第14講功、功率(限時(shí)40分鐘)1.[2023·遼寧大連模擬]以一定的初速度豎直向上拋出一個(gè)質(zhì)量為m的小球,小球上升的最大高度為h,空氣阻力的大小恒為F,重力加速度為g,則從拋出到落回到拋出點(diǎn)的過程中,空氣阻力對小球做的功和所有外力對小球做的總功分別是 ()A.00B.-FhmghC.FhmghD.-2Fh-2Fh2.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.FπR2BC.FRD.FπR3.(多選)如圖所示,將完全相同的四個(gè)小球1、2、3、4從同一高度由靜止釋放(圖甲、丙、丁)或平拋(圖乙),其中圖丙、丁中分別是傾角為45°和60°的光滑斜面,不計(jì)空氣阻力,則下列對四種情況下相關(guān)物理量的比較正確的是 ()A.落地時(shí)間t1=t2<t3<t4B.全程重力做功W1=W2=W3=W4C.落地瞬間重力的功率P1=P2=P3=P4D.全程重力做功的平均功率P1=P2>P4.[2021·北京卷]如圖所示,高速公路上汽車定速巡航(即保持汽車的速率不變)通過路面abcd,其中ab段為平直上坡路面,bc段為水平路面,cd段為平直下坡路面.不考慮整個(gè)過程中空氣阻力和摩擦阻力的大小變化.下列說法正確的是 ()A.在ab段汽車的輸出功率逐漸減小B.汽車在ab段的輸出功率比bc段的大C.在cd段汽車的輸出功率逐漸減小D.汽車在cd段的輸出功率比bc段的大5.一輛質(zhì)量為m的汽車,從靜止開始運(yùn)動(dòng),其阻力為車重的λ倍,其牽引力的大小F=kx+Ff,其中k為比例系數(shù),x為車前進(jìn)的距離,Ff為車所受的阻力,重力加速度為g,則當(dāng)車前進(jìn)的距離為s時(shí)牽引力做的功為 ()A.λmgs B.12ksC.12ks2+λmgs D.6.[2023·湖北卷]兩節(jié)動(dòng)車的額定功率分別為P1、P2,在某平直鐵軌上能達(dá)到的最大速度分別為v1、v2.現(xiàn)將它們編成動(dòng)車組,設(shè)每節(jié)動(dòng)車運(yùn)行時(shí)受到的阻力在編組前后不變,則動(dòng)車組在此鐵軌上能達(dá)到的最大速度為 ()A.P1v1C.(P1+7.[2023·河北邯鄲模擬]如圖甲所示,物體受到水平推力F的作用在粗糙水平面上做直線運(yùn)動(dòng).監(jiān)測到推力F、物體速度v隨時(shí)間t變化的規(guī)律如圖乙、丙所示.g取10m/s2,則 ()A.第1s內(nèi)推力做功為2JB.第2s內(nèi)物體克服摩擦力做的功為4JC.t=1.5s時(shí)推力F的瞬時(shí)功率為3WD.第2s內(nèi)推力F做功的平均功率為2W8.[2023·湖北黃石模擬]古代日常用水主要依靠井水.假設(shè)用水桶從水井里提水,井內(nèi)水面到井口的高度為20m.水桶離開水面時(shí),桶和水的總質(zhì)量為10kg.由于水桶漏水,在被勻速提升至井口的過程中,桶和水的總質(zhì)量隨著上升距離的變化而變化,其關(guān)系如圖所示.水桶可以看成質(zhì)點(diǎn),不計(jì)空氣阻力,重力加速度g取10m/s2.由圖像可知,在提水的整個(gè)過程中,拉力對水桶做的功為()A.2000JB.1800JC.200JD.180J9.[2023·浙江杭州模擬]如圖所示,ab、ac為豎直平面內(nèi)兩根固定的光滑細(xì)桿,a、b兩點(diǎn)恰為外接圓的最高點(diǎn)和最低點(diǎn),兩個(gè)帶孔小球甲、乙分別從a處由靜止沿兩細(xì)桿滑到下端b、c時(shí),動(dòng)能恰好相等,下列說法正確的是 ()A.