2020高中物理人教版第二册作业：第八章功与功率含解析.doc

教学资料范本2020高中物理人教版第二册作业：第八章功与功率含解析编 辑：_时 间：_第八章 1功与功率A组：合格性水平训练1(负功的理解)(多选)一个力对物体做了负功、则说明()A这个力一定阻碍物体的运动B这个力不一定阻碍物体的运动C这个力与物体运动方向的夹角90D这个力与物体运动方向的夹角90时、cos0、力对物体做负功、此力一定阻碍物体的运动、故A、C正确、B、D错误。2(功的正负、总功)(多选)一物体在两个力F1、F2的共同作用下发生了一段位移、做功分别为W16 J、W26 J、下列说法正确的是()A这两个力一定大小相等、方向相反BF1是动力、F2是阻力C这两个力做的总功为0DF1比F2做的功多答案BC解析由力F1、F2做功的正负可以确定力F1、F2与位移的夹角分别小于90、大于90、但这两个力不一定大小相等、方向相反、A错误；F1做正功一定是动力、F2做负功一定是阻力、其做功一样多、两个力的总功等于这两个力所做功的代数和、故总功为0、B、C正确、D错误。3. (功的计算)如图所示、一个物体放在水平面上、在跟竖直方向成角的斜向下的推力F的作用下沿水平面移动了距离s。若物体的质量为m、物体与地面之间的摩擦力大小为f、则在此过程中()A摩擦力做的功为fs B力F做的功为FscosC力F做的功为Fssin D重力做的功为mgs答案C解析物体与地面之间的摩擦力大小为f、物体的位移的大小为s、由功的公式可得摩擦力做的功为fs、所以A错误。力F与竖直方向成角、在水平方向的分力为Fsin、F做的功为Fssin、所以B错误、C正确。重力在竖直方向上、物体在竖直方向的位移是零、所以重力做的功为零、D错误。4(功率公式)关于功率、下列说法中正确的是 ()A根据P可知、机械做功越多、其功率就越大B根据PFv可知、汽车的牵引力一定与其速度成反比C根据P可知、只要知道时间t内所做的功、就可知任意时刻的功率D根据PFv可知、发动机的功率一定时、交通工具的牵引力与运动速度成反比答案D解析由P可知、在时间t一定的情况下、机械做功越多、其功率就越大、A错误；根据PFv可知、在发动机的输出功率P一定的情况下、汽车的牵引力与其速度成反比、B错误、D正确；功W与一段运动过程相对应、故利用P计算出的是时间t内力对物体做功的平均功率、C错误。5. (瞬时功率)宇航员在地面进行素质训练时、抓住秋千杆由水平状态开始下摆、如图所示、在到达竖直状态的过程中、宇航员所受重力的瞬时功率的变化情况是()A一直增大 B一直减小C先增大后减小 D先减小后增大答案C解析开始运动时、宇航员的速度为零、重力的瞬时功率为零。运动到最低点、宇航员的速度沿水平方向、与重力垂直、重力的瞬时功率也为零、摆动过程中重力的瞬时功率不为零、即重力的瞬时功率先增大后减小、C正确。6(机车启动图像问题)(多选)在检测某款电动汽车性能的某次试验中、电动汽车由静止开始沿平直公路匀加速启动、当功率达到额定功率时保持功率不变、最终做匀速运动。设整个运动过程受到的阻力f不变、图中v、a、F、f和P分别表示电动汽车的速度大小、加速度大小、牵引力大小、阻力大小和功率大小、其中正确的是()答案ABC解析开始时电动汽车功率逐渐增加、PFvmav、故Pv图线为过原点的直线、后来功率恒定、A正确；电动汽车牵引力开始大小不变、然后逐渐减小、最后牵引力等于阻力、B正确；在vt图像中斜率表示加速度、电动汽车开始时加速度不变、后来逐渐减小至零、C正确、D错误。7(功的计算)一物体放在水平地面上、如图甲所示、已知物体所受水平拉力F随时间t的变化关系如图乙所示、物体相应的速度v随时间t的变化关系如图丙所示。求：(1)06 s时间内物体的位移大小；(2)010 s时间内物体克服摩擦力所做的功。答案(1)6 m(2)30 J解析(1)由题图丙可知06 s时间内物体的位移为：s3 m6 m。(2)由题图丙可知、在68 s时间内、物体做匀速运动、受力平衡、于是有摩擦力fF32 N、其中F3为68 s时的拉力、010 s时间内物体的总位移为：s3 m15 m物体克服摩擦力所做的功：Wfs215 J30 J。8(平均功率、瞬时功率)如图所示、在光滑的水平面上有一质量为m10 kg的物体。在水平推力F120 N的作用下、从静止开始做匀加速直线运动。运动3 s后推力F的大小变为F210 N、方向不变。求：(1)推力F在3 s内对物体所做的功；(2)推力F在3 s内对物体做功的平均功率；(3)推力F在4 s时做功的瞬时功率。答案(1)180 J(2)60 W(3)70 W解析(1)设运动物体在前3 s内的加速度为a1、运动位移为x1、第3 s末的速度大小为vt、则有a1 m/s22 m/s2x1a1t2232 m9 m、vta1t23 m/s6 m/s所以推力F在3 s内对物体做的功W1F1x1209 J180 J。