人教版高中物理必修二重点强化卷4

高中物理学习材料（灿若寒星**整理制作）重点强化卷(四) 功和功率一、选择题1．下列关于力做功的说法中正确的是()A．人用力F＝300 N将足球踢出，球在空中飞行40 m，人对足球做功12 000 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】球在空中飞行40 m不是人踢足球的力伴随的位移，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．【答案】 B2．(多选)如图1所示，用力F拉一质量为m的物体，使它沿水平地面匀速向右移动距离s.若物体和地面间的动摩擦因数为μ，则此力F对物体做功的表达式正确的有()【导学号：69390084】图1A．Fs cos αB．Fs sin αC．μmgs D．μmgs·sin αsin α＋μcos α【解析】由功的公式得F做功W＝F·s cos(90°－α)＝Fs·sin α，故A错，B正确；由于物体受力平衡，可将物体受力正交分解，如图所示．则：水平方向：F sin α＝f ①竖直方向：F cos α＋N＝mg ②f＝μN③联立①②③得F＝μmgμcos α＋sin α由功的公式得W F＝F·s sin α＝μmgs·sin αsin α＋μcos α，故C错，D正确．【答案】BD3．如图2所示，物块A、B在外力F的作用下一起沿水平地面做匀速直线运动的过程中，关于A 与地面间的滑动摩擦力和A、B间的静摩擦力做功的说法，正确的是()图2A.静摩擦力都做正功，滑动摩擦力都做负功B．静摩擦力都不做功，滑动摩擦力都做负功C．有静摩擦力做正功，有滑动摩擦力不做功D．有静摩擦力做负功，有滑动摩擦力做正功【解析】物块A、B在外力F的作用下一起沿水平地面做匀速直线运动，根据平衡条件得知，A对B的静摩擦力与拉力F平衡，地面对A的滑动摩擦力与B对A的静摩擦力平衡，则地面对A的滑动摩擦力方向向左，对A做负功，物块A对地面的滑动摩擦力不做功，A对B的静摩擦力做负功，B对A的静摩擦力做正功，因此，选项C正确，其他选项均错．【答案】 C4．(多选)如图3所示，质量为m的物块在倾角为θ的斜面上，始终与斜面保持相对静止，下列说法中正确的是()图3A．若斜面向右匀速移动距离s，斜面对物块没有做功B．若斜面向上匀速移动距离s，斜面对物块做功mgsC．若斜面向左以加速度a移动距离s，斜面对物块做功masD．若斜面向下以加速度a移动距离s，斜面对物块做功m(g＋a)s【解析】若斜面匀速移动，由平衡条件可知，斜面对物体的作用力与重力大小相等方向相反，即竖直向上，向右平移时，作用力方向与位移方向垂直，斜面对物体的作用力不做功；向上时，作用力方向与位移方向相同，做功为W＝Fs＝mgs，A、B均正确；若斜面向左以加速度a移动时，物体所受合外力F合＝ma，因为重力不做功，合外力做功即为斜面对物体做的功W＝F合s＝mas，C正确；若斜面向下以加速度a移动时，斜面对物体的作用力为F，由牛顿第二定律得mg－F＝ma，所以F ＝mg－ma，斜面对物体做的功为W＝－Fs＝－(mg－ma)s，D错误．【答案】ABC5．(多选)质量为2 kg的物体置于水平面上，在运动方向上受到水平拉力F的作用，沿水平方向做匀变速运动，拉力F作用2 s后撤去，物体运动的速度图象如图4所示，则下列说法正确的是(g取10 m/s2)()【导学号：69390085】图4A．拉力F做功150 JB．拉力F做功350 JC．物体克服摩擦力做功100 JD．物体克服摩擦力做功175 J【解析】由题图可以求出0～2 s内的加速度a1＝2.5 m/s2，2～6 s内的加速度a2＝－2.5 m/s2，由F＋F f＝ma1，F f＝ma2联立，得F＝10 N，F f＝－5 N，由题图还可求出前2 s内的位移l1＝15 m，2～6 s内的位移l2＝20 m．所以拉力做功W F＝Fl1＝10×15 J＝150 J，摩擦力做功W Ff＝F f(l1＋l2)＝－5×(15＋20)J＝－175 J，即物体克服摩擦力做功175 J，故A、D正确．【答案】AD6．将质量为m的物体置于光滑的水平面上，用水平恒力F作用于m上，使之在光滑的水平面上沿力F的方向移动距离s，此过程中恒力F做功为W1，平均功率为P1，再将另一质量为M(M>m)的物体静置于粗糙水平面上，用该水平恒力F作用其上，使之在粗糙的水平面上沿力F的方向移动同样距离s，此过程中恒力F做功为W2，平均功率为P2.