8.1 功与功率(Word版含答案)

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名称 8.1 功与功率(Word版含答案)
格式 docx
文件大小 305.7KB
资源类型 教案
版本资源 人教版(2019)
科目 物理
更新时间 2022-03-05 14:46:53

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文档简介

8.1、功与功率
一、选择题(共16题)
1.一个人从一楼到二楼,第1次是走上去的,第2次是跑上去的,则下列说法中正确的是(  )
A.两次做的功相同,功率也相同
B.两次做的功不同,功率也不相同
C.两次做的功相同,功率不相同,第1次比第2次大
D.两次做的功相同,功率不相同,第2次比第1次大
2.如图甲所示,静止于光滑水平面上坐标原点处的小物块,在水平拉力的作用下,沿轴方向运动,拉力随物块所在位置坐标的变化关系如图乙所示,已知纵、横坐标轴单位长度代表的数值相等,图线为半圆,则小物块运动到处时做的总功为(  )
A.0 B. C. D.
3.下列说法错误的是( )
A.地面上的物体所受地球的引力方向一定指向地心
B.我国的同步卫星不能定点在北京市的正上方
C.计算滑动摩擦力做功时,应该用滑动摩擦力乘以相对位移
D.对于-5J和3J,当是势能的值时-5J<3J,当是功的值时-5J>3J
4.无动力翼装飞行是一种专业的极限滑翔运动,飞行者运用肢体动作来掌控滑翔方向,进行无动力空中飞行。某翼装飞行者在某次飞行过程中,在同一竖直面内从A到B滑出了一段圆弧,如图所示。该段运动可视为匀速圆周运动的一部分,关于该段运动,下列说法正确的是(  )
A.飞行者所受重力的瞬时功率逐渐减小
B.飞行者所受合力为零
C.空气对飞行者的作用力的瞬时功率为零
D.空气对飞行者的作用力做正功
5.物体在两个力F1、F2作用下运动,其中力F1对物体做功3J,物体克服力F2做功4J,则F1、F2的合力对物体做功为(  )
A.-7J B.7J C.5J D.-1J
6.汽车的质量为m,额定功率为P ,运行时的摩擦阻力恒定为f ,当这辆汽车在倾斜角为θ的斜面上向上运行时,最大速度为( )
A.P/(mgsinθ+f) B.P/(mgsinθ-f) C.P/mg sinθ D.P/f
7.2009年在山东济南举行的全运会上,黑龙江选手张树峰以2米28的高度,蝉联全运会男子跳高冠军,假设张树峰体重为m=60kg,忽略空气阻力,g取10m/s2,则下列说法正确的是(  )
A.张树峰下降过程处于超重状态
B.张树峰起跳以后在向上过程处于超重状态
C.张树峰起跳时地面对他的支持力大于他的重力
D.起跳过程地面对张树峰至少做了1025J的功
8.一个物体置于光滑水平面上,受到互相垂直的水平力作用,如图所示,经一段时间,做功为,做功为,则的合力做功为( )
A. B. C. D.
9.在初中学过,一个物体受到力的作用,并在力的方向上发生了一段距离,这个力就对物体做了功。其表达式为W=Fl,单位为焦耳(J)。则下列表示“焦耳”与千克(kg)、米(m)、秒(s)关系正确的是(  )
A.kg·m/s B.kg·m2/s C.kg·m/s2 D.kg·m2/s2
10.船在河中行驶,设船受到的阻力与速度大小成正比。当船以速度v匀速时,发动机功率为P,当船以2v匀速时,发动机的功率为(  )
A.0.5P B.P C.2P D.4P
11.如图所示,在水平地面上,一物块在与水平方向成θ角的恒力F作用下,水平向右运动了一段位移x.在此过程中,恒力F对物体所做的功为(  )
A.Fxcosθ
B.
C.Fxsinθ
D.
