8.1功与功率 同步训练(word版含答案)

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名称 8.1功与功率 同步训练(word版含答案)
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文件大小 543.0KB
资源类型 教案
版本资源 人教版(2019)
科目 物理
更新时间 2022-03-01 23:34:17

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文档简介

8.1功与功率
一、选择题(共15题)
1.在国际单位制中,功的单位是(  )
A.焦耳 B.瓦特 C.牛顿 D.帕斯卡
2.如图所示,甲、乙两个保险公司人员将一个质量为m的保险柜由静止沿直线移向他们的货车。甲施加给保险柜为推力,大小为F,方向斜向下与水平方向成30°角;乙施加给保险柜为拉力,大小也为F,方向斜向上与水平方向成45°角下列说法正确的是(  )
A.甲对保险柜作正功 B.乙对保险柜作负功
C.重力对保险柜作正功 D.摩擦力对保险柜不做功
3.如图是高一某男同学参加引体向上体能测试,试估算每次引体向上过程该同学克服重力做功值最接近
A.30J B.60J C.300J D.600J
4.如图所示,水平传送带长为L,始终以速度v保持匀速运动,把质量为m的货物无初速地放到A点,当货物运动到AC的中点B时速度恰为v,而后被传送到C点。货物与皮带间的动摩擦因数为,则货物从A点到C点的过程中(  )
A.摩擦力对货物做的功为
B.摩擦力对货物做功的平均功率为
C.传送带克服摩擦力做功为
D.传送带克服摩擦力做功的平均功率为
5.某车以相同的功率在两种不同的水平路面上行驶,受到的阻力分别为车重的0.1和0.3倍,最大速率分别为v1和v2,则( )
A. 2=0.1 1 B. 2=0.3 1 C. D. 2=3 1
6.物体仅在两个相互垂直的力作用下发生了一段位移,其中一个力做功为3J,物体克服另一个力做功为4J,此过程中合力做了多少功( )
A.7J B.1J C.-1J D.5J
7.如所示,稳站在商店自动扶梯的水平踏板上的人,随扶梯斜向上做加速运动,则在此过程中(  )
A.人只受到重力和踏板的支持力作用
B.除受重力和支持力外,人还受摩擦力,并且摩擦力做正功
C.支持力对人做负功
D.人所受的合外力对人做功为零
8.下列改变物体内能的物理过程中,属于通过热传递来改变物体内能的有(  )
A.用锯子锯木料,锯条温度升高 B.阳光照射地面,地面温度升高
C.搓搓手就感觉手暖和些 D.擦火柴时,火柴头燃烧起来
9.2021年2月14日,中国台北选手谢淑薇晋级澳网八强创历史,同时也是历史上首次闯进澳网八强最年长的女选手。若一运动员某一次击球时,将网球从A点水平击出,网球击中D点;另一运动员将该网球从位于A点正下方且与D点等高的B点斜向上击出,最高点为C,网球也击中D点。A、C高度相同。忽略空气阻力,则(  )
A.网球在两个过程中飞行时间相等
B.网球在后一个过程中击中D点时速度较小
C.在两个过程中,重力对网球所做功相等
D.网球在后一个过程中,击中D点时重力做功的瞬时功率较大
10.一辆汽车以恒定不变的功率驶上一倾角不变的斜坡,速度由v0逐渐减小到某一速度v后匀速向上行驶,设汽车受的阻力大小恒定,则汽车速度由v0减小到恰好为v的过程中(  )
A.汽车做匀减速直线运动
B.牵引力逐渐增大,加速度逐渐增大
C.汽车做减速运动,加速度逐渐减小到零
D.汽车做减速运动,加速度逐渐增大
11.引体向上运动的规则是从双臂伸直到下巴与单杠等高计1次。质量为60kg的某同学在1min内完成了8次引体向上运动,每次肩部上升的距离均约为0.4m,g取10m/s2,则他在1min内至少克服重力所做的功及相应的功率约为(  )
A.192J,3.2W B.1920J,32W
C.1920J,320W D.3840J,64W
12.如图甲所示,质量m=1.0 kg的物体置于倾角θ=37 的固定粗糙斜面上,t=0时对物体施以平行于斜面向上的拉力F,t1=1 s时撤去拉力,物体运动的部分v-t图象如图乙所示.设斜面足够长,物体所受最大静摩擦力与滑动摩擦力大小相等,则下列说法正确的是(sin37 =0.6,cos37 =0.8,g取10 m/s2)
A.拉力F的大小为20 N
B.物体运动到最高点的时间为3 s
C.0~1 s内克服重力做功的平均功率为100 W
D.t=4 s时物体的速度大小为10 m/s
13.某型号汽车的总质量m=1000kg,发动机的额定功率P0=60kW。汽车在该水平路面运动时受到的阻力大小恒为f=2000N。在此过程中,下列说法正确的是(  )
A.汽车行驶的最大速度为30m/s
B.若汽车以额定功率启动,汽车先做匀加速直线运动接着做匀速直线运动
C.若汽车以恒定加速度启动,汽车先做匀加速直线运动接着做匀速直线运动
D.若汽车以额定功率启动,当汽车速度为10m/s时的加速度大小为4m/s2
14.下列说法正确的是(  )
A.一对静摩擦力做功之和一定等于0
B.一对滑动摩擦力做功之和一定为负值
C.一对相互作用力做功之和一定等于0
D.系统克服滑动摩擦力做的功等于系统摩擦发的热
