-8.1功与功率基础巩固(word版含答案)

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名称 -8.1功与功率基础巩固(word版含答案)
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资源类型 教案
版本资源 人教版(2019)
科目 物理
更新时间 2022-01-20 21:05:17

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8.1功与功率基础巩固2021—2022学年高中物理人教版(2019)必修第二册
一、选择题(共15题)
1.篮球比赛时,小王同学跳起投篮。在离地上升过程中,下列设法正确的是(  )
A.重力对小王做负功
B.重力对小王做正功
C.手对球的作用力大于球对手的作用力
D.手对球的作用力小于球对手的作用力
2.如图所示,电梯与水平地面成θ角,一人站在电梯上,电梯从静止开始匀加速上升,到达一定速度后再匀速上升,若以N表示水平梯板对人的支持力,G为人受到的重力,f为电梯对人的静摩擦力,下列结论正确的是( )
A.加速运动过程中f≠0,f、N,G都做功 B.加速运动过程中f≠0,N不做功
C.匀速运动过程中f≠0,N,G都做功 D.匀速运动过程中f≠0,N,G都不做功:
3.一个质量为50 g的物体,在竖直向上的力F的作用下,以2 m/s2的加速度由静止向上匀加速运动,则力F在前5 s内所做的功为(g="10" m/s2)( )
A.15 J B.1.5 J C.12.5 J D.2.5 J
4.一可视为质点的物体做平抛运动,如果初速度为5m/s,g=10m/s2,物体质量m=1kg,经t=1s落地,则该物体在下落过程中重力的功率与该物体落地时重力的功率分别为(  )
A.50W、50W B.100W、100W C.50W、100W D.100W、50W
5.质量为5 t的汽车,在水平路面上以加速度a=2 m/s2启动,受到的阻力为2×103 N,则汽车启动后第2 s末的瞬时功率为(  )
A.48 kW B.24 kW
C.22 kW D.11 kW
6.下列表述中最符合实际情况的是(  )
A.某高中同学做一次引体向上的上升过程中克服重力做功约为25J
B.将一个鸡蛋从胸前举过头顶,克服重力做功约为10J
C.篮球从2m高处自由下落到地面的过程中,重力做功的功率约为20W
D.某高中同学步行上楼时克服重力做功的功率约为10kW
7.两个相互垂直的力F1和F2作用在同一物体上,使物体运动,如图所示,物体通过一段位移时,力F1对物体做功6J,F2对物体做功8J,则F1和F2的合力对物体做功为( )
A.-2J B.2J C.10J D.14J
8.如图所示,D、E、F、G 为地面上间距相等的四点,三个质量相等的小 球A、B、C分别在E、F、G的正上方不同高度处,以相同的初速度水 平向左抛出,最后均落在D点.若不计空气阻力,则可判断A、B、C 三个小球
A.初始离地面的高度比为1:2:3
B.落地时的速度大小之比为1:2:3
C.落地时重力的瞬时功率之比为1:2:3
D.从抛出到落地的过程中,动能的变化量之比为1:2:3
9.一质量为m、发动机额定功率为P的汽车,开上一倾角为α的坡路,设坡路足够长,摩擦阻力是车重的k倍,汽车在上坡过程中的最大速度为(  )
A. B. C. D.