(2)推力F在3 s内对物体做功的平均功率 W60 W。(3)3 s后物体的加速度a21 m/s24 s时物体的运动速度为vtvta2t26 m/s11 m/s7 m/s所以推力F在4 s时做功的瞬时功率PF2vt107 W70 W。9(机车启动问题)汽车发动机的额定功率为30 kW、质量为20xx kg、当汽车在水平路面上行驶时受到的阻力为车重的0.1倍。求(g取10 m/s2)：(1)汽车在路面上能达到的最大速度？(2)若汽车以额定功率启动、则速度为10 m/s时的加速度？(3)若汽车从静止开始保持1 m/s2的加速度做匀加速直线运动、则这一过程能持续多长时间？答案(1)15 m/s(2)0.5 m/s2(3)7.5 s解析(1)汽车达到最大速度时、牵引力与阻力平衡、由此可得：P额Fvmfvm所以vm m/s15 m/s。(2)当速度v10 m/s时、则F1 N3103 N所以a1 m/s20.5 m/s2。(3)若汽车从静止做匀加速直线运动、则当PP额时、匀加速运动结束所以P额F2vt又因为F2fma2所以vt所以t s7.5 s。B组：等级性水平训练10(功的正负)如图所示、质量为m的物体置于倾角为的斜面体上、物体与斜面体间的动摩擦因数为、在外力作用下、斜面体以加速度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。则关于斜面体对m的支持力和摩擦力的做功情况、下列说法中错误的是()A支持力一定做正功 B摩擦力一定做正功C摩擦力可能不做功 D摩擦力可能做负功答案B解析支持力方向垂直斜面向上、故支持力一定做正功、而摩擦力是否存在需要讨论。若摩擦力恰好为零、物体只受重力和支持力、如图所示、此时加速度agtan、当agtan时、摩擦力沿斜面向下、摩擦力与位移夹角小于90、则做正功；当agtan时、摩擦力沿斜面向上、摩擦力与位移夹角大于90、则做负功。综上所述、B错误、A、C、D正确。11(机车启动图像问题)一辆汽车在平直的公路上以某一初速度运动、运动过程中保持恒定的牵引功率、其加速度a和速度的倒数图像如图所示。若已知汽车的质量、则根据图像所给的信息、不能求出的物理量是()A汽车的功率B汽车行驶的最大速度C汽车所受到的阻力D汽车运动到最大速度所需的时间答案D解析由FFfma、PFv可得：a、对应图线可知、k40、可求出汽车的功率P、由a0时、0.05、可得：vm20 m/s、再由vm、可求出汽车受到的阻力Ff、但无法求出汽车运动到最大速度的时间、故选D。12(功的计算)如图所示、水平的传送带以速度v6 m/s顺时针运转、两传动轮M、N之间的距离为L110 m、若在M轮的正上方、将一质量为m3 kg的物体轻放在传送带上(取g10 m/s2)。(1)已知物体与传送带之间的动摩擦因数0.3、在物体由M处传送到N处的过程中、传送带对物体的摩擦力做了多少功？(2)问题(1)的条件不变、若将传送带速度调至v9 m/s、求传送带对物体的摩擦力做了多少功？(3)若物体与传送带间的动摩擦因数0.1、求传送带对物体的摩擦力做了多少功？答案(1)54 J(2)90 J(3)30 J解析(1)刚放上时、物体与传送带之间有相对滑动、物体运动的加速度为ag3 m/s2、当物体的速度增大到与传送带的速度相同时、摩擦力消失、滑动摩擦力的作用时间为t s2 s、在此时间内物体运动的位移Lat26 m10 m、由实际情况知道、真实作用距离为10 m。所以滑动摩擦力对物体做的功WFL1mgL190 J。(3)若0.1、则物体在传送带上的加速度ag0.110 m/s21 m/s2、假如物体速度能增大到v6 m/s、则位移L m18 mL1、故物体从M到N一直加速、滑动摩擦力对物体做的功WFL1mgL10.131010 J30 J。13. (机车启动图像问题)一辆汽车质量为1103 kg、最大功率为2104 W、在水平路面上由静止开始做直线运动、最大速度为v2、运动中汽车所受阻力恒定。发动机的最大牵引力为3103 N、其行驶过程中牵引力F与车速的倒数的关系如图所示。试求：(1)根据图线ABC判断汽车做什么运动；(2)v2的大小；(3)整个运动过程中的最大加速度；(4)匀加速运动过程的最大速度是多大？匀加速运动过程用时多长？当汽车的速度为10 m/s时发动机的功率是多大？答案(1)汽车先做匀加速直线运动、后做功率不变的加速直线运动(2)20 m/s(3)2 m/s2(4)6.67 m/s3.33 s2104 W解析(1)由图可知、在AB段汽车的牵引力不变、而水平方向的阻力恒定、根据牛顿第二定律可知、汽车做加速度不变的加速运动；在BC段汽车的牵引力减小、根据牛顿第二定律可知、汽车做加速度减小的加速运动、此过程中BC的斜率不变、所以FvP保持不变、以恒定的功率加