2019人教版必修第二册 第八章 1 功与功率 基础巩固 拓展练习 一、单选题 1．一物体在相同的水平恒力F的作用下，从静止开始运动，先后分别沿光滑水平地面和粗糙水平地面移动了相同的距离S，F做功分别为W1和W2，则（ ） A．W1＞W2 B．W1＜W2 C．W1=W2 D．W1≠W2 2．下列几组数据分别给出了功与做功所用的时间，其中功率最大的是( ) A．40J，8s B．80J，8s C．80J，10s D．90J，10s 3．下列说法正确的是（ ） A．引力常量是牛顿根据实验测量出来的 B．第一宇宙速度是卫星环绕地球圆轨道运行的最大环绕速度 C．若物体合力做的功为零，则物体的合力一定为零 D．物体做圆周运动时，所受的合力一定指向圆心 4．一物块沿光滑水平面做直线运动，运动过程中受到一水平拉力F作用，如图所示是其速度—位移图像，则在位移为x1的过程中，下列关于力F说法正确的是（ ） A．力F是恒力 B．相等位移内力F冲量相等 C．力F逐渐增大 D．相等时间内力F做功相等 5．一质量为0.5kg的质点静止于光滑水平面上，从t=0时起，第1s内受到1N的水平外力作用，第2s内改为受到同方向的2N的外力作用。则第2s外力所做的功为（ ） A．8J B．9J C．16J D．18J 6．质量为的物体置于水平面上，在运动方向上受拉力作用沿水平面做匀变速直线运动，物体运动的图象如图所示，若物体所受摩擦力的大小为，则在这段运动过程中做功情况正确的是（ ） A．拉力做功 B．拉力做功 C．摩擦力做功 D．物体克服摩擦力做功 7．一物体沿直线运动，其v—t图象如图所示．已知0—2s内合力对物体做的功为W，则（ ） A．1s—2s内，合力对物体做的功为0. 5W B．2s—3s内，合力对物体做的功为W C．1s—3s内，合力对物体做的功为-0. 25W D．0—3s内，合力对物体做的功为2W 8．设汽车在行驶时所受阻力与速度的平方成正比，当汽车在水平路面上以速度v匀速行驶时，发动机的功率为P；若汽车在水平路面上以速度2v匀速行驶时，则发动机的功率为（ ） A．P B．4P C．8P D．16P 9．汽车爬坡时采用低速挡行驶，这样做的目的是（ ） A．节省燃料 B．增大发动机功率 C．提高机械效率 D．增大汽车牵引力 10．表示能量的单位，下列正确的是 A．瓦特 B．焦耳 C．牛顿 D．米 11．如图所示，高速公路上汽车定速巡航（即保持汽车的速率不变）通过路面abcd，其中ab段为平直上坡路面，bc段为水平路面，cd段为平直下坡路面。不考虑整个过程中空气阻力和摩擦阻力的大小变化，可认为发动机始终做正功。下列说法正确的是（ ） A．在ab段汽车的合力方向沿斜面向上 B．在cd段汽车的合力方向沿斜面向下 C．在ab段汽车的输出功率逐渐减小 D．汽车在bc段的输出功率比cd段的大 二、多选题 12．如图所示，木板可绕固定的水平轴O转动。木板从水平位置OA缓慢转到OB位置，木板上的物块始终相对于木板静止。用表示物块受到的支持力，用表示物块受到的摩擦力，G表示重力。在这一过程中，以下判断正确的是（ ） A．和对物块都不做功 B．对物块做正功，对物块不做功 C．对物块不做功，对物块做负功 D．和G对物块所做功的代数和为0 13．用起重机提升货物，货物上升过程中的图像如图所示。在到内，重力对货物做的功为、绳索拉力对货物做的功为、货物所受合力做的功为，则（ ） A． B． C． D． 三、解答题 14．如图所示，一辆拖车通过光滑定滑轮拉动一重物匀速提升，当拖车从点水平移动到点时，位移为，绳子由竖直变为与竖直方向成角度，求此过程中拖车对绳子所做的功。 15．