人教版高中物理必修二同步练习：8.1 功与功率

人教版高中物理必修二同步练习：8.1 功与功率
一、选择题
1．（2023高一下·德州期中）物理无处不在，不止存在于我们身边，还在诗和远方。李白《行路难》中有这样几句诗：欲渡黄河冰塞川，将登太行雪满山。闲来垂钓坐溪上，忽复乘舟梦日边。我们从做功的角度来看，以下说法正确的是（　　）
A．假如黄河水面结冰，李白走过去，脚受到的静摩擦力对人脚做正功
B．如果李白登太行山，则在登山过程中地面支持力对人脚做正功
C．假如李白垂钓，手握着钓竿向上抬起，人手对杆的作用力不做功
D．如果李白乘船，此过程中假设船沿直线行驶，水对船的阻力做负功
【答案】D
【知识点】功的概念
【解析】【解答】A. 假如黄河水面结冰，李白走过去，脚受到的静摩擦力的作用点位移为零，所以不做功，故A不符合题意；
B. 如果李白登太行山，在登山过程中地面支持力的作用点位移为零，所以不做功，故B不符合题意；
C. 假如李白垂钓，手握着钓竿向上抬起，人手对杆的作用力的作用点位移方向与力的方向相同，所以做正功，故C不符合题意；
D. 如果李白乘船，此过程中假设船沿直线行驶，水对船的阻力与船速度方向相反，做负功，故D符合题意。
故答案为：D
【分析】根据力和在力的方向上移动的位移进行功的判断。
2．（2023高三上·北京市期中）翻斗车自卸货物的过程可以简化成如图所示模型，翻斗车始终静止在水平地面上，原来处于水平的车厢，在液压机的作用下，与水平方向的夹角θ开始缓慢增大（包括货物下滑过程中θ也在增加）。下列说法正确的是（　　）
A．货物受到的支持力先减小后增加
B．货物受到的摩擦力先减小后增加
C．货物受到的支持力一直做正功
D．货物受到的摩擦力一直做负功
【答案】C
【知识点】滑动摩擦力与动摩擦因数；共点力的平衡；功的概念
【解析】【解答】AB.货物没有下滑时，由共点力平衡条件可得，，可知，随着增大时，摩擦力f增大，支持力N减小，当货物滑动后，垂直斜面方向依然受力平衡，有，摩擦力变为滑动摩擦力，大小为，可知，随着增大时，支持力N和摩擦力f均逐渐减小，AB不符合题意；
C.货物受到的支持力的方向与瞬时速度方向的夹角一直小于90°，做正功，C符合题意；
D.物体没有下滑时，摩擦力与瞬时速度速度方向垂直，不做功，物体开始下滑后，摩擦力与瞬时速度方向成钝角，做负功，D不符合题意。
故答案为：C。
【分析】货物没有下滑时，由共点力平衡条件推导摩擦力和支持力与夹角的关系，求出二力的变化情况，当货物开始下滑后，垂直斜面方向依然平衡，求出支持力随夹角的变化情况，摩擦力变为滑动摩擦力，由滑动摩擦力公式推导摩擦力与夹角的关系，求出摩擦力的变化情况；物体做曲线运动，根据力与瞬时速度的方向关系，判断支持力和摩擦力做功的正负。
3．（2023高一下·牡丹江期末）如图甲所示，物体受到水平推力F的作用在粗糙水平面上做直线运动。推力F、物体速度v随时间t变化的规律如图乙、丙所示。取g=10m/s2，则（　　）
A．第1s内推力做功为2J
B．第2s内物体克服摩擦力做的功为4J
C．t=1.5s时推力F的瞬时功率为3W
D．第2s内推力F做功的平均功率为2W
【答案】C
【知识点】功的概念；功率及其计算
【解析】【解答】A、第1s内，物体处于静止状态，拉力等于摩擦力大小，此时为静摩擦力f=1N，则推力做功为0J，故A错误．
B、根据速度时间图线知，第2s内的位移，此时为滑动摩擦力f=2N， 物体克服摩擦力做的功W=fx=2×1J=2J，故B错误．
C、 t=1.5s时推力F的瞬时功率，故C错误．
D、 第2s内推力F=3N，位移：，则，故D错误．
故选择C
【分析】本题考查数形结合思想，通过图象读出物体的运动情况，再根据功、瞬时功率和平均功率。
4．（2023高一下·黔西期末） 一滑块在水平地面上沿直线滑行，时其速度为。从此刻开始滑块运动方向上再施加一水平力，力和滑块的速度随时间的变化规律分别如图甲、乙所示，以下说法正确的是（　　）
A．第内，对滑块做的功为
B．第内，对滑块做功的平均功率为
C．第末，对滑块做功的瞬时功率为
D．前内，对滑块做的总功为零
【答案】C
【知识点】功的计算；功率及其计算；运动学 v-t 图象
【解析】【解答】A、由题图可知，第1s内，滑块位移为
F对滑块做的功
故A错误；
B、第2s内，滑块位移为
F做的功
平均功率为
故B错误；
C、第3s内，滑块的位移为
F对滑块做的功为
第3s末，F对滑块做功的瞬时功率
故C正确；
D、前3s内，F对滑块做的总功为
故D错误。
故答案为：C。
【分析】v-t图像时间轴所围的面积表示位移，根据图像确定不同时间段内，物体移动的位移及所受外力F的大小，再根据功的定义及功率的定义进行解答。
5．（2023高一下·贵阳期末） 如图所示，甲、乙两木块静止叠放在光滑水平桌面上，两木块间的接触面与桌面平行，现给乙木块施加一水平向右的力，使甲与乙保持相对静止一起向右做匀加速直线运动，则下列叙述正确的是（　　）
A．甲对乙的动摩擦力向左，且对乙做正功
B．甲对乙的静摩擦力向右，且对乙做负功
C．乙对甲的动摩擦力向左，且对甲做负功
D．乙对甲的静摩擦力向右，且对甲做正功
【答案】D
【知识点】摩擦力的判断与计算；牛顿第二定律；功的计算
【解析】【解答】CD、甲与乙保持相对静止，对甲乙整体有
对甲有
解得乙对甲的摩擦力为
方向向右，与位移方向相同，对甲做正功，故C错误，D正确；
AB、根据牛顿第三定律有，甲对乙的摩擦力为
方向向左，与位移方向相反，对乙做负功，故AB错误。
故答案为：D。
【分析】两物体一起向前加速运动，则两者的加速度相等。根据整体法确定加速度的方向。再根据隔离法确定甲乙所受摩擦力的方向，再根据功的定义确定摩擦力做功的正负。
6．（2023高一下·八步期末）物体受到两个互相垂直的力而运动，已知力F1做功5J，力F2做功-12J，则合力对物体做功（　　）
A．17J B．13J C．7J D．-7J
【答案】D
【知识点】功的计算
【解析】【解答】合力对物体做功为
故答案为：D。
【分析】合力做的功等于各力做功之和，注意各力做功的正负，根据合力做功与各力做功的关系进行解答。
7．（2022高一下·湖州期末）如图所示，一物体沿固定粗糙斜面下滑，关于它受到的各力做功的判断，正确的是（　　）
A．重力做正功，支持力做正功 B．重力做正功，摩擦力做负功
C．重力做负功，摩擦力做负功 D．摩擦力做正功，支持力不做功
【答案】B
【知识点】受力分析的应用；功的计算
【解析】【解答】由受力分析知，重力与位移方向成锐角，重力做正功；支持力方向与位移方向垂直，支持力不做功；摩擦力方向与位移方向相反，所以摩擦力做负功，B符合题意，ACD不符合题意。
故答案为：B。
