功與功率訓(xùn)練-【新教材】人教版高中物理必修同步word版含答案

功與功率一、單選題如圖所示，兩個(gè)完全相同的小球A、B，在同一高度處以相同大小的初速度v0分別水平拋出和豎直向上拋出，不計(jì)空氣阻力，則(????)A.兩小球落地時(shí)速度相同

B.兩小球落地時(shí)重力的功率相等

C.從開(kāi)始運(yùn)動(dòng)至落地，重力對(duì)兩小球做功相同

D.從開(kāi)始運(yùn)動(dòng)至落地，重力對(duì)兩小球做功的平均功率相等如圖所示，分別用力F1、F2、F3將質(zhì)量為m的物體由靜止沿同一固定斜面以相同的加速度從斜面底端拉到斜面的頂端，物體與斜面間的動(dòng)摩擦因數(shù)相同，在此過(guò)程中，F(xiàn)1、F2、F3做功W1、W2、W3的大小及功率P1、A.W1>W2>W3 B.W2一賽車(chē)在平直賽道上以恒定功率200kW加速，受到的阻力不變，加速度a和速度的倒數(shù)的關(guān)系如下圖所示，則賽車(chē)(????)A.做勻加速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)

B.質(zhì)量為200kg

C.所受阻力大小為2000N

D.ν'=50m/s時(shí)牽引力大小為2000N用鐵錘把小鐵釘釘入木板，設(shè)木板對(duì)鐵釘?shù)淖枇εc鐵釘進(jìn)入木板的深度成正比.已知鐵錘第一次敲擊使鐵釘進(jìn)入木板的深度為d，接著敲第二錘，第三錘第四錘，如果每次鐵錘敲鐵釘時(shí)對(duì)鐵釘做的功與第一次相同，那么第四次敲鐵釘后鐵釘進(jìn)入木板的深度為(

)A.3d B.5d C.2d 一個(gè)小孩站在船A的船頭，按圖甲、乙所示兩種情況用同樣大小的力拉繩，甲圖是將繩的另一端系在岸邊的固定桿上，乙圖是將繩的另一端系在船B上的固定桿上。經(jīng)過(guò)相同的時(shí)間t(船未碰撞)，小孩所做的功W1、W2及在時(shí)間t內(nèi)小孩拉繩的功率P1、P2的關(guān)系為

A.W1>W2，P1=P2 B.W1<W2，(單選)如圖所示，質(zhì)量為m的物體靜止在傾角為θ的斜面體上，物體與斜面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ，現(xiàn)使斜面體水平向左勻速運(yùn)動(dòng)距離l，物體始終與斜面體保持相對(duì)靜止．則在斜面體水平向左勻速運(yùn)動(dòng)距離l的過(guò)程中(????)A.斜面體對(duì)物體的支持力做的功為mglsinθcos2θ

B.摩擦力對(duì)物體做的功為-mglsinθcosθ

如圖甲所示，某女士第一次站立在臺(tái)階式自動(dòng)扶梯上，扶梯將她送上摟，第二次如圖乙所示，該女士乘相同自動(dòng)扶梯的同時(shí)，她還相對(duì)于扶梯勻速向上走，兩次到達(dá)同一高度，兩次自動(dòng)扶擲勻速運(yùn)動(dòng)的速度相同，下列關(guān)于兩次自動(dòng)扶梯的牽引力做功和功率的說(shuō)法正確的是(????)A.兩次牽引力做功相同，牽引力的功率第一次的較大

B.牽引力做功第一次的較大，兩次牽引力功率相同

C.牽引力做功第一次的較大，功率也是第一次的大

D.兩次牽引力做功相同，功率也相同將三個(gè)光滑的平板傾斜固定，三個(gè)平板頂端到底端的高度相等，三個(gè)平板AC、AD、AE與水平面間的夾角分別為θ1、θ2、θ3，如圖5所示．現(xiàn)將三個(gè)完全相同的小球由最高點(diǎn)A沿三個(gè)平板同時(shí)無(wú)初速度釋放，經(jīng)一段時(shí)間到達(dá)平板的底端．則下列說(shuō)法不正確的是A.重力對(duì)三個(gè)小球所做的功相同

B.沿傾角為θ3的AE平板下滑的小球的重力的平均功率最大

C.三個(gè)小球到達(dá)底端時(shí)的瞬時(shí)速度大小相同

D.沿傾角為θ3的質(zhì)量為m的汽車(chē)在平直路面上啟動(dòng)，啟動(dòng)過(guò)程的速度圖像如圖所示，0～t1段為直線(xiàn)，從t1時(shí)刻起汽車(chē)保持額定功率不變，整個(gè)運(yùn)動(dòng)過(guò)程中汽車(chē)所受阻力恒為f，則(

