2022-2023学年第二学期高一物理人教版（2019）8.1 功和功率 课时作业
文档属性
| 名称 | 2022-2023学年第二学期高一物理人教版（2019）8.1 功和功率 课时作业 |  | |
| 格式 | zip | ||
| 文件大小 | 605.5KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2023-03-14 20:11:52 | ||
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文档简介
8.1 功和功率
一、单选题
1．下列说法中正确的是（ ）
A．力对物体做功多，说明物体的位移一定大
B．静摩擦力总是做正功，滑动摩擦力总是做负功
C．作用力做功，反作用力也一定做功
D．一对平衡力所做的功的代数和总为零
2．货轮拖拽船所需的拉力与其速度成正比，当拖拽速度为4m/s时，所需功率为20kW.则当速度减小为2m/s时所需功率为( )
A．5kW B．10kW C．20kW D．40kW
3．两个互相垂直的力F1和F2作用在同一物体上，使物体运动，如图所示．物体通过一段位移时，力F1对物体做功4J，力F2对物体做功3J，则力F1与F2的合力对物体做功为 ( )
A．7J B．2J C．5J D．3．5J
4．篮球从某一高度由静止竖直落下，与地面碰撞后反向弹回至最高点（不考虑篮球与地面的作用时间），关于该过程中重力瞬时功率的变化，下列说法正确的是（ ）
A．一直增大 B．一直减小
C．先增大后减小 D．先减小后增大
5．一台电动机工作时的功率是10，要用它匀速提升27000kg的货物，提升的速度为（ ）
A．0.37m/s
B．0.037 m/s
C．3.7 m/s
D．以上都不对
6．下列物理量中可以运用平行四边形定则求和的是（ ）
A．质量 B．速率 C．功率 D．位移
7．一轻绳一端固定在O点，另一端拴一小球，拉起小球使轻绳水平，然后无初速释放小球.如图所示，小球从开始运动至轻绳达竖直位置的过程中，小球重力的瞬时功率的变化情况是（ ）
A．一直增大 B．一直减小
C．先增大，后减小 D．先减小，后增大
8．如图所示，光滑的斜劈放在水平面上，斜面上用固定的竖直板挡住一个光滑球，当整个装置沿水平面向左以速度v匀速运动时，以下说法中正确的是（ ）
A．小球的重力不做功 B．斜面对球的弹力不做功
C．挡板对球的弹力做正功 D．合外力做正功
9．用起重机将质量为的物体匀加速上升一段距离，那么作用在物体上的各力做功情况应该是（ ）
A．重力做正功，拉力做负功，合力做功为零
B．重力做正功，拉力做负功，合力做负功
C．重力做正功，拉力做负功，合力做正功
D．重力做负功，拉力做正功，合力做正功
10．动车组是几节自带动力的车辆（动车）加几节不带动力的车辆（也叫拖车）编成一组，如图所示，假设动车组运行过程中受到的阻力与其所受重力成正比，每节动车与拖车的质量都相等，每节动车的额定功率都相等．若1节动车加4节拖车编成的动车组的最大速度为120km/h，则3节动车加7节拖车编成的动车组的最大速度为（ ）
A．120 km/h B．180 km/h C．240 km/h D．300 km/h
11．质量为m＝1.0kg的物体在竖直向上的恒定拉力F的作用下由静止开始向上做匀加速运动（不计空气阻力），经过1s后物体的速度达到2.0m/s，取g＝10m/s2．则在这段时间内( )
A．物体克服重力做功为12J
B．拉力的平均功率为2W
C．合力对物体所做的功为2J
D．物体的机械能增加了10J
12．如图所示，当跳伞运动员从直升机上由静止跳下后，在下落过程中受到水平风力的影响，下列说法中正确的是（ ）
A．运动员在空中做平抛运动
B．风力越大，运动员着地速度越大，有可能对运动员造成伤害
C．风力越大，运动员下落时间越长，运动员可完成更多的动作
D．风力越大，运动员着地时重力的瞬时功率越大
二、多选题
13．关于功率，下列说法中正确的是（ ）
