2019人教版必修第二册 第八章 机械能守恒定律 1 功与功率 课时1 对功和功率的理解 提升练习
一、多选题
1.一木块放在水平地面上,在力F=2N作用下向右运动,水平地面AB段光滑,BC段粗糙,木块从A点运动到C点的v﹣t图如图所示,取 g=10m/s2,则( )
A.在t=6s时,拉力F的功率为8W
B.在t=6s时,物体克服摩擦力的功率为3.5W
C.拉力在AC段做功为38J
D.物体在BC段克服摩擦力做功为38J
二、单选题
2.如图所示,质量分别为2m和m的A、B两物体用不可伸长的轻绳绕过轻质定滑轮相连,开始两物体处于同一高度,绳处于绷紧状态,轻绳足够长,不计一切摩擦.现将两物体由静止释放,在A落地之前的运动中,下列说法中正确的是( )
A.A物体的加速度为g/2
B.A、B组成系统的重力势能增大
C.下落t秒时,B所受拉力的瞬时功率为
D.下落t秒时,A的机械能减少了
3.如图所示,光滑平行金属导轨、放置在同一水平面内,M、P之间接一定值电阻R,金属棒垂直导轨放置,金属棒和导轨的电阻均不计,整个装置处在竖直向上的匀强磁场中。时对金属棒施加水平向右的外力F,使金属棒由静止开始做匀加速直线运动,下列关于通过金属棒的电流i、通过电阻R的电荷量q、拉力F和拉力的功率P随时间变化的图象,正确的是( )
A. B.
C. D.
4.如图所示,一篮球以水平初速度v0碰撞篮板后水平弹回,速率变为原来的k倍(),碰撞时间忽略不计,弹回后篮球的中心恰好经过篮框的中心。已知篮球的质量为m,半径为r,篮框中心距篮板的距离为L,碰撞点与篮框中心的高度差为h,不计摩擦和空气阻力,则( )
A.碰撞过程中,篮球的机械能守恒
B.篮板对篮球的冲量大小为
C.篮球的水平初速度大小为
D.若篮球气压不足,导致k减小,在不变的情况下,要使篮球中心经过篮框中心,应使碰撞点更低
5.如图所示,坐在雪橇上的人和雪橇的总质量为m,在与水平面成角的恒定拉力F作用下,沿水平地面向右移动了一段距离坐在雪橇上的人和雪橇受到的( )
A.重力做功为mgL B.重力做功为
C.拉力做功为FL D.拉力做功为
6.以一定的初速度竖直向上抛出质量为m的小球,它上升的最大高度为h,空气阻力的大小恒为 Ff,重力加速度为 g,则从抛出点至回到原出发点的过程中,各力做功的情况正确的是( )
A.重力做的功为2mgh B.空气阻力做的功为-2Ffh
C.合力做的功为2Ffh D.物体克服重力做的功为-mgh
7.一质量为m的物体,沿倾角=30°的光滑斜面由静止起下滑,当它在竖直方向下降了h高度时,重力对它做功的瞬时功率是
A. B. C. D.
8.如图所示,滑块A和B叠放在固定的光滑斜面体上,从静止开始以相同的加速度一起沿斜面加速下滑.则在下滑过程中正确的是( )
A.B对A的支持力不做功
B.B对A的合力不做功
C.B对A的摩擦力不做功
D.B对A的摩擦力做负功
9.甲物体放在粗糙的水平面上,乙物体放在光滑的水平面,它们在相等的水平推力作用下移动相同的距离,甲物体和乙物体的质量相等,试判断推力对物体做功和及功率和的大小关系为( )
A. , B. ,
C. , D. ,
10.2017年国庆小长假,小明到一家农家乐餐厅就餐时发现,店内竟有驴拉磨磨玉米面, 如图所示,假设驴拉磨的力大小始终为500 N,运动的圆的半径1m,且力的方向始终沿圆周的切线方向。则驴拉磨转动一周所做的功为( )
A.0 B.500 J
C.500πJ D.1000πJ
11.用起重机把重量为5×103N的物体匀速的提升了10m,则此过程中钢绳的拉力对物体做的功是( )
A.5×102J B.5×103J C.1×103J D.5×104J
12.跳伞运动员在刚跳离飞机、其降落伞尚未打开的一段时间内,下列说法中正确的是( )
A.空气阻力做正功 B.重力势能增加
C.动能增加 D.重力做负功
13.有一光滑斜面固定在水平地面上,一质量为m的滑块从斜面顶端滑到斜面底端的过程中,下列说法不正确的是
A.重力对滑块做正功 B.滑块对斜面的压力对斜面不做功
C.斜面对滑块的支持力对滑块做负功 D.滑块受到斜面的支持力与斜面垂直,所以支持力对滑块不做功
14.关于功率,下列说法正确的是( )
A.力对物体做的功越多,功率就越大
B.做功时间短的机械功率大
C.完成相同的功,用的时间越长,功率越大
