2019-2020学年高中物理 第3章 动能的变化与机械功 2 研究功与功率练习（含解析）沪科版必修2

研究功与功率1如图所示，用同样的力f拉同一物体，在甲(光滑水平面)、乙(粗糙水平面)、丙(光滑斜面)、丁(粗糙斜面)上通过同样的距离，则拉力f的做功情况是()a甲中做功最少b丁中做功最多c做功一样多 d无法比较 解析：选c功是力和在力的方向上的位移的乘积，四种情况下力和在力的方向上的位移都相同，所以四种情况做功一样多或由wfscos 计算，也可判断出四种情况做功一样多2(多选)如图所示，在匀加速运动的车厢内一个人用力向前推车厢，若人与车厢始终保持相对静止，则以下结论中正确的是()a人对车厢的推力不做功b人对车厢的摩擦力做负功c人对车厢的作用力不做功d人对车厢的作用力做负功解析：选bd在水平方向上，人对车厢的作用力有两个：对车厢向前的推力和对车厢地板向后的摩擦力车厢的运动方向向右，所以人对车厢的推力做正功，人对车厢的摩擦力做负功，故选项a错误，b正确；由于人随车厢向前做匀加速运动，故车厢对人的总的作用力(即车厢对人的推力和摩擦力的合力)向前，人对车厢的总的作用力向后，所以人对车厢所做的总功为负功，故选项c错误，d正确3关于功率公式p和pfv的说法正确的是()a由p可知，只要知道w和t就可求出任意时刻的功率b由pfv只能求某一时刻的瞬时功率c由pfv知，汽车的功率和它的速度成正比d由pfv知，当汽车的发动机功率一定时，牵引力与速度成反比解析：选dp计算的是时间t内的平均功率，pfv既可计算瞬时功率，也可计算平均功率，但由于涉及三个量，只有在一个量确定不变时，才能判断另外两个量之间的关系，故d正确4汽车发动机的额定功率为p，汽车的质量为m，若汽车在水平路面从静止开始以恒定的加速度a做匀加速直线运动，受到的阻力恒为f，则这一过程能持续的时间为()a bc d解析：选d汽车以恒定的加速度a匀加速运动，汽车的牵引力为ffma，随着速度不断增加，牵引力不变，则功率不断增大，达到额定功率时，匀加速运动结束，此时汽车的速度为v，又知vat，那么，汽车匀加速运动的时间为t，选项d正确5(选做题)一辆汽车质量为2103 kg，最大功率为3104 w，在水平路面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6103 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)整个运动中的最大加速度；(4)当汽车的速度为10 m/s时发动机的功率为多大？解析：(1)图线ab表示牵引力f不变，阻力f不变，汽车做匀加速直线运动，图线bc的斜率表示汽车的功率p，p不变，则汽车做加速度减小的加速运动，直至达最大速度v2，此后汽车做匀速直线运动(2)汽车速度为v2，牵引力为f12103 n，v2 m/s15 m/s(3)汽车做匀加速直线运动时的加速度最大，阻力f n2 000 na m/s22 m/s2(4)与b点对应的速度为v1 m/s5 m/s当汽车的速度为10 m/s时处于图线bc段，故此时的功率为最大功率，pm3104 w答案：(1)见解析(2)15 m/s(3)2 m/s2(4)3104 w课时作业学生用书p105(单独成册)一、单项选择题1下列关于力做功的说法中正确的是()a人用力f300 n将足球踢出，而球在空中飞行40 m，人对足球做功1 200 jb人用力推物体，但物体未被推动，人对物体做功为零c物体竖直上升时，重力不做功d只有恒力才能做功，变力不能做功解析：选b人踢足球的力只存在于球飞出的瞬间，而球在空中飞行40 m的过程，不受人踢足球的力，a错；物体没有被推动，位移为零，人对物体做功为零，b对；物体竖直上升时，重力做负功，c错；任何力都有可能做功，d错2如图所示，一小孩和一大人匀速推动相同的木箱，在相同的路面走同样的位移(推箱的速度如图中所注)，比较此过程中两人分别对木箱做功的多少，下列说法正确的是()a大人做的功多b小孩做的功多c大人和小孩做的功一样多d条件不足，无法判断解析：选c木箱匀速运动，所以推力等于摩擦力，即fmg，根据功的计算公式，推力所做的功wfscos mgscos ，所以大人和小孩做的功一样多，c正确3如图所示，在皮带传送装置中，皮带把物体p匀速带至高处，在此过程中，下列说法正确的是()a摩擦力对皮带不做功bp物体克服摩擦力做功c摩擦力对p做正功d合力对p做正功解析：选c物体匀速运动，受到沿斜面向上的静摩擦力，f与v同向，做正功，选项c正确4关于p和pfv，下列说法中正确的是()a两式中的p一定是指作用在物体上的合力的功率b某一个力做的功越多，则这个力的功率一定越大c只有f为恒力时，pfv才适用d当v是平均速度时，p是与该平均速度对应的平均功率解析：选d功率可以是指某一个力做功的快慢，也可以指合外力做功的快慢，选项a错误；做功多，做功不一定快，选项b错误；关系式pfv对于变力的功率也适用，选项c错误；关系式pfv中的速度v若是平均速度，则功率就是与之对应的平均功率，选项d正确5汽车在平直公路上行驶，前一段时间内发动机的功率为p1，后一段时间内的功率为p2已知在两段时间内发动机做的功相等，则在全部时间内发动机的平均功率为()abc d解析：选d设两段时间内发动机所做的总功为2w，则所用时间t，所以平均功率为p6质量为m的物体沿底面长度为l、倾角不同的a、b、c三个斜面顶端滑下，如图所示物体和斜面间的动摩擦因数相同，a、b、c三个斜面与水平面的夹角关系是123物体从a、b、c三个斜面顶端滑到底端的过程中，摩擦力做功分别是w1、w2和w3，则它们的关系是()aw1w2w3bw1w3w2cw1w2w3dw1w2w3解析：选d以斜面a为研究对象，当物体在斜面a上运动时w1f1smgcos 1mgl同理得w2mgl，w3mgl因此选项d正确二、多项选择题7如图所示，物体在水平桌面上，当对它施加如图甲所示的拉力f，使它由静止发生位移s；当对它施加如图乙所示的推力f，使它由静止发生位移sf与水平方向的夹角均为，则关于做功的下述说法中正确的是()a图乙中f做功多b图甲、乙中f做功相同c图乙中克服摩擦力做功多d图甲、乙中克服摩擦力做功相同解析：选bc力f做功wffscos ，两图中f做功相同，选项a错误，选项b正确；由于摩擦力f甲(mgfsin )，f乙(mgfsin )，所以克服摩擦力做功w甲f甲s(mgfsin )s，w乙f乙s(mgfsin )s，选项c正确，选项d错误8一起重机的钢绳由静止开始匀加速提起质量为m的重物，当重物的速度为v1时，起重机的有用功率达到最大值p，以后起重机保持该功率不变，继续提升重物，直到以最大速度v2匀速上升为止，物体上升的高度为h，则整个过程中，下列说法正确的是()a钢绳的最大拉力为b钢绳的最大拉力为c重物的最大速度v2d重物匀加速运动的加速度为g解析：选bcd由fmgma和pfv可知，重物匀加速上升过程中钢绳拉力大于重力且不变，达到最大功率p以后，随着v的增大，钢绳拉力f变小，当fmg时重物达到最大速度v2，故v2，最大拉力fmgma，a错误，b、c正确由mgma得ag，d正确9质量为m的汽车由静止开始以加速度a做匀加速运动，经过时间t，汽车达到额定功率，则下列说法正确的是()aat是汽车额定功率下的速度最大值bat不是汽车额定功率下速度最大值c汽车的额定功率是ma2td题中所给条件求不出汽车的额定功率解析：选bd汽车在额定功率下的最大速度是a0时，vm，故a项错误，b项正确；汽车的功率是牵引力的功率，不是合力的功率，故c项错误；由ffma，ffma，因f不知，则f不知，故求不出汽车的额定功率，故d项正确10如图所示，用恒定的拉力f拉置于光滑水平面上的质量为m的物体，由静止开始运动时间t，拉力f斜向上与水平面夹角为60如果要使拉力做的功变为原来的4倍，在其他条件不变的情况下，可以将()a拉力变为2fb时间变为2tc物体质量变为d拉力大小不变，但方向改为与水平面平行解析：选abd由sat2t2，wfscos 60t2，当f2f时，w4w；当时间变为2t时，w4w；当mm时，w2w；当0时，w4w；由此可知，c错，a、b、d对三、非选择题11如图所示，质量m2 kg的物体静止在水平地面上，受到与水平面成37，大小f10 n的拉力作用，物体移动了s2 m，物体与地面间的动摩擦因数03，g取10 m/s2，求：(1)拉力f所做的功w1；(2)摩擦力f所做的功w2；(3)重力g所做的功w3；(4)弹力n所做的功w4；(5)合力f合所做的功w解析：对物体进行受力分析，如图所示(1)w1fscos 10208 j16 j(2)ngfsin 20 n1006 n14 nfn0314 n42 nw2fscos 180422 j84 j(3)w3gscos 900(4)w4nscos 900(5)ww1w2w3w476 j或由合力求总功f合fcos f1008 n42 n38 nf合与s方向相同，则wf合s382 j76 j答案：(1)16 j(2)84 j(3)0(4)0(5)76 j12汽车的质量为20 t，汽车发动机的额定功率为60 kw，在平直的公路上行驶的最大速度为108 km/h，试讨论：(1)若汽车由静止开始以加速度a15 m/s2启动，能维持多长时间？(2)若接着以额定功率运行，再经t115 s到达最大速度，那么汽车启动过程中发动机共做了多少功？解析：(1)以额定功率运