8.1功与功率 基础练习（Word版含答案）

8.1、功与功率
一、选择题（共15题）
1．物理量有矢量和标量，下列描述正确的是（ ）
A．位移是矢量 B．力是标量 C．功是矢量 D．速度是标量
2．水平方向的两个相互垂直的力F1和F2作用在箱子同一位置，使箱子在水平粗糙的地面上移动一段距离，若力F1对箱子做了300J功，力F2对箱子做了400J功，则力F1与F2的合力对箱子做的功（　　）
A．等于500J B．等于700J C．大于500J D．大于700J
3．一物体在三个不同的力的作用下发生一段位移，这三个力对物体做的功分别为100J、、50J，则这三个力的合力对物体做的功为（　　）
A．50J B． C．100J D．
4．一个小球做自由落体运动，在第1s内重力做功为W1，在第2s内重力做功为W2；在第1s末重力的瞬时功率为P1，在第2s末重力的瞬时功率做功为P2，则W1：W2及P1：P2分别等于（　　）
A．1∶1，1∶1 B．1∶2，1∶3 C．1∶3；1∶2 D．1∶4，1∶2
5．汽车由静止开始运动，若要使汽车在开始运动的一段时间里保持匀加速直线运动，则必须：( )
A．不断减小发动机的功率；
B．不断增加发动机的功率；
C．保持发动机的功率不变；
D．无法判断汽车发运机功率如何变化．
6．功的单位是焦耳（J），焦耳与基本单位米（m）、千克（kg）、秒（s）之间的关系正确的是（　）
A．1J1kgm2/s2
B．1J 1kg m/s2
C．1J 1kg m2 / s
D．1J 1kg m / s
7．下列过程中人对物体做了功的是（ ）
A．小华用力推石头，但没有推动
B．小明举起杠铃后，在空中停留3秒的过程中
C．小红提着书包，随电梯一起匀速上升的过程中
D．小陈将冰壶推出后，冰壶在水平冰面上滑行了5米的过程中
8．武广高铁已通车运行，速度最高可达390Km/h，转弯时的半径达到了8 Km．若机车在运行过程中所受的阻力大小始终不变，在某一段直线轨道上匀加速运动的过程中，下列说法正确的是（ ）
A．机车输出功率逐渐增大
B．机车输出功率不变
C．机车一直匀加速运动，直到最大速度
D．在任意两相等的时间内，机车动能变化相等
9．体育课上两位同学进行爬杆比赛，假如他们先后从同一根杆的底端匀速爬到顶端．如果要粗略比较一下两人做功的大小，需要知道的物理量是（　　）
A．爬杆的速度 B．爬杆的时间 C．两人的体重 D．杆的具体高度
10．一物体在的水平拉力作用下沿水平面运动，在时水平拉力变为，方向不变，物体在水平面上运动的速度-时间图像如图所示。则在内拉力对物体做的功为（　　）
A． B． C． D．
11．某水上乐园有两种滑道，一种是直轨滑道，另一种是螺旋滑道，两种滑道的高度及粗糙程度相同，但螺旋滑道的轨道更长，某游客分别沿两种不同的滑道由静止从顶端滑下，在由顶端滑至底端的整个过程中，沿螺旋滑道下滑（　　）
A．重力对游客做的功更多
B．重力对游客做的功更少
C．摩擦力对游客做的功更多
D．摩擦力对游客做的功更少
12．如图所示，一功率恒定的小汽车（可视为质点，且忽略空气阻力）先后沿水平、倾斜路面行驶。已知水平、倾斜路面的动摩擦因数均为0.5，倾斜路面与水平路面的夹角为37°，，，。小汽车在水平、倾斜路面达到的最大速度分别为、，则的值为（　　）
A． B． C． D．
13．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．飞行者所受合力为零 B．飞行者所受重力的瞬时功率逐渐减小
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负功
14．如图为码头拖船作业的示意图，质量为m的汽车在平直路面上运动，用跨过光滑定滑轮的轻绳牵引轮船，汽车与定滑轮之间的轻绳始终水平．汽车加速行驶，当牵引轮船的轻绳与水平方向的夹角为θ时，汽车的加速度大小为a，牵引力的功率为P，受到的阻力大小为f，轮船的速度大小为v，则（ ）
A．轮船在靠岸过程中的速度可能比车的速度小
B．此时汽车的速度为v车＝
C．此时绳的拉力
D．此时绳的拉力对船做功的功率
