8.1 功与功率 同步练习 2026学年高一下学期物理人教版 必修第2册 (含解析)

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名称 8.1 功与功率 同步练习 2026学年高一下学期物理人教版 必修第2册 (含解析)
格式 docx
文件大小 566.3KB
资源类型 教案
版本资源 人教版(2019)
科目 物理
更新时间 2026-01-27 00:00:00

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8.1 功与功率 同步练习
一、选择题
1.载人飞行包是一个单人低空飞行装置,如图所示,其发动机使用汽油作为燃料提供动力,可以垂直起降也可以快速前进,若飞行包(包括人)在竖直方向上匀速上升的过程中(空气阻力不可忽略),下列说法正确的是
A.发动机对飞行包不做功 B.飞行包的重力做正功
C.飞行包的动能不变 D.飞行包的机械能不变
2.一只小蜜蜂从A点飞到B点的过程中速度越来越小,其运动轨迹如图中曲线所示,关于小蜜蜂受到的合外力及加速度,下列说法正确的是(  )
A.小蜜蜂在C点受到的合外力可能为
B.小蜜蜂在C点受到的合外力可能为
C.小蜜蜂在D点的加速度可能为
D.小蜜蜂在D点的加速度可能为
3.一辆汽车在水平公路上转弯,沿曲线由M向N行驶,速度逐渐减小。如图所示,分别画出了汽车转弯时所受合力的四种方向,你认为正确的是(  )
A. B.
C. D.
4.冬奥会的成功举办掀起了滑雪运动的热潮,如图所示为滑雪轨道的示意图,运动员沿轨道做匀变速曲线运动,运动员可以看做质点,且运动员运动到D点 (D点是曲线的拐点)时速度方向与加速度方向恰好互相垂直,则运动员从A 点运动到E 点的过程中,下列说法中正确的是
A.运动员经过 C点的动能比D 点的大
B.运动员经过A 点时的加速度方向与速度方向的夹角小于90°
C.运动员从 B到E 的过程中所受合外力先做正功后做负功
D.运动员从B到E 的过程中所受合外力的功率先增大后减小
5.如图所示,自动卸货车在水平地面上匀速向右运动,车厢在液压机的作用下,与水平面夹角为θ,质量为m的货物相对车厢仍然静止,货车前进L的过程中,下列说法正确的是(  )
A.货物受到的支持力不做功
B.货物受到的摩擦力不做功
C.货物受到的支持力对货物做的功为
D.货物受到的摩擦力对货物做的功为
6.如图所示,一个物体在与水平方向成角的拉力F的作用下以速度v匀速前进了时间t,则在此过程中(  )
A.拉力对物体的冲量大小为
B.拉力对物体的冲量大小为
C.拉力对物体所做的功为
D.拉力对物体所做的功为0
7.如图所示,一质量为m的物体,沿半径为R的四分之一固定圆弧轨道滑行,由于物体与轨道之间动摩擦因数是变化的,使物体滑行到最低点的过程中速率不变。该物体在此运动过程,下列说法正确的是(  )
A.动量不变 B.重力做功的瞬时功率不变
C.重力做功随时间均匀变化 D.重力的冲量随时间均匀变化
8.如图所示,摆球质量为m,悬线的长为L,把悬线拉到水平位置后放手。设在摆球从A点运动到B点的过程中,空气阻力f的大小不变,则下列说法正确的是(  )
A.重力做功为 B.悬线拉力做负功
C.空气阻力做功为 D.空气阻力做功为
9.质量为m的物体静止在倾角为θ的斜面上,当斜面沿水平方向向右匀速移动了距离s时,如图所示,物体m相对斜面静止,则下列说法中不正确的是(  )
A.摩擦力对物体m做功为零 B.合力对物体m做功为零
C.摩擦力对物体m做负功 D.弹力对物体m做正功
