2019-2020年高中物理第1章功和功率第2节功和能随堂检测含解析鲁科版
2019-2020学年新教材高中物理 第1章 功和机械能 第2节 功 率练习(含解析)鲁科版第二册
功率1.(2019·北师大附中高一期中)一辆汽车在平直公路上以额定功率行驶,设所受阻力不变.在汽车加速过程中( )A.牵引力减小,加速度增大B.牵引力减小,加速度减小C.牵引力增大,加速度增大D.牵引力增大,加速度减小解析:选B。
根据P=Fv知,发动机的功率恒定,速度增大,牵引力减小,根据牛顿第二定律F-f=ma可知加速度减小,故选项B正确.2.(多选)(2019·拉萨八校期末联考)质量为m的小球从高h 处由静止自由下落,经时间t落地,关于重力的功率正确的是( ) A.重力的功率即描述重力做功的快慢B.重力的平均功率等于错误!C.全过程重力的平均功率等于错误!D.落地时重力的功率等于2mg错误!解析:选AC。
功率是描述力做功快慢的物理量,重力的功率是描述重力做功的快慢,故A正确;重力做的功W=mgh,重力的平均功率为:P=错误!=错误!,故B错误,C正确;落地时的瞬时速度为:v=错误!,落地时重力的瞬时功率为:P=mgv=mg错误!,故D错误.3.(2019·北师大附中期中)如图所示,在水平方向同一恒力F作用下,一物体分别沿着粗糙水平面和光滑水平面从静止开始,运动相同位移x。
物体沿着粗糙水平地面运动位移x过程中,力F的功和平均功率分别为W1、P1。
物体沿着光滑水平地面运动位移x 过程中,力F的功和平均功率分别为W2、P2.则()A.W1>W2、P1〉P2B.W1=W2、P1〈P2C.W1=W2、P1〉P2D.W1<W2、P1<P2解析:选B.根据W=Fs cos θ因为力和位移都相等,则恒力做功相等即W1=W2。
物块在粗糙水平面上运动的加速度小于在光滑水平面上的加速度,根据x=错误!at2可知:在通过相同距离的情况下,在粗糙水平面上的运动时间长.根据P=错误!可知P1<P2,选项B正确.4.(多选)(2019·重庆巴蜀中学期末)发动机额定功率为P0的汽车在水平路面上从静止开始先匀加速启动,最后达到最大速度并做匀速直线运动,已知汽车所受路面阻力恒为F,汽车刚开始启动时的牵引力和加速度分别为F0和a0,如图所示描绘的是汽车在这一过程中速度随时间以及加速度、牵引力和功率随速度变化的图像,其中正确的是()解析:选AC。
高一物理鲁科版2第1章第2节功和能知能演练含解析
一、必做题1.关于功的原理,下列说法中正确的是()A.如果考虑摩擦和机械自身的重力,功的原理就不适用了B.如果一个机械省力,另一个机械省距离,把这两个机械组合起来的装置可以既省力又省距离C.实际中,利用机械所做的功,一定大于不用机械直接用手做的功D.使用任何机械都不能既省力同时又省距离解析:选CD.功的原理是一个普遍原理,不仅适用于理想机械,也适用于实际机械,如果考虑摩擦和机械自身的重力,功的原理仍是适用的,故A项错;既省力又省距离的机械是不存在的,故B项错,D项正确;实际中,利用机械所做的功,由于克服摩擦和机械自身重力做功,因此一定大于不用机械直接用手做的功,故C项正确.2.关于能的概念,下列说法正确的是()A.一个物体能够做功,就说这个物体具有能B.一个物体已做过的功越多,说明这个物体具有的能量越多C.一个物体已做过的功越多,说明这个物体转化的能量越多D.用细线悬挂着的小球,没有做功,所以它没有能解析:选AC.功度量的是物体转化的能量,物体能做功,说明物体可以转化能量,即具有能,没有做功,说明物体没有转化能量,并不说明物体没有能量,B、D错误,A、C正确.3.盘山公路总是筑得盘旋曲折,因为()A.盘山公路盘旋曲折会延长爬坡的距离,根据斜面的原理,斜面越长越省功B.盘山公路盘旋曲折显得雄伟壮观C.盘山公路盘旋曲折会延长爬坡长度,根据斜面的原理,高度一定,斜面越长越省力D.盘山公路盘旋曲折是为了减少坡度,增加车辆的稳度解析:选C。
根据功的原理,增大位移,可以省力,但任何机械都不省功,所以C项正确.4.关于能量转化的说法中正确的是()A.举重运动员把重物举起来,体内的一部分化学能转化为机械能B.电流通过电阻使电能转化为内能C.内燃机做功的过程是内能转化为机械能的过程D.做功的过程是能量转化的过程,某过程做了10 J的功,不一定有10 J的能量发生了转化解析:选ABC.运动员举高重物的过程消耗了体内储存的化学能,能量进行了转化,使重物的机械能增加,A 正确.电流通过电阻,此过程中通过电流做功,使电能转化为内能,B正确;内燃机中燃料燃烧膨胀,对外做功,内能转化为机械能,C正确;由功是能量转化的量度知D错.二、选做题5.如图所示,把同一物体分别沿BA、CA、DA三个光滑斜面匀速推到同一高度的A点,下列说法中正确的是()A.沿BA斜面最费力,做的功最多B.沿DA斜面最费力,做的功最少C.沿三个斜面推力大小都一样,沿DA斜面最省功D.沿三个斜面做的功一样多,沿BA斜面最省力解析:选D.由功的原理知,使用任何机械都不省功,由于不计摩擦,无论沿哪个斜面将物体推上A点,都与不用斜面直接将物体从E点匀速推到A点做的功一样多.若推力为F,坡长为L,则有F·L=G·h,L越长,F越小,所以选项D正确.选项A、B、C错误.6.如图所示,用滑轮组提升一质量m=20 kg的物体,物体匀速升高h=3 m.(g取10 m/s2)(1)若不计滑轮的质量、绳子的质量和一切摩擦,则力F做多少功?(2)若不计一切摩擦和绳子的重力,而下端滑轮的质量m0=1 kg,则力F做的功W动、力F做的有用功W有用和额外功W额外分别为多少?解析:(1)法一:利用功的表达式计算,不计滑轮质量及摩擦时F=错误!mgF作用点的位移s=3h则力F做的功W=Fs=13mg·3h=mgh=20×10×3 J=600 J.法二:因物体匀速运动,利用功的原理,W=mgh=600 J。
鲁科版高中物理必修第二册第1章功和机械能第2节功率练习含答案
第1章功和机械能第2节功率基础过关练题组一对功率的理解1.关于功率的概念,下列说法中正确的是()A.功率是描述力对物体做功多少的物理量B.由P=W可知,功率与时间成反比tC.由P=Fv可知只要F不为零,v也不为零,那么功率P就一定不为零D.某个力对物体做功越快,它的功率就一定大2.(2022江苏无锡太湖高中月考)汽车爬坡时,驾驶员的操作是:加大油门,同时将变速器换成低速挡。
加大油门是使发动机发挥最大的功率,换用低速挡是为了减速。
那么,在爬坡时,减小汽车的速度是为了() A.保证安全 B.获取更大的动力C.省油D.增大惯性题组二平均功率与瞬时功率3.(2023山东济南师大附中阶段练习)一小球做自由落体运动,第1 s内重力做功为W1,第2 s内重力做功为W2,在第1 s末重力的瞬时功率为P1,在第2 s末重力的瞬时功率为P2,2 s末小球未落地,则W1∶W2及P1∶P2分别为() A.1∶31∶1 B.1∶21∶3C.1∶31∶2D.1∶41∶24.(2022江苏宿迁泗阳实验高中月考)从空中以40 m/s的初速度水平抛出一重为10 N的物体,物体在空中运动3 s落地。