10.如图所示,质量为m的物体在恒力F的作用下从底端沿斜面向上一直匀速运动到顶端,斜面高h,倾斜角为θ,现把物体放在顶端,发现物体在轻微扰动后可匀速下滑,重力加速度大小为g。则在上升过程中恒力F做的功为(  )
A.Fh B.mgh C.2mgh D.无法确定
11.如图甲所示,水平面上一质量为m的物体在水平力F作用下开始加速运动,力F的功率P保持恒定,运动过程中物体所受的阻力f大小不变,物体速度最终达到最大值,此过程中物体速度的倒数与加速度a的关系图象如图乙所示。仅在已知功率P的情况下,根据图象所给信息可知以下说法错误的是(  )
A. B.
C.图象的斜率为 D.f=0.1P
12.如图甲、乙、丙三种情形表示某物体在恒力F作用下在水平面上发生一段大小相同的位移,则力F对物体做功相同的是(  )
A.甲和乙 B.甲、乙、丙 C.甲和丙 D.乙和丙
13.如图所示,用与水平方向成θ角的力F拉质量为m的物体水平匀速前进距离x.已知物体和地面间的动摩擦因数为 ,则在此过程中力F做功为( )
A.mgx B. mgx
C.Fx D.Fxcosθ
14.如图所示,质量为M的长木板B在光滑的水平地面上,在其右端放一质量为m的小木块,,给A、B以大小相等、方向相反的初速度,使A开始向左运动,B开始向右运动,但A最后没有滑离B板。在A和B相互作用的过程中,它们之间的摩擦力做功的情况是(  )
A.摩擦力对A一直做负功 B.摩擦力对A先做负功后做正功
C.摩擦力对B一直做正功 D.摩擦力对B先做负功后做正功
15.关于功率,下列说法正确的是( )
A.功率大说明物体做功多
B.功率小说明物体做功慢
C.力对物体做功越多,功率越大
D.做功的力越大,功率越大
二、填空题(共5题)
16.质量为1kg的物体从空中自由落下,在3s内重力的平均功率为___________W,第3s末重力的即时功率为___________W。
17.某种型号的轿车,其部分配置参数如表所示,该轿车行驶过程中所受摩擦阻力大小始终不变。若轿车在水平直线路面上以最高车速匀速行驶时,发动机功率是额定功率,此时牵引力为__________N,在某次官方测试中,一位质量m=60kg的驾驶员驾驶该轿车,在水平直线路面上以额定功率行驶时,车速为108km/h,则此时该车的加速度为__________m/s2。
长*宽*高(mm) 4805×1820×1476
净重(kg) 1540
车身结构 4门5座三厢车
变速箱 七档双离合
发动机排量(mL) 1984
水平直线路面最高车速(km/h) 216
额定功率(kW) 120
18.一质量为1.0kg的物体从距地面足够高处做自由落体运动,重力加速度g=10m/s2,则前2s内重力对物体所做的功为_________J; 第2s末重力对物体做功的瞬时功率为__________ W 。
19.如图所示,重物的质量为1kg,动滑轮质量不计,竖直向上拉动细绳,使重物以2m/s2匀加速上升5m,则拉力F为__________N,此过程拉力F的功率为_________W(g取10 m/s2)
20.小鲁为研究物体所受空气阻力与物体运动速度的关系,小鲁约小明在一个无风的周末开汽车来到郊外一段人车稀少的平直公路上.小鲁打开汽车天窗,将如图甲所示装置固定在汽车车顶.小明依次以5m/s、10m/s、15m/s、20m/s的不同速度在平直公路上各匀速行驶一段距离,小鲁依次将汽车不同行驶速度时的弹簧测力计的示数记录在下表中.
汽车速度v/(m s-1) 5 10 15 20