10.如图所示为双层立体泊车装置.欲将静止在①号车位的轿车移至④号泊车位,需先通过①号车位下方的移动板托举着轿车竖直抬升h至③号位,再水平右移停至④号车位,两次移动的过程中,车辆都是从静止先加速再减速至静止,轿车质量为m,重力加速度为g,则(  )
A.水平右移过程移动板对车的摩擦力一直做正功
B.竖直抬升过程车辆克服重力做功大于支持力做功
C.竖直抬升过程移动板对车做的功为
D.根据题干信息可计算整个过程移动板对车做功的功率
11.关于功和功率的理解,下列说法正确的是(  )
A.力对物体不做功,说明物体一定无位移
B.力对物体做功多,说明物体的位移一定大
C.由知,只要知道W和t就可求出任意时刻的功率
D.从知,当汽车发动机功率一定时,牵引力与速度成反比
12.在平直公路上以一般速度(约为5 m/s)行驶的自行车所受阻力约为车和人总重量的0.02倍,则骑车人的功率最接近于(车和人的总质量约为100 kg)(  )
A.0.1 kW B.1×103 kW C.1 kW D.10 kW
二、多项选择题
13.某游客领着孩子在贵港市龙潭森林公园游玩时,孩子不小心将手中质量为m的玩具皮球掉落,皮球从A点滚到了山脚下的B点,高度标记如图所示。重力加速度大小为g。在皮球从A点运动到B点的过程中(  )
A.皮球所受重力做的功为 B.皮球所受重力做的功为
C.皮球的重力势能减少 D.皮球的重力势能减少
14.如图所示,已知电源电动势E=2 V,电源内阻r=0.5 Ω,小灯泡电阻R0=2 Ω,滑动变阻器R最大阻值为10 Ω.当开关闭合后,调节滑动变阻器,设灯泡电阻不随温度变化而变化,则(  )
A.当滑动变阻器阻值调至0.5 Ω时,电源输出功率最大
B.当滑动变阻器阻值调至1.5 Ω时,灯泡最亮
C.当滑动变阻器阻值逐渐减小时,电源输出功率逐渐增大
D.当滑动变阻器阻值调至2.5 Ω时,滑动变阻器的电功率最大
15.关于功的概念,下列说法中错误的是(  )
A.力对物体做功多,说明物体的位移一定大
B.力对物体做功少,说明物体的受力一定小
C.力对物体不做功,说明物体一定没有移动
D.物体发生了位移,不一定有力对它做功
16.图中的几个光滑斜面,它们的高度相同、倾角不同。让质量相同的物体沿斜面由静止开始从顶端运动到底端,以下判断正确的有(  )
A.沿不同斜面滑到底端时速度相同
B.沿不同斜面滑到底端时动能相同
C.沿不同斜面从顶端滑到底端所用时间不相同
D.沿不同斜面滑到底端时重力的功率相同
17.部队为了训练士兵的体能,会进行一种拖轮胎跑的训练。如图所示,某次训练中,士兵在腰间系绳拖动轮胎在水平地面前进,已知连接轮胎的拖绳与地面夹角为37°,绳子拉力大小为100N,若士兵拖着轮胎以6m/s的速度匀速直线前进3s,则(sin37°=0.6,cos37°=0.8,g取10m/s2)(  )
A.3s内,绳子拉力对轮胎做功为1440J
B.3s内,轮胎克服地面摩擦力做功为-1440J
C.3s内,轮胎所受合力做功为1800J
D.3s末,绳子拉力功率为480W
18.如图所示,轻质弹簧一端固定,另一端连接一小物块,O点为弹簧在原长时物块的位置。物块由A点静止释放,沿粗糙程度相同的水平面向右运动,最远到达B点。在从A到B的过程中,物块(  )
A.加速度先减小后增大
B.经过O点时摩擦力的功率最大
C.所受弹簧弹力始终做正功
D.所受弹簧弹力做的功等于克服摩擦力做的功
19.一物块放在水平面上,在水平拉力F作用下做直线运动,运动的v-t图象如图所示,则有关该力F的功率P-t图象可能是图中的(  )
