8.1功与功率同步练习（含解析）2023——2024学年人教版（2019）高中物理必修第二册
文档属性
| 名称 | 8.1功与功率同步练习（含解析）2023——2024学年人教版（2019）高中物理必修第二册 |  | |
| 格式 | docx | ||
| 文件大小 | 2.4MB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2024-04-08 21:07:47 | ||
图片预览
文档简介
8.1功与功率同步练习
学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________
一、单选题
1．某款质量m=1000kg的汽车沿平直公路从静止开始做直线运动，其图像如图所示。汽车在时间内做匀加速直线运动，内汽车保持额定功率不变，50s~70s内汽车做匀速直线运动，最大速度，汽车从70s末开始关闭动力减速滑行，时刻停止运动。已知，汽车的额定功率为80kW，整个过程中汽车受到的阻力大小不变。下列说法正确的是（ ）
A．时刻的瞬时速度10m/s
B．在内汽车牵引力对汽车做功3200kJ
C．为80s
D．阻力大小为1000N
2．质量为2kg的物体，放在动摩擦因数的水平面上，在水平拉力的作用下由静止开始运动，拉力做的功W随物体的位移x变化的关系如图所示，则（ ）
A．至的过程中，物体的加速度是
B．时，物体的速度是4.5m/s
C．时，拉力的功率是6W
D．至过程中，合力做的功是12J
3．站在向左运行的汽车上的人手推车的力为F，脚对车向后的摩擦力为f，下列说法中正确的是（ ）
A．当车匀速运动时F和f对车做功的代数和不为零
B．当车加速运动时F和f对车做功的代数和为正
C．当车减速运动时F和f对车做功的代数和为正
D．不管车做何种运动F和f对车的总功和总功率都为零
4．为了减轻学生的学习压力，某中学举行了趣味运动会，在抛沙包比赛中，两个质量相同的沙包运动轨迹如图所示，其轨迹在同一竖直平面内，抛出点均为，且轨迹交于点，抛出时沙包1和沙包2的初速度分别为和，其中方向水平，方向斜向上。忽略空气阻力，关于两沙包在空中的运动，下列说法正确的是（ ）
A．沙包2在最高点的速度大于
B．从到两沙包的平均速度相同
C．从到沙包2重力做的功大于沙包1重力做的功
D．在点，沙包1重力的瞬时功率小于沙包2重力的瞬时功率
5．如图所示，质量为m的物体置于倾角为θ的斜面上，物体与斜面间的动摩擦因数为μ，在外力作用下，斜面以加速度a沿水平方向向左做匀加速运动，运动中物体m与斜面体相对静止。则关于斜面对m的支持力和摩擦力的下列说法中正确的是（ ）
A．支持力一定不做正功 B．摩擦力一定做负功
C．摩擦力一定做正功 D．摩擦力可能不做功
6．汽车在平直公路上以速度匀速行驶，发动机功率为P，时刻进入另一足够长的倾斜路面，如图，若保持功率P继续行驶，到时刻，汽车又恢复了匀速直线运动。假设汽车运动过程中阻力（不包含重力沿斜面的分力）大小保持不变，下列图像中能正确表示该汽车运动过程速率v随时间t变化的是（ ）
A． B．
C． D．
7．如图所示，质量为0.8kg的物体静止在足够大的粗糙水平地面上，某时刻对物体施加一斜向上、大小为5N、与水平方向成角的恒定拉力，物体由静止开始做匀加速直线运动，在第2s末速度增加到，取重力加速度大小，。下列说法正确的是（ ）
A．前2s内拉力的平均功率为20W
B．物体与地面间的动摩擦因数为0.5
C．前2s内物体与地面因摩擦产生的热量为10J
D．若物体运动2s后撤去拉力，则物体沿地面运动的总位移为15m
8．一电动玩具汽车启动时，以额定功率沿直线加速并达到最大速度，其加速度a与速度倒数的关系图像如图所示。已知电动玩具汽车受到的阻力大小恒为100N，取重力加速度大小。则电动玩具汽车的额定功率和最大速度分别为（ ）
A．200W 2m/s B．100W 4m/s C．100W 2m/s D．200W 4m/s
9．一辆汽车质量为，发动机的额定功率为。若汽车以的恒定加速度启动，所受阻力为车重的0.15倍，重力加速度g取，下列说法正确的是（ ）
A．匀加速阶段结束时刻汽车的速度最大
B．匀加速运动阶段的平均速度大小为
C．启动后经过6s发动机的功率为
D．汽车的最大动能为
二、多选题
