8.1 功与功率 同步练习题(word版含答案)

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名称 8.1 功与功率 同步练习题(word版含答案)
格式 doc
文件大小 376.7KB
资源类型 教案
版本资源 人教版(2019)
科目 物理
更新时间 2022-02-17 21:23:31

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文档简介

8.1 功与功率
一、单选题
1.诸暨中学高一全体师生于2021年4月2日赴赵家香榧林远足活动中,有同学讨论在正常走路时摩擦力做功与蹬香榧林的台阶时支持力做功的问题,下列讨论中正确的是(  )
A.地面对前脚的摩擦力做正功,地面对后脚的摩擦力做负功
B.地面对前脚的摩擦力做负功,地面对后脚的摩擦力做正功
C.台阶对人的支持力做正功,人对台阶的压力不做功
D.不管是摩擦力还是支持力对人都不做功
2.如图所示,物块在水平恒力F的作用下沿水平面向右运动一段距离x。此过程中恒力F对物块做的功是(  )
A.0 B. C. D.
3.如图,小亮用力拉着木箱水平向右匀速前进,关于木箱所受各力做功的情况,下列说法正确的是(  )
A.重力做正功 B.拉力做正功
C.支持力做负功 D.摩擦力不做功
4.某人用与水平方向成60°角,大小为40N的恒力推着小车在粗糙的水平面上前进了5.0m,人放手后,小车又前进了2.0m才停下来,则小车在运动过程中,人的推力所做的功为(  )
A.140J B.100J C.60J D.无法确定
5.甲、乙两个力做功的功率分别为4W和5W,则(  )
A.甲做功较快
B.乙做功较快
C.甲、乙做功一样快
D.乙做功一定比甲做功多
6.如图所示,轻绳绕过光滑定滑轮系着箱子,在轻绳的另一端O施加适当的拉力F,恰好使箱子在水平地面做匀速运动,则(  )
A.O点速率不变
B.拉力F的功率一直增大
C.箱子受到地面的支持力大小不变
D.箱子受到地面的支持力和摩擦力的合力方向不变
7.如图所示,质量为的滑块(可视为质点),从半径为的半球面的上端A点处以初速度滑下,B为最低点,为球心,A、O、C三点等高,从A到C滑动过程中滑块所受的摩擦力大小恒为,则滑块(  )
A.从A到B过程,重力做功为零 B.从A到B过程,弹力做功不为零
C.从A到B过程,摩擦力做功为 D.从A到C过程,摩擦力做功为
二、多选题
8.如图甲所示,滑轮质量、摩擦均不计,质量为2 kg的物体在F作用下由静止开始向上做匀加速运动,其速度随时间的变化关系如图乙所示,由此可知(g取10 m/s2)(  )
A.物体加速度大小为0.5 m/s2
B.F的大小为21 N
C.4 s末F的功率大小为42 W
D.4 s内F做功的平均功率为42 W
9.一辆小汽车在水平路面上由静止启动,在前5s内做匀加速直线运动,5s末达到额定功率,之后保持额定功率运动,v-t图象如下图。已知汽车质量为m=2×103kg,汽车受到地面的阻力为车重的0.2倍,g取10m/s2,则(  )
A.汽车在前5s内的牵引力为8×103N B.汽车在前5s内的牵引力为6×103N
C.汽车的额定功率为60kW D.汽车的最大速度为20m/s
10.放在粗糙水平面上的物体受到水平拉力的作用,在0~6s内其速度与时间的图象和该拉力的功率与时间的图象分别如图甲、乙所示,下列说法正确的是(  )
A.0~6s内物体的位移大小为36m
B.0~6s内拉力做的功为70J
C.合外力在0~6s内做的功大于0~2s内做的功
D.滑动摩擦力的大小为N
11.某质量的“双引挚”小汽车,行驶速度时靠电动机输出动力;行驶速度在范围内时靠汽油机输出动力,同时内部电池充电;当行驶速度时汽油机和电动机同时工作,这种汽车更节能环保,该小汽车在一条平直的公路上由静止启动,汽车的牵引力F随运动时间t的图线如图所示,所受阻力恒为1250N。已知汽车在t0时刻第一次切换动力引擎,以后保持恒定功率行驶至第11s末,则在前11s内(  )
A.经过计算
B.在0~t0时间内小汽车行驶了45m
C.电动机输出的最大功率为60kW
D.汽油机工作期间牵引力做的功为
三、填空题
12.已知汽车在运动中受到的阻力与速率的平方成正比,汽车油箱中有燃油。当快艇以匀速行驶时,还能行驶。则当快艇以匀速行驶时,发动机的功率为原来的_______倍;假设快艇发动机的效率保持不变,还能行驶______。
13.一物体在推力F作用下克服恒定的阻力运动,其图和图如图(a)、(b)所示,则在第一个、第二个、第三个内,力F对物体做的功___________J,___________J,___________J;在内阻力共做功___________J;力F的最大瞬时功率___________W,内力F的平均功率___________W。
14.如图所示,AB是半径为R的 圆弧轨道,B点的切线在水平方向,且B点距离水平地面高度为h,有一物体(可视为质点)从A点由静止开始滑下,到达B点时,对轨道的压力为其所受重力的2倍(重力加速度为g)。物体落地时重力的瞬时功率为________。(结果均用题中字母表示)
四、解答题
15. 汽车以80 kW的恒定功率沿平直公路做匀速直线运动,其速度大小为20 m/s,则汽车在该公路上行驶时所受的阻力大小为多少?若汽车以10 m/s匀速行驶,阻力大小不变,则汽车的实际功率为多少?