15．放在水平面上的物体，在水平方向的各力作用下做匀速直线运动，当撤去某一个力后，则（ ）．
A．物体的动能可能增加 B．物体的动能可能减少
C．其他力对物体不再做功 D．其他力对物体继续做功
二、填空题
16．功
（1）功的公式：W＝______，其中F、l、α分别为______、位移的大小、__________。
（2）功是_____（填“矢”或“标”）量．在国际单位制中，功的单位是______，符号是J。
17．2022年冬奥会将在北京举行．高山滑雪是冬奥会的一个比赛项目，因运动快、惊险刺激而深受观众喜爱．如图所示，运动员从高处滑至坡底的过程中，运动员所受重力做________（选填“正功”或“负功”），运动员所受摩擦力做_________（选填“正功”或“负功”）．
18．质量为2kg的物体从某一高度做自由落体运动，则最初2s内重力做的功为_____J，3s末重力的瞬时功率为_____W．
19．质量为m的汽车由静止开始运动，汽车在运动过程中所受阻力恒为f，汽车发动机的额定输出功率为P．若汽车在平直公路上从静止开始做加速度为a的匀加速运动，则匀加速运动的最长时间为t=________；若汽车以额定输出功率P从静止驶上倾角为α的山坡，重力加速度为g，则汽车能达到的最大速度为v=____．
三、综合题
20．如图所示，质量为m=2kg的物体静止在水平地面上，受到与水平地面夹角为θ=37°、大小F=10N的拉力作用，物体移动了L=2m，物体与地面间的动摩擦因数μ=0.3，（g=10m/s2，sin37°=0.6，cos37°=0.8）．求：
(1)拉力F所做的功W1;
(2)合力F合所做的功W.
21．如图所示，位于水平面上的物体，在斜向上的恒定拉力F作用下，由静止开始向右做匀加速直线运动。已知F的大小为10N、方向与速度v的夹角为37°，物体在10s内前进了20m，（sin37°=0.6，cos37°=0.8），求：
（1）10s内拉力F对物体做功是多大；
（2）10s内拉力F对物体做功的平均功率是多大。
试卷第1页，共3页
参考答案：
1．A
【详解】
：A、位移是既有大小又有方向的量，是矢量，故A正确；
B、力是既有大小又有方向的量，是矢量，故B错误；
C、功是只有大小没有方向的量，是标量．故C错误．
D、速度是既有大小又有方向的量，是矢量，故D错误；
故选A．
2．B
【详解】
功是标量，两个力对物体做的总功等于两个分力做功的代数和，即等于300J+400J=700J，选项B正确.
3．A
【详解】
这三个力的合力对物体做的功为
W=100J-100J+50J=50J
故选A。
4．C
【详解】
自由落体运动第1s，第2s内的位移之比为1∶3，根据
W=mgh
所以重力做功之比等于位移之比1∶3；第1s末第2s末的瞬时速度（v=gt）之比为1∶2，根据重力的瞬时功率
P=mgv
可知重力的瞬时功率之比1∶2。
故选C。
5．B
【详解】
汽车做匀加速运动，加速度不变，牵引力F不变，速度v在增大，根据P=Fv可知，要不断增加发动机的功率，故选B．
6．A
【详解】
根据W=FL可得，
1J=1N m
根据牛顿第二定律F=ma可知，力的单位为：
1N=1kg m/s2
所以有：
1J=kg m2/s2
A．1J1kgm2/s2 ，与结论相符，选项A正确；
B．1J 1kg m/s2，与结论不相符，选项B错误；
C．1J 1kg m2 / s，与结论不相符，选项C错误；
D．1J 1kg m / s，与结论不相符，选项D错误；
7．C
【详解】
A．有力，但是没有发生位移，推力不做功；故A错误；
B．在空中停留3秒的过程中，举力方向上没有位移，举力不做功；故B错误；
C．在提力方向上发生了位移，做功了；故C正确；
D．推出后，人对冰壶没有力的作用，不做功．故D错误。
故选C。
8．A
【详解】
试题分析：匀加速运动合外力F为定值，又因为阻力不变，故牵引力恒定不变，由P=Fv，v逐渐增大 所以P增大 所以A正确，B错误．当功率达到额定功率后，机车的功率就不能增大，要增大速度，则要减小牵引力，当牵引力等于阻力时，机车速度达到最大值，所以机车不是一直匀加速运动，故C错误；△Ek=W合=（F-f）s，在任意相等时间内，F、f、a、都是一个定值，物体做匀加速运动，在任意相等时间内的位移不同，则△Ek不是一个定值．所以D错误．故选A．