10．我国新能源汽车发展迅猛，已成为全球最大的新能源汽车产销国。质量为m的某新能源汽车在水平路面上以恒定加速度a启动，其图像如图所示，其中OA段和BC段为直线。已知汽车动力系统的额定功率为P，汽车所受阻力大小恒为f，则下列说法正确的是（ ）
A．汽车做匀加速运动的最大速度
B．汽车能达到的最大行驶速度
C．汽车速度为时的功率为
D．汽车速度为时的加速度大小为
11．某游乐场设计的滑梯简化模型如图所示，半径为R的圆弧轨道AB与倾斜轨道BC相切于B点，圆弧轨道AB的圆心O距离地面的高度也为R，对应的圆心角与倾斜轨道BC的倾角均为θ=45°，整个轨道位于同一竖直平面内。质量为m、可看成质点的游客从轨道上A点沿轨道开始下滑，可认为下滑的初速度为零，不计一切阻力，重力加速度为g，下列说法正确的是（ ）
A．游客到达C点时的速度大小为
B．游客到达C点时，重力的瞬时功率为
C．游客从A到B的过程中，对轨道的压力逐渐减小
D．若夹角θ增大到60°，游客有可能从AB段脱离轨道
12．测定运动员体能的一种装置如图所示，运动员质量为，绳拴在腰间沿水平方向跨过滑轮（不计滑轮质量及摩擦），下悬一个质量为的重物，人用力蹬传送带而人的重心不动，使传送带以速度v匀速向右运动。以下四种说法，其中不正确的是（ ）
A．人受到传送带施加的向左的滑动摩擦力 B．传送带受到人施加的向右的静摩擦力
C．人对传送带做功的功率为 D．人对传送带做功的功率为
13．节能电梯在无人时缓慢运行或静止不动，有人上电梯后，电梯先加速后匀速运行。一乘客坐电梯下楼，始终与电梯保持相对静止，如图所示，则（ ）
A．加速时乘客所受的摩擦力方向水平向左
B．加速时乘客处于失重状态
C．下楼过程中电梯对乘客的作用力大于乘客对电梯的作用力
D．下楼过程中乘客受到的摩擦力始终做负功
三、填空题
14．质量为m的物体静止在水平面上，从t=0时刻开始受到水平力F的作用。力F的大小与时间t的变化关系如图所示，力的方向保持不变，滑动摩擦力的大小恒为F0，则在3t时刻的水平力F的瞬时功率为 ；在t=0到3t时间内的水平力F的平均功率为 。
15．一辆质量为103kg的汽车，其额定功率为104W，在水平公路上行驶时所受阻力恒为 500N。当汽车以额定功率启动，随着车速增大，牵引力会 （填“增大”“减小”或“不变”），汽车能达到的最大速度 vm= m/s；当加速度为 1.5m/s2时，车速 v= m/s。
16．额定功率80kW的汽车，在平直公路上行驶的最大速度为20m/s。汽车的质量m=2×103kg，如果汽车从静止开始做匀加速直线运动，加速度大小为2m/s2。运动过程中阻力不变，则汽车所受的恒定阻力是 N；经过时间 s，汽车功率达到额定值。
四、解答题
17．如图甲所示，质量m＝10kg的物体，在斜向下的推力F作用下，以 的速度匀速通过两段粗糙不同的水平路面。已知推力F与水平方向的夹角 ，力的大小F与时间t的关系如图乙所示。求：
（1）t＝15s时推力做功的瞬时功率；
（2）0～30s的过程中推力做功的平均功率。
18．某工厂利用配重物体通过轻质绳及光滑定滑轮协助传送带运煤，如图所示，倾角为θ=30°的传送带以v1=5m/s的速度顺时针转动，配重物体B的质量mB=300kg，离地高度为h=9m。现将质量mA=200kg的装煤麻袋A从传送带底端（与地面等高）无初速度释放，当B落地瞬间绳子断裂，最终A恰好能到达传送带顶端，传送带与麻袋接触面间动摩擦因数（传送带长度L大于9m）。g取10m/s2。求：
（1）释放后瞬间B的加速度大小a1；
（2）该过程中B对A所做的功W；
（3）传送带长度L。
19．如图所示的竖直面内，平行板、与水平方向成角固定放置，构成的区域是边长为的正方形，在此区域中制造一个恒定的风场。现让小球（视为质点）从与A点的等高点P以水平向左的速度抛出，当小球从的中点M进入风场后，会受到恒定的风力，并沿直线运动到的中点N。已知风力的大小为F、方向与垂直，重力加速度为g，，，忽略空气的阻力，求：
（1）小球的质量以及小球在P点的速度大小；
（2）小球在N点时重力的瞬时功率。
20．一辆跑车在水平路面上由静止启动，在前5s内做匀加速直线运动，末达到额定功率，速度，之后保持以额定功率运动。其图像如图所示。已知该跑车受到的阻力f为车重的0.1倍，质量，，则：
（1）该车在前5s内的牵引力为多少？