一个质量m=150kg的雪橇，受到与水平方向成=37°角斜向上方的拉力F=500N，在水平地面上移动的距离L=8m（如图所示）。雪橇与地面间的滑动摩擦力f=150N。求力对雪橇所做的总功。 16．为了减少因火电站中煤的燃烧对大气的污染而大力发展水电站，遂宁三新水电站发电机组设计为：流出水位比流入的水位低10m，水流量为Q=10m3/s，水轮机效率为75﹪，发电机效率为80﹪，（已知水的密度为ρ=1×103kg/m3，g取10 m /s2） 求： (1)发电机组的输出电功率是多少? (2)如果发电机输出电压为500V，用户需电压220V，输电线路中能量损失为6%，输电线电阻为10Ω，那么所需升压变压器和降压变压器的原副线圈匝数比分别是多少? 17．如图所示，用与水平方向成37度角的力F＝10N，拉着质量为m＝2kg的物体从静止沿水平地面前进，已知物体和地面间的动摩擦因数为μ＝0.5．则在此力F作用4秒过程中各力对物体所作的功是多少?总功是多少？ 18．纯电动概念车E1是中国馆的镇馆之宝之一．若E1概念车的总质量为920kg，在16s内从静止加速到100km/h（即27.8m/s），受到恒定的阻力为1500N，假设它做匀加速直线运动，求： （1）动力系统提供的牵引力为多少？ （2）当E1概念车以最高时速120km/h（即33.3m/s）做匀速直线运动时，其动力系统输出的功率为多少？ 19．起重机钢索吊着m=1.0×103 kg的物体以a=2 m/s2的加速度竖直向上提升了4 m，求： （1）此时钢索对物体的拉力做功的功率为多少？ （2）物体的动能增加了多少？（g取10 m/s2） 20．如图所示，质量为的物体静置于粗糙水平面上，在水平拉力作用下物体开始向右做匀加速运动，物体和水平面间的动摩擦因数。重力加速度，不计空气阻力。 (1)求物体在内运动的位移； (2)若在末时撤去水平拉力F，求7s末时的摩擦力的功率大小。 21．如图所示，光滑斜面的倾角θ=30°，轻质弹簧下端固定，上端与一质量为m=2kg的物体相连，物体在斜面上静止不动。已知弹簧原长为10cm，现在的长度为6cm。（g取10m/s2） （1）求弹簧的劲度系数； （2）若斜面粗糙，将这个物体沿斜面上移6cm，物体仍静止于斜面上，求物体受到的摩擦力的大小和方向。 22．节能混合动力车是一种可以利用汽油及所储存的电能作为动力来源的汽车。有一质量m＝1000kg的混合动力轿车，在平直公路上以v＝90km/h的速度匀速行驶，蓄电池不工作，发动机的输出功率为P＝50kW。当看到前方有大货车慢速行驶时，该轿车提速超过了大货车。这个过程中发动机输出功率不变，蓄电池开始工作，输出功率为P＝20kW。混合动力轿车提速后运动s＝1000m时，速度达到最大，并超过大货车，然后蓄电池停止工作。全程阻力不变，求： (1)混合动力轿车以90 km/h的速度在平直公路上匀速行驶时，所受阻力F阻的大小； (2)混合动力轿车加速过程中达到的最大速度vm的大小； (3)整个超车过程所用的时间t。 23．一质量为m的小球以速度v0水平抛出，经时间t落地，不计空气阻力，求： (1)小球落地时重力的瞬时功率； (2)此过程中重力的平均功率； (3)小球落地时的动能。 24．如图所示，某人用大小不变的力F拉着放在光滑平面上的物体，开始时与物体相连的绳和水平面间的夹角是α，当拉力F作用一段时间后，绳与水平面间的夹角为β．已知图中的高度h，求绳的拉力FT对物体所做的功，绳的质量、滑轮质量及绳与滑轮间的摩擦不计． 参考答案： 1．C 【解析】 【详解】 试题分析：根据功的计算公式W=Fs，二者用同样大小的力，移动相同的距离S，即可判定做功的多少． 