不计空气阻力,g 取10 m/s2。
当物体落地时,重力的瞬时功率为()A.400 WB.300 WC.500 WD.700 W5.(多选题)位于水平面上的物体在水平恒力F1作用下做速度为v1的匀速运动;若作用力变为斜向上的恒力F2,物体做速度为v2的匀速运动,且F1与F2功率相同。
则可能有()A.F2=F1,v1>v2B.F2=F1,v1<v2C.F2>F1,v1>v2D.F2<F1,v1<v2题组三生活中的功率问题6.(2022浙江新昌中学月考)一个小孩站在船头,在如图甲、乙所示的两种情况下用同样大小的拉力拉绳,经过相同的时间t(船未碰撞)小孩所做的功W1、W2及在t时刻小孩拉绳的瞬时功率P1、P2的关系为()A.W1>W2,P1=P2B.W1=W2,P1=P2C.W1<W2,P1<P2D.W1<W2,P1=P2。
鲁科版高中物理必修第2册课后习题 第1章 功和机械能 第2节 功率
第2节功率合格考达标练1.下列关于功率的说法正确的是( )A.力对物体做的功越多,功率就越大B.做功时间短的机械,功率大C.完成相同的功,用的时间越长,功率越大D.功率大的机械在单位时间内做的功会更多,选项A、B错误;完成相同的功,用时越长,功率越小,选项C错误。
故选D。
2.一个质量为m的小球做自由落体运动,那么,在前t秒内重力对它做功的平均功率P及在t秒末重力做功的瞬时功率P分别为(t秒末小球未着地)( )mg2t2A.P=mg2t2,P=12B.P=mg2t2,P=mg2t2mg2t,P=mg2tC.P=12D.P=mg2t,P=2mg2tt秒内重力做功的平均功率P=Wt =mg·12gt2t=12mg2tt秒末重力做功的瞬时功率P=Fv=mg·gt=mg2t。
选项C正确。
3.铁路提速要解决许多具体的技术问题,其中提高机车牵引力功率是一个重要的问题。
若匀速行驶时,列车所受阻力与速度的二次方成正比,即f=kv2,那么,当列车分别以120 km/h和40 km/h的速度在水平直轨道上匀速行驶时,机车的牵引力的功率之比为( )A.3∶1B.9∶1C.27∶1D.81∶1P=fv=kv3,可得列车分别以120km/h和40km/h的速度匀速行驶时,机车的牵引力功率之比为27∶1。
4.(多选)一辆汽车在水平公路上行驶,设汽车在行驶过程中所受阻力不变,汽车的发动机始终以额定功率输出。
关于牵引力和汽车速度,下列说法正确的是( )A.汽车加速行驶时,牵引力不变,速度增大B.汽车加速行驶时,牵引力增大,速度增大C.汽车加速行驶时,牵引力减小,速度增大D.当牵引力等于阻力时,速度达到最大值,即P一定,则由公式P=Fv可得出v增大时F减小;当汽车受到的牵引力和阻力相等时,汽车速度达到最大值,而后做匀速直线运动。
故选项C、D正确。
5.如图所示,质量为20 kg的小孩坐在雪橇上,现用一个与水平方向成α=37°、大小为60 N的力F拉着雪橇沿水平地面从静止开始以a=0.5 m/s2的加速度做匀加速直线运动,已知雪橇的质量为20 kg,cos 37°=0.8。
2019-2020年高中物理 第1章 第2节 功和能同步测试 鲁科版必修2
2019-2020年高中物理第1章第2节功和能同步测试鲁科版必修2一、选择题1、如图所示,汽车在拱桥上由A点匀速运动到B点,以下说法正确的是()A、牵引力与摩擦力做的功相等B、牵引力和重力做的总功等于摩擦力做的功C、合外力对汽车不做功D、重力做功的功率保持不变2、在粗糙的水平地面上运动的物体,从a点开始受到一个水平恒力F的作用沿直线运动到b 点,已知物体在b点的速度与在a点的速度大小相等,则从a到b()A、物体不一定做匀速运动B、F的方向始终与摩擦力方向相反C、F与摩擦力对物体的总功一定为零D、F与摩擦力对物体的总冲量一定为零3、均匀木块M放在光滑水平面上,木块左右两边各有一射手(拿着同样的步枪和子弹)首先左边射手开枪,子弹水平击入木块深度为d1右边射手再开枪,子弹水平击入木块深度为d2(子弹均未穿出木块),则关于子弹击入的深度和射击完毕后木块的运动状态判断正确的是()A、,木块静止 B、,木块向右运动C、,木块静止D、,木块向右运动4、甲、乙两球在光滑水平轨道上同向运动,已知它们的动量分别是,,甲追乙并发生碰撞,碰后乙球的动量变为,则两球质量m甲、m乙的关系可能是()A、 B、 C、 D、二、填空题5、横截面为正方形的物体B,质量为M,置于水平地面上,其中央部分是一个空的圆形,圆形轨道是光滑的,如图所示。
现有一个质量为m的小球A恰好能在轨道内侧作圆周运动,而物体B则始终保持静止。
当小球A经过与圆心处于同一水平线上的P点时,地面对物体B的支持力等于_______,摩擦力等于__________。
6、如图所示,,质量为m的木块,沿光滑的水平面以速度向轻质弹簧的自由端滑行。
木块从开始接触弹簧到与弹簧分离的过程,墙所受到的冲量大小为________,弹簧对木块所做的功为______。
7、汽车司机在汽车上桥时总是把速度换成慢速,请你用学到的知识简述司机换档的理由:____________________________________________________________________________。
鲁科版物理功和功率第1章第2节(详细解析)
鲁科版物理功和功率第1章第2节(详细解析) 1.下列说法中不正确的是()A.一个物体能够对外做功,这个物体就有能B.被举高的物体具有能,地面上的物体就没有能量C.运动的物体具有能,静止的物体同样也可以具有能量D.空中运动的子弹,既具有动能又具有重力势能解析:选B.一个物体能够对外做功,就说这个物体具有能,A项正确;能量是物体的固有属性,任何物体在任何状态时都具有能量,B项错,C项对;空中运动的子弹,具有与运动有关的动能和与高度有关的重力势能,D项对.故不正确的选项为B.2.(2022年惠安高一检测)盘山公路总是筑得盘旋曲折,因为()A.盘山公路盘旋曲折会延长爬坡的距离,根据斜面的原理,斜面越长越省功B.盘山公路盘旋曲折显得雄伟壮观C.盘山公路盘旋曲折会延长爬坡长度,根据斜面的原理,高度一定,斜面越长越省力D.盘山公路盘旋曲折是为了减小坡度,增加车辆的稳度解析:选C.根据功的原理,增大位移,可以省力,但任何机械都不能省功,所以C项正确.3.关于功和能,下列说法中正确的是()A.功和能是两个相同的概念,所以它们的单位相同B.做功的过程就是能量从一种形式转化为其他形式的过程C.各种不同形式的能量在相互转化的过程中,其总量要减少D.功是物体具有能量多少的量度解析:选B.