（2）该车速度为40m/s时的加速度为多少？
（3）假设时该车已经达到最大速度，求0~15s内汽车牵引力所做功为多少？
试卷第1页，共3页
试卷第1页，共3页
参考答案：
1．B
【详解】D．根据题意可知，当汽车以额定功率行驶时，牵引力等于阻力时，速度最大，则有
解得，阻力大小为
故D错误；
A．根据题意，设时刻，汽车的速度为，则此时的牵引力为
设汽车在时间内做匀加速直线运动的加速度为，则有
根据牛顿第二定律有
联立解得
故A错误；
B．在内，汽车牵引力对汽车做功为
故B正确；
C．由牛顿第二定律可得，关闭发动机之后，加速度为
由运动学公式可得
解得
故C错误。
故选B。
2．C
【详解】A．W-x图线的斜率表示水平拉力F的大小，由图可知，x=0至x=3 m的过程中，水平拉力为F1=5 N，由牛顿第二定律，有
F1-μmg=ma1
解得
a1=1.5 m/s2
故A错误；
B．时，物体的速度是
由图可知，x=3至x=9m的过程中，水平拉力为F2=2 N，由牛顿第二定律可得
F2-μmg=ma2
解得
a2=0
可知该过程物体匀速运动，则时，物体的速度是3m/s，选项B错误；
C．时，物块的速度为v6=3m/s，则拉力的功率是
故C正确；
D．在x=3m至x=9m过程中，物体做匀速运动，故合外力做功为零，故D错误；
故选C。
3．C
【详解】A．当车匀速运动时，车对人的推力和摩擦力的大小相等，人对车的推力做正功，脚对车的摩擦力做负功，做功的代数和为零，故A错误；
B．当车加速时，车对人的摩擦力大于车对人的推力，则人对车推力所做的正功小于脚对车摩擦力做的负功，做功的代数和为负功，故B错误；
C．当车减速时，车对人的摩擦力小于车对人的推力，则人对车推力所做的正功大于脚对车摩擦力做的负功，做功的代数和为正功，故C正确；
D．只有车做匀速运动时，和总功和总功率才为零，故D错误。
故选C。
4．D
【详解】根据题意可知，沙包1做平抛运动，沙包2做斜抛运动，沙包1和沙包2运动到P点的时间由高度决定，沙包2先上升再下降到P点，运动时间大于沙包1的运动时间
A．沙包2在最高点的速度即为水平分速度，由于两沙包从O到P的水平分位移相同，但沙包2的运动时间更长，因此沙包2在最高点的水平速度小于沙包1的水平速度，故A错误；
B．从O到P两沙包的位移相同，但时间不同，则平均速度不同，故B错误；
C．两沙包质量相等，下落高度相同，则从O到P沙包2重力做的功等于沙包1重力做的功，故C错误；
D．根据题意，由公式
由于沙包2运动的最高点在沙包1的抛出点之上，则运动到P点时，沙包2的竖直分速度大于沙包1的竖直分速度，由公式
两沙包质量相等，则在P点沙包l重力的瞬时功率小于沙包2重力的瞬时功率，故D正确。
故选D。
5．D
【详解】A．支持力垂直斜面向上，与运动方向夹角为锐角，根据
则支持力做正功，A错误；
BC．若摩擦力为零，根据牛顿第二定律
即摩擦力不做功。若加速度较小，则摩擦力沿斜面向上，做负功；若加速度较大，则摩擦力沿斜面向下，做正功，BC错误，D正确。
故选D。
6．A
【详解】匀速行驶时
P=F0v0
此时阻力等于牵引力
f=F0
若时刻进入另一足够长的倾斜路面，汽车做减速运动，功率不变，根据P=Fv可知，牵引力会增加。
在斜面上，根据牛顿第二定律有
则该过程是加速度减小的减速运动。
当加速度再次为零时，有
根据P=Fv可知，此时速度小于。
故选A。
7．C
【详解】A．前2s内拉力的平均功率为
选项A错误；
B．加速度
根据牛顿第二定律
解得物体与地面间的动摩擦因数为
μ=0.4
选项B错误；
C．前2s内物体位移
与地面因摩擦产生的热量为
选项C正确；
D．若物体运动2s后撤去拉力，则物体的加速度
则沿地面运动的总位移为
选项D错误。
故选C。
8．A
【详解】设电动玩具汽车的额定功率为，受到的阻力大小为，根据牛顿第二定律可得
又
联立可得
根据图像可得
，
解得
当牵引力等于阻力时，速度到达最大，则有
故选A。
9．D
【详解】AD．牵引力等于阻力时，汽车的速度最大，最大速度
汽车的最大动能为
故A错误，D正确；
B．匀加速运动阶段
得牵引力
匀加速运动结束时，速度
则匀加速运动阶段的平均速度大小为
故B错误；
C．根据
达到额定功率的时间为
故C错误。
故选D。
10．CD
【详解】A．据牛顿第二定律有
解得