D.功率大的机械在单位时间里做的功多
15.在光滑水平面和粗糙水平面上推车,如果所用的力相同,通过的距离相同,则推力对车所做的功( )
A.一样大。
B.在光滑水平面上较大。
C.在粗糙水平面上较大。
D.要由小车通过这段距离的时间来决定。
三、解答题
16.如图所示是用来测定电动机输出功率的传统方法.在电动机皮带轮外套上一段摩擦带,摩擦带的一端通过橡皮筋固定在天花板上,另一端串接一个弹簧测力计之后也挂在天花板上.电动机不转动时读出弹簧测力计的示数为(这时摩擦带有一定的正压力压紧在皮带轮上)。当电动机匀速转动时(从右向左看逆时针转动),测力计示数将稳定为,则此时摩擦带所受到的摩擦力是多少?若此时用转速表测得电动机的转速为n,已知皮带轮的半径为r,由此可知电动机的输出功率是多少?
17.如图所示,一质量为m=2.0kg的物体从半径为R=5.0m的圆弧轨道的A端,在拉力作用下沿圆弧缓慢运动到B端(圆弧AB在竖直平面内)。拉力F的大小始终为15N,方向始终与物体在该点的运动方向成37°角。圆弧所对应的圆心角为45°,BO沿竖直方向。求这一过程中:(cos37°=0.8,g=10m/s2)
(1)拉力F做的功;
(2)重力G做的功;
(3)圆弧面对物体的支持力FN做的功。
试卷第1页,共3页
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参考答案
1.AC
【详解】
AB段的加速度.物体的质量.BC段的加速度.根据牛顿第二定律得,F-f=ma2,则摩擦力f=1N.所以t=6s时,拉力F的功率P=Fv=2×4W=8W,克服摩擦力的功率P′=fv=1×4W=4W.故A正确,B错误.AC段的位移x=×(2+3)×2+×(3+4)×4m=19m,则拉力F做的功W=Fx=38J.故C正确.物体在BC段的位移x2=×(3+4)×4m=14m.则物体在BC段克服摩擦力做功Wf=fx2=1×14J=14J.故D错误.故选AC.
2.D
【详解】
试题分析:设绳子之间的拉力为T,则对B分析有,对A分析有:,联立可得,A错误;在A落地之前的运动中,A重力势能减小量大于B重力势能增加量,所以A、B组成系统的重力势能减小,B错误;下落t秒时,A下落的高度为 ,则A克服细绳拉力做功为,根据功能关系得知:A的机械能减少量为,下落t秒时,B的速度大小为 ,则B所受拉力的瞬时功率为,故C错误D正确;
考点:考查了机械能,功率,牛顿第二定律
3.C
【详解】
A.金属棒由静止开始做匀加速直线运动,设金属棒的加速度为,则有
由匀变速直线运动规律可得
联立解得
因此图像是过原点的倾斜直线,A错误;
B.根据电流的定义式可得
由A选项可得
通过电阻R的电荷量q随时间的变化图像是过原点的抛物线,B错误;
C.由牛顿第二定律可得
由A选项可得
.
C正确;
D.拉力的功率为
由C选项可得
拉力的功率P随时间变化的图象为抛物线,D错误;
故选C。
4.B
【详解】
A.由题意可知,在碰撞运动中,篮球的速度减小,篮球的动能减小,机械能减小,A错误;
B.以篮球弹回的方向为正方向,由动量定理可得
I=mkv0 ( mv0)=(1+k)mv0
B正确;
C.弹回后篮球做平抛运动,在水平方向
L r=kv0t
在竖直方向
联立以上两式解得
C错误;
D.若篮球气压不足,导致k减小,在不变的情况下,kv0减小,要使篮球中心经过篮框中心,即篮球弹回后水平位移不变,时间t要增大,应使碰撞点更高,D错误。
故选B。
5.D
【详解】
AB.重力方向与位移垂直,则重力做功为零,选项AB错误;
CD.拉力做功为
选项C错误,D正确。
故选D。
6.B
【详解】
AD.从抛出点至回到原出发点,重力做功为0,故AD错误;
B.上升过程中空气阻力做的功为,下降过程中空气阻力做的功为,从抛出点至回到原出发点的过程中空气阻力做的功为,故B正确;
C.合力做的功为,故C错误。
故选B。
7.B
【详解】
由机械能守恒定律得:
解得:
则重力的瞬时功率为:
A.,与结论不相符,选项A错误;
B. ,与结论相符,选项B正确;
C.,与结论不相符,选项C错误;
D.,与结论不相符,选项D错误;
8.B
【详解】
A.B对A的支持力竖直向上,A和B是一起沿着斜面下滑的,所以B对A的支持力与运动方向之间的夹角大于90°,所以B对A的支持力做负功,所以A错误.