兩小球的質(zhì)量相等B.兩小球下滑的時(shí)間不相等C.此過程中兩小球所受重力的平均功率不相等D.兩小球在細(xì)桿下端b、c時(shí)重力的瞬時(shí)功率相等10.[2023·浙江溫州模擬]2021年10月25日,如圖甲所示的全球最大“上回轉(zhuǎn)塔機(jī)”成功首發(fā)下線,又樹立了一面“中國高端制造”的新旗幟.若該起重機(jī)某次從t=0時(shí)刻由靜止開始向上提升質(zhì)量為m的物體,其a-t圖像如圖乙所示,t1時(shí)達(dá)到額定功率,t1~t2時(shí)間內(nèi)起重機(jī)保持額定功率運(yùn)動(dòng),重力加速度為g,不計(jì)其他阻力,下列說法正確的是 ()A.0~t1時(shí)間內(nèi)物體處于失重狀態(tài)B.t1~t2時(shí)間內(nèi)物體做減速運(yùn)動(dòng)C.0~t1時(shí)間內(nèi)重力對物體做的功為-12m(a0t1)D.t1~t2時(shí)間內(nèi)起重機(jī)額定功率為(mg+ma0)a0t111.[2024·遼寧鐵嶺模擬]如圖甲所示,在一無限大的光滑水平面上靜止放置著可視為質(zhì)點(diǎn)的物體,以物體所在初始位置為坐標(biāo)原點(diǎn)建立一維坐標(biāo)系,現(xiàn)給物體施加一沿x軸正方向的作用力F,其加速度a與坐標(biāo)x的關(guān)系如圖乙所示.則在x=4m處,物體的速度大小為 ()A.42m/s B.210m/sC.26m/s D.無法計(jì)算12.[2023·江蘇淮安模擬]目前,我國的高鐵技術(shù)已處于世界領(lǐng)先水平.由幾節(jié)自帶動(dòng)力的車廂(動(dòng)車)和幾節(jié)不帶動(dòng)力的車廂(拖車)組成的一個(gè)編組,稱為動(dòng)車組.若每節(jié)動(dòng)車的額定功率均為1.35×104kW,每節(jié)動(dòng)車與拖車的質(zhì)量均為5×104kg,動(dòng)車組運(yùn)行過程中每節(jié)車廂受到的阻力恒為其重力的751000.已知1節(jié)動(dòng)車加2節(jié)拖車編成的動(dòng)車組運(yùn)行時(shí)的最大速度v0為466.7km/h.我國的滬昆高鐵是由2節(jié)動(dòng)車和6節(jié)拖車編成動(dòng)車組來工作的,其中頭、尾為動(dòng)車,中間為拖車.當(dāng)列車高速行駛時(shí),列車的“抓地力”減小,不易制動(dòng),所以制動(dòng)時(shí)常用“機(jī)械制動(dòng)”與“風(fēng)阻制動(dòng)”配合作用,所謂“風(fēng)阻制動(dòng)”就是當(dāng)檢測到車輪壓力非正常下降時(shí),通過升起風(fēng)翼(減速板)調(diào)節(jié)其風(fēng)阻,先用高速時(shí)的風(fēng)阻來增大“抓地力”將列車進(jìn)行初制動(dòng),當(dāng)速度較小時(shí)才采用機(jī)械制動(dòng).(所有結(jié)果保留兩位有效數(shù)字,g取10m/s2(1)滬昆高鐵的最大時(shí)速v為多少?(2)當(dāng)滬昆高鐵的動(dòng)車組以加速度1.5m/s2加速行駛時(shí),第3節(jié)車廂對第4節(jié)車廂的作用力為多大?(3)滬昆高鐵以(1)中的最大速度運(yùn)動(dòng)時(shí),測得此