则汽车做匀加速运动的最大速度
故A错误；
B．当牵引力与阻力平衡时，汽车达到最大行驶速度，即
故B错误；
C．汽车速度为时，功率为
故C正确；
D．汽车速度为时，牵引力大小为
根据牛顿第二定律有
解得
故D正确。
故选CD。
11．CD
【详解】A．从A到C，根据动能定理可得
解得游客到达C点时的速度大小为
故A错误；
B．游客到达C点时，重力的瞬时功率为
故B错误；
C．游客从A到B的过程中，设游客与O点的连线与竖直方向的夹角为α，有
游客从A到B的过程中，重力势能减小，动能增大，速度v增大，α增大，cosα减小，所以游客受到轨道的支持力减小，即游客对轨道的压力逐渐减小，故C正确；
D．若夹角θ增大到60°，设游客运动到B点的速度大小为vB，则
联立可得
由此可知，若夹角θ增大到60°，游客将不能沿圆弧面到达B点，即游客从AB段脱离轨道，故D正确。
故选CD。
12．AD
【详解】AB．人与传送带不产生相对滑动，且相对传送带有向右运动的趋势，则人受到传送带施加的向左的静摩擦力，传送带受到人施加的向右的静摩擦力，选项A错误，B正确；
CD．人受到的静摩擦力为
f=m2g
则人对传送带做功的功率为
选项C正确，D错误。
此题选择不正确的，故选AD。
13．AB
【详解】
A．电梯加速向下运动时，人有水平向左的加速度，由牛顿第二定律可知，乘客所受的摩擦力方向水平向左，故A正确；
B．电梯加速向下运动时，人有向下的加速度，则乘客处于失重状态，故B正确；
C．电梯对乘客的作用力与乘客对电梯的作用力是一对相互作用力，大小相等，方向相反，故C错误；
D．当电梯匀速运行时，乘客不受摩擦力，摩擦力做功为零，故D错误。
故选AB。
14．
【详解】[1]时间内，根据牛顿第二定律可得
时间内，根据牛顿第二定律可得
则在3t时刻物体的速度为
则在3t时刻的水平力F的瞬时功率为
[2]时间内，物体的位移为
水平力F做的功为
时间内，物体的位移为
水平力F做的功为
则在t=0到3t时间内的水平力F的平均功率为
15． 减小 20 5
【详解】[1]当汽车以额定功率启动，根据
可知随着车速增大，牵引力会减小；
[2]当牵引力等于阻力时，汽车速度达到最大，则有
[3]当加速度为 1.5m/s2时，根据牛顿第二定律可得
解得此时牵引力大小为
则车速为
16． 4000N 5
【详解】[1]当汽车达最大速度时，加速度为零，牵引力的大小等于阻力的大小,则
[2]设汽车做匀加速运动时，需要的牵引力为
解得
汽车做匀加速运动时，牵引力恒定，随着车速的增大，汽车的输出功率增大，当输出功率等于额定功率时的速度是汽车做匀加速运动的最大速度，设为，由知
汽车功率达到额定值的时间即为汽车维持匀加速运动的时间，根据可得
17．（1）60W；（2）100W
【详解】（1）t＝15s时推力做功的瞬时功率
（2）在0~20s内
推力做功
在20~30s内
推力做功
则总功
W=W1+W2=3000J
0～30s的过程中推力做功的平均功率
18．（1）；（2）；（3）
【详解】（1）A无初速度释放后瞬间，对A、B两物体分析，由牛顿第二定律可得
代入数据联立解得
（2）A从静止加速到5m/s，发生的位移为
解得
A与传送带共速后，由于
A继续加速，对A、B物体分析，可得
代入数据联立解得
且
所以
解得
（3）设物体B落地时速度大小为v2，则有
解得
B落地后，A向上做匀减速运动的加速度大小为a3，有
解得
物体A从速度为v2减速到v1，发生的位移为
解得
A减速到v1后，继续向上做匀减速运动的加速度大小为a4，有
解得
从v1刚好到达顶端速度是零时，发生的位移为
解得
则有传送带的长度
解得
19．（1），；（2）
【详解】（1）小球从P到M过程做平抛运动，竖直方向分运动为自由落体运动，则有
小球从P到M过程做平抛运动，水平方向做匀速直线运动，则有
解得
由于小球从的中点M进入风场后，会受到恒定的风力，并沿直线运动到的中点N，根据直线运动的条件，重力与风力的合力方向沿MN，则有
解得
（2）根据上述可知，小球所受外力的合力方向沿MN，小球做匀加速直线运动，根据牛顿第二定律有
小球在M点的速度
小球从M到N过程有
小球在N点时重力的瞬时功率
解得
20．（1）；（2）；（3）
【详解】（1）由题意，汽车受到地面的阻力大小为
根据v-t图像可知汽车在前5s内的加速度大小为