功和能虽然单位相同,但是不同的两个概念,故A错误;能量的转化过程是通过做功实现的,故B正确;不同形式的能在相互转化的过程中总量保持不变,故C错误;功是能量转化多少的量度,但不是物体具有能量多少的量度,故D错误.图1-2-44.(2022年福建师大附中高一检测)如图1-2-4所示,在一个以2m/2的加速度匀减速上升的电梯内有一斜面,斜面与电梯侧壁间有一光滑小球A始终与电梯相对静止,下列判断正确的是()A.斜面对小球的支持力做正功,小球的机械能增加B.斜面对小球的支持力做正功,小球的机械能减少C.斜面对小球的支持力做负功,小球的机械能增加D.斜面对小球的支持力做负功,小球的机械能减少解析:选A.由W=Fcoα知斜面对小球的支持力做正功,小球的机械能增加,A正确.图1-2-55.如图1-2-5所示,斜面高h=3m,斜面倾角为37°,质量为2kg的物体P与斜面间的动摩擦因数为0.1,今将物体P由斜面底端匀速推至斜面顶端,则推力所做的功为多大?若直接将物体P由斜面底端搬至斜面顶端需做功为多大?(g取10m/2)解析:将物体P匀速推至斜面顶端时,由物体受力情况可得推力F=mginθ+μmgcoθ,h3所以F=13.6N;物体P运动的位移==5m,推力所做的功W=F=13.6某5Jinθ0.6=68J.若直接搬物体P,则需做的功为W′=mgh=2某10某3J=60J.答案:68J60J一、单项选择题1.(2022年泉州高一检测)关于功和能,下列说法中正确的是()A.功可以转化为能,能可以转化为功B.做了多少功,一定有多少能发生了转化C.能量从一种形式转化为另一种形式时,可以不通过做功这一过程D.物体做多少功,就有多少能量消失解析:选B.功和能是不同的两个概念,功是一个过程量,能是一个状态量,做功的过程是一个能量转化的过程,做多少功,一定有多少能发生了转化,而不是能量消失,A、D错,B对.能量从一种形式转化为另一种形式时,必须通过做功来实现,C错误.2.关于功和能的关系,下列说法中正确的是()A.功和能的单位相同,意义也完全相同B.外力对物体不做功,这个物体就没有能量C.做功越多,物体具有的能量就越大D.能量转化的多少可以用功来量度解析:选D.一个物体能够对外做功(不论它是否做了功)就说这个物体具有能量,能量是由物体运动状态决定的状态量,功是力在发生位移过程中积累的结果,是一个过程量.功和能虽有相同的单位,但它们的意义全然不同,功是能量转化的量度,做了多少功,就有多少能量发生了转化,做功多,即转化的能量多,但物体具有的能量并不一定大.综上所述,本题的正确答案是D.3.关于功和能,下列判断错误的是()A.古代的钻木取火是通过摩擦力做功将其他能转化为内能B.举重运动员把重物举起来,体内的一部分化学能转化为重力势能C.跳高运动员起跳时,通过体内肌肉做功,体内的部分化学能转化为人的动能D.人走路时,没有力做功所以没有能量转化解析:选D.做功的过程是能量转化的过程,人在走路时,其重心的高度不断变化,所以人要做功,故A、B、C正确,D错.4.举重运动员把重800N的杠铃举高2m,下列说法不正确的是().A.人体内有1600J的化学能转化为杠铃的势能B.人体内消耗的化学能大于1600JC.人对杠铃做的功大于1600JD.人克服杠铃重力做的功等于1600J解析:选C.运动员把杠铃举高2m的过程,需克服重力做功WG=800某2J=1600J;同时运动员体内的内能也要增加,故人体消耗的化学能大于1600J,其中有1600J的化学能通过对杠铃做功而转化为杠铃的重力势能,A、B、D说法正确,所以选C.5.2001年9月11日,恐怖分子利用劫持的客机,对美国的多个目标实施攻击.其中,一架质量为104t,约载35t燃油的波音757飞机,水平撞击世贸大楼的北部塔楼;另一架质量为156t,约载51t燃油的波音767飞机,则水平撞击南部塔楼,使两大楼产生幅度近1m的晃动和猛烈的燃烧.一个多小时后两幢110层的高楼相继倒塌,造成数千人的死亡,使两幢世贸大楼遭受重创的巨大能量是()A.飞机的重力势能B.燃油的化学能C.飞机的内能D.燃油燃烧产生的内能解析:选D.使大楼遭受重创的最主要能量是飞机携带的共约86t燃油燃烧所产生的内能,造成高温,燃烧大楼,且使空气受热膨胀,毁坏建筑物;其次是飞机具有的动能对大楼造成的撞击.6.一人把100N的重物送到10m高的楼上,采用下述三种方法:用手直接提,使用动滑轮,使用滑轮组,若不计摩擦和滑轮的重力,在上述三种情况下,对重物做的功()A.用手直接提时最小B.使用定滑轮时最小C.使用滑轮组时最小D.三种情况一样解析:选D.因都不计摩擦和滑轮重力,故三种情况下对重物做的功都等于克服重力做的功,选项D正确.7.某人用同样的水平力沿光滑水平面和粗糙水平面推动一辆相同的小车,都使它移动相同的距离,两种情况下推力做功分别为W1和W2,小车最终获得的能量分别为E1、E2,则下列关系正确的是()A.W1=W2,E1=E2B.W1≠W2,E1≠E2C.W1=W2,E1≠E2D.W1≠W2,E1=E2解析:选C.因W=Fcoα,由题意可知F、、α均相同,所以W1=W2,因为功是能量转化的量度,在光滑水平面上,W1=E1,在粗糙水平面上,W2=E2+Q,人的化学能一部分转化为物体的动能,另一部分转化为物体的内能,所以E1>E2.选项C正确.8.如图1-2-6所示,两个相同的物体放在相同的地面上,力F1和F2分别作用在两物体上,使两物体匀速运动,位移为,则下列说法正确的是()图1-2-6A.F1>F2,F1比F2做的功多B.F1=F2,F1与F2做功相等C.F1>F2,F1与F2做功相等D.F1=F2,F1比F2做的功少解析:选C.因两物体质量相同且位于相同的地面上,因而两物体所受的阻力相等,根据功的原理,F1与F2所做的功相等;根据平衡条件可知,F1等于摩擦力,而F2等于摩擦力的一半,因此F1>F2,故选项C正确.9.图1-2-7L3如图1-2-7所示,=通过一个滑轮把重为900N的重物沿斜h1面从底端匀速地拉到顶端,如果滑轮本身的质量和所有的摩擦都可忽略,则()A.作用在绳端的拉力是300NB.作用在绳端的拉力是600NC.整个系统做的额外功是0D.有用功一定小于总功解析:选C.这是一个斜面和动滑轮组合的机械,因为滑轮本身的质量和所有的摩擦都可忽略,所以2F某L=G某h,代入数据得F=150N;另外滑轮本身的质量和所有的摩擦都可忽略,所以额外功一定等于0,也就是说,这是一个理想的组合机械.10.同一个物体G,图1-2-8分别沿光滑斜面由B、C匀速提升到A.如图1-2-8所示,若沿斜面拉动的力分别为FB、FC.各个过程中拉力做功分别为WB、WC,则它们的大小关系正确的是()A.WB>WC,FB<FCB.WB=WC,FB<FCC.WB>WC,FB=FCD.WB=WC,FB=FC解析:选B.