B.以A、B整体为研究对象,应用牛顿第二定律得a=gsinθ;隔离A分析,如图所示,
有
mgsinθ+fcosθ-Nsinθ=ma
得
fcosθ=Nsinθ
f与N的合力沿+y方向,B对A的合力不做功,故B正确.
CD.B对A的摩擦力是沿着水平面向左的,与运动方向之间的夹角小于90°,所以B对A的摩擦力做正功,故C D错误.
故选B.
考点:牛顿第二定律的应用;功
9.D
【详解】
根据
得水平推力作用下移动相同的距离,可知推力对甲和乙所做的功相等,有
设在粗糙的水平面上的加速度为,则有
在光滑水平面上的加速度为,则有
可得
根据
得
根据
可得
故D正确,ABC错误。
故选D。
10.D
【详解】
ABCD.由于F的方向保持与作用点的速度方向一致,因此可把圆周划分成很多小段研究
如图所示,当各小段的弧长足够小时,在这内F的方向几乎与该小段的位移方向重合。故
故D正确ABC错误。
故D正确。
11.D
【详解】
因为物体匀速提升,根据平衡条件
根据做功公式
故选D。
12.C
【分析】
空降兵跳伞,在他们离开飞机、打开降落伞之前的一段时间内,受到向上的空气阻力和向下的重力作用,下降的速度越来越大,高度越来越小。
【详解】
A.空降兵跳伞,在他们离开飞机、打开降落伞之前的一段时间内,受到的空气阻力向上,位移向下,做负功,选项A错误;
B. 跳伞运动员在下降过程中,高度越来越小,重力势能越来越小,选项B错误;
C. 跳伞运动员在下降过程中,质量不变,其下降的速度越来越大,动能越来越大,选项C正确。
D. 跳伞运动员在下降过程中,受到的重力向下,位移向下,做正功,选项D错误。
故选C。
13.C
【详解】
A、滑块下滑重力做正功;故A正确.
B、斜面没有发生位移,故滑块对斜面的压力对斜面不做功;B正确.
C、斜面对滑块的支持力与滑块的位移垂直,故对滑块不做功;C错误,D正确.
本题选错误的故选C.
【点睛】
该题的易错点是BC,关于支持力做功,一般情况下为零的比较多见,但是前提是支持力与位移垂直,该题由于相对运动造成支持力与位移不垂直,应注意此类情况.
14.D
【详解】
功率是描述做功快慢的物理量,功率大说明单位时间内做功多,但是力对物体做的功越多,功率不一定越大,做功时间短的机械功率不一定大,故AB错误;根据可知,完成相同的功,用的时间越长,功率越小,故C错误;功率是描述做功快慢的物理量,所以功率大的机械在单位时间里做的功多,故D正确.所以D正确,ABC错误.
15.A
【解析】
【详解】
根据功的定义 可知如果所用的力相同,通过的距离相同,则推力对车所做的功相等,故A正确;BCD错误;故选A
16.;
【详解】
电动机不转动时读出测力计的示数为F1,电动机匀速转动时(从右向左看逆时针转动),由于摩擦力作用,测力计示数将稳定为F2,这时摩擦力
在此同时用转速表测得电动机的转速为n,若皮带轮的半径为r,皮带边缘的线速度为
由此可得到电动机克服摩擦做功的功率,即输出功率为
17.(1)15πJ;(2);(3)0
【详解】
(1)将圆弧AB分成很多小段l1、l2、…、ln,拉力在每小段上做的功为W1、W2、…、Wn,因拉力F大小不变,方向始终与物体在该点的运动方向成37°角,所以
…
则有
(2)重力G做的功
(3)物体受的支持力FN始终与物体的运动方向垂直,所以
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