弹簧测力计示数F/N 0.20 0.82 3.30
(1)如图乙所示,为小鲁同学在车速稳定在15m/s时用手机拍下的测力计照片,此时测力计示数为________N
(2)实验装置中用小车而不是木块,并将其放在表面平滑的木板上,目的是为了减小_________对实验结果的影响.
(3)分析上表中的实验数据,则当弹簧测力计的读数稳定在2.40N时,车速为______m/s.(计算结果保留2位有效数字)
三、综合题(共3题)
21.如图所示,用的水平拉力,使物体从A点由静止开始沿光滑水平面做匀加速直线运动到达B点,已知A、B之间的距离。求:
(1)拉力F在此过程中所做的功;
(2)若物体从A到B刚好用时,求拉力F做功的平均功率。
22.如图所示,平板A静置于水平地面上,物块B(可视为质点)置于平板最左端平板质量M=2kg,物块质量m=1kg,物块与平板间动摩擦因数μ1=0.5,平板与水平面间动摩擦因数2=0.1,最大静摩擦力等于滑动摩擦力。t=0开始,物块B受到大小为10N的水平向右的力;t=1s时,力大小不变方向反向;t=1.5s时,撤去该力。整个过程中,物块始终未离开平板,不计空气阻力,重力加速度取g=10m/s2求:
(1)t=1s时,物块和平板的速度大小;
(2)平板长度至少为多少?
(3)整个过程中,该力对物块所做的总功。
23.如图所示,将一个小球水平抛出,抛出点距水平地面的高度h,小球抛出的初速度为,不计空气阻力,取重力加速度为g,求:
(1)小球落地点与抛出点的水平距离x;
(2)小球从抛出到落地过程中重力的平均功率P.
参考答案
1.A
【详解】
AB.小王立刻上升过程中,位移(运动)方向与重力方向相反,重力做负功,故A正确,B错误;
CD.根据作用力与反作用力关系,手对球的作用力与球对手的作用力大小相等,故CD错误。
故选A。
2.A
【分析】
运动的分解方法有两种:分解速度而不分解加速度,分解加速度而不分解速度.
【详解】
A、B、加速过程中,人的加速度斜向上,将加速度分解到水平和竖直方向得:ax=acosθ,方向水平向右;ay=asinθ,方向竖直向上,水平方向受静摩擦力作用,f=ma=macosθ,水平向右,竖直方向上有位移,所以重力和支持力都做功,在水平方向上有位移,则摩擦力也做功,故A正确,B错误.C、D、匀速过程中,人受力平衡,水平方向无相对运动趋势则不受摩擦力,但在竖直方向上有位移,所以重力和支持力都做功,故C、D错误;故选A.
3.A
【解析】
试题分析:根据牛顿第二定律有,则F="0.6" N,再由匀加速运动的位移公式有,可得物体上升的高度为25 m,再根据功的公式W=Fh,则力F在前5 s内所做的功为15 J.因此选项A正确.
考点:本题考查功的公式,牛顿第二定律和运动学公式.
4.C
【详解】
物体下落的竖直高度
重力做功
WG=mgh=50J
重力的平均功率
落地的竖直速度
vy=gt=10m/s
重力的瞬时功率
P=mgvy=100W
故选C。
5.A
【详解】
根据牛顿第二定律有
F-f=ma
解得
F=12×103 N
汽车第2 s末的速度
v=at=4m/s
第2 s末的瞬时功率
P=Fv=48 kW
A.48 kW,与结论相符,选项A正确;
B.24 kW,与结论不相符,选项B错误;
C.22 kW,与结论不相符,选项C错误;
D.11 kW,与结论不相符,选项D错误;
6.C
【详解】
A.高中的同学体重约50kg,在一次引体向上的过程中向上的位移约0.5m,则克服重力做的功:

故A错误;
B.一个鸡蛋的质量约为50g=0.05kg,将一个鸡蛋从胸前举过头顶,位移约0.5m,克服重力做功约为:W=mgh=0.05×10×0.5 J =0.25J,故B错误;
C.篮球的质量约0.6kg,篮球从2m高处自由下落到地面的过程中,重力做的功:

篮球下落的时间:

功率约为:

,接近20W,故C正确;
D.高中的同学体重约50kg,一楼层的高度约为3m,则高中同学步行上楼时,上楼一层需要克服重力做功:

每秒钟向上的高度约为0.3m(两个台阶),则上一层楼大约需要10s,则功率:

故D错误.
7.D
【详解】
试题分析:当有多个力对物体做功的时候,总功的大小就等于用各个力对物体做功的和;由于力F1对物体做功6J,力F2对物体做功8J,所以F1与F2的合力对物体做的总功就为6J+8J=14J,故选D.
考点:功
8.C
【详解】
试题分析:相同的初速度抛出,而A、B、C三个小球的水平位移之比1:2:3,可得运动的时间之比为1:2:3,再由可得,A、B、C三个小球抛出高度之比为1:4:9,故A错误;由于相同的初动能抛出,根据动能定理,由不同的高度,可得落地时的速度大小之比不可能为1:2:3,若没有初速度,则之比为1:2:3,故B错误;相同的初速度抛出,而A、B、C三个小球的水平位移之比1:2:3,可得运动的时间之比为1:2:3,由v竖=gt可得竖直方向的速度之比为1:2:3,由P=Gv,那么落地时重力的瞬时功率之比1:2:3,故C正确;根据动能定理,由于质量相等且已知高度之比,可得落地时动能的变化量之比即为1:4:9,故D错误;故选C.
考点:平抛运动;动能定理
9.C
【详解】
汽车达到最大速度时匀速运动,受力平衡,由于汽车是沿倾斜的路面向上行驶的,对汽车受力分析可知,汽车的牵引力
由功率P=Fv得,该车行驶的最大速度
故选C。
10.C
【详解】
由题知,把物体放在顶端,发现物体在轻微扰动后可匀速下滑,则物体受力平衡,则有
上滑过程中,也做匀速直线运动,受力平衡,则有
则在上升过程中恒力F做的功
故选C。
11.C
【详解】
当加速度为零时,物体做匀速运动,此时刻的牵引力等于阻力,,速度为最大值,由功率的计算公式可得
物体的加速度
整理得
图像斜率
故,故B正确,C错误;
图像截距
故,故D正确;
最大速度
故A正确。
故选C。
12.C
【详解】
图甲中拉力做功为
图乙中拉力做功为
图丙中拉力做功为
综上所述,甲与丙中F对物体做功相同,故ABD错误,C正确。
故选C。
13.D
【解析】
某一个力做功只要这个力和物体的位移决定,与受不受其他力无关,与物体怎么运动无关;而合力做功就与受其他力有关,与怎么运动有关;故根据功的定义式可知,则D正确、A、B、C错误.故选D.
14.B
【详解】
AB.设木块A和木板B最后的速度为v,向右为正方向,有
可得
可知末速度方向向右,由此可知,A先向左做匀减速直线运动,再向右做匀加速直线运动,所以摩擦力对A先做负功再做做正功,故A错误,B 正确;
CD.在共速之前,长木板相对于A已知是向右运动,所受摩擦力一直向左,所以摩擦力对B一直做负功,故CD错误。
故选B。
15.B
【分析】
功率等于单位时间内做功的多少,反映做功快慢的物理量。
【详解】
AB.功率大说明物体做功快,功率小说明物体做功慢,故A错误,B正确;
C.根据知,力对物体做功越多,功率不一定大,故C错误;
D.做功的力越大,功率不一定大,故D错误。
故选B。
16.150 300
【详解】
[1]3s内下落的高度
重力功
重力的平均功率为
[2]第3s末重力的即时功率为
17.
【详解】
[1]牵引力为
[2]汽车以最高速匀速行驶时,有
车速为108km/h时,由牛顿第二定律得
代入数据,解得
18.
【详解】
[1]前2s内物体下落的高度
前2s内重力对物体所做的功
W=mgh=200J
[2]第2s末物体的运动速度
v=gt=20m/s
第2s末重力对物体做功的瞬时功率
P=mgv=200W
19.6
【详解】
[1]对重物列牛顿第二定律,则有
解得
[2]拉力做的功为
重物升高5 m的时间为
解得
所以拉力F的功率为
20.1.80 摩擦力 17
【详解】
(1)由图可知测力计示数为1.80N,(2) 用小车,将滑动摩擦变为滚动摩擦,放在表面平滑的木板上,减小了接触面的粗糙程度,所以可以减小摩擦力;(3)当车速稳定时,根据二力平衡条件可知,弹簧测力计的示数等于空气阻力的大小,对表中的数据分析:,说明空气阻力与速度的二次正比,即,故当示数为4.00N时车速为.
21.(1)40J;(2)10W
【详解】
(1)根据功的定义可得,拉力F在此过程中所做的功
(2)物体从A到B刚好用时,拉力F做功的平均功率为
22.(1)5 m/s,1m/s;(2)2.5 m;(3)
【详解】
(1)物块的加速度大小为
解得
平板的加速度大小为
解得
所以t=1 s时,物块的速度大小为
平板的速度大小为
(2)0~1 s,物块相对于平板的位移大小为
第1 s末,力反向,大小不变
物块的加速度大小为
解得
平板的加速度不变,令经历t1时间两者共速。则
解得
共速时的速度大小为
物块相对平板的位移大小为
随后物块相对于平板向左运动,所以平板的长度至少为
(3)物块与平板达到共同速度v后,物块相对于平板向左运动。物块的加速度为
解得。令再经历t2时间,物块速度减为零,则
解得
即t=1.5 s刚撤去外力时,物块速度恰好减为零。
整个过程中,外力对物块所做的总功为
23.(1)(2)
【详解】
试题分析:(1)根据高度求出平抛运动的时间,结合初速度和时间求出水平位移.(2)根据求得重力的平均功率.
(1)物体做平抛运动,则有:,解得:
则水平位移
(2)重力做功的平均功率