【红对勾】2012高考物理 功 功率课时作业

用心 爱心 专心 1 第五章第五章 机械能守恒定律机械能守恒定律 课时作业课时作业 1616 功功 功率功率 时间 45 分钟 满分 100 分 一 选择题 8 8 64 1 用力将重物竖直提起 先是从静止开始匀加速上升 紧接着匀速上升 如果前后两 过程的运动时间相同 不计空气阻力 则 A 加速过程中拉力做的功比匀速过程中拉力做的功大 B 匀速过程中拉力做的功比加速过程中拉力做的功大 C 两过程中拉力做的功一样大 D 上述三种情况都有可能 解析 应先分别求出两过程中拉力做的功 再进行比较 重物在竖直方向上仅受两个力 作用 重力mg 拉力F 匀加速提升重物时 设拉力为F1 物体向上的加速度为a 根据牛顿 第二定律 得F1 mg ma 拉力F1所做的功 W1 F1 s1 m g a at2 1 2 m g a at2 1 2 匀速提升重物时 设拉力为F2 根据平衡条件得F2 mg 匀速运动的位移s2 vt at t at2 所以匀速提升重物时拉力F2所做的功 W2 F2s2 mgat2 比较 式知 当a g时 W1 W2 当a g时 W1 W2 当a g时 W1 W2 故 D 选项 正确 答案 D 2 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Ff 则从抛出点至落回到原出发点的过程中 空气阻力对小球做的功为 A 0 B Ffh C 2Ffh D 4Ffh 答案 C 3 起重机的钢索将重物由地面吊到空中某个高度 其速度图象如图 1 所示 则钢索拉 力的功率随时间变化的图象可能是 用心 爱心 专心 2 图 1 答案 B 图 2 4 如图 2 所示 一辆小车静止在光滑的水平导轨上 一小球用细绳悬挂在车上 由图 中位置无初速释放 则小球在下摆到最低点的过程中 下列说法正确的是 A 绳对小球的拉力不做功 B 绳对小球的拉力做正功 C 绳对小球的拉力做负功 D 小球的合力不做功 解析 小球和小车组成的系统中 只有重力做功 整个运动过程的机械能守恒 在球下 摆过程中 车的机械能增加 球的机械能减少 故绳对小球的拉力做负功 答案 C 图 3 5 如图 3 所示 均匀长直木板长L 40 cm 放在水平桌面上 它的右端与桌边相齐 用心 爱心 专心 3 木板质量m 2 kg 与桌面间的摩擦因数 0 2 今用水平推力F将其推下桌子 则水平 推力至少做功为 g取 10 m s2 A 0 8 J B 1 6 J C 8 J D 4 J 解析 将木板推下桌子即木块的重心要通过桌子边缘 水平推力做的功至少等于克服滑 动摩擦力做的功 W Fs mg 0 2 20 0 8 J 故 A 是正确的 L 2 0 4 2 答案 A 图 4 6 2011 海淀区模拟 如图 4 所示 滑雪者由静止开始沿斜坡从A点自由滑下 然后 在水平面上前进至B点停下 已知斜坡 水平面与滑雪板之间的动摩擦因数皆为 滑雪者 包括滑雪板 的质量为m A B两点间的水平距离为L 在滑雪者经过AB段运动的过程中 克服摩擦力做的功 A 大于 mgL B 小于 mgL C 等于 mgL D 以上三种情况都有可能 图 5 解析 设斜坡与水平面的交点为C BC长度为L1 AC水平长度为L2 AC与水平面的夹 角为 如图 5 所示 则滑雪者在水平面上摩擦力做功W1 mgL1 在斜坡上摩擦力做功 W2 mgcos mgL2 所以在滑雪者经过AB段过程中 摩擦力做功 L2 cos W W1 W2 mg L1 L2 mgL 所以滑雪者克服摩擦力所做的功为 mgL 故选项 C 正 确 答案 C 用心 爱心 专心 4 图 6 7 如图 6 所示 手持一根长为l的轻绳的一端在水平桌面上做半径为r 角速度为 的匀速圆周运动 绳始终保持与该圆周相切 绳的另一端系一质量为m的木块 木块也在桌 面上做匀速圆周运动 