A．功率是说明做功多少的物理量 B．做的功越多，用的时间越少，功率一定越大
C．功率是说明力做功快慢的物理量 D．力做功越少，功率一定小
14．图为健身用的“跑步机”示意图，质量为m的运动员踩在与水平面成α角的静止皮带上，运动员双手抓好扶手并且脚用力向后蹬皮带，皮带运动过程中受到的阻力恒为f，使皮带以速度v匀速运动，则在运动过程中（ ）
A．人对皮带的摩擦力主要是静摩擦力
B．人对皮带不做功
C．人对皮带做功的功率一定为mgvsinα
D．人对皮带做功的功率为fv
15．一物体在水平恒力F的作用下沿水平面运动，撤去F后物体在摩擦力f的作用下减速到静止，其v-t图像如图所示。则下列说法正确的是（ ）
A．0~t0内F、f做功大小之比为3：1
B．0~t0内F、f做功大小之比为1：1
C．0~3t0内F、f做功大小之比为3：1
D．0~3t0内F、f做功大小之比为1：1
三、解答题
16．质量为60kg的张明向上竖直跳起，头离地面的最大高度约为2.7m。若已知他的身高为1.7m，≈2.25，取g=10m/s2，请估算：
（1）张明竖直起跳过程中克服重力所做的功；
（2）张明离地时重力的瞬时功率。
17．如图所示，质量为m=2kg木块在倾角为θ=30°的上由静止开始下滑，斜面足够长，木块与斜面间的动摩擦因数为μ=，g=10m/s2。求：
（1）前2s内重力做的功；
（2）前2s内合力做的功。
参考答案：
1．D
【详解】A．根据功的公式
则力对物体做功多，物体的位移不一定大，所以A错误；
B．静摩擦力可能做正功也可能做负功，甚至不做功，滑动摩擦力也可能做负功，或者做正功，甚至不做功，所以B错误；
C．作用力做功，反作用力不一定做功，如物体在水平面上滑行物体受到的摩擦力做了功，但其摩擦力的反作用力不做功，所以C错误；
D．一对平衡力所做的功的代数和总为零，所以D正确；
故选D。
2．A
【详解】货轮拖拽船所需的拉力与其速度成正比，即：，根据功率方程：，可以得到：，所以，BCD错误，A正确
3．A
【详解】功是标量，则力F1与F2的合力对物体做功等于两个分力做功之和，即7J，故选A.
4．C
【详解】在整个运动过程中，篮球的速度先增大后减小，由重力瞬时功率的表达式，可知篮球的重力瞬时功率先增大后减小，故C正确，ABD错误。
故选C。
5．B
【详解】因为货物匀速上升，故绳子的拉力等于物体的重力，根据功率的公式
解得
故选B。
6．D
【详解】矢量相加减遵循平行四边形定则，矢量是指既有大小又有方向的物理量，如位移、速度、加速度等，标量是指只有大小没有方向的物理量，其相加减遵循算术加减法，如质量、时间、速率、功率等。
故选D。
7．C
【详解】小球在初位置重力做功的功率为零，在最低点，由于重力的方向与速度方向垂直，则重力做功的功率也为零，因为初末位置都为零，则初始位置到末位置过程中重力做功的功率先增大后减小，故选C。
8．A
【详解】对小球进行受力分析：小球受到竖直向下的重力，斜面对它垂直斜面向上的弹力，挡板对它水平向右的弹力，而小球位移方向水平向左，挡板对球的弹力做负功，斜面对它垂直斜面向上的弹力做正功，重力方向与位移方向垂直，重力不做功，合力为零，不做功， A正确BCD错误。
故选A。
9．D
【详解】重力的方向向下，拉力方向向上，因为物体做加速运动，则合力方向向上，知在上升的过程中，重力做负功，拉力做正功，合力做正功。
故选D。
10．B
【详解】解：设每节动车的功率为P，
每节动车的重力为G，阻力为kG，
则1节动车加4节拖车编成的动车组：
P=F1V1
其中牵引力F1=5kG
3节动车加7节拖车编成的动车组：
3P=F2V2
其中牵引力F2=10kG
V1=120km/h
代入解得V2=180km/h．
故选B
【考点】功率、平均功率和瞬时功率．
【专题】定性思想；类比法；功率的计算专题．
【分析】当牵引力和阻力的大小相等时，动车的速度达到最大值，由此可以求得动车组的最大速度．
【点评】当机车的速度达到最大时，机车做匀速运动，此时机车处于受力平衡状态，即此时的牵引力和受到的阻力的大小相等，再根据瞬时功率的公式即可解答本题．