根据功的原理可知,任何机械均不省功,则WB=WC.由斜面的特点有:F=hG,知FB<FC.答案为B.L二、非选择题11.货物的质量为60kg,某人沿搭板将其匀速推上汽车,若车厢离地面的高度为1.0m,搭板的长度为4.0m,求在这个过程中人做了多少功?人的推力有多少?(不计摩擦阻力)解析:由功的原理W人=WG故WG=mgh=60某10某1.0J=600JW人600又W人=FL,故FN=150N.L4.0答案:600J150N12.质量是图1-2-95某10kg的汽车,由静止开始沿平直道路行驶,当速度达到一定值后,关闭发动机滑行,其速度图象如图1-2-9所示.则在汽车行驶的整个过程中,发动机做功多少?汽车克服阻力做功多少?其能量转化的情况是?解析:本题中,汽车先做匀加速直线运动,而后关闭发动机做匀减速直线运动直至静止.设牵引力为F,阻力为f,汽车加速阶段:Δv1201a1=m/2=1m/2,F-f=ma1,1=t1=200m;t1202减速阶段:20a2=-m/2=-0.5m/2,f=ma2=-2.5某103N,2=400m,40以上各式联立得F=7.5某103N,发动机做功W=F1=1.5某106J,汽车克服阻力做功W′=-f(1+2)=1.5某106J.发动机的内能转化为汽车的机械能(动能)和内能,最后全部转化为内能.答案:1.5某106J1.5某106J发动机的内能转化为汽车的机械能(动能)和内能,最后全部转化为内能3。
高中物理第1章功和功率第2节功和能自我小测含解析鲁科版必修2word版本
功和能我夯基我达标1.如图1-2-2所示,杆下挂一重物,为了提高重物,用一个始终跟直杆垂直,作用点在杆中点的力F使直杆由竖直位置慢慢转动到水平位置.则下列判断正确的是()图1-2-2A.始终是省力杠杆,同时省功B.始终是费力杠杆,但是省功C.先是省力的、后是费力的,但不省功D.先是费力的、后是省力的,但不省功2.上题中对拉力F的大小判断正确的是()A.始终不变B.始终变大C.先变小后变大D.先变大后变小3.关于功和能,下列说法中不正确的是()A.功和能的单位相同,它们的物理意义也相同B.做功的过程就是物体能量的转化过程C.做了多少功,就有多少能量发生了变化D.各种不同形式的能量可以互相转化,而且在转化过程中能量总量保持不变4.一个物体在光滑的水平面上匀速滑行,则下列判断正确的是()A.这个物体没有能B.这个物体的能量不发生变化C.这个物体没有对外做功D.以上说法都不对5.分别用杠杆、斜面和定滑轮将同一物体举到相同高度,若不计摩擦阻力,则对它们对物体所做的功的多少判断正确的是()A.杠杆最多B.斜面最多C.定滑轮最多D.一样多6.如图1-2-3所示,AB=3AE,AC=2AE,AD=1.5AE,若把物体从斜面底部沿AB、AC、AD三个斜面匀速拉到顶端A时(不计摩擦),则下列说法中正确的是()图1-2-3A.沿着AB用的拉力最小,做功最多B.沿着AC用的拉力最小,做功最多C.沿着AD用的拉力最小,做功也最少D.沿着三个斜面用的拉力不相等,做功一样多我综合我发展7.人用脚将足球踢出去时,人体内一部分_____________能转化为足球的_____________能.此时能的转化是通过_____________过程实现的.8.石块自由下落过程中,重力做功把什么能量转化为什么能量?如果重力做了10 J的功,上述能量各变化了多少?9.为把货物装上车厢,用长3 m的木板作斜面.已知车厢高1 m,货物重500 N,若不计摩擦,须用推力F为多大?当人把货物推上汽车时,人对货物做的功为多少?参考答案1思路解析:先判断力F和重力G的力臂的变化,再结合杠杆原理和功的原理可得出答案. 答案:C2思路解析:先判断力F和重力G的力臂的变化,再结合杠杆原理可得出答案.答案:B3思路解析:功是能量转化的量度,做功的过程就是能量转化的过程.在能量的转化过程中,总的能量保持不变,这就是能量守恒定律.答案:A4思路解析:在光滑水平面上匀速滑行的物体的势能和动能都没有发生变化,也没有对外界做功,但不能说这个物体没有能.如果物体速度不为零,则物体具有动能,如果相对零势面有高度差,物体还具有势能.答案:BC5思路解析:根据功的原理,使用任何机械都不能省功.答案:D6思路解析:由力学知识可知,沿着三个斜面用的拉力不相等,再根据功的原理,使用任何机械都不能省功,三种情况下做功一样多.答案:D7答案:化学动踢球8思路解析:石块自由下落过程中,只有重力做功.重力对物体做功使物体的速度越来越大,也就是动能越来越多,同时重力势能越来越少,重力势能转化为动能.在整个过程中能量守恒答案:重力势能转化为动能重力势能减少10 J,动能增加10 J9思路解析:由功的原理F l=Gh,代入数据计算可求出推力F;人对货物做的功等于货物克服重力所做的功.答案:推力F为166.67 N 人对货物做的功为500 J。
新教材高中物理第1章功和机械能2功率课时练习(含解析)鲁科版必修
功率(25分钟·60分)一、选择题(本题共6小题,每题6分,共36分)1.(2020·淄博高一检测)某学校在进行体育测试时,质量为m=50 kg的晓宇同学在t=40 s内完成了25个引体向上,假设每次晓宇同学上升的高度大约为h=m,则晓宇同学克服重力做功的平均功率约为(重力加速度g取10 m/s2)( )W WW W【解析】选B。
每次引体向上克服重力做的功约为W1 J=250 J,40 s内的总功W=nW1=25×250 J=6 250 J,40 s内的平均功率P== W≈156 W,则B正确,A、C、D错误。
2.如图所示,我国自主研制的绞吸挖泥船“天鲲号”达到世界先进水平。
若某段时间内,“天鲲号”的泥泵输出功率恒为1×104 kW,排泥量为 m3/s,排泥管的横截面积为 m2。
则泥泵对排泥管内泥浆的推力为( )A.5×106 NB.2×107 NC.2×109 ND.5×109 N【解析】选A。
排泥量Q=vS,则v== m/s=2 m/s。
又P=Fv,则F==N=5×106 N。
所以A正确,B、C、D错误。
3.如图所示是甲、乙两物体做功与所用时间的关系图像,那么甲物体的功率P甲与乙物体的功率P乙相比( )甲>P乙甲<P乙甲=P乙 D.无法判定【解析】选B。
根据功率的定义式P=可知,在功与所用时间的关系图像中,直线的斜率表示功率。
因此,由图线斜率可知P甲<P乙,则B正确,A、C、D错误。
4. (2020·资阳高一检测)2019年10月1日,在庆祝中华人民共和国成立70周年阅兵式上,习近平主席乘“红旗”牌国产轿车依次检阅15个徒步方队和32个装备方队。