根据牛顿第二定律有
得牵引力
（2）额定功率
该车速度为v1=40m/s时，牵引力功率等于额定功率，即
得
加速度
（3）0~5s内汽车牵引力所做功
5~15s内汽车牵引力所做功
0~15s内汽车牵引力所做功为
答案第1页，共2页
答案第1页，共2页
学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________
一、单选题
1．某款质量m=1000kg的汽车沿平直公路从静止开始做直线运动，其图像如图所示。汽车在时间内做匀加速直线运动，内汽车保持额定功率不变，50s~70s内汽车做匀速直线运动，最大速度，汽车从70s末开始关闭动力减速滑行，时刻停止运动。已知，汽车的额定功率为80kW，整个过程中汽车受到的阻力大小不变。下列说法正确的是（ ）
A．时刻的瞬时速度10m/s
B．在内汽车牵引力对汽车做功3200kJ
C．为80s
D．阻力大小为1000N
2．质量为2kg的物体，放在动摩擦因数的水平面上，在水平拉力的作用下由静止开始运动，拉力做的功W随物体的位移x变化的关系如图所示，则（ ）
A．至的过程中，物体的加速度是
B．时，物体的速度是4.5m/s
C．时，拉力的功率是6W
D．至过程中，合力做的功是12J
3．站在向左运行的汽车上的人手推车的力为F，脚对车向后的摩擦力为f，下列说法中正确的是（ ）
A．当车匀速运动时F和f对车做功的代数和不为零
B．当车加速运动时F和f对车做功的代数和为正
C．当车减速运动时F和f对车做功的代数和为正
D．不管车做何种运动F和f对车的总功和总功率都为零
4．为了减轻学生的学习压力，某中学举行了趣味运动会，在抛沙包比赛中，两个质量相同的沙包运动轨迹如图所示，其轨迹在同一竖直平面内，抛出点均为，且轨迹交于点，抛出时沙包1和沙包2的初速度分别为和，其中方向水平，方向斜向上。忽略空气阻力，关于两沙包在空中的运动，下列说法正确的是（ ）
A．沙包2在最高点的速度大于
B．从到两沙包的平均速度相同
C．从到沙包2重力做的功大于沙包1重力做的功
D．在点，沙包1重力的瞬时功率小于沙包2重力的瞬时功率
5．如图所示，质量为m的物体置于倾角为θ的斜面上，物体与斜面间的动摩擦因数为μ，在外力作用下，斜面以加速度a沿水平方向向左做匀加速运动，运动中物体m与斜面体相对静止。则关于斜面对m的支持力和摩擦力的下列说法中正确的是（ ）
A．支持力一定不做正功 B．摩擦力一定做负功
C．摩擦力一定做正功 D．摩擦力可能不做功
6．汽车在平直公路上以速度匀速行驶，发动机功率为P，时刻进入另一足够长的倾斜路面，如图，若保持功率P继续行驶，到时刻，汽车又恢复了匀速直线运动。假设汽车运动过程中阻力（不包含重力沿斜面的分力）大小保持不变，下列图像中能正确表示该汽车运动过程速率v随时间t变化的是（ ）
A． B．
C． D．
7．如图所示，质量为0.8kg的物体静止在足够大的粗糙水平地面上，某时刻对物体施加一斜向上、大小为5N、与水平方向成角的恒定拉力，物体由静止开始做匀加速直线运动，在第2s末速度增加到，取重力加速度大小，。下列说法正确的是（ ）
A．前2s内拉力的平均功率为20W
B．物体与地面间的动摩擦因数为0.5
C．前2s内物体与地面因摩擦产生的热量为10J
D．若物体运动2s后撤去拉力，则物体沿地面运动的总位移为15m
8．一电动玩具汽车启动时，以额定功率沿直线加速并达到最大速度，其加速度a与速度倒数的关系图像如图所示。已知电动玩具汽车受到的阻力大小恒为100N，取重力加速度大小。则电动玩具汽车的额定功率和最大速度分别为（ ）
A．200W 2m/s B．100W 4m/s C．100W 2m/s D．200W 4m/s
9．一辆汽车质量为，发动机的额定功率为。若汽车以的恒定加速度启动，所受阻力为车重的0.15倍，重力加速度g取，下列说法正确的是（ ）
A．匀加速阶段结束时刻汽车的速度最大
B．匀加速运动阶段的平均速度大小为
C．启动后经过6s发动机的功率为
D．汽车的最大动能为
二、多选题
10．我国新能源汽车发展迅猛，已成为全球最大的新能源汽车产销国。质量为m的某新能源汽车在水平路面上以恒定加速度a启动，其图像如图所示，其中OA段和BC段为直线。已知汽车动力系统的额定功率为P，汽车所受阻力大小恒为f，则下列说法正确的是（ ）