不计空气阻力 A 手对木块不做功 B 木块不受桌面的摩擦力 C 绳的拉力大小等于m 3 l2 r2 D 手拉木块做功的功率等于m 3r l2 r2 l 图 7 解析 如图 7 所示 设绳的拉力为FT 摩擦力为Ff 因木块m做匀速圆周运动 FTcos m 2R FTsin Ff R l2 r2 cos l R 由以上各式联立可得 FT Ff m 2 r2 l2 l m 2r r2 l2 l 可知 B C 错误 FT与木块速度方向不垂直 手对木块做功 A 错误 由P FT R sin 得 P 所以 D 项正确 m 3r l2 r2 l 答案 D 图 8 用心 爱心 专心 5 8 2011 重庆模拟 一根质量为M的直木棒 悬挂在O点 有一只质量为m的猴子抓 着木棒 如图 8 所示 剪断悬挂木棒的细绳 木棒开始下落 同时猴子开始沿木棒向上 爬 设在一段时间内木棒沿竖直方向下落 猴子对地的高度保持不变 忽略空气阻力 则下 列的四个图中能正确反映在这段时间内猴子做功的功率随时间变化的关系的是 解析 猴子对地的高度不变 所以猴子受力平衡 设猴子的质量为m 木棒对猴子的作 用力为F 则有F mg 设木棒重力为Mg 则木棒受合外力为F Mg mg Mg 根据牛顿第二 定律 Mg mg Ma 可见a是恒量 t时刻木棒速度v at 猴子做功的功率 P mgv mgat P与t为正比例关系 故 B 正确 答案 B 二 计算题 3 12 36 图 9 9 如图 9 所示 在光滑的水平面上 物块在恒力F 100 N 作用下从A点运动到B点 不计滑轮的大小 不计绳 滑轮间摩擦 H 2 4 m 37 53 求拉力F所做的 功 解析 在功的定义式W Fscos 中 s是指力F的作用点的位移 当物块从A点运动到 B点时 连接物块的绳子在定滑轮左侧的长度大小 s 由于绳不能伸缩 故 H sin H sin 力F的作用点的位移大小等于s 而这里物块移动的位移大小为 Hcot Hcot 可见本题 力F作用点的位移大小不等于物块移动的位移大小 根据功的定义式 有W Fs F 100 J H sin H sin 答案 100 J 用心 爱心 专心 6 图 10 10 如图 10 所示 水平传送带以 2 m s 的速度匀速运动 将一质量为 2 kg 的工件轻轻 放在传送带上 设传送带的速度不变 如工件与传送带之间的动摩擦因数为 0 2 则放手后 工件在 5 s 内的位移是多少 摩擦力对工件做功为多少 g取 10 m s2 解析 工件放在传送带上的瞬间 所受合外力为工件所受到的摩擦力 所以工件的加速 度为a g 0 2 10 m s2 2 m s2 经过t 1 s v a 工件的速度与传送带速度相同以后 工件就随传送带一起做匀速直线运动 所以工件在 5 s 内的位移是x at2 v t总 t 2 12 m 2 5 1 m 9 m 1 2 1 2 在此过程中 只有在第 1 s 内有摩擦力对工件做功 所以 W Ff at2 mg at2 0 2 2 10 2 12 J 4 J 1 2 1 2 1 2 答案 9 m 4 J 11 2009 四川高考 图 11 为修建高层建筑常用的塔式起重机 在起重机将质量 m 5 103 kg 的重物竖直吊起的过程中 重物由静止开始向上做匀加速直线运动 加速度 a 0 2 m s2 当起重机输出功率达到其允许的最大值时 保持该功率直到重物做vm 1 02 m s 的匀速运动 取g 10 m s2 不计额外功 求 图11 1 起重机允许输出的最大功率 2 重物做匀加速运动所经历的时间和起重机在第 2 秒末的输出功率 解析 1 设起重机允许输出的最大功率为P0 重物达到最大速度时 拉力F0等于重 力 P0 F0vm F0 mg 代入数据 有 P0 5 1 104 W 2 匀加速运动结束时 起重机达到允许输出的最大功率 设此时重物受到的拉力为