【分析】对物块进行受力分析，根据恒力做功得出各力的做功情况。
8．（2023高一下·钦州期末）根据国家颁布的电动自行车新标准，电动自行车的最高车速不超过25 km/h，整车质量不大于55 kg，电机额定连续输出功率不大于 400 W。某驾驶员驾驶电动自行车以最大输出功率400W在水平地面上匀速行驶时，电动车所受的阻力是总重力的。已知驾驶员和车的总质量为 80kg，取重力加速度大小g=10m/s ， 则此时电动车的行驶速度大小为
A．3m /s B．4m /s C．5m /s D．6m /s
【答案】C
【知识点】功率及其计算
【解析】【解答】电动自行车匀速行驶时动力与阻力大小相等，则
解得电动车的行驶速度大小
故答案为：C。
【分析】电动自行车处于平衡状态，确定此时电动所受牵引力与阻力的关系，再根据功率的定义进行解答。
9．（2023高三上·安康月考）质量为的小物块放置在光滑的水平面上，物块先在且水平向右的恒力作用下由静止开始运动并计时，时撤去，同时对物块施加一水平向左的恒力时物块又回到出发点，不计空气阻力。下列说法正确的是（　　）
A．时力的瞬时功率为 B．时力的瞬时功率为
C．第内力的平均功率为 D．第内力的平均功率为
【答案】D
【知识点】功率及其计算
【解析】【解答】AB、设第一阶段的加速度为a1，有
1s时的位移
，
第二阶段的加速度为a2，有
2s时物块又回到出发点，即经过t2=1s有
解得
2s时的速度
所以t=2s时力F2的瞬时功率为
故AB错误；
CD、第2s内力F2的平均功率
故C错误，D正确。
故答案为：D。
【分析】根据牛顿第二定律确定物块在不同时间段的加速度，根据题意及运动规律确定拉力F2的大小机个时间节点物体的速度。再根据瞬时功率及平均功率的定义进行解答。
10．（2023高一下·贵阳期末） 一辆质量为的汽车，在车轮不打滑的情况下，匀速爬一坡度为的斜坡公路，发动机输出功率恒为。若空气阻力与机件引起的能量损失均可忽略，重力加速度取，。则该汽车的速度约为（　　）
A． B． C． D．
【答案】D
【知识点】机车启动
【解析】【解答】根据题意，对汽车分析有
汽车功率
解得
故答案为：D。
【分析】汽车匀速运动，即汽车处于平衡状态，根据汽车的受力情况结合力的合成与分解确定此时汽车牵引力的大小，再根据功率与速度的关系确定速度的大小。
11．（2023高一下·八步期末） 2021年11月18日10时30分许，贵州开行首列直发中欧班列。若列车以恒定功率启动，在列车速度逐渐增加的过程中，列车牵引力（　　）
A．逐渐增大 B．逐渐减小
C．先减小后增大 D．先增大后减小
【答案】B
【知识点】机车启动
【解析】【解答】由公式
可知，由于功率恒定，在列车速度逐渐增加的过程中，列车牵引力逐渐减小。
故答案为：B。
【分析】汽车的瞬时功率等牵引力与汽车的瞬时速度的乘积，汽车速度逐渐增大，功率不变，根据定义确定牵引力变化情况。
12．（2024高三上·北京市期末）如图所示，一质量为m的重物，在塔吊电动机的拉力下，由静止开始向上以加速度做匀加速直线运动，当重物上升到高度h、重物速度为时塔吊电动机功率达到额定功率，此时立刻控制电动机使重物做加速度大小为的匀减速直线运动直到速度减到零，重力加速度为g，不计一切摩擦，关于此过程的说法正确的是（　　）
A．重物匀减速阶段电动机提供的牵引力大小为
B．重物匀加速阶段电动机提供的牵引力大小为
C．计算重物匀加速阶段所用时间的方程为
D．假设竖直方向足够长，若塔吊电动机以额定功率启动，速度就是其能达到的最大速度
【答案】B
【知识点】牛顿第二定律；机车启动
【解析】【解答】 A、根据牛顿第二定律，重物匀减速阶段
解得
故A错误；
B、重物在匀加速阶段
解得
故B正确；
C、匀加速阶段
电动机功率逐渐增大，不满足
故C错误；
D、假设竖直方向足够长，若塔吊电动机以额定功率P0启动，能达到的最大速度
故D错误。
故答案为：B。
【分析】确定重物的受力情况，根据牛顿第二定律确定牵引力的大小。重物做匀变速直线运动时，重物受到的牵引力不变，电动机的功率等于牵引力与速度的乘积。
二、多项选择题
13．（2023高一下·深圳期中）如图所示，两箱相同的货物，现要用电梯将它们运上五楼，其中图甲是用台阶式电梯，图乙是用履带式电梯，假设从一楼运到二楼两种情况下电梯都是匀加速运动，关于此过程下列说法正确的是(　　)
A．货物所受的摩擦力都做正功
B．货物所受的支持力都不做功
C．图甲中货物所受的支持力做正功
D．图乙中货物所受的支持力不做功
【答案】A,C,D
【知识点】功的概念；功的计算
【解析】【解答】甲货物做匀加速运动，对甲图中的货物进行受力分析：重力（竖直向下）、支持力（竖直向上）、摩擦力（沿接触面水平向右）而货物沿电梯向上做匀加速运动，由力与速度的方向知，重力做负功，支持力做正功，摩擦力做正功；
乙货物做匀加速运动，对乙图中的货物进行受力分析：重力（竖直向下）、支持力（垂直于电梯向上）、摩擦力（沿电梯向上）而货物沿电梯向上做匀加速运动，由力与速度的方向知，重力做负功，支持力不做功，摩擦力做正功；
ACD正确，B错误。
故答案为：ACD。
【分析】本题考查如何判断力的做功情况，解题关键在于根据货物的运动性质对货物进行正确的受力分析，根据各力方向与货物的运动方向的关系，判断各力做的功，力与速度方向成夹角，当时，力对物体做正功；时，力不做功；时，力对物体做负功。
14．（2023高一下·牡丹江期末）将三个木板1、2、3固定在墙角，木板与墙壁和地面构成了三个不同的三角形，如图所示，其中1与2底边相同，2和3高度相同。现将一个可以视为质点的物块分别从三个木板的顶端由静止释放，并沿木板斜面下滑到底端，物块与木板之间的动摩擦因数均相同。在这三个过程中，下列说法正确的是（　　）
A．沿着1和2下滑到底端时，物块的速率不同，沿着2和3下滑到底端时，物块的速率相同
B．沿着1下滑到底端时，物块的速度最大
C．物块沿着3下滑到底端的过程中，克服摩擦力做的功最多
D．物块沿着1和2下滑到底端的过程中，克服摩擦力做的功一样多
【答案】B,C,D
【知识点】滑动摩擦力与动摩擦因数；功的概念；功的计算
【解析】【解答】AB、设任意一斜面倾角为θ，斜面的长度为L，则物体下滑过程中克服摩擦力做功为：，而Lcosθ即为斜面底边的长度，设物体滑到底端时的速度为v，根据动能定理得：，根据图中斜面高度和底边长度可知，滑到底边时速度大小关系为：，即沿着1下滑到底端时，物块的速度最大，故A错误，B正确．
CD、摩擦生热等于物块克服摩擦力做功，，由图可知1和2底边相等且小于3的底边，故摩擦生热关系为：，即物块沿着1和2下滑到底端的过程中，产生的热量一样多，物块沿着3下滑到底端的过程中，产生的热量最多，故CD正确.