检阅车在水平路面上的启动过程如图所示,其中Oa为过原点的倾斜直线,ab段表示以额定功率P行驶时的加速阶段,bc段是与ab段相切的水平直线,若检阅车的质量为m,行驶过程中所受阻力恒为f,则下列说法正确的是( )A.检阅车在t1时刻的牵引力和功率都是最大值,t2~t3时间内其牵引力大于fB.0~t1时间内检阅车做变加速运动C.0~t2时间内的平均速度等于1~t2时间内检阅车牵引力所做功为P(t2-t1)【解析】选D。
2020学年新教材高中物理第1章功和机械能第2节功率学案鲁科版必修第二册(含参考答案)
新教材高中物理第1章功和机械能:第2节功率学习目标核心素养形成脉络1.理解功率的概念,知道平均功率和瞬时功率.2.掌握平均功率和瞬时功率的计算方法.3.知道机械的额定功率和实际功率的区别.[学生用书P5]一、功率的含义1.定义:力所做的功W与完成这些功所用的时间t之比.2.定义式:P=Wt.3.单位:在国际单位制中,功率的单位为瓦特,简称瓦,符号是W.1 W=1 J/s,1 kW =103 W.二、常见机械的功率1.额定功率:动力机械可以长时间工作的最大允许功率.2.实际功率:机械工作时实际输出的功率.三、功率与力、速度的关系1.功率与速度的关系式:P=Fv_(F与v方向相同).2.推导⎭⎪⎬⎪⎫功率定义式:P=Wt功的计算式:W=Fs位移:s=vtP=Fv思维辨析(1)由公式P=Wt知,做功越多,功率越大.( )(2)力对物体做功越快,力的功率一定越大.( )(3)物体的速度为v,则重力的功率一定是mgv.( )(4)发动机不能在实际功率等于额定功率情况下长时间工作.( )(5)汽车爬坡时常常需要换高速挡.( ) 提示:(1)× (2)√ (3)× (4)× (5)× 基础理解(1)同学们爬山时遇到过挑山工和索道,假设挑山工和缆车将相同的货物运到山顶,两者对货物做的功相同吗?做功用的时间相同吗?做功的功率相同吗?(2)在越野比赛中,汽车爬坡时,常常换用低速挡,这是为什么?提示:(1)两者做功相同,时间不同,做功功率不同.(2)由P =Fv 可知,汽车在上坡时需要更大的牵引力,而发动机的额定功率是一定的,换用低速挡的目的是减小速度,从而增大牵引力.对公式P =W t和P =Fv 的理解[学生用书P6]问题导引如图所示,某部队正用吊车将一台坦克车从码头上吊起装上舰船.(1)将质量为m 的坦克车以速度v 匀速吊起,坦克车在t 时间内匀速上升h 高度.怎样计算吊车的功率?其瞬时功率是多少?(2)若坦克车在相同的时间t 内,从静止开始以加速度a 匀加速上升高度h 时,该过程中吊车的平均功率是多少?其瞬时功率是多少?[要点提示] (1)吊车对坦克车做的功W =mgh . 功率P =W t =mght;P 瞬=Fv =mgv . (2)该过程中吊车的平均功率为P =Wt =Fh t =m (a +g )h t. 其瞬时功率为P 瞬=Fv =(mg +ma )at .【核心深化】1.公式P =Wt和P =Fv 的比较P =W tP =Fv适用 条件(1)功率的定义式,适用于任何情况下功率的计算,一般用来求平均功率(2)当时间t →0时,可由定义式确定瞬时功率(1)功率的计算式,仅适用于F 与v 同向的情况,一般用来求瞬时功率(2)当v 为平均速度时,所求功率为平均功率联系 公式P =Fv 是P =Wt的推论P Fv 定值各量间的关系应用P 一定 F 与v 成反比 汽车上坡时,要增大牵引力,应换低速挡减小速度 v 一定F 与P 成正比汽车上坡时,要使速度不变,应加大油门,增大输出功率,获得较大牵引力F 一定 v 与P 成正比汽车在高速路上,加大油门增大输出功率,可以提高速度(多选)(2019·陕西商洛期末)关于功率公式P =W t和P =Fv ,下列说法正确的是( )A .由于力F 和速度v 均为矢量,故根据公式P =Fv 求得的功率P 为矢量B .由公式P =Fv 可知,若功率保持不变,则随着汽车速度增大汽车所受的牵引力减小C .由公式P =Fv 可知,在牵引力F 一定时,功率与速度成正比D .由P =W t可知,只要知道W 和t 就可求出任意时刻的功率[解析] 虽然力F 和速度v 均为矢量,但是功率P 为标量,故选项A 错误;由公式P =Fv 可知,若功率保持不变,则随着汽车速度增大,汽车所受的牵引力减小,当速度达到最大值时,牵引力最小,故选项B 正确;由P =Fv 可知,当牵引力不变时,汽车牵引力的功率一定与它的速度成正比,故选项C 正确;根据P =W t只能计算平均功率的大小,所以只要知道W 和t 就可求出时间t 内的平均功率.故选项D 错误.[答案] BC关键能力2 平均功率与瞬时功率的求解一台起重机将静止在地面上、质量为m =1.0×103kg 的货物匀加速竖直吊起,在2 s 末货物的速度v =4 m/s.(取g =10 m/s 2,不计额外功)求:(1)起重机在这2 s 内的平均功率; (2)起重机在2 s 末的瞬时功率.[解析] 设货物所受的拉力为F ,加速度为a ,则 (1)由a =v t得,a =2 m/s 2F =mg +ma =1.0×103×10 N +1.0×103×2 N=1.2×104N 2 s 内货物上升的高度h =12at 2=4 m起重机在这2 s 内对货物所做的功W =F ·h =1.2×104×4 J =4.8×104 J起重机在这2 s 内的平均功率P =W t =4.8×104 J 2 s=2.4×104 W. (2)起重机在2 s 末的瞬时功率P =Fv =1.2×104×4.0 W =4.8×104 W.[答案] (1)2.4×104W (2)4.8×104W计算功率应该注意的问题(1)首先应该明确所求的功率是平均功率还是瞬时功率,计算平均功率与瞬时功率选择的公式不同.(2)求平均功率时,应明确是哪一段时间内的平均功率;求瞬时功率时,应明确是哪一时刻的瞬时功率.(3)应该明确是哪一个力对物体做功的功率,是动力还是阻力,是恒力还是变力等.不同情况应选择不同的公式.【达标练习】1.(多选)关于力对物体做功的功率,下面几种说法中正确的是( )A .力对物体做功越多,这个力的功率就越大B .力对物体做功的时间越短,这个力的功率就越大C .力对物体做功少,其功率也可能很大;力对物体做功多,其功率也可能较小D .功率是表示做功快慢的物理量,而不是表示做功多少的物理量解析:选CD.功率P =W t,表示单位时间内所做的功.当t 一定时,W 越大,P 越大;当W 一定时,t 越小,P 越大,单纯只强调两个因素中的一个,而不说明另一个因素情况的说法是错误的,故A 、B 错误;如果W 小,但当t 很小时,P 也可能很大;如果W 较大,但t 很大时,P 也可能较小,故C 正确;由P =W t可知P 是表示做功快慢的物理量,P 越大反映的是单位时间内做功越多,也就是做功越快,故D 正确.2.(2019·湖南娄底期末)如图所示,一质量为1 kg 的木块静止在光滑水平面上,在t =0时,用一大小为F =2 N 、方向与水平面成θ=30°的斜向右上方的力作用在该木块上,则在t =3 s 时力F 的功率为( )A .5 WB .6 WC .9 WD .6 3 W解析:选C.