15.某厢式货车停在水平地面上装车时,用木板做成斜面。将质量为m的货物(可视为质点)通过斜面拉到车上,拉力方向始终平行于接触面。车厢高为h,货物与车厢末端的水平距离为s,货物与地面和木板的动摩擦因数均为。则下列说法正确的是(  )
A.若匀速拉动,货物克服重力做功为
B.若匀速拉动,货物克服摩擦力做功为
C.若加速拉动,货物克服重力做功大于
D.若加速拉动,货物克服摩擦力做功大于
二、填空题
16.如图,一质量为m的小物体(可视为质点)从高为h的斜面上端滑到斜面底端.斜面固定在水平地面上.此过程中,重力对物体做功WG=________,斜面对物体的弹力做功WN=________.
17.额定功率80kW的无轨电车,最大速度是72km/h,质量是.如果汽车从静止开始作匀加速直线运动,加速度大小为,阻力大小一定,则电车匀加速运动行使能维持时间________s,又知电车从静止驶出到增至最大速度共经历了21s,在此过程中,电车通过的位移为________m.
18.如图所示,BOD是半圆的水平直径,OC为竖直半径,半圆半径为R。现有质量相同的A、B小球分别从A、B两点以一定的初速度水平抛出,分别击中半圆轨道上的D点和C点,已知B球击中C点时动能为Ek,不计空气阻力,则A球击中D点时动能为__;A、B小球与轨道碰撞前瞬间,重力的瞬时功率之比为__。
19.一辆额定功率为的客车,保持额定功率在平直公路上行驶,牵引做功_________。假设该客车行驶中所受阻力大小恒为,则客车所能达到的最大速率为_________。
三、综合题
20.质量为5.0×105Kg的机车,以恒定的功率从静止出发,经5min行驶2.25km,速度达到最大值54km/h,求机车的功率是多少?
21.汽车质量为m=2000kg,汽车发动机的额定功率为p=80kW,它在平直公路上行驶的最大速度可达v=20m/s,现在汽车在该公路上由静止开始以a=2m/的加速度做匀加速直线运动,若汽车运动中所受的阻力f恒定.
求:(1)汽车所受阻力f是多大
(2)这个匀加速过程可以维持多长时间
(3)开始运动后的第3s末,汽车的瞬时功率为多大
22.质量m=2kg的物体,受到与水平方向成37°角斜向右上方、大小为10N的拉力F的作用,在水平地面向右移动的距离s=2m,物体与地面间的滑动摩擦力f=4.2N,取sin37°=0.6,cos37°=0.8,求在此过程中合外力对物体所做的功。
23.如图所示是一学生骑车爬坡的情形,假如他骑车时的最大功率是1200W,车和学生的总质量是75kg,斜坡倾角为,运动过程中受到的摩擦阻力恒为60N,则此学生骑车上坡的最大速度是多少?假如他在水平路面上骑车,最大速度可达到多少?
试卷第1页,共3页
参考答案:
1.A
【详解】
在国际单位制中,功的单位是焦耳;瓦特是功率单位;牛顿是力的单位;帕斯卡是压强单位。故选A。
2.A
【详解】
A.根据
可知,甲对保险柜作正功,选项A正确;
B.根据
可知,乙对保险柜作正功,选项B错误;
C.重力的方向与位移垂直,则重力对保险柜不做功,选项C错误;
D.摩擦力与位移方向相反,则摩擦力对保险柜做负功,选项D错误。
故选A。
3.C
【详解】
人的体重约为60kg,引体向上时重心上移约为0.5m;故克服重力所做的功
W=mgh=600×0.5=300J
故选C。
4.C
【详解】
A.由于物体在运动过程中,当速度达到v时,不再受摩擦力;故摩擦力所做的功
故A错误;
B.在货物加速过程中,摩擦力做功
由运动学公式有
由可得:到达中点的平均功率为
中点之后摩擦力不再做功,故总的平均功率要小于该值;故B错误;
C.物体在加速过程中平均速度为;而传送带的速度为v,物体加速位移为,则传送带前进的位移一定为L;故传送带克服摩擦力所做的功为
故C正确;
D.传送带克服摩擦力所做的功为
由A到C用时
故传送带克服摩擦力做功的功率应为;故D错误;
故选C。
5.C
【详解】
设汽车的功率为P,质量为m,则有:,所以,故选项C正确.
点睛:解决本题的关键知道以额定功率行驶,汽车做加速度逐渐减小的加速运动,当牵引力等于阻力时,速度达到最大.
6.C
【详解】
由题,力对物体做功
物体克服力做功,则做功为
的合力对物体做功等于两个力做功之和,为
故选项C正确,ABD错误。
故选C。
7.B
【详解】
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,竖直方向受重力和支持力
FN-mg=masinθ
所以
FN>mg;
由于支持力方向和位移方向的夹角小于90°,根据W=Fxcosθ,可知支持力对人做正功,由于摩擦力方向和位移方向的夹角小于90°,根据W=Fxcosθ,可知摩擦力对人做正功,故B正确,ACD错误;
故选B。
8.B
【详解】
用锯子锯木料,需要克服摩擦阻力,属于做功的方式,阳光照射地面,是阳光热量传递给地面,属于热传递;搓搓手就感觉手暖和些,通过做功的方式使手的内能增加,使人感觉暖和;擦火柴的过程有摩擦力做功,是通过做功方法改变物体内能的。
故选B。
9.B
【详解】
A.从抛出的网球做平抛运动,从抛出的做斜上抛运动,因为等高,根据
可知,从到的时间与从到的时间相等,根据对称性运动到的时间是到的时间的2倍,故A错误;
B.由,知
又因为水平方向的位移相同,根据可知,水
则落地时的速度分别为