故选择BCD
【分析】本题考查摩擦力做功，再根据动能定理得：。
15．（2023高一下·八步期末） 如图所示，质量为的物体在水平拉力作用下，从静止开始沿光滑水平面向右运动，则4s内拉力F所做的功W及其平均功率分别为（　　）
A． B． C． D．
【答案】B,C
【知识点】牛顿第二定律；功的计算；功率及其计算
【解析】【解答】物体的加速度为
4s内的位移为
4s内拉力F所做的功
平均功率
故答案为：BC。
【分析】根据牛顿第二定律及匀变速直线运动规律确定物体在4s内运动的位移，再根据功的定义及平均功率的定义进行解答。
16．（2023高三上·荔湾月考） 渔业作业中，鱼虾捕捞上来后，通过“鱼虾分离装置"，实现了机械化分离鱼和虾，大大地降低了人工成本。某科学小组将“鱼虾分离装置"简化为如图所示模型，分离器出口与传送带有一定的高度差，鱼虾落在斜面时有沿着斜面向下的初速度。下列说法正确的是（　　）
A．“虾”从掉落到传送带后，可能沿着传送带向下做加速直线运动
B．“鱼”从掉落到传送带后，马上沿着传送带向上做加速直线运动
C．“虾"在传送带运动时，摩擦力对“虾”做负功
D．“鱼"在传送带运动时，加速度方向先向下后向上
【答案】A,C
【知识点】牛顿运动定律的应用—传送带模型；功的计算
【解析】【解答】A.虾的收集箱在传送带下方，故虾一定是向下运动，虾的重力沿传送带斜面向下的分力可能大于虾受到的摩擦力，故可能向下做加速直线运动，A不符合题意；
B.鱼箱的收集箱在传送带上方，所以鱼最终一定是向上运动，但鱼刚掉落到传送带时，有一个沿传送带斜面向下的初速度，所以鱼要先向下减速到速度为零后，再变为向上的加速运动，最终还可能变为匀速直线运动，B不符合题意；
C.虾相对传送带向下运动，所以虾受到的摩擦力沿传送带斜面向上，而虾的位移方向向下，故摩擦力对虾做负功，C符合题意；
D.鱼在掉落到传送带后，受到的摩擦力的方向一直向上，所以有向上的加速度，后来如果加速到与传送带共速，加速度就为零，D不符合题意。
故答案为：AC。
【分析】根据虾收集箱与鱼收集箱的位置，确定虾和鱼最终的运动方向，再结合鱼虾落在斜面时有沿着斜面向下的初速度，确定鱼和虾在传送带上的运动过程以及运动过程中受到的摩擦力。
17．（2023高三上·安康月考）如图所示，半径为R的光滑大圆环固定在竖直平面内，一质量为m的带孔小球穿过大圆环，自大圆环顶端由静止开始自由下滑。已知重力加速度大小为g，则小球自顶端下滑到最低点的过程中（　　）
A．重力做的功等于 B．重力做的功等于
C．重力做功的功率先增大后减小 D．重力做功的功率先减小后增大
【答案】A,C
【知识点】功的计算；功率及其计算
【解析】【解答】AB、根据重力做功的公式有
故A正确，B错误；
CD、小球在下滑过程中，竖直方向的速度先增加后减小，所以重力做功的功率先增大后减小，故C正确，D错误。
故答案为：AC。
【分析】根据功的定义确定重力做功的多少，求解重力的瞬时功率时，注意分析小球在竖直方向分速度的变化情况，再判断重力功率的变化情况。
18．（2024高二上·潮阳期末）电动汽车能实现更准确的运动控制，有一辆电动汽车由静止启动并沿直线运动，其速度与时间图像（v－t图）如图所示，OA段为直线，AB段为曲线，t2时刻以后的图像是与时间轴平行的直线，则下列选项中正确的是(　　)
A．0～t1时间内，汽车的牵引力等于
B．t1时刻后，电动汽车的功率可能保持不变
C．t1～t2时间内，电动汽车的平均速度大小为
D．t2时刻后，电动汽车的牵引力与阻力大小相等
【答案】B,D
【知识点】功率及其计算；机车启动
【解析】【解答】A.由图像可知，时间内汽车做匀加速直线运动，汽车的加速度为
根据牛顿第二定律可得
F-f=ma
解得汽车的牵引力
A不符合题意；
B.由图可知，AB段速度增大，加速度减小，由牛顿第二定律可得
F-f=ma
可知牵引力减小，故汽车的功率
P=Fv
可能保持不变，B符合题意；
C.若汽车做匀加速直线运动，则AB段为倾斜直线，平均速度为
而图中时间内，任意时刻的速度都比做匀加速运动对应时刻的速度大，所以汽车在AB段的平均速度大于，C不符合题意；
D.由图可知，时刻以后汽车做匀速直线运动，由共点力平衡条件可知，电动汽车的牵引力与阻力大小相等，D符合题意。
故答案为：BD。
【分析】根据图像求出汽车在时间内的加速度，再由牛顿第二定律分析汽车受到的牵引力；由图像分析AB段汽车速度和加速度的变化情况，然后由牛顿第二定律和功率公式，分析汽车在这一段时间内的功率；对比汽车做匀变速直线运动的平均速度，分析图中AB段的平均速度；根据时刻以后汽车的运动状态，分析电动汽车受到的牵引力与阻力的关系。
19．（2023高一下·拉萨期末）发动机的额定功率是汽车长时间行驶时能输出的最大功率。某型号的汽车的额定功率为，在水平路面行驶时受到的阻力大小恒定不变，汽车行驶的最大速度为，下列说法正确的是（　　）
A．汽车受到地面的阻力大小为
B．汽车受到地面的阻力大小为
C．当汽车以的速度匀速行驶时，发动机的实际输出功率为
D．当汽车以的速度匀速行驶时，发动机的实际输出功率为
【答案】A,D
【知识点】功率及其计算
【解析】【解答】，，故A符合题意；B不符合题意；，故C不符合题意；，故D符合题意。
【分析】汽车以恒定功率启动时，牵引力逐渐减小到和阻力相等时速度最大。汽车匀速行驶的话，牵引力等于阻力。
20．（2023高一下·恭城期末） 质量为的汽车发动机额定功率为在倾角为的斜坡上受的摩擦阻力为车重力的倍，汽车在斜坡上以恒定加速度启动，经过时间速度达到最大，下列说法正确的是（　　）
A．汽车的最大速度为
B．匀加速阶段持续时间为
C．根据已知条件可以求出从初始状态直到速度达到最大牵引力做的功
D．根据已知条件可以求出从初始状态直到速度达到最大走过的距离
【答案】C,D
【知识点】功率及其计算；机车启动
【解析】【解答】A.当汽车匀速运动时，速度达到最大，由共点力平衡条件可得，此时的牵引力为，由功率的公式可得最大速度为，A不符合题意；
B.加速度为a时，由牛顿第二定律可得，解得匀加速阶段的牵引力，设匀加速运动达到的最大速度为v，则，可得匀加速阶段持续时间为，B不符合题意；
C.汽车从初始状态直到速度达到最大的过程，牵引力做的功为，其中由前面的分析可知和均为可求解，加速运动的位移，也可求解，故牵引力做的功可以求解，C符合题意；
D.对汽车从初始状态直到速度达到最大的过程，由动能定理可得，由此式可知可以求出从初始状态直到速度达到最大走过的距离，D符合题意。
【分析】当汽车匀速运动时，速度达到最大，由共点力平衡条件求出牵引力，再由功率的公式计算最大速度；由牛顿第二定律求出匀加速阶段汽车受到的牵引力，再由功率公式求出匀加速运动的结束速度，然后由运动学公式求解匀加速运动持续的时间；根据W=Pt计算牵引力做的功；根据功的定义式W=Fx求解加速运动阶段牵引力做功，根据W=Pt求解汽车匀加速结束后到速度达到最大的过程中牵引力做的功；根据动能定理分析汽车从初始状态直到速度达到最大的过程，可以求出汽车运动的距离。
21．（2023高三上·永寿月考）某无人驾驶汽车某次在试驾中的启动过程中以恒定加速度启动，达到发动机额定功率后继续加速一段时间，直到达到稳定速度，汽车所受阻力恒定．P为发动机功率，F为牵引力，v为汽车速度，下列图像中能正确描述该过程的是（　　）
A． B．
C． D．
【答案】B,C
【知识点】机车启动
【解析】【解答】A、根据题意可知汽车是以恒定的加速度启动，不是以恒定的功率启动，所以功率不是一直不变的，故A错误；
BCD、汽车以恒定的加速度启动，则在开始一段时间内，加速度是定值，牵引力是定值，速度—时间图像是一条倾斜直线，当功率达到最大值时，牵引力要减小，加速度要减小，速度—时间图像的斜率越来越小，最后牵引力等于阻力保持不变，速度不变，故BC正确，D错误。
故答案为：BC。
【分析】汽车以恒定的加速度启动，牵引力不变，速度逐渐增大，功率不断增大直至达到额定功率。当汽车达到稳定速度时，牵引力等于阻力。根据牛顿第二定律及功率的公式分析物体牵引力的变化情况。
三、非选择题