A．汽车做匀加速运动的最大速度
B．汽车能达到的最大行驶速度
C．汽车速度为时的功率为
D．汽车速度为时的加速度大小为
11．某游乐场设计的滑梯简化模型如图所示，半径为R的圆弧轨道AB与倾斜轨道BC相切于B点，圆弧轨道AB的圆心O距离地面的高度也为R，对应的圆心角与倾斜轨道BC的倾角均为θ=45°，整个轨道位于同一竖直平面内。质量为m、可看成质点的游客从轨道上A点沿轨道开始下滑，可认为下滑的初速度为零，不计一切阻力，重力加速度为g，下列说法正确的是（ ）
A．游客到达C点时的速度大小为
B．游客到达C点时，重力的瞬时功率为
C．游客从A到B的过程中，对轨道的压力逐渐减小
D．若夹角θ增大到60°，游客有可能从AB段脱离轨道
12．测定运动员体能的一种装置如图所示，运动员质量为，绳拴在腰间沿水平方向跨过滑轮（不计滑轮质量及摩擦），下悬一个质量为的重物，人用力蹬传送带而人的重心不动，使传送带以速度v匀速向右运动。以下四种说法，其中不正确的是（ ）
A．人受到传送带施加的向左的滑动摩擦力 B．传送带受到人施加的向右的静摩擦力
C．人对传送带做功的功率为 D．人对传送带做功的功率为
13．节能电梯在无人时缓慢运行或静止不动，有人上电梯后，电梯先加速后匀速运行。一乘客坐电梯下楼，始终与电梯保持相对静止，如图所示，则（ ）
A．加速时乘客所受的摩擦力方向水平向左
B．加速时乘客处于失重状态
C．下楼过程中电梯对乘客的作用力大于乘客对电梯的作用力
D．下楼过程中乘客受到的摩擦力始终做负功
三、填空题
14．质量为m的物体静止在水平面上，从t=0时刻开始受到水平力F的作用。力F的大小与时间t的变化关系如图所示，力的方向保持不变，滑动摩擦力的大小恒为F0，则在3t时刻的水平力F的瞬时功率为 ；在t=0到3t时间内的水平力F的平均功率为 。
15．一辆质量为103kg的汽车，其额定功率为104W，在水平公路上行驶时所受阻力恒为 500N。当汽车以额定功率启动，随着车速增大，牵引力会 （填“增大”“减小”或“不变”），汽车能达到的最大速度 vm= m/s；当加速度为 1.5m/s2时，车速 v= m/s。
16．额定功率80kW的汽车，在平直公路上行驶的最大速度为20m/s。汽车的质量m=2×103kg，如果汽车从静止开始做匀加速直线运动，加速度大小为2m/s2。运动过程中阻力不变，则汽车所受的恒定阻力是 N；经过时间 s，汽车功率达到额定值。
四、解答题
17．如图甲所示，质量m＝10kg的物体，在斜向下的推力F作用下，以 的速度匀速通过两段粗糙不同的水平路面。已知推力F与水平方向的夹角 ，力的大小F与时间t的关系如图乙所示。求：
（1）t＝15s时推力做功的瞬时功率；
（2）0～30s的过程中推力做功的平均功率。
18．某工厂利用配重物体通过轻质绳及光滑定滑轮协助传送带运煤，如图所示，倾角为θ=30°的传送带以v1=5m/s的速度顺时针转动，配重物体B的质量mB=300kg，离地高度为h=9m。现将质量mA=200kg的装煤麻袋A从传送带底端（与地面等高）无初速度释放，当B落地瞬间绳子断裂，最终A恰好能到达传送带顶端，传送带与麻袋接触面间动摩擦因数（传送带长度L大于9m）。g取10m/s2。求：
（1）释放后瞬间B的加速度大小a1；
（2）该过程中B对A所做的功W；
（3）传送带长度L。
19．如图所示的竖直面内，平行板、与水平方向成角固定放置，构成的区域是边长为的正方形，在此区域中制造一个恒定的风场。现让小球（视为质点）从与A点的等高点P以水平向左的速度抛出，当小球从的中点M进入风场后，会受到恒定的风力，并沿直线运动到的中点N。已知风力的大小为F、方向与垂直，重力加速度为g，，，忽略空气的阻力，求：
（1）小球的质量以及小球在P点的速度大小；
（2）小球在N点时重力的瞬时功率。
20．一辆跑车在水平路面上由静止启动，在前5s内做匀加速直线运动，末达到额定功率，速度，之后保持以额定功率运动。其图像如图所示。已知该跑车受到的阻力f为车重的0.1倍，质量，，则：
（1）该车在前5s内的牵引力为多少？
（2）该车速度为40m/s时的加速度为多少？
（3）假设时该车已经达到最大速度，求0~15s内汽车牵引力所做功为多少？
试卷第1页，共3页
试卷第1页，共3页
参考答案：
1．B
【详解】D．根据题意可知，当汽车以额定功率行驶时，牵引力等于阻力时，速度最大，则有