A. B.
C. D.
20.水平路面上有一质量为1kg的玩具小车由静止开始沿直线启动。其运动的v-t图象如图所示,图中0~2s时间段图象为直线,2s后发动机的输出功率保持不变。已知玩具小车行驶中的阻力恒为2N,则下列说法正确的是(  )
A.2s后牵引力功率为12W
B.玩具小车运动的最大速度
C.0~2s内牵引力所做的功为18J
D.2~4s内牵引力所做的功为60J
21.设匀速行驶的汽车,发动机功率保持不变,则(  )
A.路面越粗糙,汽车行驶得越慢
B.路面越粗糙,汽车行驶得越快
C.在同一路面上,汽车不载货比载货时行驶得快
D.在同一路面上,汽车不载货比载货时行驶得慢
三、非选择题
22.如图,一架正在以的速度水平飞行的轰炸机,释放一枚炸弹,轰炸一艘静止的鱼雷艇,炸弹在空中的运动时间。不计空气阻力,重力加速度。求:
(1)飞机释放炸弹时在空中飞行的高度;
(2)飞行员应在离鱼雷艇水平距离为多少米时投弹。
23.如图,用F=10N的水平拉力,使物体从A点由静止开始沿光滑水平面运动至B点,所用时间t=2s,已知A、B之间的距离s=4m,则:
(1)A到B过程,拉力F的平均功率;
(2)在B点时,拉力F的瞬时功率。
24.如图所示,用水平拉力使物体由静止开始沿光滑水平地面做匀加速直线运动,测得物体的加速度已知物体的质量。求:
(1)水平拉力的大小;
(2)物体在时物体的速度的大小。
25.“嫦娥四号”着陆器携带的“玉兔二号”月球车,质量为135kg,最大速度可达到0.06m/s。在一次执行指令时,由静止开始在水平月面上做匀加速直线运动,经15s达到最大速度。已知月球车所受阻力恒为4.86N,求在这段时间内:
(1)月球车加速度的大小;
(2)月球车所受牵引力的大小。
26.从空中以2 m/s的初速度平抛一重为质量1kg的物体,物体在空中运动0.6 s落地,不计空气阻力,取g=10 m/s2,求(1)物体平抛运动过程中重力做的功
(1)物体平抛运动过程中重力做功的平均功率
(2)物体落地前重力的瞬时功率 (g取10 m/s2 )
27.如图所示,一质量m=2kg的物体放在水平面上,当给物体施加一个与水平面成θ=53°角的斜向上的力F1时,物体恰好做匀速直线运动。已知F1=10N,sin37°=0.6,cos37°=0.8,取重力加速度大小g=10m/s2。
(1)求物体与水平面间的动摩擦因数μ;
(2)若把原来的力F1改为斜向下与水平面成θ′=37角的力F2,并使物体沿水平面向右以a=0.5m/s2的加速度做匀加速直线运动,求力F2的大小。
28.我国提出实施新能源汽车推广计划,提高电动车产业化水平。现有一辆新型电动车,质量,额定功率,当该电动车在平直水平路面上行驶时,受到的阻力是车重的0.1倍,。
(1)求新型电动车在平直路面上行驶所能达到的最大速度;
(2)新型电动车在平直路面上从静止开始,以加速度做匀加速直线运动,求匀加速能维持的时间。
29.质量M=4×103kg的汽车,以额定功率P=60kW启动后沿水平路面行驶,行驶过程中受到的阻力大小f=3×103N。求:
(1)汽车能够达到的最大速度vmax;
(2)汽车速度v=10m/s时其加速度大小a。
答案解析部分
1.【答案】C
【解析】【解答】A.飞行包(包括人)在竖直匀速上升的过程中,发动机的动力向上,由于位移方向向上则发动机对飞行包做正功,故A错误;
B.高度上升,由于重力方向与位移方向相反,则飞行包的重力做负功,故B错误;
C.飞行包(包括人)在竖直方向上匀速上升,根据动能的表达式可以得出飞行包的动能不变,故选C正确;
D.飞行包在上升过程中动能不变,重力势能变大,机械能为重力势能和动能之和,故机械能变大,故D错误。
故选C。
【分析】利用动力向上和位移向上可以判别动力做正功;利用重力方向与位移方向相反可以判别重力做负功;利用速度不变可以判别动能保持不变;利用动能不变重力势能增大可以判别机械能增大。
