[A组 素养达标]
1.下列说法不正确的是( )
A.-10 J的功大于+5 J的功
B.功是标量,正、负表示外力对物体做功还是物体克服外力做功
C.一个力对物体做了负功,则说明这个力一定阻碍物体的运动
D.功是矢量,正、负表示方向
解析:功是标量,功的正负既不表示方向也不表示功的大小,而是表示力对物体起动力作用(即力对物体做功)还是力对物体起阻力作用(即物体克服外力做功),选项A、B、C正确,D错误.
答案:D
2.(多选)关于功率,下列各种说法中正确的是( )
A.物体做的功越多,说明功率越大
B.功率的大小表示做功快慢
C.由P=可知机器做功越多,其功率越大
D.单位时间内物体做功越多,其功率越大
解析:功率是表示做功快慢的物理量,数值上等于单位时间内所做的功,故B、D正确,A、C错误.
答案:BD
3.(2017·高考全国卷Ⅱ)如图,一光滑大圆环固定在桌面上,环面位于竖直平面内,在大圆环上套着一个小环,小环由大圆环的最高点从静止开始下滑,在小环下滑的过程中,大圆环对它的作用力( )
A.一直不做功
B.一直做正功
C.始终指向大圆环圆心
D.始终背离大圆环圆心
解析:因为大圆环对小环的作用力始终与速度垂直不做功,A正确,B错误;从静止开始在小环下滑的过程中,大圆环对它的作用力先背离大圆环圆心,后指向大圆环圆心,故C、D错误.
答案:A
4.汽车上坡的时候,司机一般需要换挡,其目的是( )
A.减小速度,得到较小的牵引力
B.增大速度,得到较小的牵引力
C.减小速度,得到较大的牵引力
D.增大速度,得到较大的牵引力
解析:汽车的功率一定时,由P=Fv可知,速度越小,得到的牵引力越大,故选C.
答案:C
5.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,则从抛出至回到原出发点的过程中,空气阻力对小球做的功为( )
A.0 B.-Fh
C.-2Fh D.-4Fh
解析:小球在上升和下降过程中,空气阻力大小不变、方向改变,但都是阻碍小球的运动,即上升过程和下降过程空气阻力都是做负功,所以全过程空气阻力对小球做的功WF=WF上+WF下=-Fh+(-Fh)=-2Fh.
答案:C
6.设汽车行驶时所受阻力与它的速度成正比,如果汽车以速度v匀速行驶时,发动机的功率为P.当汽车以速度2v匀速行驶时,汽车发动机的功率为( )
A.P B.2P
C.3P D.4P
解析:由题意知汽车以速度v匀速行驶时,汽车的牵引力为F1=Ff=kv,此时汽车的功率为P=F1v=kv2①
当汽车以速度2v匀速行驶时,汽车的牵引力变为F2=Ff′=k·2v,此时汽车的功率变为P2=F2v2=4kv2②
结合①②两式可得P2=4P.
答案:D
7.(多选)如图所示,物体沿弧形轨道滑下后进入足够长的水平传送带,传送带以图示方向匀速运转,则传送带对物体做功情况可能是( )
A.始终不做功
B.先做负功后做正功
C.先做正功后不做功
D.先做负功后不做功
解析:当物体刚滑上传送带时若与传送带的速度相同,则传送带对物体只有支持力作用,传送带对物体不做功.若物体滑上传送带时的速度小于传送带的速度,传送带先对物体做正功.若物体滑上传送带时的速度大于传送带的速度,传送带先对物体做负功.无论物体以多大速度滑上传送带,物体最终与传送带相对静止,传送带最后都不会再对物体做功.故A、C、D正确,B错误.
答案:ACD
8.(多选)竖直向上抛出一球,球从被抛出到落回原处所受的空气阻力与球的速度大小成正比,下列说法正确的是( )
A.上升过程中克服重力做的功大于下降过程中重力做的功
B.上升过程中克服重力做的功等于下降过程中重力做的功
C.上升过程中克服重力做功的平均功率大于下降过程中重力做功的平均功率
D.上升过程中克服重力做功的平均功率等于下降过程中重力做功的平均功率
解析:已知球上抛后又落回原处,球在上升过程中运动的距离等于下降过程中运动的距离,而重力的大小是恒定的,因此,上升过程中克服重力做的功肯定等于下降过程中重力做的功.上升过程中的加速度大于下降过程中的加速度,将上升过程看成是由最高点加速下降到抛出点这一逆过程,因位移相同,则在上升过程中运动的时间要小于在下降过程中运动的时间.根据平均功率的定义可知,球在上升过程中克服重力做功的平均功率大于下降过程中重力做功的平均功率,所以选项A、D错误,B、C正确.
