2022-2023学年人教必修第二册 8.1 功与功率 作业

功与功率(25分钟50分)一、选择题(本题共6小题，每小题6分，共36分)1．下列关于功率的说法正确的是()A．由P＝eq\f(W,t)知，力做的功越多，功率越大B．由P＝Fv知，物体运动得越快，功率越大C．由W＝Pt知，功率越大，力做的功越多D．由P＝Fvcosα知，某一时刻，力和速率都很大，但功率不一定大【解析】选D。由P＝eq\f(W,t)可知，力做的功越多，功率不一定大，故A错误；由P＝Fv知，物体运动得越快，功率不一定大，还与外力有关，故B错误；由W＝Pt知，功率越大，力做的功不一定多，还与时间有关，故C错误；由P＝Fvcosα知，某一时刻，力和速率都很大，但功率不一定大，还与夹角有关，故D正确。2．完全相同的甲、乙两球，分别沿如图所示路径下落相同高度，此过程中()A.重力对甲球做功多B．重力对乙球做功多C．重力对两球做功一样多D．无法比较重力对两球做功的多少【解析】选C。由于两球下落的高度相同，质量相同，由W＝mgh可知，重力对两球做功一样多，A、B、D错误，故C正确。3．一质量为50kg的人乘电梯上楼，当电梯匀速上升的速度为3m/s时，电梯对人做功的功率为(取重力加速度为10m/s2)()A．50W B．1500WC．1800W D．5400W【解析】选B。电梯匀速上升，由平衡条件可知，电梯对人的作用力F＝mg＝500N，由功率公式得P＝Fv＝1500W，故B正确，A、C、D错误。4．甲、乙两个力做功的功率分别为4W和5W，则()A．甲做功较快B．乙做功较快C．甲、乙做功一样快D．乙做功一定比甲做功多【解析】选B。功率是表示做功快慢的物理量，功率越大表示做功越快，故B正确，A、C错误；功率大，做功不一定多，还和做功的时间有关，故D错误。5．一辆汽车保持60kW的额定功率行驶，当汽车的速度为20m/s时，牵引力的大小为()A．2000NB．2500NC．3000ND．4000N【解析】选C。根据功率与瞬时速度的关系P＝Fv可得，当汽车的速度为20m/s时，牵引力的大小为F＝eq\f(P,v)＝eq\f(60×103,20)N＝3000N，故选项A、B、D错误，C正确。6．如图所示为无人机送货的情景。下列情况中无人机对吊着的货物不做功的是()A．悬停在空中B．竖直加速上升C．竖直匀速上升D．竖直匀速下降【解析】选A。由功的公式W＝Flcosα知，当物体的位移为0时，力对物体不做功，当货物悬停在空中时货物位移是0，无人机对货物不做功，故A正确；当货物上升或下降时，无人机对货物的力F不为零，位移l不为零，cosα也不为零，无人机对货物都做功，故B、C、D错误。【补偿训练】汽车在平直公路上加速运动过程中，关于牵引力F的大小及其功率P的判断正确的是()A．若F不变，则功率P不变B．若F不变，则功率P减小C．若功率P不变，则F减小D．若功率P不变，则F增大【解析】选C。若F不变，汽车在平直公路上加速运动过程中，速度增大，根据P＝Fv可知功率P增大，故A、B错误；若功率P不变，汽车在平直公路上加速运动过程中，速度增大，根据P＝Fv可知牵引力F减小，故C正确，D错误。二、计算题(14分)7．蹦床运动是较流行的燃脂训练，要求运动员在一张绷紧的弹性网上蹦起、腾空并做空中动作。利用传感器记录弹性网受到的压力并在计算机上作出F­t的图像，如图所示。若运动员质量为40kg，则运动员落回蹦床瞬间重力的功率约为多大？(g取10m/s2)【解析】由题图可知运动员在空中的最长时间为t＝4.3s－2.3s＝2s根据运动的对称性可知，从最高点落到弹性网的时间为eq\f(t,2)＝1s，落到弹性网的速度为v＝geq\f(t,2)＝10m/s重力的瞬时功率为P＝mgv＝4000W。答案：4000W (15分钟30分)8.(6分)质量为m的物体静止在倾角为θ的斜面上,斜面沿水平方向向右匀速移动了距离s,如图所示,物体m相对斜面静止。则下列说法正确的是 ()A.重力对物体做正功B.合力对物体做正功C.摩擦力对物体做负功D.支持力对物体做负功【解析】选C。对物体受力分析可知,物体受重力、弹力和摩擦力,物体在水平方向移动,在重力方向上没有位移,所以重力对物体做功为零,故A错误;物体匀速运动时,合力为零,合力对物体做功为零,故B错误;摩擦力f与位移的夹角为钝角,所以摩擦力对物体做负功,故C正确;由题图看出,支持力N与位移s的夹角小于90°,故支持力对物体做正功,故D错误。【补偿训练】起重机沿竖直方向匀速吊起重物,第一次以速度v起吊,第二次以速度2v起吊,两次吊起的货物等重,两次的牵引力大小分别为F1和F2,起重机的功率的大小分别为P1和P2,则 ()A.F1<F2 B.F1=F2C.P1=2P2 D.P2=P1【解析】选B。起重机匀速吊起重物,重物做匀速直线运动,由平衡条件得F=G,由于两种情况下货物等重,则F1=F2,功率P=Fv=Gv,两种情况下,牵引力功率P2=2P1,故选B。9．(6分)某次军事演习中，直升机低空悬停，将一装备由静止释放，空气阻力恒定，则该装备落地前，重力做功的平均功率P随其运动时间t变化的关系图像正确的是()【解析】选B。装备由静止释放，空气阻力恒定，根据牛顿第二定律得mg－f＝ma，经过时间t，装备的速度v＝at，重力做功的平均功率P＝eq\f(1,2)mgv，解得P＝eq\f(1,2)(mg－f)gt，故P随t变化的关系图像为过原点的倾斜直线，故选B。10．(18分)如图甲所示，质量为5kg的物体置于粗糙水平地面上，受到水平恒力F作用一段时间后撤去，运动的v­t图像如图乙所示(g取10m/s2)。求：(1)物体与水平地面间的动摩擦因数μ；(2)全过程物体克服摩擦力做的功W克；(3)水平恒力F的最大功率Pm。【解析】(1)撤去水平恒力F后物体的加速度大小a2＝2m/s2，物体所受的摩擦力Ff＝ma2＝10N，Ff＝μmg，μ＝0.2。(2)由图线与坐标轴包围的面积等于物体运动位移可知，全过程物体的位移x＝50m，克服摩擦力做的功W克＝Ffx＝500J。(3)物体受F作用时的加速度a1＝2m/s2由F－Ff＝ma1得F＝20N故Pm＝Fvm＝200W。答案：(1)0.2(2)500J(3)200W(10分)11．跳绳是一种健身运动。某同学在原地跳绳过程中，离开地面后竖直方向的速率—时间图像如图所示。若该同学质量为40kg，每分钟跳180下，不计空气阻力，g取10m/s2，则每次跳绳过程中她克服重力做功的平均功率约为()A.200W B．100WC．60W D．30W【解析】选C。由题图可知，一次跳绳的时间为eq\f(1,3)s，上升的时间为eq\f(1,10)s，则上升的高度为h＝eq\f(1