2.【答案】A
【解析】【解答】AB. 因小蜜蜂从A点飞到B点的过程中速度越来越小,则合力做负功,所以小蜜蜂在C点的受到的合外力在C点有与速度反方向的分量,所以小蜜蜂在C点受到的合外力可能为,故A正确,B错误;
CD. 因小蜜蜂从A点飞到B点的过程中速度越来越小,根据曲线运动,根据合力的方向可以得出加速度指向曲线运动轨迹的凹侧,所以小蜜蜂在D点的加速度应指向上方偏左。故CD错误。
故选A。
【分析】利用速度的变化结合轨迹的弯曲方向可以判别合力的方向,利用合力的方向可以判别加速度的方向。
3.【答案】B
【解析】【解答】汽车从M点运动到N点,做曲线运动,根据曲线运动的规律可以得出所受的合外力指向曲线的凹处;由于减速,则合力做负功,可以得出合力与速度的方向的夹角大于90°。
故选B。
【分析】利用轨迹的弯曲方向可以判别合力的方向,结合速度的变化可以判别合力方向与速度方向之间的夹角大小。
4.【答案】A
【解析】【解答】AB. 由题可知,运动员到D点时速度与加速度方向垂直,故加速度方向竖直向上,故运动员从A点到D点,加速度方向与速度方向夹角为钝角,运动员速度减小,故运动员经过C点的动能大于D点的动能,A符合题意,B不符合题意;
C. 可知,运动员从D点到E点,加速度方向与速度方向夹角为锐角,故运动员从B到E的过程合外力先做负功后做正功,C不符合题意;
D. 合外力方向与加速度方向相同,为竖直向上,可知运动员竖直分速度先减小后增大,故合外力的功率先减小后增大,D不符合题意。
故答案为:A
【分析】根据加速度方向与速度方向特点可得出运动员的速度变化情况,进而可得出做功情况。
5.【答案】D
【解析】【解答】AC.对货物受力分析可知
货物受到的支持力与运动方向之间的夹角为钝角,故货物受到的支持力对货物做负功,根据功的定义知
故A错误,C错误;
BD.摩擦力方向沿斜面向上,与位移的夹角(锐角 ),,代入、,,故B错误,D正确。
故答案为:D。
【分析】AC:货物匀速运动,合力为零,受重力、支持力、摩擦力,根据平衡条件确定和的大小(, )。
BD:功的正负由力与位移夹角决定(做正功,做负功,不做功 ),结合支持力、摩擦力与位移的夹角,判断做功正负;再用计算功的大小。
6.【答案】A
【解析】【解答】AB.拉力对物体的冲量为
故A正确,B错误;
CD.物体匀速运动,在时间t内的位移为
拉力做功为
联立可得
故CD错误。
故答案为:A。
【分析】冲量等于力与时间的乘积,与夹角无关。
7.【答案】D
【解析】【解答】本题要注意动量的矢量性、同时掌握重力做功特点、瞬时功率计算式。功率是反映做功快慢的物理量,与功的多少没有直接关系。A.物体的速度大小不变,方向发生改变,则物体的动量大小不变,方向发生改变,故A错误;
B.根据
由于物体竖直方向的分速度逐渐减小,则重力做功的瞬时功率逐渐减小,故B错误;
C.根据
物体速率不变,但竖直方向的分速度发生改变,所以物体下落的高度不是随时间均匀变化,则重力做功不是随时间均匀变化,故C错误;
D.根据
由于重力恒定不变,可知重力的冲量随时间均匀变化,故D正确。
故选D。
【分析】分析动量时需要考虑方向;根据重力做功的瞬时功率计算式P=mgvy,来判断重力的瞬时功率变化情况;根据重力做功公式,判断重力做功随时间变化情况;根据冲量的定义式,分析重力的冲量随时间的变化情况。
8.【答案】D
【解析】【解答】A.重力做功仅与初末位置的高度差有关,与运动路径无关,则有
A不符合题意;
B.因为悬线的拉力始终与球的运动方向垂直,所以拉力一直不做功,B不符合题意;
CD.由于空气阻力大小不变,方向始终与运动方向相反,则空气阻力做功为
C不符合题意,D符合题意。
故答案为D。
【分析】根据力做功的特点结合题目运动状态分析可对各选项进行判断。
9.【答案】A