（2023高二下·静安期末）【排球运动】排球运动是大家非常喜爱的一种球类运动。中国女排是中国各体育团队中成绩突出的团队之一，具有爱国、生命不止，战斗不息、顽强战斗、勇敢拼搏、决不放弃等优秀精神。如图是中国女排在比赛场上的画面。
22．下列说法正确的是（　　）
A．在研究球运动轨迹时，可以把排球看成质点
B．运动员在发球时，手对排球的力大于排球对手的力
C．运动员扣球后，不计空气阻力，球受到手击打的力和自身重力两个力的作用
D．运动员用力击球时，手对球的作用力是由于手发生形变而产生的
23．若不计空气阻力，以地面为参考系，排球沿水平方向被击出后，在空中做（　　）
A．平抛运动 B．自由落体运动
C．匀速直线运动 D．匀减速直线运动
24．如图所示，运动员在原地向上做垫球训练，排球在空中受到空气阻力大小可视为不变，以竖直向下为正方向，下列反映排球上升和下落运动过程的图像可能正确的是（　　）
A． B．
C． D．
25．在 3 的情境中，假设排球离开手臂经历上升和下落后落回到了原位置，设空气阻力恒定，则此过程中，重力对排球所做总功　 　；空气阻力对排球所做总功　 　；各力对排球做的总功　 　；排球的动能变化量　 　；（以上均选填“等于零”或“不等于零”）
26．如图所示，排球运动员在发球线正对球网跳起发球，在距地面高度 h=3.2m 处将排球（可视为质点）以 v0=6m/s 的初速度水平击出，排球会越过球网落在地面上。不考虑空气阻力，重力加速度g=10m/s2，则排球从被击出到着地的水平位移为　 　m，即将着地时的速率为　 　m/s。
【答案】22．A；D
23．A
24．C
25．等于零；不等于零；不等于零；不等于零
26．4.8；10
【知识点】平抛运动；功的概念；运动学 v-t 图象
【解析】【分析】（1）根据物体可以被看成质点的条件，分析排球能否被看成质点；根据作用力和反作用力的特点，分析手对排球的力和排球对手的力的关系；弹力的产生一定是施力物体发生形变而产生的，对接触的受力物体产生弹力。
（2）根据平抛运动的特点，分析排球被击出后在空中的运动过程。
（3）分析排球运动过程中的初速度、加速度的特点，分析v-t图像和a-t图像。
（4）根据功的定义式计算各力所做的功，根据动能定理分析排球动能的变化量。
（5）根据平抛的运动规律，由运动学公式求解排球从被击出到着地的水平位移和即将着地时的速率。
22．A.在研究球运动轨迹时，可以忽略排球的大小和形状，所以可以把排球可看成质点，A符合题意；
B.手对排球的力和排球对手的力是一对作用力与反作用力，二者一定等大反向，B不符合题意；
C.运动员扣球后，球已经和手分开，所以球不再受手的打击力，不计空气阻力，球只受自身重力，C不符合题意；
D.弹力的产生一定是施力物体发生形变而产生的，所以运动员用力击球时，施力物体是手，受力物体是球，故手对球的作用力是由于手发生形变而产生的，D不符合题意。
故答案为：AD。
23．由题意可知，排球沿水平方向被击出，所以具有水平方向初速度，若不计空气阻力，则排球运动过程中只受重力，所以，以地面为参考系，排球沿水平方向被击出后，在空中做平抛运动，A符合题意，BCD不符合题意。
故答案为：A。
24．AB.由题意可知，以竖直向下为正方向，则排球的初速度为负值，排球在空中受重力和空气阻力作用，由题意知，排球在空中受到空气阻力大小可视为不变，则上升和下降的加速度各自恒定，但是排球上升时，空气阻力向下，排球下降时，空气阻力向上，所以上升和下降的加速度大小并不相等，上升的加速度大小为，下降的加速度大小为，可知，根据v-t图像的斜率表示加速度，即第一段倾斜直线的斜率大于第二段，第一段直线更陡，AB不符合题意；
CD.由上述分析可知，排球上升和下降的加速度均向下，为正值，且各自恒定，，C符合题意，D不符合题意。
故答案为：C。
25．因为排球又落后了原位置，所以起点和末点的高度差为零，则重力对排球所做总功为零；
空气阻力做功的大小等于空气阻力与路程的乘积，一直对排球做负功，则空气阻力对排球所做总功不等于零；
排球运动过程中，受重力和空气阻力作用，重力做功为零，空气阻力做负功，则两个力对排球做的总功不等于零；
根据动能定理可知，总功不等于零，则排球的动能变化量不等于零。
26．拍球做平抛运动，竖直方向有：
水平位移有：
解得：x=4.8m
排球落地时的竖直分速度为：
平抛的落地瞬时速度由两分运动的速度合成，有：
解得：
27．（2024·江西模拟）无人快递车在水平路面上从静止开始做直线运动，经过到达目的地停止运动，快递车在整个运送过程中牵引力F随时间t的变化关系如图所示，图中和未知．假设快递车与货物总质量，运行时所受阻力为自身重力的0.05倍，重力加速度取时间内位移大小．求：
（1）快递车在加速和减速过程中的加速度大小；
（2）快递车在整个运动过程中牵引力所做的功．
【答案】（1）解：由题意可知，快递车运行时所受阻力为
f=0.05mg=50N
快递车在加速过程中，由牛顿第二定律
F1-f=ma1
快递车在减速过程中，由牛顿第二定律
f-F2=ma2
其中
F2=40N
解得a2=0.1m/s2
设加速时间为t1，减速时间为t2，由运动学公式
a1t1=a2t2
其中
t2=160s-140s=20s
联立解得
a1=0.2m/s2，t1=10s
故快递车在加速和减速过程中的加速度大小分别为0.2m/s2，0.1m/s2
（2）解：全程对快递车由动能定理
WF-f(s1+s2+s3)=0
其中
s2=vΔt=a1t1·Δt=0.2x10x(140-10)m=260m
代入解得，快递车在整个运动过程中牵引力所做的功为
WF=14500J
【知识点】匀变速直线运动的速度与时间的关系；匀变速直线运动的位移与时间的关系；牛顿第二定律；功的计算
【解析】【分析】（1）根据题意确定快递车受到的阻力大小，再根据阻力与图像中各力的大小关系结合牛顿第二定律确定快递车在各时间段的运动情况及各段运动中快递车速度的大小关系，再结合题意根据牛顿第二定律及云变速直线运动规律进行解答；
（2）根据各时间段的运动规律结合图像确定快递车行驶的总位移，快递车的初末速度均为零，再对全程运用动能定理进行解答。
28．（2022高一上·西青期末）一架质量的飞机在水平跑道上起飞，发动机提供的推力恒为，在跑道上经过的加速运动，达到起飞速度现要使该飞机能在的航母跑道上起飞，需用电磁弹射器辅助．假设电磁弹射器对飞机施加恒定推力，飞机在地面和航母跑道上运动时所受的阻力均为，求：
（1）飞机发动机的推力大小；
（2）电磁弹射器的推力大小；
（3）电磁弹射器的平均输出功率．
【答案】（1）解：第一阶段的加速度大小为，飞机在地面和航母跑道上运动时所受的阻力均为，
根据牛顿第二定律得①
根据运动学知识知②
联立①②解得：
答：飞机发动机的推力大小为；
（2）解：令飞机在电磁弹射区的加速度大小为，③
由④
解得：
答：电磁弹射器的推力大小为；
（3）解：平均速度为：
平均功率为：
电磁弹射器的平均输出功率
【知识点】平均速度；匀变速直线运动的位移与速度的关系；牛顿第二定律；功率及其计算
【解析】【分析】（1）确定飞机在水平跑道上受到的阻力大小，再根据牛顿第二定律及速度与位移的关系进行解答；
（2）确定飞机在航母跑道上的受力情况，再根据牛顿第二定律及速度与位移的关系进行解答；
（3）飞机做匀变速直线运动，根据平均速度与速度的关系确定飞机加速过程的平均速度，再根据平均功率与平均速度和推力的关系进行解答。
29．（2021高一下·福州期末） 一个质量为的滑块，由一个足够长的光滑斜面顶端静止释放，斜面倾角为，重力加速度为，那么，在前秒内重力对滑块做的功　 　 ，在秒末重力做功的瞬时功率　 　 ．
【答案】；
【知识点】功率及其计算
【解析】【解答】由牛顿第二定律可知，物体的加速度为
所以第t秒末的速度
前n秒的位移为
前n秒内重力对物体做功的平均功率
第t秒末重力对物体做功的瞬时功率
【分析】根据牛顿第二定律确定物体的加速度，再根据云拜年苏直线运动规律确定物t时刻物体的速度大小。再根据平均功率及瞬时功率的定义进行解答，求瞬时功率时注意力与速度方向的关系。
30．（2023高三上·北京市期中）一辆汽车在平直公路上行驶，已知汽车的质量m＝2.0×103kg，发动机的额定功率P0＝80kW，设汽车行驶过程中受到的阻力大小恒为f＝4.0×103N。