解：两次水平恒力相等，位移相等，根据W=Fs知，恒力F所做的功相等．故C正确，ABD错误； 故选C． 2．B 【解析】 【详解】 根据功率的定义式可知 故选B。 3．B 【解析】 【分析】 【详解】 A．引力常量是卡文迪许根据实验测量出来的。故A错误； B．第一宇宙速度是卫星环绕地球圆轨道运行的最大环绕速度。故B正确； C．若物体合力做的功为零，则物体的合力可能为零，也可能是位移为零，也可能是合力与位移夹角为90°。故C错误； D．物体做匀速圆周运动时，所受的合力才一定指向圆心。故D错误。 故选B。 4．B 【解析】 【详解】 根据v-x图像可知在相等的位移中，速度的变化量相等，根据,即，因s相同时（v2-v1）相同，而（v2+v1）逐渐减小，可知物体加速度逐渐减小，则力F逐渐减小，选项AC错误；动量定理可知，在相等的位移中，速度的变化量相等，动量的变化量相等，则力F的冲量相等，选项B正确；物体在相等时间的内的位移逐渐减小，F逐渐减小，则相等时间内力F做功逐渐减小，选项D错误；故选B. 5．A 【解析】 【详解】 第1s内，质点的加速度为 第1s末的位移为 第2s内，质点的加速度为 第2s内的位移为 则第2s内外力做功为 故选A。 6．B 【解析】 【详解】 规定初速度方向为正方向，由物体运动的图象可得，物体的加速度为 物体在5s内的位移 对物体受力分析可得，物体在水平方向受拉力和摩擦力，由牛顿第二定律可得 带入数据解得 即拉力方向与速度方向相反。 AB．在这段运动过程中拉力做功 故A错误，B正确； CD．在这段运动过程中摩擦力做功 则这段运动过程中摩擦力做功或者说成在这段运动过程中物体克服摩擦力做功，故CD错误。 故选B。 【点睛】 图象类题目要理解图象横纵坐标、截距、斜率、交点、图象与坐标轴围成的面积等对应的物理意义。 7．C 【解析】 【详解】 设物体的最大速度为v．0-2s内，根据动能定理得：合力对物体做的功 ． A. 1s-2s内，根据动能定理可知合力做功为 ，故A错误． B. 2s-3s内，根据动能定理可知合力做功为 ，故B错误． C. 1s-3s内，根据动能定理可知合力做功为 ．故C正确． D. 0-3s内，物体动能变化量为0，由动能定理知合力对物体做的功为0，故D错误． 8．C 【解析】 【分析】 【详解】 依题意，有 在匀速直线汽车受到的阻力大小和牵引力大小相等，有 故选C。 9．D 【解析】 【分析】 【详解】 因为 P=Fv 所以汽车牵引力 F= 由于汽车的最大功率是一定的，当减小行驶速度时，可以获得更大的牵引力．故选D． 点睛：该题考查功率在实际中的应用，解题的关键是合理利用公式P=Fv．只有减小速度，才能得到更大的牵引力，更有利于上坡． 10．B 【解析】 【详解】 A. 瓦特是功率的单位，选项A错误； B. 焦耳是能量单位，选项B正确； C. 牛顿是力的单位，选项C错误； D. 米是长度单位，选项D错误． 11．D 【解析】 【详解】 AB．由于汽车在ab和cd段行驶时都做匀速直线运动，所以都处于平衡状态，合力为零，故AB错误； C．根据平衡条件可知汽车在ab段的牵引力大小不变，且速率不变，所以输出功率不变，故C错误； D．设汽车所受阻力大小为f，汽车重力沿cd向下的分力为Gcd，则汽车在cd段的牵引力大小为 根据平衡条件可知汽车在bc段的牵引力大小为 即 所以在速率相等的情况下可知汽车在bc段的输出功率比cd段的大，故D正确。 故选D。 12．BD 【解析】 【详解】 A B C．物块以O为轴转动，支持力与物块运动方向相同，做正功，沿斜面向上，与物块运动方向垂直，不做功，A C错误，B正确； D．