12.如图所示,高层住宅外安装空调主机时,电机通过缆绳牵 引 主机沿竖直方向匀速上升.为避免主机与阳台、窗户碰撞,通常会用一根拉绳拽着主机,地面上拽拉绳的人通过移动位置,使拉绳与竖直方向的夹角β保持不变,则在提升主机过程中,下列结论正确的是( )
A.缆绳拉力F1和拉绳拉力F2都增大
B.缆绳拉力F1和拉绳拉力F2都不变
C.缆绳与竖直方向的夹角α可能大于角β
D.缆绳拉力F1的功率保持不变
13.质量为m的物体,静止在倾角为的斜面上,斜面沿水平方向向右匀速移动了距离,如图所示.物体相对斜面静止,则下列说法不正确的是(   )
A.重力势能不变
B.合力对物体m做功为零
C.摩擦力对物体m做负功
D.支持力对物体m不做功
14.如图甲、乙所示,是一辆质量为4t的无人售票车在t=0和t=3s末两个时刻的照片,当t=0时,汽车刚启动.图丙是车内横杆上悬挂的拉手环稳定时经放大后的图象(图丙中θ=30°),若将汽车的运动视为匀加速直线运动,根据上述信息,不能估算出的物理量有 ( )
A.3s内地面对汽车的摩擦力所做的功
B.3s末汽车的速度
C.3s内牵引力对汽车所做的功
D.3s末汽车牵引力的瞬时功率
15.如图所示,一水平传送带向左匀速传送,某时刻小物块P从传送带左端以某速度冲上传送带。物块P在传送带上运动的过程中,传送带对P物块(  )
A.可能始终做正功 B.可能始终做负功
C.可能先做正功,后做负功 D.可能先做负功,后做正功
16.质量为的物块始终固定在倾角为的斜面上,如图,下列说法中正确的是( )
A.若斜面向右匀速移动距离,斜面对物块没有做功
B.若斜面向上匀速移动距离,斜面对物块做功
C.若斜面向左以加速度移动距离,斜面对物块做功
D.若斜面向下以加速度移动距离,斜面对物块做功
二、填空题
17.一根木棒在粗糙水平面上移动L,质量为M,木棒与水平面间的摩擦因数为μ,则重力对木棒所做的功为______,摩擦力对木棒所做的功为______,摩擦力对桌面所做的功为______。
18.京津城际铁路是我国最早建成并运营的高标准铁路客运专线.北京至天津段铁路全线长,列车正常行驶时间为,则列车在京津间正常行驶的平均速度为_____.列车在正式运营前要进行测试.某次测试中列车由静止开始到最大速度所用时间为,已知列车的总质量为,设列车所受牵引力的总功率恒为,列车在运动中所受的阻力大小为_____;则在这内列车牵引力做功为__
19.“绿色奥运”是2008年北京奥运会的三大理念之一,新型节能环保电动车被用于在各比赛场馆之间接送选手和运送器材.在检测某款电动车性能的一次实验中,质量为2.0×103 kg的电动车A沿平直路面行驶,其发动机的额定功率为80kW.该车从静止开始做匀加速直线运动,加速度的大小为1.0m/s2,A车达到额定功率后,保持额定功率不变继续行驶.若A车在行驶过程中所受阻力恒为2.5×103 N,则A车在整个运动过程中所能达到的最大速度为______m/s;当车的速度为20m/s时的加速度为________m/s2.
20.如图甲所示,水平面上的物体在水平向右的拉力F作用下,由静止开始运动,运动过程中F的功率恒为5W.物体运动速度的倒数1/v与加速度a的关系如图乙所示,由图像可知物体的质量为__________Kg;物体的速度为1m/s时的加速度大小为_______m/s
三、综合题
21.空中以40m/s的初速度沿着水平方向抛出一个重为10N的物体,不计空气阻力(设3s时未落地),取g=10m/s2,求
(1)在抛出后3s内重力的功和功率。
(2)在抛出后3s时重力的功率。
22.质量m=2kg的物体,在水平拉力F=8N的拉力作用下,在光滑的水平面上从静止开始运动,运动时间t=2s,求:
(1)力F在2s内对物体所做的功的平均功率;
(2)2s末力F对物体所做的功的瞬时功率。
23.用质量、长10m的均匀铁索从10m深的井中吊起一个质量为的物体,在这个过程中拉力至少要做多少功?(g取)
试卷第1页,共3页
参考答案:
1.D
【详解】
两次从一楼到二楼,克服重力做功相等,根据功率
时间短的功率大,所以第二次功率大。
故选D。
2.C
【详解】
F为变力,但F-x图像与x轴包围的面积在数值上表示拉力做的总功。由于图线为半圆,则

故C正确。
故选C。
3.C
【详解】
A.根据万有引力定律可知,地面上的物体所受地球的引力方向一定指向地心,故A正确,与题意不符;
B.地球同步卫星若在除赤道所在平面外的任意点,假设实现了“同步”,那它的运动轨道所在平面与受到地球的引力就不在一个平面上,就稳定做圆周运动,这是不可能的,因此地球同步卫星相对地面静止不动,所以必须定点在赤道的正上方,故B项正确,与题意不符;
C.滑动摩擦力做功与路径有关,所以计算滑动摩擦力做功时,应该用滑动摩擦力乘以路程,故C项错误,与题意相符;
D.势能的正负表示大小,所以当是势能的值时-5J<3J,功有正、负之分,但功的正负不是表示方向,是表示力对物体的做功效果的,所以-5J比3J的功大,故D项正确,与题意不符.