解得，阻力大小为
故D错误；
A．根据题意，设时刻，汽车的速度为，则此时的牵引力为
设汽车在时间内做匀加速直线运动的加速度为，则有
根据牛顿第二定律有
联立解得
故A错误；
B．在内，汽车牵引力对汽车做功为
故B正确；
C．由牛顿第二定律可得，关闭发动机之后，加速度为
由运动学公式可得
解得
故C错误。
故选B。
2．C
【详解】A．W-x图线的斜率表示水平拉力F的大小，由图可知，x=0至x=3 m的过程中，水平拉力为F1=5 N，由牛顿第二定律，有
F1-μmg=ma1
解得
a1=1.5 m/s2
故A错误；
B．时，物体的速度是
由图可知，x=3至x=9m的过程中，水平拉力为F2=2 N，由牛顿第二定律可得
F2-μmg=ma2
解得
a2=0
可知该过程物体匀速运动，则时，物体的速度是3m/s，选项B错误；
C．时，物块的速度为v6=3m/s，则拉力的功率是
故C正确；
D．在x=3m至x=9m过程中，物体做匀速运动，故合外力做功为零，故D错误；
故选C。
3．C
【详解】A．当车匀速运动时，车对人的推力和摩擦力的大小相等，人对车的推力做正功，脚对车的摩擦力做负功，做功的代数和为零，故A错误；
B．当车加速时，车对人的摩擦力大于车对人的推力，则人对车推力所做的正功小于脚对车摩擦力做的负功，做功的代数和为负功，故B错误；
C．当车减速时，车对人的摩擦力小于车对人的推力，则人对车推力所做的正功大于脚对车摩擦力做的负功，做功的代数和为正功，故C正确；
D．只有车做匀速运动时，和总功和总功率才为零，故D错误。
故选C。
4．D
【详解】根据题意可知，沙包1做平抛运动，沙包2做斜抛运动，沙包1和沙包2运动到P点的时间由高度决定，沙包2先上升再下降到P点，运动时间大于沙包1的运动时间
A．沙包2在最高点的速度即为水平分速度，由于两沙包从O到P的水平分位移相同，但沙包2的运动时间更长，因此沙包2在最高点的水平速度小于沙包1的水平速度，故A错误；
B．从O到P两沙包的位移相同，但时间不同，则平均速度不同，故B错误；
C．两沙包质量相等，下落高度相同，则从O到P沙包2重力做的功等于沙包1重力做的功，故C错误；
D．根据题意，由公式
由于沙包2运动的最高点在沙包1的抛出点之上，则运动到P点时，沙包2的竖直分速度大于沙包1的竖直分速度，由公式
两沙包质量相等，则在P点沙包l重力的瞬时功率小于沙包2重力的瞬时功率，故D正确。
故选D。
5．D
【详解】A．支持力垂直斜面向上，与运动方向夹角为锐角，根据
则支持力做正功，A错误；
BC．若摩擦力为零，根据牛顿第二定律
即摩擦力不做功。若加速度较小，则摩擦力沿斜面向上，做负功；若加速度较大，则摩擦力沿斜面向下，做正功，BC错误，D正确。
故选D。
6．A
【详解】匀速行驶时
P=F0v0
此时阻力等于牵引力
f=F0
若时刻进入另一足够长的倾斜路面，汽车做减速运动，功率不变，根据P=Fv可知，牵引力会增加。
在斜面上，根据牛顿第二定律有
则该过程是加速度减小的减速运动。
当加速度再次为零时，有
根据P=Fv可知，此时速度小于。
故选A。
7．C
【详解】A．前2s内拉力的平均功率为
选项A错误；
B．加速度
根据牛顿第二定律
解得物体与地面间的动摩擦因数为
μ=0.4
选项B错误；
C．前2s内物体位移
与地面因摩擦产生的热量为
选项C正确；
D．若物体运动2s后撤去拉力，则物体的加速度
则沿地面运动的总位移为
选项D错误。
故选C。
8．A
【详解】设电动玩具汽车的额定功率为，受到的阻力大小为，根据牛顿第二定律可得
又
联立可得
根据图像可得
，
解得
当牵引力等于阻力时，速度到达最大，则有
故选A。
9．D
【详解】AD．牵引力等于阻力时，汽车的速度最大，最大速度
汽车的最大动能为
故A错误，D正确；
B．匀加速运动阶段
得牵引力
匀加速运动结束时，速度
则匀加速运动阶段的平均速度大小为
故B错误；
C．根据
达到额定功率的时间为
故C错误。
故选D。
10．CD
【详解】A．据牛顿第二定律有
解得
则汽车做匀加速运动的最大速度
故A错误；
B．当牵引力与阻力平衡时，汽车达到最大行驶速度，即
故B错误；
C．汽车速度为时，功率为
故C正确；
D．汽车速度为时，牵引力大小为
根据牛顿第二定律有
解得
故D正确。
故选CD。
11．CD