（1）在不超过额定功率的前提下，求该汽车所能达到的最大速度vm。
（2）如果汽车从静止开始做匀加速直线运动。加速度的大小a＝2.0m/s2，在发动机不超过额定功率的前提下，求汽车维持匀加速运动的时间t。
【答案】（1）解：设汽车以额定功率启动后达到最大速度vm时牵引力为F0，汽车达到最大速度时有：F0＝f＝4.0×103N
而功率：P0＝F0vm
代入数据解得：vm＝20m/s；
答：汽车所能达到的最大速度是20m/s；
（2）解：设汽车在匀加速度运动时，牵引力为F，根据牛顿第二定律 F﹣f＝ma
解得：F＝8.0×103N
设保持匀加速的时间t，匀加速达到的最大速度为v1，则有：P0＝F v1
解得：v1＝10m/s
而由速度—时间规律有：v1＝at
解得：t＝5.0s
答：汽车做匀加速运动所能达到的最大速度为10m/s，维持匀加速运动的时间是5.0s。
【知识点】机车启动
【解析】【分析】（1）当牵引力与阻力相等时，汽车的速度最大，由求出汽车所能达到的最大速度；（2）由牛顿第二定律求出汽车匀加速运动时的牵引力，由P=Fv求出求出匀加速运动结束时的速度，再由匀变速直线运动速度时间关系计算汽车维持匀加速运动的时间。
1 / 1人教版高中物理必修二同步练习：8.1 功与功率
一、选择题
1．（2023高一下·德州期中）物理无处不在，不止存在于我们身边，还在诗和远方。李白《行路难》中有这样几句诗：欲渡黄河冰塞川，将登太行雪满山。闲来垂钓坐溪上，忽复乘舟梦日边。我们从做功的角度来看，以下说法正确的是（　　）
A．假如黄河水面结冰，李白走过去，脚受到的静摩擦力对人脚做正功
B．如果李白登太行山，则在登山过程中地面支持力对人脚做正功
C．假如李白垂钓，手握着钓竿向上抬起，人手对杆的作用力不做功
D．如果李白乘船，此过程中假设船沿直线行驶，水对船的阻力做负功
2．（2023高三上·北京市期中）翻斗车自卸货物的过程可以简化成如图所示模型，翻斗车始终静止在水平地面上，原来处于水平的车厢，在液压机的作用下，与水平方向的夹角θ开始缓慢增大（包括货物下滑过程中θ也在增加）。下列说法正确的是（　　）
A．货物受到的支持力先减小后增加
B．货物受到的摩擦力先减小后增加
C．货物受到的支持力一直做正功
D．货物受到的摩擦力一直做负功
3．（2023高一下·牡丹江期末）如图甲所示，物体受到水平推力F的作用在粗糙水平面上做直线运动。推力F、物体速度v随时间t变化的规律如图乙、丙所示。取g=10m/s2，则（　　）
A．第1s内推力做功为2J
B．第2s内物体克服摩擦力做的功为4J
C．t=1.5s时推力F的瞬时功率为3W
D．第2s内推力F做功的平均功率为2W
4．（2023高一下·黔西期末） 一滑块在水平地面上沿直线滑行，时其速度为。从此刻开始滑块运动方向上再施加一水平力，力和滑块的速度随时间的变化规律分别如图甲、乙所示，以下说法正确的是（　　）
A．第内，对滑块做的功为
B．第内，对滑块做功的平均功率为
C．第末，对滑块做功的瞬时功率为
D．前内，对滑块做的总功为零
5．（2023高一下·贵阳期末） 如图所示，甲、乙两木块静止叠放在光滑水平桌面上，两木块间的接触面与桌面平行，现给乙木块施加一水平向右的力，使甲与乙保持相对静止一起向右做匀加速直线运动，则下列叙述正确的是（　　）
A．甲对乙的动摩擦力向左，且对乙做正功
B．甲对乙的静摩擦力向右，且对乙做负功
C．乙对甲的动摩擦力向左，且对甲做负功
D．乙对甲的静摩擦力向右，且对甲做正功
6．（2023高一下·八步期末）物体受到两个互相垂直的力而运动，已知力F1做功5J，力F2做功-12J，则合力对物体做功（　　）
A．17J B．13J C．7J D．-7J
7．（2022高一下·湖州期末）如图所示，一物体沿固定粗糙斜面下滑，关于它受到的各力做功的判断，正确的是（　　）
A．重力做正功，支持力做正功 B．重力做正功，摩擦力做负功
C．重力做负功，摩擦力做负功 D．摩擦力做正功，支持力不做功
8．（2023高一下·钦州期末）根据国家颁布的电动自行车新标准，电动自行车的最高车速不超过25 km/h，整车质量不大于55 kg，电机额定连续输出功率不大于 400 W。某驾驶员驾驶电动自行车以最大输出功率400W在水平地面上匀速行驶时，电动车所受的阻力是总重力的。已知驾驶员和车的总质量为 80kg，取重力加速度大小g=10m/s ， 则此时电动车的行驶速度大小为
A．3m /s B．4m /s C．5m /s D．6m /s
9．（2023高三上·安康月考）质量为的小物块放置在光滑的水平面上，物块先在且水平向右的恒力作用下由静止开始运动并计时，时撤去，同时对物块施加一水平向左的恒力时物块又回到出发点，不计空气阻力。下列说法正确的是（　　）
A．时力的瞬时功率为 B．时力的瞬时功率为
C．第内力的平均功率为 D．第内力的平均功率为
10．（2023高一下·贵阳期末） 一辆质量为的汽车，在车轮不打滑的情况下，匀速爬一坡度为的斜坡公路，发动机输出功率恒为。若空气阻力与机件引起的能量损失均可忽略，重力加速度取，。则该汽车的速度约为（　　）
A． B． C． D．
11．（2023高一下·八步期末） 2021年11月18日10时30分许，贵州开行首列直发中欧班列。若列车以恒定功率启动，在列车速度逐渐增加的过程中，列车牵引力（　　）
A．逐渐增大 B．逐渐减小
C．先减小后增大 D．先增大后减小
12．（2024高三上·北京市期末）如图所示，一质量为m的重物，在塔吊电动机的拉力下，由静止开始向上以加速度做匀加速直线运动，当重物上升到高度h、重物速度为时塔吊电动机功率达到额定功率，此时立刻控制电动机使重物做加速度大小为的匀减速直线运动直到速度减到零，重力加速度为g，不计一切摩擦，关于此过程的说法正确的是（　　）
A．重物匀减速阶段电动机提供的牵引力大小为
B．重物匀加速阶段电动机提供的牵引力大小为
C．计算重物匀加速阶段所用时间的方程为
D．假设竖直方向足够长，若塔吊电动机以额定功率启动，速度就是其能达到的最大速度
二、多项选择题
13．（2023高一下·深圳期中）如图所示，两箱相同的货物，现要用电梯将它们运上五楼，其中图甲是用台阶式电梯，图乙是用履带式电梯，假设从一楼运到二楼两种情况下电梯都是匀加速运动，关于此过程下列说法正确的是(　　)
A．货物所受的摩擦力都做正功
B．货物所受的支持力都不做功
C．图甲中货物所受的支持力做正功
D．图乙中货物所受的支持力不做功
14．（2023高一下·牡丹江期末）将三个木板1、2、3固定在墙角，木板与墙壁和地面构成了三个不同的三角形，如图所示，其中1与2底边相同，2和3高度相同。现将一个可以视为质点的物块分别从三个木板的顶端由静止释放，并沿木板斜面下滑到底端，物块与木板之间的动摩擦因数均相同。在这三个过程中，下列说法正确的是（　　）
A．沿着1和2下滑到底端时，物块的速率不同，沿着2和3下滑到底端时，物块的速率相同
B．沿着1下滑到底端时，物块的速度最大
C．物块沿着3下滑到底端的过程中，克服摩擦力做的功最多
D．物块沿着1和2下滑到底端的过程中，克服摩擦力做的功一样多
15．（2023高一下·八步期末） 如图所示，质量为的物体在水平拉力作用下，从静止开始沿光滑水平面向右运动，则4s内拉力F所做的功W及其平均功率分别为（　　）
A． B． C． D．
16．（2023高三上·荔湾月考） 渔业作业中，鱼虾捕捞上来后，通过“鱼虾分离装置"，实现了机械化分离鱼和虾，大大地降低了人工成本。某科学小组将“鱼虾分离装置"简化为如图所示模型，分离器出口与传送带有一定的高度差，鱼虾落在斜面时有沿着斜面向下的初速度。下列说法正确的是（　　）
A．“虾”从掉落到传送带后，可能沿着传送带向下做加速直线运动
B．“鱼”从掉落到传送带后，马上沿着传送带向上做加速直线运动
C．“虾"在传送带运动时，摩擦力对“虾”做负功
D．“鱼"在传送带运动时，加速度方向先向下后向上
17．（2023高三上·安康月考）如图所示，半径为R的光滑大圆环固定在竖直平面内，一质量为m的带孔小球穿过大圆环，自大圆环顶端由静止开始自由下滑。已知重力加速度大小为g，则小球自顶端下滑到最低点的过程中（　　）