即前一个过程中,网球击中点时速度较大,故B正确;
C.由重力做功特点可知,从A点击出的球,下落了一定高度,重力做功不为0;从B点击出的球,又回到了同一水平高度,重力不做功。因此在两个过程中,重力对网球所做功不相等。故C错误;
D.重力的瞬时功率为
由于竖直方向做的是自由落体运动,下落的高度相同,故落地时竖直方向的速度相同,则重力做功的瞬时功率相同,故D错误。
故选B。
10.C
【详解】
根据
可知随着速度的减小,牵引力逐渐增大,由于
可知随着牵引力增大,加速度逐渐减小,当加速度减小到零时,开始匀速运动。因此汽车做加速度逐渐减小的减速运动。
故选C。
11.B
【详解】
每次肩部上升的距离均为0.4m,则同学每一次克服重力做的功
1min内克服重力所做的功
1min=60s,相应的功率约为
选项ACD错误,B正确。
故选B。
12.B
【详解】
A.匀加速直线运动的加速度大小
a1 =20m/s2
匀减速直线运动的加速度大小
a2 =10m/s2
根据牛顿第二定律有
联立两式得
F=30N,μ=0.5
故A错误.
B.根据速度时间图线知,当速度减到零时,t=3s,则知t=3s时物体运动到最高点.故B正确.
C.0~1 s内克服重力做功
功率
故C错误.
D.物体返回时的加速度
=2m/s2
则t=4s时的速度大小
2×1m/s=2m/s
故D错误.
故选B.
13.AD
【详解】
A.最大速度时牵引力与阻力大小相等,因此
A正确;
B.若汽车以额定功率启动,根据
随着速度的增大,牵引力减小,因此做加速度减小的加速运动,B错误;
C.若汽车以恒定加速度启动,汽车先做匀加速直线运动,当功率达到额定功率后,随速度增加,牵引力减小,做加速度减小的加速运动,C错误;
D.若汽车以额定功率启动,当汽车速度为10m/s时,牵引力为
根据牛顿第二定律
代入数据可得
D正确。
故选AD。
14.ABD
【详解】
A.一对静摩擦力做功之和一定等于0,因为两物体相对静止,位移大小相等,两静摩擦力大小相等方向相反,一个做正功,一个做负,所以总功为0,则A正确;
B.一对滑动摩擦力做功之和一定为负值,其做的功让系统的内能增加,所以B正确;
C.一对相互作用力做功之和不一定等于0,比如两同种电荷相互作用,同种电荷相互排斥,相互远离,电场力都做正功,所以C错误;
D.系统克服滑动摩擦力做的功等于系统摩擦发的热,有,所以D正确;
故选ABD。
15.AB
【详解】
AC.重力做功与路径无关,只与初末位置的高度差决定,所以货物克服重力做功为,与货物做什么运动无关,所以A正确;C错误;
BD.货物在斜面上运动时摩擦力做的功可以等效为该斜面对应的水平面上的摩擦力做功,而且货物与地面和木板的动摩擦因数均为,所以全程摩擦力做的功可以用来表示,与货物做什么运动无关,所以B正确;D错误;
故选AB。
16. mgh 0
【详解】
试题分析:当力和位移的夹角为锐角时,力对物体做正功,当力和位移的夹角为钝角时,力对物体做负功,当力的方向与物体运动的方向垂直时力对物体不做功.
解:对物体受力分析可知,物体受到的重力是竖直向下的,斜面对物体的支持力是垂直于斜面向上的,而物体的运动是沿着斜面的向下的,所以重力与位移的夹角为锐角,根据功的公式可知,重力要对物体做正功,大小为mgh,而支持力是与物体的位移的方向垂直的,所以支持力对物体不做功.
故答案为mgh;0.
17. 5 270
【详解】
题中电车的最大速度是当速度最大时,