4.A
【详解】
A.设飞行者速度方向与竖直方向的夹角为θ,飞行者所受重力的瞬时功率P=mgvcosθ,由于θ逐渐增大,则飞行者所受重力的瞬时功率逐渐减小,故A正确;
B.该段运动可视为匀速圆周运动的一部分,故飞行者做匀速圆周运动,其所受合力不为零,故B错误;
C.飞行者受到重力和空气对飞行者的作用力,其合力指向圆心,通过受力分析可知,空气对飞行者的作用力方向与速度方向的夹角大于90°,故根据P=fvcosθ可知,空气对飞行者的作用力的瞬时功率不零,故C错误;
D.飞行者的动能不变,所以合外力做功为零,重力做正功,则空气对飞行者的作用力做负功,故D错误;
故选A。
5.D
【详解】
力F1对物体做功3J,物体克服力F2做功4J,即力F2做功-4J,则F1、F2的合力对物体做功为-1J。
故选D。
6.A
【详解】
沿斜面向上运动,所受阻力为,由可知最大速度为P/(mgsinθ+f) ,A对;
7.C
【详解】
A.张树峰下降过程有向下的加速度,属于失重状态,故A错误;
B.张树峰起跳以后在向上过程只受重力作用,有向下的加速度,属于失重状态,故B错误;
C.张树峰起跳时,向上做加速运动,有向上的加速度,合外力向上,支持力大于重力,故C正确;
D.地面对张树峰的支持力的位移为零,地面对张树峰不做功,故D错误。
故选C。
8.A
【详解】
F1、F2的合力做功等于两个分力做功的代数和,即
故选A。
9.D
【详解】
根据W=Fl可得
根据牛顿第二定律F=ma可知,力的单位为
所以有
故选D。
10.D
【详解】
设阻力为
则船匀速行驶时的发动机的功率为
所以当速度加倍时,其功率是原来的4倍。
故选D。
11.A
【详解】
F为恒力,x为位移,θ为力与位移的夹角;
故拉力F做的功为:W=Fxcosθ;
故选A.
12.A
【详解】
对物体受力分析如图;
物体匀速运动,故合力为零
在竖直方向:F1cosα-mg-F2cosβ=0
在水平方向:F1sinα-F2sinβ=0
在上升过程中,α增大,而β不变,联立可以判断缆绳拉力F1和拉绳拉力F2都增大,故A正确,B错误;因F1大于F2,故缆绳与竖直方向的夹角α小于角β,故C错误;拉力的功率P=F1vcosα,由于F1变大,α也变大,故无法判断大小,故D错误;故选A.
13.D
【详解】
对物体受力分析可知物体受重力mg、弹力N和摩擦力f,作出力图如图所示:
A、物体在水平方向移动,在重力方向上没有位移,所以重力对物体m做功为零,故A正确;B、物体匀速运动时,合力为零,合力对物体m做功为零,故B正确.C、摩擦力f与位移的夹角为钝角,所以摩擦力对物体m做负功,故C正确.D、由图看出,弹力N与位移s的夹角小于90°,则弹力对物体m做正功,故D正确.本题选错误的故选D.