A．重力做的功等于 B．重力做的功等于
C．重力做功的功率先增大后减小 D．重力做功的功率先减小后增大
18．（2024高二上·潮阳期末）电动汽车能实现更准确的运动控制，有一辆电动汽车由静止启动并沿直线运动，其速度与时间图像（v－t图）如图所示，OA段为直线，AB段为曲线，t2时刻以后的图像是与时间轴平行的直线，则下列选项中正确的是(　　)
A．0～t1时间内，汽车的牵引力等于
B．t1时刻后，电动汽车的功率可能保持不变
C．t1～t2时间内，电动汽车的平均速度大小为
D．t2时刻后，电动汽车的牵引力与阻力大小相等
19．（2023高一下·拉萨期末）发动机的额定功率是汽车长时间行驶时能输出的最大功率。某型号的汽车的额定功率为，在水平路面行驶时受到的阻力大小恒定不变，汽车行驶的最大速度为，下列说法正确的是（　　）
A．汽车受到地面的阻力大小为
B．汽车受到地面的阻力大小为
C．当汽车以的速度匀速行驶时，发动机的实际输出功率为
D．当汽车以的速度匀速行驶时，发动机的实际输出功率为
20．（2023高一下·恭城期末） 质量为的汽车发动机额定功率为在倾角为的斜坡上受的摩擦阻力为车重力的倍，汽车在斜坡上以恒定加速度启动，经过时间速度达到最大，下列说法正确的是（　　）
A．汽车的最大速度为
B．匀加速阶段持续时间为
C．根据已知条件可以求出从初始状态直到速度达到最大牵引力做的功
D．根据已知条件可以求出从初始状态直到速度达到最大走过的距离
21．（2023高三上·永寿月考）某无人驾驶汽车某次在试驾中的启动过程中以恒定加速度启动，达到发动机额定功率后继续加速一段时间，直到达到稳定速度，汽车所受阻力恒定．P为发动机功率，F为牵引力，v为汽车速度，下列图像中能正确描述该过程的是（　　）
A． B．
C． D．
三、非选择题
（2023高二下·静安期末）【排球运动】排球运动是大家非常喜爱的一种球类运动。中国女排是中国各体育团队中成绩突出的团队之一，具有爱国、生命不止，战斗不息、顽强战斗、勇敢拼搏、决不放弃等优秀精神。如图是中国女排在比赛场上的画面。
22．下列说法正确的是（　　）
A．在研究球运动轨迹时，可以把排球看成质点
B．运动员在发球时，手对排球的力大于排球对手的力
C．运动员扣球后，不计空气阻力，球受到手击打的力和自身重力两个力的作用
D．运动员用力击球时，手对球的作用力是由于手发生形变而产生的
23．若不计空气阻力，以地面为参考系，排球沿水平方向被击出后，在空中做（　　）
A．平抛运动 B．自由落体运动
C．匀速直线运动 D．匀减速直线运动
24．如图所示，运动员在原地向上做垫球训练，排球在空中受到空气阻力大小可视为不变，以竖直向下为正方向，下列反映排球上升和下落运动过程的图像可能正确的是（　　）
A． B．
C． D．
25．在 3 的情境中，假设排球离开手臂经历上升和下落后落回到了原位置，设空气阻力恒定，则此过程中，重力对排球所做总功　 　；空气阻力对排球所做总功　 　；各力对排球做的总功　 　；排球的动能变化量　 　；（以上均选填“等于零”或“不等于零”）
26．如图所示，排球运动员在发球线正对球网跳起发球，在距地面高度 h=3.2m 处将排球（可视为质点）以 v0=6m/s 的初速度水平击出，排球会越过球网落在地面上。不考虑空气阻力，重力加速度g=10m/s2，则排球从被击出到着地的水平位移为　 　m，即将着地时的速率为　 　m/s。
27．（2024·江西模拟）无人快递车在水平路面上从静止开始做直线运动，经过到达目的地停止运动，快递车在整个运送过程中牵引力F随时间t的变化关系如图所示，图中和未知．假设快递车与货物总质量，运行时所受阻力为自身重力的0.05倍，重力加速度取时间内位移大小．求：
（1）快递车在加速和减速过程中的加速度大小；
（2）快递车在整个运动过程中牵引力所做的功．
28．（2022高一上·西青期末）一架质量的飞机在水平跑道上起飞，发动机提供的推力恒为，在跑道上经过的加速运动，达到起飞速度现要使该飞机能在的航母跑道上起飞，需用电磁弹射器辅助．假设电磁弹射器对飞机施加恒定推力，飞机在地面和航母跑道上运动时所受的阻力均为，求：
（1）飞机发动机的推力大小；
（2）电磁弹射器的推力大小；
（3）电磁弹射器的平均输出功率．
29．（2021高一下·福州期末） 一个质量为的滑块，由一个足够长的光滑斜面顶端静止释放，斜面倾角为，重力加速度为，那么，在前秒内重力对滑块做的功　 　 ，在秒末重力做功的瞬时功率　 　 ．
30．（2023高三上·北京市期中）一辆汽车在平直公路上行驶，已知汽车的质量m＝2.0×103kg，发动机的额定功率P0＝80kW，设汽车行驶过程中受到的阻力大小恒为f＝4.0×103N。
（1）在不超过额定功率的前提下，求该汽车所能达到的最大速度vm。
（2）如果汽车从静止开始做匀加速直线运动。加速度的大小a＝2.0m/s2，在发动机不超过额定功率的前提下，求汽车维持匀加速运动的时间t。
答案解析部分
1．【答案】D
【知识点】功的概念
【解析】【解答】A. 假如黄河水面结冰，李白走过去，脚受到的静摩擦力的作用点位移为零，所以不做功，故A不符合题意；
B. 如果李白登太行山，在登山过程中地面支持力的作用点位移为零，所以不做功，故B不符合题意；
C. 假如李白垂钓，手握着钓竿向上抬起，人手对杆的作用力的作用点位移方向与力的方向相同，所以做正功，故C不符合题意；
D. 如果李白乘船，此过程中假设船沿直线行驶，水对船的阻力与船速度方向相反，做负功，故D符合题意。
故答案为：D
【分析】根据力和在力的方向上移动的位移进行功的判断。
2．【答案】C
【知识点】滑动摩擦力与动摩擦因数；共点力的平衡；功的概念
【解析】【解答】AB.货物没有下滑时，由共点力平衡条件可得，，可知，随着增大时，摩擦力f增大，支持力N减小，当货物滑动后，垂直斜面方向依然受力平衡，有，摩擦力变为滑动摩擦力，大小为，可知，随着增大时，支持力N和摩擦力f均逐渐减小，AB不符合题意；
C.货物受到的支持力的方向与瞬时速度方向的夹角一直小于90°，做正功，C符合题意；
D.物体没有下滑时，摩擦力与瞬时速度速度方向垂直，不做功，物体开始下滑后，摩擦力与瞬时速度方向成钝角，做负功，D不符合题意。
故答案为：C。
【分析】货物没有下滑时，由共点力平衡条件推导摩擦力和支持力与夹角的关系，求出二力的变化情况，当货物开始下滑后，垂直斜面方向依然平衡，求出支持力随夹角的变化情况，摩擦力变为滑动摩擦力，由滑动摩擦力公式推导摩擦力与夹角的关系，求出摩擦力的变化情况；物体做曲线运动，根据力与瞬时速度的方向关系，判断支持力和摩擦力做功的正负。
3．【答案】C
【知识点】功的概念；功率及其计算
【解析】【解答】A、第1s内，物体处于静止状态，拉力等于摩擦力大小，此时为静摩擦力f=1N，则推力做功为0J，故A错误．
B、根据速度时间图线知，第2s内的位移，此时为滑动摩擦力f=2N， 物体克服摩擦力做的功W=fx=2×1J=2J，故B错误．
C、 t=1.5s时推力F的瞬时功率，故C错误．
D、 第2s内推力F=3N，位移：，则，故D错误．
故选择C
【分析】本题考查数形结合思想，通过图象读出物体的运动情况，再根据功、瞬时功率和平均功率。
4．【答案】C
【知识点】功的计算；功率及其计算；运动学 v-t 图象
【解析】【解答】A、由题图可知，第1s内，滑块位移为
F对滑块做的功
故A错误；
B、第2s内，滑块位移为
F做的功
平均功率为
故B错误；
C、第3s内，滑块的位移为
F对滑块做的功为
第3s末，F对滑块做功的瞬时功率
故C正确；
D、前3s内，F对滑块做的总功为
故D错误。
故答案为：C。
【分析】v-t图像时间轴所围的面积表示位移，根据图像确定不同时间段内，物体移动的位移及所受外力F的大小，再根据功的定义及功率的定义进行解答。
5．【答案】D
【知识点】摩擦力的判断与计算；牛顿第二定律；功的计算
【解析】【解答】CD、甲与乙保持相对静止，对甲乙整体有
对甲有
解得乙对甲的摩擦力为
方向向右，与位移方向相同，对甲做正功，故C错误，D正确；