对于匀加速度直线运动过程,根据牛顿第二定律有:
则牵引力为 :
所以匀加速运动的最大速度为

则匀加速直线运动的时间
匀加速运动的位移为
电车的功率达到额定功率到速度达到最大的过程中,所用时间
由动能定理得:
代入解得:
则在此过程中,电车通过的总位移为
18. Ek 1:1
【详解】
两个小球都做平抛运动,下落的高度相同都是R,根据
可知,运动的时间为:

由图可知,A球运动的水平位移为2R,则A球的初速度为:

B球的水平位移为R,则B球的初速度为:

A球从A到D的过程中,根据动能定理得:
…①,
B球从B到C的过程中,根据动能定理得:
…②,
由①②得:

[2]A、B小球与轨道碰撞前瞬间,竖直方向速度
vy=gt,
相等,则重力的瞬时功率
P=mgvy
相同,即重力的瞬时功率之比为1:1。
19. 4.17
【详解】
由公式可知,保持额定功率在平直公路上行驶,牵引做功
当客车受到的牵引力与阻力相等时,速度最大即为
20.3.75×105W
【详解】
试题分析:汽车达到速度最大时做匀速直线运动,牵引力做功为W=Pt,运用动能定理求解机车的功率P
机车的最大速度为vm=54km/h=15m/s.
以机车为研究对象,机车从静止出发至达速度最大值过程,根据动能定理得
Pt﹣fx=
当机车达到最大速度时P=Fvm=fvm
由以上两式得P==3.75×105W
21.(1) (2)5s (3)
【详解】
(1)当速度最大时,有,则;
(2)根据牛顿第二定律有;
则牵引力;
所以匀加速运动的最大速度为;
匀加速运动的时间为;
(3)3s末时起床还在匀加速运动状态,所以3s末汽车速度,
3s末汽车的瞬时功率
22.7.6J
【详解】
根据功的定义,拉力做的功
摩擦力做的功
因此合外力对物体所做的功
23.2.8m/s,20m/s
【详解】
如图所示,学生骑车上坡的过程受到总的阻力是
当学生骑车达到最大速度时,一定做匀速运动,此时它受到的合力为零,即

得学生骑车上坡的最大速度
若自行车在平直的公路上行驶,他受到的阻力仅是
达到最大速度时匀速运动,必有

所以最大车速可达到
答案第1页,共2页