高中物理人教版(2019)必修二8.1功与功率
一、单选题
1.质量为m1,m2的两个物体,静止在光滑的水平面上,质量为m的人站在m1上用恒力F拉绳子,经过一段时间后,两物体速度的大小分别为v1、v2,位移分别为x1、x2,如图,则这段时间内人做功为( )
A.Fx2 B.F(x1+x2)
C.m2 D.m2 + m1
2.质量为2 kg的物体做自由落体运动,经过2 s落地。重力加速度g=10 m/s2。关于重力做功及功率,下列说法正确的是( )
A.下落过程中重力的平均功率是200 W
B.下落过程中重力做的功是200 J
C.落地前的瞬间物体的动能是200 J
D.落地前的瞬间重力的瞬时功率是200 W
3.以一定的初速度竖直向上抛出一个小球,小球上升的最大高度为h ,空气阻力的大小恒为F,则从抛出到落回到抛出点的过程中,空气阻力对小球做的功为( )
A.0 B.-Fh C.-2Fh D.Fh
4.如图所示为质量为m的汽车在水平路面上启动过程中的速度-时间图像,Oa段为过原点的倾斜直线,ab段表示以额定功率行驶时的加速阶段,bc段是与ab段相切的水平直线,则下述说法正确的是:( )
A.0~t1时间内汽车做匀加速运动且功率恒定
B.t1~t2时间内汽车牵引力做功为 mv22- mv12
C.在全过程中,t2时刻的牵引力及其功率都是最大值
D.t1~t2时间内的平均速度大于 (v1+v2)
5.一辆汽车的额定功率为73.5kw,当它以36km/h的速度行驶时,它的牵引力大小可能是( )
A.7.35×103N B.7.35×104N C.104N D.103N
6.一质量 m、电荷量的﹣q 圆环,套在与水平面成θ角的足够长的粗糙细杆上,圆环的直径略大于杆的直径,细杆处于磁感应强度为 B 的匀强磁场中。现给圆环一沿杆左上方方向的初速度 v0,(取为初速度 v0 正方向)以后的运动过程中圆环运动的速度图像不可能是( )
A. B.
C. D.
二、多选题
7.如图甲所示,一质量为M的长木板静置于光滑水平面上,其上放置一质量为m小滑块.木板受到随时间t变化的水平拉力F作用时,用传感器测出长木板的加速度a与水平拉力F的关系如图乙所示,取g=10m/s2,则( )
A.滑块的质量m=2kg,木板的质量M=4kg
B.当F=8N时,滑块的加速度为1m/s2
C.滑块与木板之间的滑动摩擦因数为0.2
D.当0<F<6N时,滑块与木板之间的摩擦力随F变化的函数关系f= F
8.如图所示,一质量为m的物体静置在倾角为θ=30°的固定光滑斜面底端.现用沿斜面向上的恒力F拉物体,使其做匀加速直线运动,经时间t,力F做功为W,此后撤去恒力F,物体又经时间t回到出发点,若以斜面底端为重力势能零势能面,则下列说法正确的是( )
A.回到出发点时重力的瞬时功率为
B.从开始到回到出发点的整个过程中机械能增加了W
C.恒力F大小为
D.物体回到出发点时的速度大小是撤去恒力F时速度大小的三倍
9.质量为4kg的物体被人由静止开始向上提升0.25m后速度达到1m/s,(g取10m/s2)则下列判断正确的是( )
A.人对物体做的功是12J
B.合外力对物体做功2J
C.物体克服重力做功10J
D.人对物体做的功等于物体增加的动能
10.一个恒力F作用在正在粗糙水平面上运动着的物体上.如果物体做减速运动,则( )
A.F对物体一定做负功 B.F对物体可能做负功
C.F对物体一定做正功 D.F对物体可能做正功
三、填空题
11.甲、乙、丙三物体的质量之比为m甲∶m乙∶m丙=1∶2∶3,它们沿水平面以一定的初速度在摩擦力的作用下减速滑行到停下来,滑行距离分别为s甲、s乙、s丙。
(1)若它们与水平面间的动摩擦因数相同,初动能相同,则s甲∶s乙∶s丙= 。
(2)若它们所受的摩擦力相同,初动能相同,则s甲∶s乙∶s丙= 。
四、解答题
12.一个质量为5kg的物体从高处由静止开始下落,不计空气阻力,取g=10m/s2.求:当物体下落20.0米时的速度v.和重力做功的瞬时功率p.
13.请用“牛顿第二定律”推导“动能定理”。(要说明推导过程中所出现的各物理量的含义)
14.一质量为10t的列车以恒定功率在水平公路上行驶当它的速度为4m/s时,加速度为0.6m/s2;当它的速度为6m/s,加速度为0.3m/s2,列车的功率是多少?最终能达到的最大速度为多少?
15.一台电动机工作时的输出功率是10 ,要用它匀速提升 的货物,提升的速度将是多大?
参考答案
1.B
2.A
3.C
4.D
5.A
6.C
7.B,D
8.B,C
9.A,B,C
10.B,D
11.(1)6∶3∶2
(2)1∶1∶1
12.解:由机械能守恒定律可知:
代入数据解得:v=20m/s
根据功率公式可知:P=mgv=50×20=1000W;
答:当物体下落20.0米时的速度v为20m/s;重力做功的瞬时功率p为1000W.
13.解:设某物体质量为 ,在与运动方向相同的恒力 的作用下发生了一段位移 ,速度由 增大到
这个过程中力 做的功为
根据牛顿第二定律则有: ;
由运动学公式 可得:
将 和 分别代入 ,就得到:
14.解:设列车的额定功率为P,阻力为f,则根据牛顿第二定律得:
带入数据得解得:P=36kW,f=3000N
当牵引力等于阻力时,速度最大,最大速度为:
答:列车的功率是36kW,最终能达到的最大速度为12m/ s
15.解:匀速提升货物,则拉力与重力平衡,根据功率公式 得