AB、根据牛顿第三定律有，甲对乙的摩擦力为
方向向左，与位移方向相反，对乙做负功，故AB错误。
故答案为：D。
【分析】两物体一起向前加速运动，则两者的加速度相等。根据整体法确定加速度的方向。再根据隔离法确定甲乙所受摩擦力的方向，再根据功的定义确定摩擦力做功的正负。
6．【答案】D
【知识点】功的计算
【解析】【解答】合力对物体做功为
故答案为：D。
【分析】合力做的功等于各力做功之和，注意各力做功的正负，根据合力做功与各力做功的关系进行解答。
7．【答案】B
【知识点】受力分析的应用；功的计算
【解析】【解答】由受力分析知，重力与位移方向成锐角，重力做正功；支持力方向与位移方向垂直，支持力不做功；摩擦力方向与位移方向相反，所以摩擦力做负功，B符合题意，ACD不符合题意。
故答案为：B。
【分析】对物块进行受力分析，根据恒力做功得出各力的做功情况。
8．【答案】C
【知识点】功率及其计算
【解析】【解答】电动自行车匀速行驶时动力与阻力大小相等，则
解得电动车的行驶速度大小
故答案为：C。
【分析】电动自行车处于平衡状态，确定此时电动所受牵引力与阻力的关系，再根据功率的定义进行解答。
9．【答案】D
【知识点】功率及其计算
【解析】【解答】AB、设第一阶段的加速度为a1，有
1s时的位移
，
第二阶段的加速度为a2，有
2s时物块又回到出发点，即经过t2=1s有
解得
2s时的速度
所以t=2s时力F2的瞬时功率为
故AB错误；
CD、第2s内力F2的平均功率
故C错误，D正确。
故答案为：D。
【分析】根据牛顿第二定律确定物块在不同时间段的加速度，根据题意及运动规律确定拉力F2的大小机个时间节点物体的速度。再根据瞬时功率及平均功率的定义进行解答。
10．【答案】D
【知识点】机车启动
【解析】【解答】根据题意，对汽车分析有
汽车功率
解得
故答案为：D。
【分析】汽车匀速运动，即汽车处于平衡状态，根据汽车的受力情况结合力的合成与分解确定此时汽车牵引力的大小，再根据功率与速度的关系确定速度的大小。
11．【答案】B
【知识点】机车启动
【解析】【解答】由公式
可知，由于功率恒定，在列车速度逐渐增加的过程中，列车牵引力逐渐减小。
故答案为：B。
【分析】汽车的瞬时功率等牵引力与汽车的瞬时速度的乘积，汽车速度逐渐增大，功率不变，根据定义确定牵引力变化情况。
12．【答案】B
【知识点】牛顿第二定律；机车启动
【解析】【解答】 A、根据牛顿第二定律，重物匀减速阶段
解得
故A错误；
B、重物在匀加速阶段
解得
故B正确；
C、匀加速阶段
电动机功率逐渐增大，不满足
故C错误；
D、假设竖直方向足够长，若塔吊电动机以额定功率P0启动，能达到的最大速度
故D错误。
故答案为：B。
【分析】确定重物的受力情况，根据牛顿第二定律确定牵引力的大小。重物做匀变速直线运动时，重物受到的牵引力不变，电动机的功率等于牵引力与速度的乘积。
13．【答案】A,C,D
【知识点】功的概念；功的计算
【解析】【解答】甲货物做匀加速运动，对甲图中的货物进行受力分析：重力（竖直向下）、支持力（竖直向上）、摩擦力（沿接触面水平向右）而货物沿电梯向上做匀加速运动，由力与速度的方向知，重力做负功，支持力做正功，摩擦力做正功；
乙货物做匀加速运动，对乙图中的货物进行受力分析：重力（竖直向下）、支持力（垂直于电梯向上）、摩擦力（沿电梯向上）而货物沿电梯向上做匀加速运动，由力与速度的方向知，重力做负功，支持力不做功，摩擦力做正功；
ACD正确，B错误。
故答案为：ACD。
【分析】本题考查如何判断力的做功情况，解题关键在于根据货物的运动性质对货物进行正确的受力分析，根据各力方向与货物的运动方向的关系，判断各力做的功，力与速度方向成夹角，当时，力对物体做正功；时，力不做功；时，力对物体做负功。
14．【答案】B,C,D
【知识点】滑动摩擦力与动摩擦因数；功的概念；功的计算
【解析】【解答】AB、设任意一斜面倾角为θ，斜面的长度为L，则物体下滑过程中克服摩擦力做功为：，而Lcosθ即为斜面底边的长度，设物体滑到底端时的速度为v，根据动能定理得：，根据图中斜面高度和底边长度可知，滑到底边时速度大小关系为：，即沿着1下滑到底端时，物块的速度最大，故A错误，B正确．
CD、摩擦生热等于物块克服摩擦力做功，，由图可知1和2底边相等且小于3的底边，故摩擦生热关系为：，即物块沿着1和2下滑到底端的过程中，产生的热量一样多，物块沿着3下滑到底端的过程中，产生的热量最多，故CD正确.
故选择BCD
【分析】本题考查摩擦力做功，再根据动能定理得：。
15．【答案】B,C
【知识点】牛顿第二定律；功的计算；功率及其计算
【解析】【解答】物体的加速度为
4s内的位移为
4s内拉力F所做的功
平均功率
故答案为：BC。
【分析】根据牛顿第二定律及匀变速直线运动规律确定物体在4s内运动的位移，再根据功的定义及平均功率的定义进行解答。
16．【答案】A,C
【知识点】牛顿运动定律的应用—传送带模型；功的计算
【解析】【解答】A.虾的收集箱在传送带下方，故虾一定是向下运动，虾的重力沿传送带斜面向下的分力可能大于虾受到的摩擦力，故可能向下做加速直线运动，A不符合题意；
B.鱼箱的收集箱在传送带上方，所以鱼最终一定是向上运动，但鱼刚掉落到传送带时，有一个沿传送带斜面向下的初速度，所以鱼要先向下减速到速度为零后，再变为向上的加速运动，最终还可能变为匀速直线运动，B不符合题意；
C.虾相对传送带向下运动，所以虾受到的摩擦力沿传送带斜面向上，而虾的位移方向向下，故摩擦力对虾做负功，C符合题意；
D.鱼在掉落到传送带后，受到的摩擦力的方向一直向上，所以有向上的加速度，后来如果加速到与传送带共速，加速度就为零，D不符合题意。
故答案为：AC。
【分析】根据虾收集箱与鱼收集箱的位置，确定虾和鱼最终的运动方向，再结合鱼虾落在斜面时有沿着斜面向下的初速度，确定鱼和虾在传送带上的运动过程以及运动过程中受到的摩擦力。
17．【答案】A,C
【知识点】功的计算；功率及其计算
【解析】【解答】AB、根据重力做功的公式有
故A正确，B错误；
CD、小球在下滑过程中，竖直方向的速度先增加后减小，所以重力做功的功率先增大后减小，故C正确，D错误。
故答案为：AC。
【分析】根据功的定义确定重力做功的多少，求解重力的瞬时功率时，注意分析小球在竖直方向分速度的变化情况，再判断重力功率的变化情况。
18．【答案】B,D
【知识点】功率及其计算；机车启动
【解析】【解答】A.由图像可知，时间内汽车做匀加速直线运动，汽车的加速度为
根据牛顿第二定律可得
F-f=ma
解得汽车的牵引力
A不符合题意；
B.由图可知，AB段速度增大，加速度减小，由牛顿第二定律可得
F-f=ma
可知牵引力减小，故汽车的功率
P=Fv
可能保持不变，B符合题意；
C.若汽车做匀加速直线运动，则AB段为倾斜直线，平均速度为
而图中时间内，任意时刻的速度都比做匀加速运动对应时刻的速度大，所以汽车在AB段的平均速度大于，C不符合题意；
D.由图可知，时刻以后汽车做匀速直线运动，由共点力平衡条件可知，电动汽车的牵引力与阻力大小相等，D符合题意。
故答案为：BD。
【分析】根据图像求出汽车在时间内的加速度，再由牛顿第二定律分析汽车受到的牵引力；由图像分析AB段汽车速度和加速度的变化情况，然后由牛顿第二定律和功率公式，分析汽车在这一段时间内的功率；对比汽车做匀变速直线运动的平均速度，分析图中AB段的平均速度；根据时刻以后汽车的运动状态，分析电动汽车受到的牵引力与阻力的关系。
19．【答案】A,D
【知识点】功率及其计算
【解析】【解答】，，故A符合题意；B不符合题意；，故C不符合题意；，故D符合题意。
【分析】汽车以恒定功率启动时，牵引力逐渐减小到和阻力相等时速度最大。汽车匀速行驶的话，牵引力等于阻力。
20．【答案】C,D
【知识点】功率及其计算；机车启动
【解析】【解答】A.当汽车匀速运动时，速度达到最大，由共点力平衡条件可得，此时的牵引力为，由功率的公式可得最大速度为，A不符合题意；
B.加速度为a时，由牛顿第二定律可得，解得匀加速阶段的牵引力，设匀加速运动达到的最大速度为v，则，可得匀加速阶段持续时间为，B不符合题意；