11．C
【详解】根据题意，可知在内物体上升的高度为：，由于做匀加速度运动，则加速度为：，根据牛顿第二定律：，则：；
A、故物体克服重力的功为：，故选项A错误；
B、拉力的平均功率为：，故选项B错误；
C、根据动能定理可知：合力的功为：，故选项C正确；
D、根据功能关系可知，机械能的增量为拉力F的功：，故选项D错误．
点睛：知道“除了重力及系统内的弹力之外的力做功，导致系统机械能增加”这一功能关系，以及注意平均功率的公式的运用．
12．B
【详解】A．运动员在下落过程中，竖直方向上受重力还受到阻力，运动员在空中不是做平抛运动，A错误；
B．不论风速大小，运动员竖直方向的运动不变，则下落时间和竖直方向下落的速度不变，但水平风速越大，水平方向的速度越大，则落地的合速度越大，B正确；
C．运动员同时参与了两个分运动，竖直方向向下落和水平方向随风飘，两个分运动同时发生，相互独立；则水平方向的风力大小不影响竖直方向的运动， 即落地时间不变， C错误；
D．不论风速大小，运动员竖直方向的运动不变，竖直方向下落的速度不变，根据
运动员着地时重力的瞬时功率不变，D错误。
故选B。
13．BC
【详解】AC．功率是表示做功快慢的物理量，故A错误，C正确；
BD．根据功率的定义式可知做的功越多，用的时间越少，功率一定越大，力做功越少，功率不一定小，故B正确，D错误。
故选BC。
14．AD
【详解】A．皮带受摩擦力而运动，脚与皮带间无相对滑动，故为静摩擦力，故A正确；
B．人对皮带的摩擦力使皮带产生了位移，故人对皮带做正功，故B错误；
CD．人对皮带的力为摩擦力，故人对皮带做功的功率为
P=fv
故C错误，D正确。
故选AD。
15．AD
【详解】由图像可知0~t0内、0~3t0内的加速度大小之比为
位移之比为
由牛顿第二定律可知，0~t0内有
0~3t0内有
可得
所以0~t0内F、f做功大小之比
0~3t0内F、f做功大小之比
故选AD。
16．（1）600J；（2）W
【详解】（1）张明的身高为1.7m，则跳起的高度
张明的体重
G=mg=600N
则起跳过程中克服重力做的功
W=mgh=600J
（2）起跳时的速度为v，则根据位移速度关系可得
解得
离地时重力瞬时功率约为
W
17．(1)25J；(2)6.25J
【详解】(1)根据牛顿第二定律
代入数据可得物体下滑的加速度为
前2s内物体下滑的位移为
前2s内重力做的功为
(2) 前2s内的摩擦力做功
合力做功
W合=W+Wf=25J-18.75J=6.25J
答案第2页，共5页
一、单选题
1．下列说法中正确的是（ ）
A．力对物体做功多，说明物体的位移一定大
B．静摩擦力总是做正功，滑动摩擦力总是做负功
C．作用力做功，反作用力也一定做功
D．一对平衡力所做的功的代数和总为零
2．货轮拖拽船所需的拉力与其速度成正比，当拖拽速度为4m/s时，所需功率为20kW.则当速度减小为2m/s时所需功率为( )
A．5kW B．10kW C．20kW D．40kW
3．两个互相垂直的力F1和F2作用在同一物体上，使物体运动，如图所示．物体通过一段位移时，力F1对物体做功4J，力F2对物体做功3J，则力F1与F2的合力对物体做功为 ( )
A．7J B．2J C．5J D．3．5J
4．篮球从某一高度由静止竖直落下，与地面碰撞后反向弹回至最高点（不考虑篮球与地面的作用时间），关于该过程中重力瞬时功率的变化，下列说法正确的是（ ）
A．一直增大 B．一直减小
C．先增大后减小 D．先减小后增大
5．一台电动机工作时的功率是10，要用它匀速提升27000kg的货物，提升的速度为（ ）
A．0.37m/s
B．0.037 m/s
C．3.7 m/s
D．以上都不对
6．下列物理量中可以运用平行四边形定则求和的是（ ）
A．质量 B．速率 C．功率 D．位移
7．一轻绳一端固定在O点，另一端拴一小球，拉起小球使轻绳水平，然后无初速释放小球.如图所示，小球从开始运动至轻绳达竖直位置的过程中，小球重力的瞬时功率的变化情况是（ ）