答案:BC
[B组 素养提升]
9.(多选)如图所示为一种测定运动员体能的装置,运动员的质量为m1,绳的一端拴在腰间并沿水平方向跨过滑轮(不计滑轮质量与摩擦),绳的下端悬挂一个质量为m2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.下面说法中正确的是( )
A.绳子拉力对人做正功
B.绳子拉力对人不做功
C.运动员对传送带做功的瞬时功率为m2gv
D.运动员对传送带做功的瞬时功率为(m1+m2)gv
解析:由公式W=Fl可知,因l=0,故绳子拉力对人不做功,选项A错误,B正确;由平衡条件知人受传送带的摩擦力大小为m2g,因而人作用于传送带上的摩擦力大小也为m2g,由公式P=Fv可知,运动员对传送带做功的瞬时功率为m2gv,选项C正确,D错误.
答案:BC
10.(2019·湖北武汉高一检测)一滑块在水平地面上沿直线滑行,t=0时其速度为1 m/s,从此刻开始在滑块运动方向上再施加一水平作用力F,力F和滑块的速率v随时间的变化规律分别如图甲和乙所示,设在第1 s内、第2 s内、第3 s内力F对滑块做的功分别为W1、W2、W3,则以下关系正确的是( )
A.W1=W2=W3 B.W1<W2<W3
C.W1<W3<W2 D.W1=W2<W3
解析:力F做的功等于每段恒力F与该段滑块运动的位移的乘积,滑块的位移即v-t图像中图像与坐标轴围成的面积,第1 s内,位移大小x1=0.5 m,第2 s内,位移大小x2=0.5 m,第3 s内,位移大小x3=1 m,故W1=F1x1=0.5 J,W2=F2x2=1.5 J,W3=F3x3=2 J,所以W1<W2<W3,B正确.
答案:B
11.两块相同材料的物块A和B放在光滑的水平地面上,在水平力F的作用下一同前进,如图所示,其质量之比为mA∶mB=1∶2.在运动过程中,力F一共对物体做功300 J,则A对B的弹力对B所做的功为多少?
解析:对A、B整体由牛顿第二定律得
F=(mA+mB)a①
对B有FAB=mBa②
联立①②得FAB=F③
设AB移动距离为L,则F做功W=FL④
A对B做功WAB=FABL⑤
联立③④⑤得WAB=W=200 J.
答案:200 J
[C组 学霸冲刺]
12.(2018·高考天津卷)我国自行研制、具有完全自主知识产权的新一代大型喷气式客机C919首飞成功后,拉开了全面试验试飞的新征程.假设飞机在水平跑道上的滑跑是初速度为零的匀加速直线运动,当位移x=1.6×103 m时才能达到起飞所要求的速度v=80 m/s.已知飞机质量m=7.0×104 kg,滑跑时受到的阻力为自身重力的0.1倍,重力加速度g取10 m/s2,求飞机滑跑过程中,
(1)加速度a的大小.
(2)牵引力的平均功率P.
解析:(1)飞机滑跑过程中做初速度为零的匀加速直线运动,有v2=2ax①
代入数据解得a=2 m/s2②
(2)设飞机滑跑受到的阻力为F阻,
根据题意有F阻=0.1mg③
设发动机的牵引力为F,
根据牛顿第二定律有F-F阻=ma④
设飞机滑跑过程中的平均速度为,有=⑤
在滑跑阶段,牵引力的平均功率
P=F⑥
联立②③④⑤⑥得P=8.4×106 W.
答案:(1)2 m/s2 (2)8.4×106 W
课件50张PPT。1 功与功率课前·自主梳理课堂·合作探究课堂·巩固演练课后·达标检测
课后·达标检测
一段位移力的方向FlFlcos α力的大小位移的大小力与位移夹角的余弦牛顿米牛·米焦耳正功 克服Ff做正功 不做功 代数和 × × × √× 功W时间t瓦特瓦W标做功快慢最大≤Fv 反比 减小 √×√××课后·达标检测