14.ACD
【详解】
试题分析:根据横杆上悬挂的拉手环稳定时经放大后的图象,根据牛顿第二定律求出加速度,结合速度时间公式求出3s末的速度.由于摩擦力和输出功率无法得知,则无法求出牵引力.
解:由横杆上悬挂的拉手环稳定时经放大后的图象,可得出车的加速度a=gtanθ,由v=at可得3 s末汽车的速度,故B正确;
因汽车的输出功率、受到的摩擦力未知,不能求出地面对汽车的摩擦力所做的功,无法得出牵引力,不能估算出3 s内牵引力对汽车所做的功和3 s末汽车牵引力的瞬时功率,故A、C、D错误.
本题选不能求出的,故选ACD.
15.BD
【详解】
物体以某一速度放上传送带后,向右运动,受到向左的摩擦力,运动情况分几种:
(1)可能小物块速度比较大,所以一直向右减速然后从右端滑出,在此过程中皮带对物块做负功;
(2)小物块先向右减速,而后向左一直加速,所以皮带对物块先做负功,后做正功;
(3)小物块向右减速,而后向左加速,当两者速度相等时一起匀速,所以皮带对物块先做负功后做正功,然后不做功。
故BD正确;AC错误;
故选BD。
16.ABC
【详解】
A.斜面向右匀速运动,物块也是匀速运动,受力平衡,斜面对物块作用力的大小等于其重力,方向竖直向上,运动方向(位移矢量)始终与斜面作用力垂直,所以不做功,故A正确;
B.物块和斜面一起竖直向上匀速运动,物块受力平衡,斜面对物块的力大小等于物块的重力mg,方向竖直向上,位移方向也向上,做功为
故B正确;
C.物块和斜面一起向左以加速度a移动距离s,物块所受的合力做的功等于mas, 物块受到重力和斜面对物块的力,所以,重力做的功加上斜面对物块做的功之和等于mas,又因为重力做功为零,所以斜面对物块做的功等于mas,故C正确;
D.物块和斜面一起竖直向下以加速度a移动距离s,物块所受的合力做的功等于mas, 物块受到重力和斜面对物块的力,所以,重力做的功加上斜面对物块做的功之和等于mas,又因为重力做功为mgs,所以斜面对物块做的功等于mas-mgs,故D错误。
故选ABC。
17. 0 0
【详解】
[1][2][3] 一根木棒在粗糙水平面上移动,没有竖直位移,则重力对木棒所做的功为0;摩擦力对木棒所做的功为
因为桌面不动,摩擦力对桌面所做的功为0.
18. 240
【详解】
平均速度为
根据
当牵引力等于阻力时,速度达到最大,故有
牵引力做功为:
W=Pt=8×105W×550s=4.4×108J
19. 32 0.75
【详解】
当牵引力与摩擦力平衡时,速度达到最大,由可得,
根据公式可知,,解得.
20. 1 3
【详解】
由题意可知:P=Fv.根据牛顿第二定律得:F-f=ma,即得:-f=ma;变形得:;由乙图可知,,0.4=,已知P=5W,代入可求出m=1kg,f=2N.由上得
=0.2a+0.4,将v=1m/s代入得 a=3m/s2.
21.(1)450J,150W;(2)300W
【详解】
(1)3s内下落的高度为
3s内重力做功
3s内的功率是指平均功率,则
(2)3s时竖直方向速度为
vy=gt=10×3m/s =30m/s
3s时的功率是指瞬时功率,则
22.(1)32W;(2)64W
【详解】
(1)物体做匀加速直线运动,由牛顿第二定律可得
物体在2s内两秒内的位移
力F在2s内对物体所做的功
W=Fx=64J
力F在2s内对物体所做的功的平均功率为
(2)末物体的速度为
v=at=8m/s
所以末力F对物体所做的功的瞬时功率为
P=Fv=64W
23.2250J
【详解】
这里需要计算铁索的重力,所以作用在物体和铁索上的力至少应等于物体和铁索所受到的总重力.由于铁索长度逐渐缩短,拉力也在逐渐减少,因此拉力是一个随距离变化的变力,这属于变力做功的问题.
可以写出拉力与已拉出井的铁索长度h的关系为:
其中,即拉力随h作线性变化,如图所示.
利用图示法求解,拉力所做的功可用图中梯形面积来表示.
答案第1页,共2页