A.0～t1時(shí)間內(nèi)，汽車(chē)的牽引力等于mv1t1

B.t1～t2時(shí)間內(nèi)，汽車(chē)牽引力做功為fv(t1-t2如圖所示，質(zhì)量為m的物體P放在光滑的傾角為θ的斜面體上，同時(shí)用力F向右推斜面體，使P與斜面體保持相對(duì)靜止，在前進(jìn)水平位移為s的過(guò)程中，斜面體對(duì)P做功為(

)A.Fs B.mg?s?sinθ C.mg二、多選題（本大題共5小題，共分）如圖所示，為轎車(chē)中的手動(dòng)變速桿，若保持發(fā)動(dòng)機(jī)輸出功率不變，將變速桿推至不同擋位，可獲得不同的運(yùn)行速度，從“1”～“5”擋速度增大，R是倒車(chē)擋。某型號(hào)轎車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)的額定功率為60?kW，在水平路面上行駛的最大速度可達(dá)180?km/h.假設(shè)該轎車(chē)在水平路面上行駛時(shí)所受阻力恒定，則該轎車(chē)(????)A.以最大牽引力爬坡，變速桿應(yīng)推至“1”擋

B.以最大牽引力爬坡，變速桿應(yīng)推至“5”擋

C.以額定功率在水平路面上以最大速度行駛時(shí)，其牽引力為1200N

D.以54km/h的速度在水平路面上勻速行駛時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)的輸出功率為60?kW如下圖所示，質(zhì)量為m的飛機(jī)在水平甲板上，受到與豎直方向成θ角的斜向下的恒定拉力F的作用，沿水平方向移動(dòng)了距離s，飛機(jī)與水平甲板之間的摩擦阻力大小恒為Ff，重力加速度為g，則在此過(guò)程中(

)A.摩擦力做的功為—Ffs B.力F做的功為Fscosθ

C.重力做的功為mgs D.如下圖所示，傾角為θ的斜劈放在水平面上，斜劈上用固定的豎直擋板擋住一個(gè)光滑的質(zhì)量為m的小球，當(dāng)整個(gè)裝置沿水平面以速度ν向左勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)間t時(shí)，以下說(shuō)法正確的是(

)A.小球的重力做功為零 B.斜劈對(duì)小球的彈力做功為mgνtcosθ

C.擋板對(duì)小球的彈力做功為零 D.如圖甲所示，一次訓(xùn)練中，運(yùn)動(dòng)員腰部系著不可伸長(zhǎng)的繩拖著質(zhì)量m=11?kg的輪胎從靜止開(kāi)始沿著筆直的跑道加速奔跑，繩與水平跑道的夾角是37°，5?s后繩從輪胎上脫落，輪胎運(yùn)動(dòng)的v-t圖象如圖乙所示，不計(jì)空氣阻力，已知sin?37°=0.6，cos?37°=0.8，g取10?m/s2，則下列說(shuō)法正確的是A.輪胎與水平跑道間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ=0.2

B.繩的拉力F的大小為70?N

C.在0～5?s內(nèi)，輪胎克服摩擦力做的功為1?375?J

D.在6?s末，摩擦力的瞬時(shí)功率大小為275?W粗糙水平面上，用繩子系一小球作半徑為R的圓周運(yùn)動(dòng)，小球質(zhì)量為m，與桌面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ，繩子的拉力為F，則小球經(jīng)過(guò)14圓周的時(shí)間內(nèi)，下列說(shuō)法中正確的是(????)A.繩子的拉力對(duì)球不做功 B.繩子的拉力對(duì)球做功πRF2

C.重力和支持力不做功 D.摩擦力對(duì)物體做功三、填空題如圖所示為作用在質(zhì)量m=2kg物體上的合外力F與物體位移s的對(duì)應(yīng)關(guān)系。s=0時(shí)物體處于靜止?fàn)顟B(tài)，則在物體從靜止開(kāi)始運(yùn)動(dòng)9m的過(guò)程中，合外力F做的功W=