C.汽车从初始状态直到速度达到最大的过程，牵引力做的功为，其中由前面的分析可知和均为可求解，加速运动的位移，也可求解，故牵引力做的功可以求解，C符合题意；
D.对汽车从初始状态直到速度达到最大的过程，由动能定理可得，由此式可知可以求出从初始状态直到速度达到最大走过的距离，D符合题意。
【分析】当汽车匀速运动时，速度达到最大，由共点力平衡条件求出牵引力，再由功率的公式计算最大速度；由牛顿第二定律求出匀加速阶段汽车受到的牵引力，再由功率公式求出匀加速运动的结束速度，然后由运动学公式求解匀加速运动持续的时间；根据W=Pt计算牵引力做的功；根据功的定义式W=Fx求解加速运动阶段牵引力做功，根据W=Pt求解汽车匀加速结束后到速度达到最大的过程中牵引力做的功；根据动能定理分析汽车从初始状态直到速度达到最大的过程，可以求出汽车运动的距离。
21．【答案】B,C
【知识点】机车启动
【解析】【解答】A、根据题意可知汽车是以恒定的加速度启动，不是以恒定的功率启动，所以功率不是一直不变的，故A错误；
BCD、汽车以恒定的加速度启动，则在开始一段时间内，加速度是定值，牵引力是定值，速度—时间图像是一条倾斜直线，当功率达到最大值时，牵引力要减小，加速度要减小，速度—时间图像的斜率越来越小，最后牵引力等于阻力保持不变，速度不变，故BC正确，D错误。
故答案为：BC。
【分析】汽车以恒定的加速度启动，牵引力不变，速度逐渐增大，功率不断增大直至达到额定功率。当汽车达到稳定速度时，牵引力等于阻力。根据牛顿第二定律及功率的公式分析物体牵引力的变化情况。
【答案】22．A；D
23．A
24．C
25．等于零；不等于零；不等于零；不等于零
26．4.8；10
【知识点】平抛运动；功的概念；运动学 v-t 图象
【解析】【分析】（1）根据物体可以被看成质点的条件，分析排球能否被看成质点；根据作用力和反作用力的特点，分析手对排球的力和排球对手的力的关系；弹力的产生一定是施力物体发生形变而产生的，对接触的受力物体产生弹力。
（2）根据平抛运动的特点，分析排球被击出后在空中的运动过程。
（3）分析排球运动过程中的初速度、加速度的特点，分析v-t图像和a-t图像。
（4）根据功的定义式计算各力所做的功，根据动能定理分析排球动能的变化量。
（5）根据平抛的运动规律，由运动学公式求解排球从被击出到着地的水平位移和即将着地时的速率。
22．A.在研究球运动轨迹时，可以忽略排球的大小和形状，所以可以把排球可看成质点，A符合题意；
B.手对排球的力和排球对手的力是一对作用力与反作用力，二者一定等大反向，B不符合题意；
C.运动员扣球后，球已经和手分开，所以球不再受手的打击力，不计空气阻力，球只受自身重力，C不符合题意；
D.弹力的产生一定是施力物体发生形变而产生的，所以运动员用力击球时，施力物体是手，受力物体是球，故手对球的作用力是由于手发生形变而产生的，D不符合题意。
故答案为：AD。
23．由题意可知，排球沿水平方向被击出，所以具有水平方向初速度，若不计空气阻力，则排球运动过程中只受重力，所以，以地面为参考系，排球沿水平方向被击出后，在空中做平抛运动，A符合题意，BCD不符合题意。
故答案为：A。
24．AB.由题意可知，以竖直向下为正方向，则排球的初速度为负值，排球在空中受重力和空气阻力作用，由题意知，排球在空中受到空气阻力大小可视为不变，则上升和下降的加速度各自恒定，但是排球上升时，空气阻力向下，排球下降时，空气阻力向上，所以上升和下降的加速度大小并不相等，上升的加速度大小为，下降的加速度大小为，可知，根据v-t图像的斜率表示加速度，即第一段倾斜直线的斜率大于第二段，第一段直线更陡，AB不符合题意；
CD.由上述分析可知，排球上升和下降的加速度均向下，为正值，且各自恒定，，C符合题意，D不符合题意。
故答案为：C。
25．因为排球又落后了原位置，所以起点和末点的高度差为零，则重力对排球所做总功为零；
空气阻力做功的大小等于空气阻力与路程的乘积，一直对排球做负功，则空气阻力对排球所做总功不等于零；
排球运动过程中，受重力和空气阻力作用，重力做功为零，空气阻力做负功，则两个力对排球做的总功不等于零；
根据动能定理可知，总功不等于零，则排球的动能变化量不等于零。
26．拍球做平抛运动，竖直方向有：
水平位移有：
解得：x=4.8m
排球落地时的竖直分速度为：
平抛的落地瞬时速度由两分运动的速度合成，有：
解得：
27．【答案】（1）解：由题意可知，快递车运行时所受阻力为
f=0.05mg=50N
快递车在加速过程中，由牛顿第二定律
F1-f=ma1
快递车在减速过程中，由牛顿第二定律
f-F2=ma2
其中
F2=40N
解得a2=0.1m/s2
设加速时间为t1，减速时间为t2，由运动学公式
a1t1=a2t2
其中
t2=160s-140s=20s
联立解得
a1=0.2m/s2，t1=10s
故快递车在加速和减速过程中的加速度大小分别为0.2m/s2，0.1m/s2
（2）解：全程对快递车由动能定理
WF-f(s1+s2+s3)=0
其中
s2=vΔt=a1t1·Δt=0.2x10x(140-10)m=260m
代入解得，快递车在整个运动过程中牵引力所做的功为
WF=14500J
【知识点】匀变速直线运动的速度与时间的关系；匀变速直线运动的位移与时间的关系；牛顿第二定律；功的计算
【解析】【分析】（1）根据题意确定快递车受到的阻力大小，再根据阻力与图像中各力的大小关系结合牛顿第二定律确定快递车在各时间段的运动情况及各段运动中快递车速度的大小关系，再结合题意根据牛顿第二定律及云变速直线运动规律进行解答；
（2）根据各时间段的运动规律结合图像确定快递车行驶的总位移，快递车的初末速度均为零，再对全程运用动能定理进行解答。
28．【答案】（1）解：第一阶段的加速度大小为，飞机在地面和航母跑道上运动时所受的阻力均为，
根据牛顿第二定律得①
根据运动学知识知②
联立①②解得：
答：飞机发动机的推力大小为；
（2）解：令飞机在电磁弹射区的加速度大小为，③
由④
解得：
答：电磁弹射器的推力大小为；
（3）解：平均速度为：
平均功率为：
电磁弹射器的平均输出功率
【知识点】平均速度；匀变速直线运动的位移与速度的关系；牛顿第二定律；功率及其计算
【解析】【分析】（1）确定飞机在水平跑道上受到的阻力大小，再根据牛顿第二定律及速度与位移的关系进行解答；
（2）确定飞机在航母跑道上的受力情况，再根据牛顿第二定律及速度与位移的关系进行解答；
（3）飞机做匀变速直线运动，根据平均速度与速度的关系确定飞机加速过程的平均速度，再根据平均功率与平均速度和推力的关系进行解答。
29．【答案】；
【知识点】功率及其计算
【解析】【解答】由牛顿第二定律可知，物体的加速度为
所以第t秒末的速度
前n秒的位移为
前n秒内重力对物体做功的平均功率
第t秒末重力对物体做功的瞬时功率
【分析】根据牛顿第二定律确定物体的加速度，再根据云拜年苏直线运动规律确定物t时刻物体的速度大小。再根据平均功率及瞬时功率的定义进行解答，求瞬时功率时注意力与速度方向的关系。
30．【答案】（1）解：设汽车以额定功率启动后达到最大速度vm时牵引力为F0，汽车达到最大速度时有：F0＝f＝4.0×103N
而功率：P0＝F0vm
代入数据解得：vm＝20m/s；
答：汽车所能达到的最大速度是20m/s；
（2）解：设汽车在匀加速度运动时，牵引力为F，根据牛顿第二定律 F﹣f＝ma
解得：F＝8.0×103N
设保持匀加速的时间t，匀加速达到的最大速度为v1，则有：P0＝F v1
解得：v1＝10m/s
而由速度—时间规律有：v1＝at
解得：t＝5.0s
答：汽车做匀加速运动所能达到的最大速度为10m/s，维持匀加速运动的时间是5.0s。
【知识点】机车启动
【解析】【分析】（1）当牵引力与阻力相等时，汽车的速度最大，由求出汽车所能达到的最大速度；（2）由牛顿第二定律求出汽车匀加速运动时的牵引力，由P=Fv求出求出匀加速运动结束时的速度，再由匀变速直线运动速度时间关系计算汽车维持匀加速运动的时间。
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