【解析】【解答】对物体受力分析可知物体受重力mg、弹力N和摩擦力f,如图所示
AC.摩擦力方向沿斜面向上,位移水平向右,则摩擦力与位移的夹角为(钝角 )
(是力与位移的夹角 ),钝角为负,则摩擦力做负功(不为零 ),故A错误,C正确;
B.物体匀速运动时,合力为零,合力对物体m做功为零,故B正确;
D.弹力N与位移的夹角为锐角,则弹力对物体m做正功,故D正确。
故答案为:A。
【分析】AC:匀速运动→ 合力为0,确定各力方向(弹力垂直斜面、摩擦力沿斜面 )。
BD:通过“力与位移的夹角”判断功的正负(不做功,正功,负功 )。
10.【答案】C
【解析】【解答】解决本题时,要知道动能定理是求功常用的方法,要注意分析各个过程中外力做功情况,再运用动能定理进行分析。A. 两次移动的过程中,车辆都是从静止先加速再减速至静止,水平右移过程,车辆先向右加速后减速,可知移动板对车的摩擦力方向先向右后向左,则摩擦力先做正功后做负功,故A错误;
BC.竖直抬升过程,由于初、末动能均为0,根据动能定理可知,竖直抬升过程车辆克服重力做功等于支持力做功,则竖直抬升过程移动板对车做的功为
故B错误,C正确;
D.由于不知道整个过程的运动时间,所以根据题干信息不能计算整个过程移动板对车做功的功率,故D错误。
故选C。
【分析】分析水平右移过程中车的运动性质,得出动板对车的摩擦力方向,再根据位移与摩擦力的方向关系得出功的正负;根据动能定理分析支持力做功与克服重力做功的关系,并求出移动板对1号车做功;结合功率公式分析整个过程移动板对车做功功率。
11.【答案】D
【解析】【解答】A.力对物体不做功,说明物体在力的方向上一定无位移,A错误;
B.力对物体做功多,物体的位移不一定大,可能是力大,B错误;
C.只能用求平均功率,不能求瞬时功率,C错误;
D.从知,当汽车发动机功率一定时,牵引力与速度成反比,D正确。
故答案为:D。
【分析】将各个选项代入功和功率的求解公式进行分析。
12.【答案】A
【解析】【解答】骑车时的牵引力
则骑车人的功率 A符合题意,BCD不符合题意。
故答案为:A
【分析】当汽车的牵引力等于阻力的时候,汽车的加速度为零,此时的汽车的速度最大,利用公式P=Fv求解即可。
13.【答案】A,C
【解析】【解答】本题考查重力做功的特点,要注意正确理解重力做功与路径无关的含义,并能正确应用.AB.重力做功与物体的运动路径无关,只与物体初、末位置的高度差有关,从A到B的高度差是H,所以皮球所受重力做的功为
故A正确,B错误;
CD.由重力势能和重力做功的关系可知,从A到B重力势能变化为
即皮球的重力势能减少,故C正确,D错误;
故选AC。
【分析】重力做功与路径无关,只与初末状态的高度差有关;根据重力做功的公式W=mgh即可求得重力所做的功.
14.【答案】C,D
【解析】【解答】A、电源内阻 ,外电路总电阻;要使 最大,需,但 ,即;当外电阻大于内阻时, 越小, 越大,故 时 最大,A错误;
B、灯泡亮度由实际功率 决定, 不变,电流 越大, 越大,电路中, 越小, 越大,故 时, 最大,灯泡最亮,B错误;
C、因,当 减小时, 减小,逐渐接近 (但始终大于 ),根据输出功率规律,外电阻大于内阻时,外电阻越小,输出功率越大,故 减小 → 增大,C正确;
D、将灯泡 视为电源内阻的一部分,等效内阻 ,此时滑动变阻器 为外电阻,当 时,等效电源输出功率最大(即滑动变阻器功率最大 ),D正确;
故答案为:CD。
【分析】A、依据电源输出功率最大的条件(外电路电阻等于电源内阻时,输出功率最大 ),分析当前电路中外电阻与内阻的关系,判断滑动变阻器阻值调至多少时电源输出功率最大。
B、灯泡的亮度由实际功率决定,实际功率(为电路电流 )。根据闭合电路欧姆定律,电路总电阻越小,电流越大,灯泡实际功率越大,越亮。据此分析滑动变阻器阻值调至多少时灯泡最亮。