对木块根据牛顿第二定律可知,木块的加速度为:a =F cos θm= 3 m/s 2,则t =3 s 时的瞬时速度为:v =at =3 3 m/s ,则力F 的瞬时功率为:P =Fv cos θ=2×33×32W =9 W ,故C 项正确. 机车启动问题[学生用书P7]问题导引汽车的启动方式有两种: 1.以恒定的功率启动; 2.以恒定的加速度启动.(1)用公式P =Fv 研究汽车启动问题时,力F 是什么力? (2)以恒定功率启动时,汽车的加速度变化吗?做什么运动?(3)汽车匀加速启动的过程能否一直持续下去?[要点提示] (1)F是汽车的牵引力.(2)汽车以恒定功率启动,根据P=Fv,v增大,F减小,加速度减小,故加速度变化,汽车做变加速运动.(3)不能.汽车匀加速启动,F不变,v增大,P增大.当P=P额时,匀加速运动结束.【核心深化】机车启动通常有两种方式,即以恒定功率启动和以恒定加速度启动.分析的理论依据是机车功率P=Fv,水平方向上应用牛顿第二定律,牵引力F与阻力F阻有F-F阻=ma,应用这两个公式对运动过程进行分析.1.两种启动过程对比两种方式以恒定功率启动以恒定加速度启动P-t图和v-t图牵引力的变化图像OA段过程分析v↑⇒F=P(不变)v↓⇒a=F-F阻m↓a=F-F阻m不变⇒F不变P=Fv↑直到P额=Fv1运动性质加速度减小的加速直线运动匀加速直线运动,维持时间t0=v1aAB段过程分析F=F阻⇒a=0⇒F阻=Pv mv↑⇒F=P额v↓⇒a=F-F阻m↓运动性质以v m的速度做匀速直线运动加速度减小的加速直线运动BC段过程分析—F=F阻⇒a=0⇒F阻=P额v m 运动性质做速度为v m的匀速直线运动2.几个重要关系式(1)无论哪种运行过程,机车的最大速度都等于其匀速运动时的速度,即v max =P F min =P F 阻(式中F min 为最小牵引力,其值等于阻力F 阻).(2)机车以恒定加速度启动的运动过程中,匀加速过程结束时,功率最大,速度不是最大,即v =P F <v max =P F 阻. (3)机车以恒定功率运行时,牵引力做的功W =Pt . (4)P =Fv 中F 为机车的牵引力而不是合力. 关键能力1 机车以恒定功率启动质量为m =5×103kg 的汽车在水平公路上行驶,阻力是车重的0.1.让车保持额定功率为60 kW ,从静止开始行驶,求(g 取10 m/s 2):(1)汽车达到的最大速度v m ;(2)汽车车速v 1=2 m/s 时的加速度大小.[思路点拨] 汽车的功率即为牵引力的功率,则P =Fv ,当F =f 时,速度为v m ;当汽车以额定功率启动时P =P 0不变,可由F =P 0v求解不同速度对应的牵引力.[解析] (1)由P =Fv =fv m 得v m =P f =P 0.1mg =60×1030.1×5×103×10m/s =12 m/s.(2)由P =Fv 得F =P v, 当v 1=2 m/s 时,F 1=P v 1=60×1032N =3×104N由牛顿第二定律得F 1-f =ma ,所以a =F 1-0.1mg m=3×104-0.1×5×103×105×103m/s 2=5 m/s 2. [答案] (1)12 m/s (2)5 m/s 2关键能力2 机车以恒定加速度启动在水平路面上运动的汽车的额定功率为100 kW ,质量为10 t ,设阻力恒定,且为车重的110,则:(g 取10 m/s 2)(1)汽车在运动过程中所能达到的最大速度为多大?(2)若汽车以0.5 m/s 2的加速度从静止开始做匀加速直线运动,这一过程能维持多长时间?(3)若汽车以额定功率从静止启动后,当汽车的加速度为2 m/s 2时,速度多大? [思路点拨] 汽车以恒定功率启动,速度增大,牵引力减小,做加速度逐渐减小的加速运动,直到牵引力等于阻力为止;汽车以恒定加速度启动,牵引力和阻力恒定,随着速度增加,它的实际功率逐渐增大,直到Fv 等于额定功率为止.[解析] (1)当汽车速度最大时,a 1=0,F 1=F 阻,P =P 额故v max =P 额F 阻=100×103110×10×103×10 m/s =10 m/s.(2)汽车从静止开始做匀加速直线运动的过程中,a 2不变,v 变大,P 也变大,当P =P 额时,此过程结束.F 2=F 阻+ma 2=⎝⎛⎭⎪⎫110×104×10+104×0.5N =1.5×104 Nv 2=P 额F 2=1051.5×104m/s ≈6.7 m/s则t =v 2a 2=6.70.5s =13.4 s.(3)F 3=F 阻+ma 3=⎝ ⎛⎭⎪⎫110×104×10+104×2N =3×104Nv 3=P 额F 3=1053×104m/s ≈3.3 m/s.[答案] (1)10 m/s (2)13.4 s (3)3.3 m/s机车启动问题的求解方法(1)机车的最大速度v max 的求法机车做匀速运动时速度最大,此时牵引力F 等于阻力F 阻,故v max =P F =PF 阻. (2)匀加速启动时,做匀加速运动的时间t 的求法 牵引力F =ma +F 阻,匀加速运动的最大速度v ′max =P 额ma +F 阻,时间t =v ′maxa.(3)瞬时加速度a 的求法根据F =Pv 求出牵引力,则加速度a =F -F 阻m. 质量为2×103kg 的汽车,发动机的额定功率为3×104W .在水平公路上行驶受到阻力恒为车重的0.1,g 取10 m/s 2.(1)求汽车行驶的最大速度.(2)若汽车从静止开始保持2 m/s 2的加速度做匀加速直线运动,则这一过程能持续多长时间?解析:(1)汽车行驶的最大速度:v max =P f =3×1040.1×2×103×10=15 m/s.(2)由F -f =ma ,代入数据得F =6 000 N , 此时由P =Fv 得v =5 m/s , 由v =at 得t =2.5 s. 答案:(1)15 m/s (2)2.5 s[随堂检测][学生用书P9]1.(2019·北师大附中高一期中)一辆汽车在平直公路上以额定功率行驶,设所受阻力不变.在汽车加速过程中( )A .牵引力减小,加速度增大B .牵引力减小,加速度减小C .牵引力增大,加速度增大D .牵引力增大,加速度减小解析:选B.根据P =Fv 知,发动机的功率恒定,速度增大,牵引力减小,根据牛顿第二定律F -f =ma 可知加速度减小,故选项B 正确.2.(多选)(2019·拉萨八校期末联考)质量为m 的小球从高h 处由静止自由下落,经时间t 落地,关于重力的功率正确的是( )A .重力的功率即描述重力做功的快慢B .重力的平均功率等于mgh 2tC .全过程重力的平均功率等于mgh tD .