A．一直增大 B．一直减小
C．先增大，后减小 D．先减小，后增大
8．如图所示，光滑的斜劈放在水平面上，斜面上用固定的竖直板挡住一个光滑球，当整个装置沿水平面向左以速度v匀速运动时，以下说法中正确的是（ ）
A．小球的重力不做功 B．斜面对球的弹力不做功
C．挡板对球的弹力做正功 D．合外力做正功
9．用起重机将质量为的物体匀加速上升一段距离，那么作用在物体上的各力做功情况应该是（ ）
A．重力做正功，拉力做负功，合力做功为零
B．重力做正功，拉力做负功，合力做负功
C．重力做正功，拉力做负功，合力做正功
D．重力做负功，拉力做正功，合力做正功
10．动车组是几节自带动力的车辆（动车）加几节不带动力的车辆（也叫拖车）编成一组，如图所示，假设动车组运行过程中受到的阻力与其所受重力成正比，每节动车与拖车的质量都相等，每节动车的额定功率都相等．若1节动车加4节拖车编成的动车组的最大速度为120km/h，则3节动车加7节拖车编成的动车组的最大速度为（ ）
A．120 km/h B．180 km/h C．240 km/h D．300 km/h
11．质量为m＝1.0kg的物体在竖直向上的恒定拉力F的作用下由静止开始向上做匀加速运动（不计空气阻力），经过1s后物体的速度达到2.0m/s，取g＝10m/s2．则在这段时间内( )
A．物体克服重力做功为12J
B．拉力的平均功率为2W
C．合力对物体所做的功为2J
D．物体的机械能增加了10J
12．如图所示，当跳伞运动员从直升机上由静止跳下后，在下落过程中受到水平风力的影响，下列说法中正确的是（ ）
A．运动员在空中做平抛运动
B．风力越大，运动员着地速度越大，有可能对运动员造成伤害
C．风力越大，运动员下落时间越长，运动员可完成更多的动作
D．风力越大，运动员着地时重力的瞬时功率越大
二、多选题
13．关于功率，下列说法中正确的是（ ）
A．功率是说明做功多少的物理量 B．做的功越多，用的时间越少，功率一定越大
C．功率是说明力做功快慢的物理量 D．力做功越少，功率一定小
14．图为健身用的“跑步机”示意图，质量为m的运动员踩在与水平面成α角的静止皮带上，运动员双手抓好扶手并且脚用力向后蹬皮带，皮带运动过程中受到的阻力恒为f，使皮带以速度v匀速运动，则在运动过程中（ ）
A．人对皮带的摩擦力主要是静摩擦力
B．人对皮带不做功
C．人对皮带做功的功率一定为mgvsinα
D．人对皮带做功的功率为fv
15．一物体在水平恒力F的作用下沿水平面运动，撤去F后物体在摩擦力f的作用下减速到静止，其v-t图像如图所示。则下列说法正确的是（ ）
A．0~t0内F、f做功大小之比为3：1
B．0~t0内F、f做功大小之比为1：1
C．0~3t0内F、f做功大小之比为3：1
D．0~3t0内F、f做功大小之比为1：1
三、解答题
16．质量为60kg的张明向上竖直跳起，头离地面的最大高度约为2.7m。若已知他的身高为1.7m，≈2.25，取g=10m/s2，请估算：
（1）张明竖直起跳过程中克服重力所做的功；
（2）张明离地时重力的瞬时功率。
17．如图所示，质量为m=2kg木块在倾角为θ=30°的上由静止开始下滑，斜面足够长，木块与斜面间的动摩擦因数为μ=，g=10m/s2。求：
（1）前2s内重力做的功；
（2）前2s内合力做的功。
参考答案：
1．D
【详解】A．根据功的公式
则力对物体做功多，物体的位移不一定大，所以A错误；
B．静摩擦力可能做正功也可能做负功，甚至不做功，滑动摩擦力也可能做负功，或者做正功，甚至不做功，所以B错误；
C．作用力做功，反作用力不一定做功，如物体在水平面上滑行物体受到的摩擦力做了功，但其摩擦力的反作用力不做功，所以C错误；
D．一对平衡力所做的功的代数和总为零，所以D正确；
故选D。
2．A
【详解】货轮拖拽船所需的拉力与其速度成正比，即：，根据功率方程：，可以得到：，所以，BCD错误，A正确
3．A
【详解】功是标量，则力F1与F2的合力对物体做功等于两个分力做功之和，即7J，故选A.