C、结合电源输出功率与外电阻的关系(当外电阻大于内阻时,外电阻越小,输出功率越大 ),分析滑动变阻器阻值减小过程中,电源输出功率的变化情况。
D、将灯泡电阻和电源内阻等效为新的“电源内阻”,此时滑动变阻器为外电阻。根据电源输出功率最大的条件(外电阻等于等效内阻时,输出功率最大,即滑动变阻器功率最大 ),计算等效内阻,进而确定滑动变阻器的阻值。
15.【答案】A,B,C
【解析】【解答】A.根据W=Fxcosθ
可知,力对物体做功多,说明物体的位移不一定大,A错误,符合题意;
B.根据W=Fxcosθ
可知,力对物体做功少,说明物体的受力不一定小,B错误,符合题意;
C.根据W=Fxcosθ
可知,力对物体不做功,可能力和位移的夹角θ为90°,而物体不一定没有移动,C错误,符合题意;
D.根据W=Fxcosθ
可知,物体发生了位移,不一定有力对它做功,D正确,不符合题意;
故答案为:ABC。
【分析】根据公式W=Fxcosθ就可以知道力对物体做的功取决于力的大小、位移的大小、及力与位移夹角关系。
16.【答案】B,C
【解析】【解答】AB、由动能定理有
解得
说明物体沿不同斜面滑到底端时的速度大小相同,方向不同,A错误;物体沿不同的斜面滑到底端时动能相同,B正确;
C、由牛顿第二定律知

解得
所以物体在斜面上运动的时间
C正确;
D、由于物体沿不同斜面滑到底端时的速度大小相同,方向不同,根据瞬时功率
说明物体沿不同斜面滑到底端时重力的功率不同,D错误。
故答案为BC。
【分析】本题考查动能定理的应用,根据动能定理求出物体滑到斜面底端的速度大小,由牛顿第二定律和运动学公式分析运动时间表达式,以此进行分析判断到达不同斜面底端时物体动能关系、速度关系、时间关系,根据瞬时功率的表达式判断物体沿不同斜面滑到底端的重力功率关系。
17.【答案】A,D
【解析】【解答】A.轮胎做匀速指向运动,根据位移公式可以得出3s内轮胎的位移为
3s内,根据功的表达式可以得出绳子拉力对轮胎做功为
故A正确;
B.3s内,根据功的表达式可以得出轮胎克服地面摩擦力做功为
故B错误;
C.3s内,因轮胎匀速运动,轮胎所受合外力为零,根据功的表达式可以得出轮胎所受合力做功为零,故C错误;
D.3s末,根据功率的表达式可以得出绳子拉力功率为
故D正确。
故选AD。
【分析】利用位移公式可以求出轮胎运动的位移大小,结合拉力和摩擦力可以求出拉力和摩擦力做功的大小;利用合力等于0可以得出合力不做功;利用功率的表达式可以求出拉力瞬时功率的大小。
18.【答案】A,D
【解析】【解答】AB.物块由A点开始向右加速运动,弹簧压缩量逐渐减小, 减小,由
知,a减小;当运动到 时,a减小为零,此时物块速度最大,弹簧仍处于压缩状态;由于惯性,物块继续向右运动,此时
物块做减速运动,且随着压缩量继续减小,a逐渐增大;当越过O点后,弹簧开始被拉伸,此时
随着拉伸量增大,a继续增大,综上所述,从A到B过程中,物块加速度先减小后增大,在O点左侧 时速度v达到最大,摩擦力的功率 ,A符合题意,B不符合题意;
C.在AO段物块所受弹簧弹力做正功,在OB段物块所受弹簧弹力做负功,C不符合题意;
D.由动能定理知,从A到B的过程中,弹簧弹力做功与摩擦力做功之和为0,D符合题意。
故答案为:AD.
【分析】对物体进行受力分析,利用牛顿第二定律求解物体的加速度;力如果做功,利用公式W=Fs cosα求解外力做功即可,其中α是力与位移的夹角,当α小于90度时,力做正功,当α大于90度时,力做负功。
19.【答案】B,C
【解析】【解答】由于题目未讲水平面是否光滑,故应分情况讨论,若水平面光滑,0~t1段F为恒力,速度线性增加,故功率也线性增大,t1~t2段F为零,功率为零,t2~t3段F反向,仍为恒力,速度线性减小,故功率也线性减小,C符合题意.若水平面不光滑,由于t1、t2时刻后一小段时间内,F突然减小,故功率突然减小,B符合题意.