16.在抗击新型冠状病毒肺炎疫情的特殊时期,小马同学设计了如图所示的装置进行“无接触传送”物品。现有质量 M=25 kg 的木箱,长 L=5 m,高 h=3 m 的固定斜面,他用 F=100N 的力拉绳,使木箱以 V=0.2 m/s 的速度沿斜面匀速地由底端上升到顶端,此过程因绳和滑轮间的摩擦而做的额外功 W0=20 J。已知动滑轮质量 m=1kg,连接动滑轮的绳子拉直且与斜面平行,不计绳的质量、木箱大小和木箱到动滑轮间的绳长,g 取10N/kg。求:
(1)木箱由斜面底端上升到顶端所用的时间;
(2)小马同学拉力的功率;
(3)整个装置的机械效率;
(4)斜面对木箱的摩擦力大小。
17.下图是一个遥控电动小车在水平直轨道上运动的图像,图中时间段的图像为曲线,其余时间段均为直线。已知小车运动过程中所受阻力不变,在时间段内小车的功率保持不变,在末停止供电而让小车自由滑行,小车的质量为。求:
(1)小车减速过程中加速度以及所受到的阻力;
(2)小车匀速行驶阶段牵引力的功率;
(3)小车在加速运动过程中(指图像中0~10秒内)牵引力所做的功。
18.如图所示,质量为1.2 kg的物块放在倾角为的斜面上(斜面固定)的A点,并在与斜面成角斜向上的恒力F作用下由静止沿斜面向上运动,恒力F的大小为16 N,物块与斜面间的动摩擦因数=0.5,物块运动1.5 s时撤去拉力,斜面足够长,重力加速度g=10m/s2,sin37°=0.6,cos37°=0.8,不计空气阻力。求:
(1)撤去拉力前瞬间拉力F的功率;
(2)物块返回A点时的速度大小。
试卷第1页,共3页
试卷第4页,共6页
参考答案:
1.D
【解析】
【详解】
人走路时,人脚受到的摩擦力为静摩擦力,脚在摩擦力作用过程中,相对于地面没有位移,可知地面对人前、后脚的摩擦力都不做功,故A、B错误;
台阶对人的支持力竖直向上,但是人脚在竖直方向无位移,则台阶对人的支持力不做功,台阶位移为0,人对台阶的压力也不做功,即不管是摩擦力还是支持力对人都不做功,故C错误,D正确。
故选D。
2.C
【解析】
【详解】
依题意,根据功的定义可得此过程中恒力F对物块做的功是
故选C。
3.B
【解析】
【详解】
A.重力的方向与位移方向垂直,重力不做功,A错误;
B.拉力的方向与位移方向成锐角,拉力做正功,B正确;
C.支持力的方向与位移方向垂直,支持力不做功,C错误;
D.摩擦力的方向与位移的方向相反,摩擦力做负功,D错误。
故选B。
4.B
【解析】
【详解】
推力做功大小为
撤去推力,小车由于惯性继续向前动,推力不做功,所以在上述小车前进的过程中,推力做的总功为,故B正确,ACD错误。
故选B。
5.B
【解析】
【详解】
ABC.功率是表示做功快慢的物理量,功率越大表示做功越快,故B正确,AC错误;
D.功率大,做功不一定多,还和做功的时间有关,故D错误。
故选B。
6.D
【解析】
【详解】
A.箱子受重力G、支持力FN、摩擦力f、绳子的拉力F的作用。箱子在水平地面上做匀速运动那么随着箱子向右运动,绳子与水平面间的夹角变大,则绳子的速度
变小,所以,O点速率变小,故A错误;
D.因为滑动摩擦因数不变,有
则f、FN方向不变,大小等比例变化,所以箱子受到地面的支持力和摩擦力的合力方向不变,故D正确;
C.由物体匀速滑动可得物体受力平衡,有
解得
随着箱子向右运动,绳子与水平面间的夹角变大,FN变小,故C错误;
B.拉力F的功率
随着箱子向右运动,绳子与水平面间的夹角变大,P变小,故B错误。
故选D。
7.D
【解析】
【详解】
AB.由图可得从A到B过程,重力做正功,弹力始终与速度垂直不做功,故AB错误;
C.从A到B过程,摩擦力做功为
故C错误;
D.从A到C过程,摩擦力做功为
故D正确。
故选D。
8.AC
【解析】
【详解】