则两次恒力F做功和平均功率的关系是() A．W1>W2P1>P2B．W1<W2P1<P2C．W1＝W2P1>P2D．W1＝W2P1<P2【解析】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．在光滑水平面上运动的加速度大，根据位移时间公式知，在光滑水平面上的运动时间短，根据P＝Wt知，P1＞P2，故C正确，A、B、D错误．【答案】 C7．(多选)如图5所示，四个相同的小球在距地面相同的高度以相同的速率分别竖直下抛、竖直上抛、平抛和斜抛，不计空气阻力，则下列关于这四个小球从抛出到落地过程的说法中正确的是()图5A．小球飞行过程中单位时间内的速度变化相同B．小球落地时，重力的瞬时功率均相同C．从开始运动至落地，重力对小球做功相同D．从开始运动至落地，重力对小球做功的平均功率相同【解析】因为抛体运动的加速度恒为g，所以选项A正确；小球落地时竖直方向速度大小不同，B错误；W G＝mgh，选项C正确；从抛出到落地所用时间不等，所以D错误．【答案】AC8．(2016·宁波高一检测)质量为m的汽车启动后沿平直路面行驶，如果发动机的功率恒为P，且行驶过程中受到的阻力大小一定．当汽车速度为v时，汽车做匀速运动；当汽车速度为v4时，汽车的瞬时加速度的大小为()A.Pm v B．2Pm vC.3Pm v D．4Pm v【解析】由题意知，汽车所受阻力F f＝Pv，汽车速度为v4时的牵引力F＝Pv4＝4Pv，由牛顿第二定律得F－F f＝ma.联立以上三式求得a＝3Pm v，C正确．【答案】 C9．(2016·保定高一检测)如图6是小孩滑滑梯的情景，假设滑梯是固定光滑斜面，倾面为30°，小孩质量为m ，由静止开始沿滑梯下滑，滑行距离为s 时，重力的瞬时功率为( )图6A ．mg gs B.12mg gs C ．mg 2gsD ．12mg 6gs【解析】 小孩的加速度a ＝mg sin 30°m ＝12g ，由v 2＝2as 得小孩滑行距离s 时的速率v ＝gs ，故此时重力的瞬时功率P ＝mg v sin 30°＝12mg gs ，B 正确．【答案】 B10．(2015·全国卷Ⅱ)一汽车在平直公路上行驶．从某时刻开始计时，发动机的功率P 随时间t 的变化如图7所示．假定汽车所受阻力的大小f 恒定不变．下列描述该汽车的速度v 随时间t 变化的图线中，可能正确的是( )【导学号：69390086】图7【解析】 当牵引力大于阻力时，机车加速运动，但速度的增加会导致牵引力变小，机车所受的合力变小，机车的加速度变小，故机车的运动为加速度不断变小的加速运动，直到加速度等于零变为匀速直线运动，故0～t1时间内，是一个恒定功率加速过程，直到变为匀速直线运动，t1～t2时间内，是另一个恒定功率加速过程，直到变为匀速直线运动，故A项正确．【答案】 A二、计算题11.如图8所示，在光滑水平面上，物体受两个相互垂直的大小分别为F1＝3 N和F2＝4 N的恒力，其合力在水平方向上，从静止开始运动10 m，求：图8(1)F1和F2分别对物体做的功是多少？代数和为多大？(2)F1和F2合力为多大？合力做功是多少？【解析】(1)力F1做的功W1＝F1l cos θ1＝3×10×332＋42J＝18 J力F2做的功W2＝F2l cos θ2＝4×10×432＋42J＝32 JW1与W2的代数和W＝W1＋W2＝18 J＋32 J＝50 J.(2)F1与F2的合力F＝F21＋F22＝32＋42N＝5 N合力F做的功W′＝Fl＝5×10 J＝50 J.【答案】(1)18 J32 J50 J(2)5 N50 J12．(2016·重庆高一检测)已知解放牌汽车发动机的额定功率为60 kW，汽车的质量为4 t，它在水平路面上行驶时所受的阻力为车重的0.1 倍，g取10 m/s2，求：【导学号：69390087】(1)解放牌汽车以额定功率从静止启动后，能达到的最大速度．(2)若解放牌汽车以0.5 m/s2的加速度匀加速启动，其匀加速运动的时间多长．【解析】(1)F f＝kmg＝4 000 N以额定功率启动，达到最大速度时，P＝F v m＝F f·v m由此：v m＝PF f＝15 m/s.(2)由a＝F－F fm得F＝ma＋F f＝6 000 N由P＝F v得v＝10 m/s故t＝va＝20 s.【答案】(1)15 m/s(2)20 s。