故答案为:BC
【分析】v-t图像中,横坐标为时间,图像的斜率是加速度,利用牛顿第二定律求解拉力,物体的功率计算公式为P=Fv,结合拉力和速度求解功率的变化。
20.【答案】B,D
【解析】【解答】A.前2s小车做匀加速直线运动,加速度大小为
由牛顿第二定律可得
代入数值可得
由功率表达式可知
A不符合题意;
B.玩具小车匀速运动时,牵引力等于阻力,此时速度最大,最大速度
B符合题意;
C.0~2s内位移
牵引力所做的功为 C不符合题意;
D.2~4s内功率恒定,牵引力所做的功为
D符合题意。
故答案为:BD。
【分析】汽车启动时,先做匀加速运动,后做加速度减小的加速运动,当汽车的牵引力等于阻力的时候,汽车的加速度为零,此时的汽车的速度最大,利用公式P=Fv求解即可。
21.【答案】A,C
【解析】【解答】AB.路面越粗糙,摩擦力越大,则匀速行驶时牵引力越大,根据
可知功率一定,牵引力越大,速度越小,所以路面越粗糙,汽车行驶越慢,A符合题意,B不符合题意;
CD.同一路面,载货时所受的摩擦力大,摩擦力越大,则匀速行驶时牵引力越大,根据
可知功率一定,牵引力越大,速度越小,所以在同一路面,汽车不载货比载货时行驶得快,C符合题意,D不符合题意。
故答案为:AC
【分析】解决本题的关键知道匀速行驶时,牵引力等于阻力,以及知道发动机的功率等于牵引力与速度的乘积。
22.【答案】(1)解:根据①
代入数据解得飞机的高度
(2)解: 炸弹从被投出到落到水面时的水平位移为②
代入数据解得飞机投弹时与鱼雷艇在水平方向上距离
【解析】【分析】(1)炸弹在竖直方向上做自由落体运动,根据题意结合自由落体运动规律进行解答即可;
(2)炸弹在水平方向上做匀速直线运动,根据题意结合匀速运动规律进行解答即可。
23.【答案】(1)解:A到B过程,拉力F做的功
平均功率
(2)解:设在B点时物体的速度为v,则有
解得
则在B点时拉力F的瞬时功率
【解析】【分析】(1)由恒力做功公式以及平均功率公式代入数据即可求解。
(2)由于是求瞬时功率,所以只能由瞬时功率公式p=Fv求解,其中v为瞬时速度。
24.【答案】(1)解: 根据牛顿第二定律
水平拉力的大小
水平拉力大小为;
答:水平拉力的大小为;
(2)解:物体开始运动后 时的速度
物体后的速度为。
答:物体在时物体的速度的大小为。
【解析】【分析】(1)物体只受拉力的作用,故由牛顿第二定律可求得水平拉力的大小;
(2)由运动学中速度公式可求得2s后的速度。
25.【答案】(1)解:由v=at
得a=4×10-3m/s2
(2)解:对月球车,有F-f=ma
得F=5.4N
【解析】【分析】(1)月球车做匀加速直线运动,利用速度公式可以求出加速度的大小;
(2)已知月球车的加速度和质量;利用牛顿第二定律可以求出牵引力的大小。
26.【答案】(1)解:P=W/t=30W
(2)解:物体落地瞬间vy=gt=6m/s,所以PG=mgvy=60 W
【解析】【分析】(1)由求出重力做的功,根据求出重力的平均功率;
(2)根据、求出重力的瞬时功率。
27.【答案】(1)解:物体做匀速直线运动,将F1正交分解有F1cosθ=f
F1sinθ+FN=mg
f=μFN
解得μ=0.5
(2)解:将F2正交分解有F2cosθ′-f′=ma
F2sinθ′+mg=FN′
f′=μFN′
解得F2=22N
【解析】【分析】(1)对物体进行受力分析,在重力、支持力、摩擦力和拉力的作用下,物体处于平衡状态,合力为零,根据该条件列方程分析求解即可;
(2)对物体进行受力分析,受到重力、支持力、摩擦力和拉了,水平竖直正交分解,在水平方向利用牛顿第二定律求解拉力大小。
28.【答案】(1)解:当达到最大速度v时有
解得
(2)解:设匀加速结束(此时恰好为额定功率)速度为,则
由牛顿第二定律可得

联立解得
【解析】【分析】(1)当牵引力与阻力大小相等时由P=Fv求解最大速度;
(2)由牛顿第二定律及匀变速直线运动规律求解匀加速度能维持的时间。
29.【答案】(1)解:当汽车的速度最大时,其受力平衡,设牵引力为F,有,
解得
(2)解:设汽车的速度时牵引力为F',有,
解得
【解析】【分析】(1)汽车速度最大时,利用阻力和牵引力相等结合功率的表达式可以求出最大的速度;
(2)汽车速度已知时,利用功率的表达式可以求出牵引力的大小,结合牛顿第二定律可以求出加速度的大小。