【详解】A．从A到C，根据动能定理可得
解得游客到达C点时的速度大小为
故A错误；
B．游客到达C点时，重力的瞬时功率为
故B错误；
C．游客从A到B的过程中，设游客与O点的连线与竖直方向的夹角为α，有
游客从A到B的过程中，重力势能减小，动能增大，速度v增大，α增大，cosα减小，所以游客受到轨道的支持力减小，即游客对轨道的压力逐渐减小，故C正确；
D．若夹角θ增大到60°，设游客运动到B点的速度大小为vB，则
联立可得
由此可知，若夹角θ增大到60°，游客将不能沿圆弧面到达B点，即游客从AB段脱离轨道，故D正确。
故选CD。
12．AD
【详解】AB．人与传送带不产生相对滑动，且相对传送带有向右运动的趋势，则人受到传送带施加的向左的静摩擦力，传送带受到人施加的向右的静摩擦力，选项A错误，B正确；
CD．人受到的静摩擦力为
f=m2g
则人对传送带做功的功率为
选项C正确，D错误。
此题选择不正确的，故选AD。
13．AB
【详解】
A．电梯加速向下运动时，人有水平向左的加速度，由牛顿第二定律可知，乘客所受的摩擦力方向水平向左，故A正确；
B．电梯加速向下运动时，人有向下的加速度，则乘客处于失重状态，故B正确；
C．电梯对乘客的作用力与乘客对电梯的作用力是一对相互作用力，大小相等，方向相反，故C错误；
D．当电梯匀速运行时，乘客不受摩擦力，摩擦力做功为零，故D错误。
故选AB。
14．
【详解】[1]时间内，根据牛顿第二定律可得
时间内，根据牛顿第二定律可得
则在3t时刻物体的速度为
则在3t时刻的水平力F的瞬时功率为
[2]时间内，物体的位移为
水平力F做的功为
时间内，物体的位移为
水平力F做的功为
则在t=0到3t时间内的水平力F的平均功率为
15． 减小 20 5
【详解】[1]当汽车以额定功率启动，根据
可知随着车速增大，牵引力会减小；
[2]当牵引力等于阻力时，汽车速度达到最大，则有
[3]当加速度为 1.5m/s2时，根据牛顿第二定律可得
解得此时牵引力大小为
则车速为
16． 4000N 5
【详解】[1]当汽车达最大速度时，加速度为零，牵引力的大小等于阻力的大小,则
[2]设汽车做匀加速运动时，需要的牵引力为
解得
汽车做匀加速运动时，牵引力恒定，随着车速的增大，汽车的输出功率增大，当输出功率等于额定功率时的速度是汽车做匀加速运动的最大速度，设为，由知
汽车功率达到额定值的时间即为汽车维持匀加速运动的时间，根据可得
17．（1）60W；（2）100W
【详解】（1）t＝15s时推力做功的瞬时功率
（2）在0~20s内
推力做功
在20~30s内
推力做功
则总功
W=W1+W2=3000J
0～30s的过程中推力做功的平均功率
18．（1）；（2）；（3）
【详解】（1）A无初速度释放后瞬间，对A、B两物体分析，由牛顿第二定律可得
代入数据联立解得
（2）A从静止加速到5m/s，发生的位移为
解得
A与传送带共速后，由于
A继续加速，对A、B物体分析，可得
代入数据联立解得
且
所以
解得
（3）设物体B落地时速度大小为v2，则有
解得
B落地后，A向上做匀减速运动的加速度大小为a3，有
解得
物体A从速度为v2减速到v1，发生的位移为
解得
A减速到v1后，继续向上做匀减速运动的加速度大小为a4，有
解得
从v1刚好到达顶端速度是零时，发生的位移为
解得
则有传送带的长度
解得
19．（1），；（2）
【详解】（1）小球从P到M过程做平抛运动，竖直方向分运动为自由落体运动，则有
小球从P到M过程做平抛运动，水平方向做匀速直线运动，则有
解得
由于小球从的中点M进入风场后，会受到恒定的风力，并沿直线运动到的中点N，根据直线运动的条件，重力与风力的合力方向沿MN，则有
解得
（2）根据上述可知，小球所受外力的合力方向沿MN，小球做匀加速直线运动，根据牛顿第二定律有
小球在M点的速度
小球从M到N过程有
小球在N点时重力的瞬时功率
解得
20．（1）；（2）；（3）
【详解】（1）由题意，汽车受到地面的阻力大小为
根据v-t图像可知汽车在前5s内的加速度大小为
根据牛顿第二定律有
得牵引力
（2）额定功率
该车速度为v1=40m/s时，牵引力功率等于额定功率，即
得
加速度
（3）0~5s内汽车牵引力所做功
5~15s内汽车牵引力所做功
0~15s内汽车牵引力所做功为
答案第1页，共2页
答案第1页，共2页