J;s=9m時(shí)F的功率P=

W。一起重機(jī)由靜止開(kāi)始勻加速提起質(zhì)量為m的重物，當(dāng)重物的速度為v時(shí)，起重機(jī)的牽引功率達(dá)到最大值P，此后起重機(jī)保持該功率不變，繼續(xù)提升重物，直到以最大速度勻速上升為止，則整個(gè)過(guò)程中，重物上升的最大速度為_(kāi)____________，勻加速上升的加速度為_(kāi)______________。如圖所示，用100N的力拉一個(gè)質(zhì)量為10kg的物體在水平地面上前進(jìn)，物體與水平面間動(dòng)摩擦因數(shù)μ=0.5，物體運(yùn)動(dòng)了2s，則物體的加速度為

m/s2，在此過(guò)程中拉力F做的功W1=

J，重力G做的功W2=

J，物體克服阻力做功W3=

J，2s過(guò)程中拉力的平均功率P1=

W，2四、計(jì)算題汽車(chē)的質(zhì)量為m=5×103kg，額定功率為P=6×104(1)汽車(chē)達(dá)到額定功率后保持額定功率不變，運(yùn)動(dòng)中最大速度多大？(2)經(jīng)過(guò)多長(zhǎng)時(shí)間汽車(chē)達(dá)到額定功率？(3)汽車(chē)牽引力在10s內(nèi)做的功多大？

如圖所示，質(zhì)量為m=2?kg的木塊在傾角θ=37°的足夠長(zhǎng)的固定斜面上由靜止開(kāi)始下滑，木塊與斜面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ=0.5，已知：sin?37°=0.6，cos?37°=0.8，g取10?m/s2，求：

(1)(2)前2?s內(nèi)重力的平均功率；(3)2?s末重力的瞬時(shí)功率．

如圖所示，質(zhì)量為m=2kg的物體靜止在水平地面上，受到與水平地面夾角為θ=370，大小F=20N的拉力作用，物體移動(dòng)的距離L=3m物體與地面間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ=0.5，g取10m/s2求：(1)拉力F所做的功W1(2)摩擦力Ff所做的功(3)這一過(guò)程中拉力F做功的平均功率P(4)?L=3m處拉力F做功的瞬時(shí)功率Pt

答案解析【解析】A.根據(jù)動(dòng)能定理知，mgh=12mv2-12mv02，兩球下落的高度相同，初動(dòng)能相同，則落地的速度大小相等，但方向不同，故A錯(cuò)誤；

B.根據(jù)P=mgvcosα，由于落地的速度大小相等，重力與速度方向的夾角不等，則重力的瞬時(shí)功率不同，故B錯(cuò)誤；

C.【解析】AB.對(duì)物體受力分析知：物體所受支持力FNa>FNb>FNc,所以物體所受摩擦力fb>fa>fc。因加速度相同，拉力沿位移方向的分量Fb>Fa>Fc【解析】A、由題圖可知，加速度變化，賽車(chē)不是做勻加速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)，故A錯(cuò)誤．

BC、牽引力F=Pv，根據(jù)牛頓第二定律得，加速度a=F-fm=Pv-fm=Pmv-fm，圖線(xiàn)的斜率k=Pm=40.01，解得賽車(chē)的質(zhì)量m=500kg，圖線(xiàn)縱軸截距的絕對(duì)值為fm=4，解得阻力f=2000N，故B錯(cuò)誤，C正確．

D、當(dāng)ν'=50m/s時(shí)，牽引力F=Pv'=20000050N=4000N，故D錯(cuò)誤．

故選C．

【解析】本題考查了變力做功問(wèn)題，可以應(yīng)用圖象法解題，也可以求出力的平均值，應(yīng)用動(dòng)能定理解題。

【解答】

由題意可知，阻力與深度d成正比，f-d圖象如圖所示，

F-x圖象與坐標(biāo)軸所形成圖形的面積等于力所做的功，

【解析】?jī)煞N情況用同樣大小的力拉繩，甲乙兩幅圖中左邊的船移動(dòng)的位移相同，但乙圖中右邊的船也要移動(dòng)，故拉力作用點(diǎn)移動(dòng)的距離大；

拉力的功等于拉力與作用點(diǎn)在拉力方向上的位移的乘積，故乙圖中拉力做功多，由于時(shí)間相同，故乙圖中拉力的功率大；

故ACD錯(cuò)誤，B正確。故選B。

【解析】物體處于靜止，對(duì)物體受力分析可得，

在豎直方向

mg=FNcosθ+Ffsinθ

在水平方向FNsinθ=Ffcosθ

解得

FN=mgcosθ，

Ff=mgsinθ

支持力與豎直方向的夾角為θ

A.支持力做的功為WFN=FNsinθ?l=mglsinθcosθ，故A錯(cuò)誤；

【解析】功等于力和在力的方向上通過(guò)距離的乘積，由于都是勻速，兩種情況力的大小相同；由于第二次人沿扶梯向上走了一段距離，所以第一次扶梯運(yùn)動(dòng)的距離要比第二次扶梯運(yùn)動(dòng)的距離長(zhǎng)；故兩次扶梯運(yùn)客所做的功不同，第一次的較大；功率等于力與力方向的速度的乘積，由于都是勻速，兩種情況力的大小相同，扶梯移動(dòng)的速度也相同，電機(jī)驅(qū)動(dòng)扶梯做功的功率相同．故選：B

