2010-2012高考物理高频考点精选分类解析16 功和功率

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2010~2012高考物理高频考点精选分类解析
高频考点16 功和功率
（2012·江苏物理）如图所示，细线的一端固定于O点，另一端系一小球。在水平拉力作用下，小球以恒定速率在竖直面内由A点运动到B点，在此过程中拉力的瞬时功率变化情况是
逐渐增大
逐渐减小
先增大，后减小
先减小，后增大
1.【答案】：A【解析】：在此过程中拉力逐渐增大，运动到B点时拉力F=mgtanθ，拉力的瞬时功率P=Fvcosθ=mgvsinθ，逐渐增大，选项A正确。
【考点定位】此题考查力的瞬时功率P=Fvcosθ公式。
2. （2012·安徽理综）如图所示，在竖直平面内有一半径为R的圆弧轨道，半径OA水平、OB竖直，一个质量为m的小球自A的正上方P点由静止开始自由下落，小球沿轨道到达最高点B时恰好对轨道没有压力。已知AP=2R,重力加速度为g，则小球从P到B的运动过程中
A. 重力做功2mgR
B. 机械能减少mgR
C. 合外力做功mgR
D. 克服摩擦力做功mgR
2.【答案】D
【解析】根据小球沿轨道到达最高点B时恰好对轨道没有压力，其速度满足mg=mv2/R，在B点时动能为mgR。小球从P到B的运动过程中，重力做功mgR，机械能减少mgR，选项AB错误；合外力做功mgR，克服摩擦力做功mgR，选项C错误D正确。
【考点定位】此题考查动能定理、竖直面内的圆周运动及其相关知识。
3．（2012·四川理综）如图所示，劲度系数为k的轻弹簧的一端固定在墙上，另一端与置于水平面上质量为的物体接触（未连接），弹簧水平且无形变。用水平力F缓慢推动物体，在弹性限度内弹簧长度被压缩了x0，此时物体静止。撤去F后，物体开始向左运动，运动的最大距离为4 x0。物体与水平面间的动摩擦因数为μ，重力加速度为g。则
A．撤去F后，物体先做匀加速运动，再做匀减速运动
B．撤去F后，物体刚运动时的加速度大小为-μg
C．物体做匀减速运动的时间为
D．物体开始向左运动到速度最大的过程中克服摩擦力做的功为μmg (x0-μmg/k)
3.【答案】：BD
【解析】：由牛顿第二定律，撤去F后，物体所受合外力为F=kx0-μmg，由牛顿第二定律F=ma可知，物体刚运动时的加速度大小为a=-μg，选项B正确。由于弹簧弹力为变力，所以撤去F后，物体先做变加速运动，再做变减速运动，选项AC错误。当kx=μmg，物体开始向左运动到速度最大，在此过程中，克服摩擦力做的功为Wf=μmg( x+ x0)=μmg (x0-μmg/k)，选项D正确。
【考点定位】此题考查牛顿第二定律、摩擦力做功及其相关知识。
4.（2011全国新课标理综）如图所示，在外力作用下某质点运动的v-t图象为正弦曲线.从图中可以判断
A、在0~t1时间内，外力做正功
B、在0~t1时间内，外力的功率逐渐增大
C、在t2时刻，外力的功率最大
D、在t1~t3时间内，外力做的总功为零
4.【答案】AD
【解析】在0~t1时间内，质点速度增大，由动能定理可知，外力做正功，选项A正确；根据速度图象的斜率表示加速度，在0~t1时间内质点速度逐渐增大，但加速度逐渐减小，外力逐渐减小。根据功率定义式P=Fv，不能说明外力的功率逐渐增大，选项B错误；在t2时刻，质点速度为零，外力的功率为零，选项C错误；t1时刻与t3时刻质点速度大小相等，质点动能相等，由动能定理，在t1~t3时间内，质点外力做的总功为零，选项D正确。
5．（2010·上海物理）如图为质量相等的两个质点A、B在同一直线上运动的v—t图像，由图可知
（A）在t时刻两个质点在同一位置
（B）在t时刻两个质点速度相等
（C）在0~t时间内质点B比质点A位移大
（D）在0~t时间内合外力对两个质点做功相等
5.【答案】：BCD
解析：在t时刻两个质点速度相等，不一定在同一位置，选项B正确A错误；由速度图象与横轴所夹面积表示位移可知，在0~t时间内质点B比质点A位移大，选项 C正确；根据动能定理，合外力对质点做功等于动能的变化，在0~t时间内合外力对两个质点做功相等，选项D正确。
6.（2011海南物理）一质量为1kg的质点静止于光滑水平面上，从t=0时起，第1秒内受到2N的水平外力作用，第2秒内受到同方向的1N的外力作用。下列判断正确的是
A. 0～2s内外力的平均功率是W
B.第2秒内外力所做的功是J
C.第2秒末外力的瞬时功率最大
D.第1秒内与第2秒内质点动能增加量的比值是
6.【.答案】：AD
【解析】：第1秒内受到2N的水平外力作用，其加速度为a1=2m/s2，位移s1=a1t12=1m；第1秒末速度v1= a1t1=2m/s，第1秒内外力做功W1=F1s1=2×1J =2J。第2秒内受到同方向的1N的外力作用，其加速度为a2=1m/s2，位移s2= v1 t2+a2t22=2.5m；第2秒末速度v2=v1+ a2t2=3m/s。第2秒内外力做功W2=F2s2=1×2.5J=2.5J。0～2s内外力做功的总功为W= W1+W2=4.5J，外力的平均功率是P=W/t=W，选项A正确B错误；第1秒末外力的瞬时功率为P1=F1 v1=4W；第2秒末外力的瞬时功率为P2=F2 v2=3W；第1秒末外力的瞬时功率最大，选项C错误；由动能定理可知，第1秒内与质点动能增加量为2J，第2秒内质点动能增加量为2.5J，第1秒内与第2秒内质点动能增加量的比值是，选项D正确。
7（2012·福建理综）如图，用跨过光滑定滑轮的缆绳将海面上一搜失去动力的小船沿直线拖向岸边。已知拖动缆绳的电动机功率恒为P，小船的质量为m，小船受到的阻力大小恒为f，经过A点时的速度大小为v0，小船从A点沿直线加速运动到B点经历时间为t1，A、B两点间距离为d,，缆绳质量忽略不计。求：
（1）小船从A点运动到B点的全过程克服阻力做的功Wf；
（2）小船经过B点时的速度大小v1；
（3）小船经过B点时的加速度大小a。
7【解析】：（1）小船从A点运动到B点的全过程克服阻力做的功Wf =fd。
（2）小船从A点运动到B点，电动机牵引绳对小船做功，W=Pt1，
由动能定理有，W- Wf =mv12-mv02，
联立解得小船经过B点时的速度大小v1=。
（3）设小船经过B点时绳的拉力大小为F，绳与水平方向夹角为θ，电动机牵引绳的速度大小为u，则，P=Fu，
u= v1cosθ，
由牛顿第二定律有，Fcosθ -f=ma，
联立解得加速度大小a=-。