功為0C.力F對(duì)小車(chē)做的功為FLD.小車(chē)克服摩擦力所做的功為Ffs對(duì)點(diǎn)練2變力做功的分析和計(jì)算4.(2024·安徽卷,2)某同學(xué)參加戶(hù)外拓展活動(dòng),遵照安全規(guī)范,坐在滑板上,從高為h的粗糙斜坡頂端由靜止下滑,至底端時(shí)速度為v,已知人與滑板的總質(zhì)量為m,可視為質(zhì)點(diǎn),重力加速度大小為g,不計(jì)空氣阻力,則此過(guò)程中人與滑板克服摩擦力做的功為()A.mgh B.12mvC.mgh+12mv2 D.mgh-125.(多選)力F對(duì)物體所做的功可由公式W=Flcosα求得,公式中力F必須是恒力,而實(shí)際問(wèn)題中,有很多情況是變力在對(duì)物體做功。如圖,對(duì)于甲、乙、丙、丁四種情況下求解某個(gè)力所做的功,下列說(shuō)法正確的是()A.甲圖中若F大小不變,物塊從A到C過(guò)程中力F做的為W=F(lOA-lOC)B.乙圖中,全過(guò)程中F做的總功為72JC.丙圖中,繩長(zhǎng)為R,若空氣阻力f大小不變,小球從A運(yùn)動(dòng)到B過(guò)程中空氣阻力做的功W=12πD.圖丁中,F始終保持水平,無(wú)論是F緩慢將小球從P拉到Q,還是F為恒力將小球從P拉到Q,F做的功都是W=Flsinθ6.(2025·河南信陽(yáng)一模)如圖所示,用一個(gè)大小不變的力F拉著滑塊(視為質(zhì)點(diǎn))使其沿半徑為R的水平圓軌道勻速運(yùn)動(dòng)半周,若力F的方向始終與其在圓軌道上作用點(diǎn)的切線成60°夾角,則力F做的功為()A.FπR2 C.FR D.FπR對(duì)點(diǎn)練3功率的分析與計(jì)算7.(2024·江西卷,5)“飛流直下三千尺,疑是銀河落九天。”是李白對(duì)廬山瀑布的浪漫主義描寫(xiě)。設(shè)瀑布的水流量約為10m3/s,水位落差約為150m。若利用瀑布水位落差發(fā)電,發(fā)電效率為70%,則發(fā)電功率大致為()A.109W B.107W C.105W D.103W8.(2023·山東卷,4)《天工開(kāi)物》中記載了古人借助水力使用高轉(zhuǎn)筒車(chē)往稻田里引水的場(chǎng)景。引水過(guò)程簡(jiǎn)化如下:兩個(gè)半徑約為R的水輪,以角速度ω勻速轉(zhuǎn)動(dòng)。水筒在筒車(chē)上均勻排布,單位長(zhǎng)度上有n個(gè),與水輪間無(wú)相對(duì)滑動(dòng),每個(gè)水筒離開(kāi)水面時(shí)裝有質(zhì)量為m的水,其中的60%被輸送到高出水面H處灌入稻田,當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣葹間,則筒車(chē)對(duì)灌入稻田的水做功的功率為()A.2nmgωC.3nmgω對(duì)點(diǎn)練4機(jī)車(chē)啟動(dòng)問(wèn)題9.復(fù)興號(hào)動(dòng)車(chē)實(shí)現(xiàn)了速度350km/h自動(dòng)駕駛功能,成為我國(guó)高鐵自主創(chuàng)新的又一重大標(biāo)志性成果。一列質(zhì)量為m的動(dòng)車(chē),初速度為v0,以恒定功率P在平直軌道上運(yùn)動(dòng),經(jīng)時(shí)間t達(dá)到該功率下的最大速度vm,設(shè)動(dòng)車(chē)行駛過(guò)程所受到的阻力f保持不變。動(dòng)車(chē)在時(shí)間t內(nèi)()A.做勻加速直線運(yùn)動(dòng)B.牽引力的功率P=fvmC.當(dāng)動(dòng)車(chē)速度為vm3時(shí),D.牽引力做功W=12mvm2-B級(jí)綜合提升練10.(多選)一輛質(zhì)量m=2.0×103kg的無(wú)人蘿卜車(chē),以v=36km/h的速度在平直路面上勻速行駛,此過(guò)程中發(fā)動(dòng)機(jī)功率P1=12kW。當(dāng)系統(tǒng)探測(cè)到前方有障礙物時(shí),主動(dòng)剎車(chē)系統(tǒng)立即撤去發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)力,同時(shí)施加制動(dòng)力使車(chē)輛減速。在制動(dòng)過(guò)程中,系統(tǒng)提供的制動(dòng)功率P2=24kW,蘿卜車(chē)經(jīng)過(guò)x=583m停下來(lái),不計(jì)傳動(dòng)裝置和熱損耗造成的能量損失,下列說(shuō)法正確的是(A.蘿卜車(chē)勻速行駛過(guò)程中所受的阻力大小為800NB.蘿卜車(chē)剛進(jìn)入制動(dòng)狀態(tài)的瞬間,其所受合力大小為4800NC.制動(dòng)過(guò)程蘿卜車(chē)的速度為5m/s時(shí),加速度大小為3m/s2D.蘿卜車(chē)從剎車(chē)到停止經(jīng)歷的時(shí)間為3.2s11.(18分)(2025·八省聯(lián)考河南卷,13)如圖甲所示的水平地面上,質(zhì)量為1kg的物體在水平方向力F的作用下從靜止開(kāi)始做直線運(yùn)動(dòng)。圖乙為F隨時(shí)間t變化的關(guān)系圖像。已知物體與水平地面之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為0.2,重力加速度大小g取10m/s2,求:(1)(9分)在2s末物體的速度大小;(2)(9分)在0~3s內(nèi)物體所受摩擦力做的功。C級(jí)培優(yōu)加強(qiáng)練12.(12分)(2025·八省八校聯(lián)考)在某次高鐵試運(yùn)行過(guò)程中,質(zhì)量為m的列車(chē)從靜止開(kāi)始做直線運(yùn)動(dòng),加速度隨時(shí)間的變化關(guān)系如圖所示,t1時(shí)刻達(dá)到最大功率,t1~t2內(nèi)列車(chē)保持最大功率運(yùn)行,假定運(yùn)行過(guò)程中,列車(chē)受到阻力的大小恒為重力的k倍,重力加速度大小為g,圖中a