4．C
【详解】在整个运动过程中，篮球的速度先增大后减小，由重力瞬时功率的表达式，可知篮球的重力瞬时功率先增大后减小，故C正确，ABD错误。
故选C。
5．B
【详解】因为货物匀速上升，故绳子的拉力等于物体的重力，根据功率的公式
解得
故选B。
6．D
【详解】矢量相加减遵循平行四边形定则，矢量是指既有大小又有方向的物理量，如位移、速度、加速度等，标量是指只有大小没有方向的物理量，其相加减遵循算术加减法，如质量、时间、速率、功率等。
故选D。
7．C
【详解】小球在初位置重力做功的功率为零，在最低点，由于重力的方向与速度方向垂直，则重力做功的功率也为零，因为初末位置都为零，则初始位置到末位置过程中重力做功的功率先增大后减小，故选C。
8．A
【详解】对小球进行受力分析：小球受到竖直向下的重力，斜面对它垂直斜面向上的弹力，挡板对它水平向右的弹力，而小球位移方向水平向左，挡板对球的弹力做负功，斜面对它垂直斜面向上的弹力做正功，重力方向与位移方向垂直，重力不做功，合力为零，不做功， A正确BCD错误。
故选A。
9．D
【详解】重力的方向向下，拉力方向向上，因为物体做加速运动，则合力方向向上，知在上升的过程中，重力做负功，拉力做正功，合力做正功。
故选D。
10．B
【详解】解：设每节动车的功率为P，
每节动车的重力为G，阻力为kG，
则1节动车加4节拖车编成的动车组：
P=F1V1
其中牵引力F1=5kG
3节动车加7节拖车编成的动车组：
3P=F2V2
其中牵引力F2=10kG
V1=120km/h
代入解得V2=180km/h．
故选B
【考点】功率、平均功率和瞬时功率．
【专题】定性思想；类比法；功率的计算专题．
【分析】当牵引力和阻力的大小相等时，动车的速度达到最大值，由此可以求得动车组的最大速度．
【点评】当机车的速度达到最大时，机车做匀速运动，此时机车处于受力平衡状态，即此时的牵引力和受到的阻力的大小相等，再根据瞬时功率的公式即可解答本题．
11．C
【详解】根据题意，可知在内物体上升的高度为：，由于做匀加速度运动，则加速度为：，根据牛顿第二定律：，则：；
A、故物体克服重力的功为：，故选项A错误；
B、拉力的平均功率为：，故选项B错误；
C、根据动能定理可知：合力的功为：，故选项C正确；
D、根据功能关系可知，机械能的增量为拉力F的功：，故选项D错误．
点睛：知道“除了重力及系统内的弹力之外的力做功，导致系统机械能增加”这一功能关系，以及注意平均功率的公式的运用．
12．B
【详解】A．运动员在下落过程中，竖直方向上受重力还受到阻力，运动员在空中不是做平抛运动，A错误；
B．不论风速大小，运动员竖直方向的运动不变，则下落时间和竖直方向下落的速度不变，但水平风速越大，水平方向的速度越大，则落地的合速度越大，B正确；
C．运动员同时参与了两个分运动，竖直方向向下落和水平方向随风飘，两个分运动同时发生，相互独立；则水平方向的风力大小不影响竖直方向的运动， 即落地时间不变， C错误；
D．不论风速大小，运动员竖直方向的运动不变，竖直方向下落的速度不变，根据
运动员着地时重力的瞬时功率不变，D错误。
故选B。
13．BC
【详解】AC．功率是表示做功快慢的物理量，故A错误，C正确；
BD．根据功率的定义式可知做的功越多，用的时间越少，功率一定越大，力做功越少，功率不一定小，故B正确，D错误。
故选BC。
14．AD
【详解】A．皮带受摩擦力而运动，脚与皮带间无相对滑动，故为静摩擦力，故A正确；
B．人对皮带的摩擦力使皮带产生了位移，故人对皮带做正功，故B错误；
CD．人对皮带的力为摩擦力，故人对皮带做功的功率为
P=fv
故C错误，D正确。
故选AD。
15．AD
【详解】由图像可知0~t0内、0~3t0内的加速度大小之比为
位移之比为
由牛顿第二定律可知，0~t0内有
0~3t0内有
可得
所以0~t0内F、f做功大小之比
0~3t0内F、f做功大小之比
故选AD。
16．（1）600J；（2）W
【详解】（1）张明的身高为1.7m，则跳起的高度
张明的体重
G=mg=600N
则起跳过程中克服重力做的功
W=mgh=600J
（2）起跳时的速度为v，则根据位移速度关系可得
解得
离地时重力瞬时功率约为
W
17．(1)25J；(2)6.25J
【详解】(1)根据牛顿第二定律
代入数据可得物体下滑的加速度为
前2s内物体下滑的位移为
前2s内重力做的功为
(2) 前2s内的摩擦力做功
合力做功
W合=W+Wf=25J-18.75J=6.25J
答案第2页，共5页