A.在图像中,图像的斜率表示加速度,因此物体加速度大小
A正确;
B.由于存在动滑轮,根据牛顿第二定律
可得
B错误;
C.4s末,物体的速度为2m/s,由于任何机械都不省功,因此拉力的功率
C正确;
D.4 s内F做功的平均功率
D错误。
故选AC。
9.AD
【解析】
【详解】
AB.由于汽车受到地面的阻力为车重的0.2倍,故阻力为
f=0.2mg=4×103N
根据速度时间图象,可知汽车在前5s内的加速度为
根据牛顿第二定律有
代入数据解得牵引力为
F=8×103N
A正确,B错误;
C.由于5s末达到额定功率,故汽车的额定功率
P=Fv=8×103×10W=8×104W=80kW
C错误;
D.汽车的最大速度
D正确。
故选AD。
10.BD
【解析】
【详解】
A.内物体的位移大小
故A错误;
B.在内,物体的加速度
由图,当时,,得到牵引力为
在内物体的位移为
则拉力做功为
内拉力做的功为
所以内拉力做的功为
故B正确;
C.在内,物体做匀速运动,合力做零,则合外力在内做的功与内做的功相等,故C错误;
D.在内,,,物体做匀速运动,摩擦力
得到
故D正确。
故选BD。
11.BD
【解析】
【详解】
A.开始阶段加速度为
v1=54km/h=15m/s
解得
故A错误;
B.汽车前6s内的位移为
故B正确;
C.t0时刻,电动机输出的功率最大为
Pm=F1v1=5000×15W=75kW
故C错误;
D.汽油机工作期间,功率为
P=F2v1=90kW
解得11s时刻汽车的速度为
后5s内汽油机工作时牵引力的功为
W=Pt=4.5×105J
故D正确;
故选BD。
12. 8 10
【解析】
【详解】
当匀速行驶时,牵引力等于阻力,即
根据
当速度加倍时,发动机的功率变为原来的8倍;
功率变为原来的8倍,则在相同燃油时运动时间变为原来的,则还能行驶的距离
13. 2.4 2 0 -4 0.8 0.27
【解析】
【详解】
根据v-t图象与坐标轴所围的面积表示物体的位移,可得:在第1个5s、第2个5s、第3个5s内物体的位移分别为
所以第一个6s内力F对物体做的功
第二个5s内力F对物体做的功
第三个5s内力F对物体做的功
由图可知,阻力为f=0.4N,则15s过程阻力功
由图可知5s时有最大瞬时功率
根据动能定理,15s内力F的功等于克服阻力做功,即W=4J,则平均功率
14.
【解析】
【详解】
小球离开B点后做平抛运动,下落到地面时,在竖直方向有
即竖直方向速度大小为
故物体落地时重力的瞬时功率
15.4000N;
【解析】
【详解】
速度大小为20 m/s做匀速直线运动时,阻力与牵引力平衡,则
若汽车以10 m/s匀速行驶,阻力大小不变,阻力与牵引力平衡,汽车的实际功率
16.(1)25s;(2)40W;(3)75%;(4)40N
【解析】
【详解】
(1)木箱由斜面底端上升到顶端所用的时间为
(2)小马同学拉绳子的速度
拉力的功率
(3)有用功为
总功为
整个装置的机械效率为
(4)动滑轮重力做的额外功
斜面对木箱的摩擦力做的功为
斜面对木箱的摩擦力
17.(1),1.5N,方向与运动方向相反;(2);(3)
【解析】
【分析】
【详解】
(1)在时间段,由图像可得
方向与运动方向相反;
(2)在小车做匀速运动,牵引力大小F与大小相等
(3)匀加速
变加速
加速阶段的牵引力总功
18.(1)89.6W;(2)
【解析】
【详解】
(1)设恒力F作用时物块的加速度大小为a1,根据牛顿第二定律有
解得
根据运动学公式可得撤去拉力前瞬间物块的速度大小为
则撤去拉力前瞬间拉力F的功率为
(2)恒力F作用期间物块的位移大小为
撤去F后,物块的加速度大小为
物块继续沿斜面滑行的位移大小为
物块达到最高点后开始沿斜面下滑,其加速度大小为
物块返回A点时的速度大小为
答案第1页,共2页
答案第11页,共1页