9．C
【详解】
由可知做功的多少与他们的体重和爬杆的高度有关，题中所给的条件是他们先后从同一根杆的底端匀速爬到顶端，即他们爬杆的高度相等，那么需要知道的物理量就是两人的体重，故选项C正确，ABD错误．
10．C
【详解】
根据图像面积求出前后两段的位移，然后根据功的计算得
故选C。
11．C
【详解】
AB．重力做功，与路径无关，只与初末位置的高度差相等，而两种轨道的高度差相同，则重力对游客做功相同，故AB错误；
CD．摩擦力做功，沿螺旋轨道下滑时，做得是曲线运动，因此有指向圆心方向
其中角度为重力和和竖直方向的夹角，而滑动摩擦力大小为，因此螺旋运动的摩擦力更大，两种轨道的动摩擦因数相同，而螺旋滑道更长，则摩擦力对游客做的功更多，故C正确，D错误；
故选C。
12．B
【详解】
设小车的功率为P，在水平路面的阻力为
则在水平路面的最大速度
在倾斜路面的阻力为
则在倾斜路面的最大速度
则
故B正确，ACD错误。
故选B。
13．BD
【详解】
A．飞行者做匀速圆周运动，则所受合力不为零，选项A错误；
B．根据
PG=mgvy
可知，从A到B，竖直分速度减小，则飞行者所受重力的瞬时功率逐渐减小，选项B正确；
CD．飞行员受竖直向下的重力和空气阻力作用，合力方向指向圆心，则空气阻力方向与速度方向夹角大于90°，根据
Pf=fvcosθ
可知空气对飞行者的作用力的瞬时功率不为零，空气对飞行者的作用力做负功，选项C错误，D正确。
故选BD。
14．CD
【详解】
由速度分解此时汽车的速度为：v车=v1=vcosθ对汽车，根据牛顿第二定律得， f T＝ma，解得此时拉力T=-ma-f，故C正确．此时绳子拉力对船做功的功率PT=Tvcosθ=P-（f+ma）vcosθ，故D正确．故选CD．
15．ABD
【详解】
AB.若物体在水平方向受外力和摩擦力平衡，当摩擦力撤去后，外力做正功，动能增加，若外力撤去，摩擦力做负功，动能减小，故AB正确；
CD.因为撤去一个力之后物体不再平衡，因此其他外力会对物体会继续做功，故C错误，D正确。
16． Flcosα 力的大小 力与位移之间的方向夹角 标 焦耳
【详解】
（1）功的公式
W＝Flcosα
其中F、l、α分别为力的大小、位移的大小、力与位移之间的方向夹角。
（2）功是标量．在国际单位制中，功的单位是焦耳，符号是J。
17． 正功 负功
【详解】
运动员从高处滑至坡底的过程中，运动员有竖直向下方向的位移，则所受重力做正功，运动员所受摩擦力方向与运动方向相反，则摩擦力做负功．
18． 400 600
【详解】
试题分析：根据自由落体运动的位移时间公式求出物体的位移，再根据WG=mgh求出重力做的功，根据速度时间公式求出3s末的速度，根据P=mgv求解瞬时功率．
解：2s内的位移为：x=；
所以第2s内重力做功为W=mgx=2×10×20=400J；
3s末的速度v=gt=30m/s；
所以第2s末重力的瞬时功率P=mgv=600W；
故答案为400；600．
19．
【详解】
若汽车匀加速行驶，则牵引力F=ma+f，最大速度： ，加速的时间 ；汽车以额定输出功率P从静止驶上倾角为α的山坡，则达到最大速度时的牵引力 ；汽车能达到的最大速度为.
20．(1) (2)
【详解】
（1）对物体进行受力分析，如图所示．
拉力F所做的功W1=FLcos37°=10×2×0.8=16 J
（2）物体受到的支持力：FN=G-Fsin37°=20-10×0.6=14 N
摩擦力：Ff=μFN=0.3×14=4.2 N
W2=FfLcos 180°=4.2×2=-8.4 J
重力的功：W3=GLcos 90°=0
支持力的功：W4=FNLcos 90°=0
则总功：W=W1+W2+W3+W4=16-8.4=7.6 J
21．（1）160J；（2）16W
【详解】
（1）10s内拉力F对物体做功
（2）10s内拉力F对物体做功的平均功率
答案第1页，共2页