木板从水平位置OA缓慢转到OB位置，物块处于平衡状态，即速度大小不变，由动能定律可得，和G对物块所做功的代数和为0，D正确； 故选BD． 13．BD 【解析】 【分析】 【详解】 A．易知重力对货物做负功，，故A错误； BC．绳索拉力F方向与货物位移方向一致，绳索拉力F对货物做正功，，故B正确，C错误； D．由题图知，在到内，货物减速上升，绳索拉力，合力方向向下，故， 故D正确。故选BD。 14． 【解析】 【详解】 拖车对绳子做的功等于绳子对重物做的功。以重物为研究对象，由于整个过程中重物匀速运动，所以绳子的拉力大小 重物上升的距离 所以绳子对重物做功 拖车对绳子做功等于绳子对重物做功，为 15．2000J 【解析】 【分析】 【详解】 拉力做功为 W1=FLcosθ=500N×8m×0.8=3200J 阻力做功为 W2=-fL=-150N×8m=-1200J 故力对物体所做的总功为 W=W1+W2=2000J 16．(1)6×105W；(2)1：20和470：11。 【解析】 【详解】 (1)发电机的输出功率为 (2)输电线上损失的功率为 P线=P6%=3.6×104W 由P线=I损2r可得 I线=60A 由P=UI可得 I=1200A 则 n1：n2=I线：I=1：20 U3=U2-I线r=9400V n3：n4=U3：U4=470：11 17．,, 【解析】 【详解】 由牛顿第二定律得： 代入数据解得： 在4s内的位移为： 拉力的功：WF=Fxcos37°=10×4×0.8=32J 滑动摩擦力做功： 重力的功：WG=Gxcos90°=0， 支持力的功：WN=FNxcos90°=0J 总功为：． 18．（1）；（2） 【解析】 【详解】 试题分析：（1）根据加速度的定义式得： 根据牛顿第二定律得：，解得： . （2）匀速运动时牵引力等于阻力，所以． 考点：功率 【名师点睛】根据加速度的定义式求出加速度，再根据牛顿第二定律求解牵引力，匀速运动时牵引力等于阻力，根据即可求解功率． 19．（1）4.8×104W；（2） 【解析】 【分析】 【详解】 (1)钢索对物体的拉力为F，根据牛顿第二定律 代入数据解得 F=1.2×104N 根据速度位移公式 v2=2as 解得 v=4m/s 瞬时功率为 P=Fv 联立并代入数据解得 P=4.8×104W (2)物体的动能增加为 20．(1) ； (2) 【解析】 【分析】 【详解】 (1)由牛顿第二定律 5s内的位移为 (2)5s时的速度为 7s时的速度为 7s时摩擦力的功率大小 21．（1）250N/m；（2）15N 【解析】 【详解】 （1）对物体进行受力分析，根据平衡条件有 又 代入数据解得 （2）将物体沿斜面上移6cm，弹簧处于拉伸状态，伸长量为2cm，则摩擦力方向沿斜面向上，有 此时弹簧的弹力为 解得 f=15N 22．(1)；(2)；(3) 【解析】 【分析】 【详解】 (1)由功率公式 可得发动机的牵引力 匀速行驶时 可得 (2)混合动力轿车加速过程中 解得 (3)由动能定理 解得 23．(1) mg2t；(2)；(3) 【解析】 【详解】 (1)落地瞬间小球竖直分速度 落地时重力的瞬时功率 (2)小球全过程下落的高度 此过程中重力做的功为 此过程中重力的平均功率  (3)全过程根据动能定理 解得 24． 【解析】 【详解】 在绳与水平面的夹角由α变为β的过程中，拉力F的作用点的位移大小为x=h(−),拉力做的功为W=Fx=Fh(−) 答：绳的拉力F对物体所做的功是Fh(−) 本文档由香当网(https://www.xiangdang.net)用户上传