落地时重力的功率等于2mg gh解析:选AC.功率是描述力做功快慢的物理量,重力的功率是描述重力做功的快慢,故A 正确;重力做的功W =mgh ,重力的平均功率为:P =W t =mght,故B 错误,C 正确;落地时的瞬时速度为:v =2gh ,落地时重力的瞬时功率为:P =mgv =mg 2gh ,故D 错误.3.(2019·北师大附中期中)如图所示,在水平方向同一恒力F 作用下,一物体分别沿着粗糙水平面和光滑水平面从静止开始,运动相同位移x .物体沿着粗糙水平地面运动位移x 过程中,力F 的功和平均功率分别为W 1、P 1.物体沿着光滑水平地面运动位移x 过程中,力F 的功和平均功率分别为W 2、P 2.则( )A .W 1>W 2、P 1>P 2B .W 1=W 2、P 1<P 2C .W 1=W 2、P 1>P 2D .W 1<W 2、P 1<P 2解析:选B.根据W =Fs cos θ因为力和位移都相等,则恒力做功相等即W 1= W 2.物块在粗糙水平面上运动的加速度小于在光滑水平面上的加速度,根据x =12at 2可知:在通过相同距离的情况下,在粗糙水平面上的运动时间长.根据P =W t可知P 1<P 2,选项B 正确.4.(多选)(2019·重庆巴蜀中学期末)发动机额定功率为P 0的汽车在水平路面上从静止开始先匀加速启动,最后达到最大速度并做匀速直线运动,已知汽车所受路面阻力恒为F ,汽车刚开始启动时的牵引力和加速度分别为F 0和a 0,如图所示描绘的是汽车在这一过程中速度随时间以及加速度、牵引力和功率随速度变化的图像,其中正确的是( )解析:选AC.汽车匀加速启动时,a 一定,根据v =at 知v 增大,根据F =ma +f 知F 一定,根据P =Fv 知,功率P 也均匀增大,达到P 额后,功率保持不变,由v 继续增大,牵引力减小,当F =f 时,a =0,速度达到最大,之后匀速,故A 、C 正确.[课时作业][学生用书P95(单独成册)]A 组 学业达标练1.关于功率,下列说法正确的是( ) A .功率是描述力对物体做功多少的物理量 B .力做功时间越长,力的功率一定越小 C .力对物体做功越快,力的功率一定越大 D .力对物体做功越多,力的功率一定越大解析:选C.功率是描述力对物体做功快慢的物理量,做功越快,功率越大,A 错误,C 正确;力对物体做功时间长,未必做功慢,B 错误;力对物体做功多,未必做功快,D 错误.2.如图所示,分别用力F 1、F 2、F 3将质量为m 的物体由静止沿同一光滑斜面以相同的加速度从斜面底端拉到斜面的顶端,在此过程中F 1、F 2、F 3的平均功率分别为P 1、P 2、P 3,则( )A .P 1=P 2=P 3B .P 1>P 2=P 3C .P 3>P 2>P 1D .P 1>P 2>P 3解析:选A.物体的加速度相同,说明物体受到的合力相同,即拉力F 在沿着斜面方向的分力都相同,由于斜面的长度相同,物体的加速度相同,所以物体到达顶端时,物体的速度的大小也是相同的,根据功的公式W =Fs 可得,拉力在沿着斜面方向上的分力相同,位移相同,所以拉力做的功相同,由于物体的运动情况相同,所以物体运动的时间也相同,所以拉力的功率也就相同,故A 项正确.3.(2019·广东佛山期末)为了行驶安全,小车进入城区应适当减速,某小车进入城区前功率恒为P ,做匀速直线运动,进入城区后仍沿直线行驶,所受阻力不变,但功率立刻变为P 2,并保持此功率不变.下列说法正确的是( ) A .小车做匀速直线运动B .小车做匀减速直线运动C .小车先做匀速运动后做减速直线运动D .小车先做减速运动后做匀速直线运动解析:选D.匀速运动时,牵引力等于阻力,即F =f 且功率P =Fv ,当功率减半,速度不突变,则牵引力变为F 2<f ,小车做减速运动,因为速度减小,功率不变,则牵引力由F2逐渐增大,直到增大到和摩擦力相等,根据牛顿第二定律可知小车的加速度逐渐减小最后为零,小车先做加速度减小的减速运动后做匀速直线运动,故选项D 正确.4.(2019·江苏盐城期末)2018年12月,时速350 km 的“复兴号”新型动车组首次公开亮相,如图所示. 设动车运行时受到的阻力与速度成正比. 若动车以速度v 匀速行驶,发动机的功率为P . 当动车以速度2v 匀速行驶,则发动机的功率为( )A .PB .2PC .4PD .8P解析:选C.由于动车运行时所受的阻力与它的速度成正比,所以动车以速度v 水平匀速运行时,受到的阻力的大小为:f =kv ,此时动车受到的阻力的大小和牵引力的大小相等,即:P =Fv =fv =kv 2,当动车以速度2v 水平匀速运行时,动车受到的阻力的大小为:f ′=2kv =2f ,所以此时的功率的大小为:P ′=f ′·2v =2f ·2v =4P ,选项C 正确.5.(2019·吉林白山期末)质量为1 kg 的物体做匀变速直线运动,其位移随时间变化的规律为x =2t +t 2(m).t =2 s 时,该物体所受合力的功率为( )A .6 WB .8 WC .10 WD .12 W 解析:选D.根据x =v 0t +12at 2=2t +t 2知质点的加速度a =2 m/s 2,初速度为v 0=2 m/s ,根据v =v 0+at 可知t =2 s 时速度为v =6 m/s ,根据牛顿第二定律可知物体所受合力F =ma =2 N ,t =2 s 时,该物体所受合力的功率为P =Fv =12 W ,故选项D 正确,A 、B 、C 错误.6.(2019·广东深圳期末)质量为2 000 kg 的汽车在水平路面上匀加速启动,阻力恒为1 000 N ,t =20 s 时发动机达到额定功率,此后,功率保持不变,其运动的v -t 图像如下,下列说法正确的是( )A .在t =40 s 时汽车达到最大速度B .汽车的额定功率为20 000 WC .匀加速阶段,汽车的加速度大小为1 m/s 2D .加速过程中,汽车的牵引力一直在增大解析:选B.t =20 s 时发动机达到额定功率,t =20 s 之后,汽车做加速度减小的加速运动,直到达到最大速度,由v -t 图像可知,在t =40 s 时汽车尚未达到最大速度,故A错误;匀加速阶段,汽车的加速度a =Δv Δt =10-020 m/s 2=0.5 m/s 2,根据牛顿第二定律有:F -F 阻=ma ,汽车的牵引力F =ma +F 阻=2 000 N ,t =20 s 时发动机达到额定功率P =Fv =20 000 W ,故B 正确,C 错误;汽车达到额定功率后,牵引力大于阻力,速度还要继续增大,在功率保持不变的情况下,由P =Fv 知,随着速度的增大,牵引力要减小,直到汽车达到最大速度时,牵引力F =F 阻=1 000 N ,故D 错误.7.