【解析】A、小球從同一高度由靜止釋放，只有重力做功，根據(jù)W=mgh可知，重力做功相同，故A正確；

B、根據(jù)機(jī)械能守恒可知，到達(dá)斜面底端的速率相同，速度方向不同，瞬時(shí)速度不同，根據(jù)牛頓第二定律可知沿斜面下滑的加速度a=gsinθ，根據(jù)v=at可知，傾角越大，運(yùn)動(dòng)的時(shí)間越短，故重力的平均功率P-=mght可知，沿AC平板下滑的小球的重力的平均功率最大，故B錯(cuò)誤；

C、根據(jù)動(dòng)能定理有：mgh=12mv2，可得三個(gè)小球到達(dá)底端時(shí)的瞬時(shí)速度大小相同，故C正確；

D、到達(dá)斜面底端的瞬時(shí)功率【解析】A.0～t1時(shí)間內(nèi)，汽車(chē)做勻加速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)，加速度a=v1t1，根據(jù)牛頓第二定律得，F(xiàn)-f=ma，解得牽引力F=f+mv1t1，故A錯(cuò)誤。

錯(cuò)誤；

C.汽車(chē)的額定功率P=Fv1=(f+mv1t【解析】m與楔形物體相對(duì)靜止，二者必定都向右加速運(yùn)動(dòng)．即m的合外力方向水平向右

根據(jù)受力分析可得

N=mgcosθ

所以支持力做的功為：W=Nssinθ=mgstanθ【解析】AB、根據(jù)功率與牽引力的關(guān)系P=Fv可知，當(dāng)速度最小時(shí)，牽引力最大，變速桿應(yīng)推至“1”擋，故A正確，B錯(cuò)誤；

C、在額定功率下以最高速度行駛時(shí)，F(xiàn)=Pv=600001803.6N=1200N，故C正確；

D、汽車(chē)勻速運(yùn)動(dòng)，牽引力等于阻力，故F'=f=1200N，此時(shí)的功率【解析】A、摩擦力大小為f，則摩擦力所做的功Wf=-Ffs，故A正確；

B、由題意可知，拉力與位移方向上的夾角為90°-θ，則根據(jù)功的公式可得：WF=Fscos(90°-θ)=Fssinθ，故B錯(cuò)誤，D正確；

【解析】小球受重力、斜面支持力和擋板的支持力，三力平衡，如圖所示：

根據(jù)平衡條件，有：

F1=mgcosθ

①

F2=mgtanθ

②

A、位移水平向左，重力與位移垂直，故重力對(duì)小球不做功，即做功WG為零，故A正確；

B、由①式，斜面對(duì)小球的彈力為mgcosθ，則彈力做功為：W1=F1s·sinθ=mgvt?tanθ，故B錯(cuò)誤；

C、擋板對(duì)小球的彈力做功為W2【解析】A.輪胎脫落后，輪胎的受力情況如圖所示。由速度圖像得此過(guò)程的加速度a2=-5m/s2，根據(jù)平衡條件有：N2-mg=0，由牛頓運(yùn)動(dòng)定律有：-f2=ma2B.力F拉動(dòng)輪胎的過(guò)程中，輪胎的受力情況如圖所示。根據(jù)牛頓運(yùn)動(dòng)定律有Fcos37°-f1=ma1，mg-Fsin37°-N1=0

，

又因?yàn)閒1=μN(yùn)1C.在0～5s內(nèi)，位移為25m，輪胎克服摩擦力做功為0.5×68×25J=850J，故C錯(cuò)誤；D.因6s末輪胎的速度為5m/s，摩擦力的瞬時(shí)功率為fv=55×5W=275W，故D正確。故選BD。

【解析】AB.繩子拉力的方向與小球的速度方向垂直，可知拉力不做功，故A正確，B錯(cuò)誤；

C.重力和支持力方向與速度方向垂直，不做功，故C正確；

D.小球運(yùn)動(dòng)四分之一圓周，經(jīng)過(guò)的路程s=πR2，則摩擦力做功為Wf=-μmgs=-μmgRπ2，故D正確。

故選：ACD。

；24

【解析】合外力做功的功W=Fs=4×9J=36J

根據(jù)動(dòng)能定理得：12mv2=W

計(jì)算得出：v=6m/s

所以s=9m時(shí)F的功率：P=Fv=4×6=24W【解析】重物以最大速度為vm勻速上升時(shí)，F(xiàn)=mg，所以vm=?P?F?=?P?mg；

勻加速提升重物時(shí)鋼繩拉力最大，且等于勻加速結(jié)束時(shí)的拉力