(多选)(2019·辽宁葫芦岛期末)机车以恒定加速度启动,在达到额定功率之前的过程中,下列速度—时间、机车功率—时间图像中正确的是( )解析:选AC.机车保持加速度不变启动,则速度为v=at,在达到额定功率前均做匀加速直线运动,v-t图像为过原点的倾斜直线,故A正确,B错误;机车的功率P=Fv,匀加速直线运动v=at,联立有P=Fat,可知机车的功率随时间均匀增大,故C正确,D错误.8.(2019·湖南娄底高一期末)质量为1.5×103 kg的汽车以某一恒定功率启动后沿平直路面行驶,且行驶过程中受到的阻力恒定,汽车能够达到的最大速度为30 m/s.若汽车的速度大小为10 m/s时的加速度大小为4 m/s2,则该恒定功率为( )A.90 kW B.75 kWC.60 kW D.4 kW解析:选A.汽车以恒定的功率启动,由牛顿第二定律F-f=ma和功率P m=Fv联立可得P v -f=ma,当速度为10 m/s时的加速度大小为4 m/s2,即:P m10-f=4m;而汽车达到最大速度时加速度为零,有:P m30=f;联立两式解得:P m=60m=60×1.5×103 W=90 kW.9.(2019·江苏淮安期末)将20 kg的物体从静止开始以2 m/s2的加速度竖直提升4 m,求:(1)拉力的大小;(2)该过程中拉力做的功;(3)到达4 m高处时拉力的瞬时功率.(g取10 m/s2)解析:(1)对物体进行受力分析,根据牛顿第二定律列式得:F-mg=ma代入数据得:F=240 N.(2)该过程中拉力做的功W=Fs,代入数据解得:W=960 J.(3)设物体到达4 m高处时速度为v,由v2=2as得:v=4 m/s,到达4 m高处时拉力的瞬时功率P=Fv=240×4 W=960 W.答案:(1)240 N (2)960 J (3)960 WB组素养提升练10.(多选)(2019·河南平顶山期末)如图甲所示,物体受到水平推力F 的作用在粗糙水平面上做直线运动.监测到推力F 、物体速度v 随时间t 变化的规律如图乙、丙所示.取g =10 m/s 2,则( )A .第1 s 内推力做功为1 JB .第2 s 内摩擦力做的功为W =2.0 JC .第1.5 s 时推力F 的功率为3 WD .第2 s 内推力F 做功的平均功率P =3 W解析:选CD.由v -t 图可知第1 s 内物体速度为零没有运动,所以推力做的功为零,A 错误;由v -t 图和F -t 图可知第3 s 内物体匀速,则f =F =2 N ,第2 s 内位移为1 m ,由W f =-fL =-2×1 J =-2.0 J ,则B 错误;1.5 s 时的瞬时速度为1 m/s ,推力为3 N ,则由P =Fv =3×1 W =3 W ,C 正确;第2 s 内的推力为3 N ,第2 s 内物体做匀加速直线运动平均速度为1 m/s ,由P =F v -=3×1 W=3 W ,D 正确.11.(多选)一辆汽车在水平路面上由静止启动,在前5 s 内做匀加速直线运动,5 s 末达到额定功率,之后保持额定功率运动,其v -t 图像如图所示.已知汽车的质量为m =2×103kg ,汽车受到阻力为车重的0.1,g 取10 m/s 2,则( )A .汽车在前5 s 内的牵引力为3×103 NB .汽车在前5 s 内的牵引力为6×103 NC .汽车的额定功率为60 kWD .汽车的最大速度为60 m/s解析:选BC.汽车受到的阻力为f =0.1×2×103×10 N =2×103 N ,前5 s 内,由图知a =2 m/s 2,由牛顿第二定律可知F -f =ma ,求得汽车的牵引力为F =f +ma =6×103 N ,故选项B 正确,A 错误;t =5 s 末功率达到额定功率,汽车的额定功率为P =Fv =6×104 W =60 kW ,故选项C 正确;当牵引力等于阻力时,汽车达最大速度,则最大速度v max =P f =30 m/s ,故选项D 错误.12.(2019·长春外国语学校期末)一辆重5 t 的汽车,发动机的额定功率为80 kW.汽车从静止开始以加速度a=1 m/s2做匀加速直线运动,车受的阻力为车重的0.06.(g取10 m/s2)求:(1)汽车做匀加速直线运动的最长时间;(2)汽车开始运动后第5 s末的瞬时功率;(3)汽车的最大速度.解析:(1)匀加速过程,由牛顿第二定律得:F-f=ma代入数据计算得:F=0.06mg+ma=8 000 N匀加速的最大速度:v=PF=80×1038 000m/s=10 m/s匀加速运动的时间:t=va=101s=10 s.(2)5 s末汽车的速度:v′=at′=1×5 m/s=5 m/s汽车的瞬时功率:P′=Fv′=8 000×5 W=4×104 W=40 kW.(3)汽车匀速运动时速度最大,由平衡条件可知,速度最大时汽车的牵引力:F″=f=0.06mg=3 000 N由P=Fv可知,汽车的最大速度:v=PF″=80×1033 000m/s≈26.67 m/s.答案:(1)10 s (2)40 kW (3)26.67 m/s。
高一物理 第一章功和功率19单元测试 鲁科版必修2
第一章《功和功率》全章测试1一、本题共16小题,每小题3分,共48分.在每小题给出的四个选项中,有的小题只有一个选项正确,有的小题有多个选项正确.全部选对的得3分,选不全的得1分,有选错或不答的得0分.1.关于功是否为矢量,下列说法正确的是( )A.因为功有正功和负功,所以功是矢量B.因为功没有方向性,所以功是标量C.力和位移都是矢量,功也一定是矢量D.力是矢量,功也是矢量2.质量分别为m1和m2的两个物体,m1<m2,在大小相等的两个力F1和F2作用下沿力的方向移动了相同距离.若F1做的功为W1,F2做的功为W2,则( )A.W1>W2B.W1<W2C.W1=W2D.无法确定3.质量为m的物体,在水平力F作用下,在粗糙的水平面上运动,下列哪些说法正确( ) A.如果物体做加速直线运动,F一定对物体做正功B.如果物体做减速直线运动,F一定对物体做负功C.如果物体做减速直线运动,F也可能对物体做正功D.如果物体做匀速直线运动,F一定对物体做正功4.一个人从深4m的水井中匀速提取50N的水桶至地面,在水平道路上行走了12m,再匀速走下6m深的地下室,则此人用来提水桶的力所做的功为()A.500J B.1100J C.100J D.-100J5.A、B两物体质量分别为m和2m,A置于光滑水平面上,B置于粗糙水平面上,用相同水平力F分别推A和B,使它们前进相同的位移,下面说法正确的是( )A.两次推力做功相等B.第二次推力做功大一些C.第一次推力做功大D.无法比较6.某人用同一水平力先后两次拉同一物体,第一次使此物体沿光滑水平面前进距离s,第二次使此物体沿粗糙水平面也前进距离s,若先后两次拉力做的功为W1和W2,拉力做功的功率是P1和P2,则( )A.W1=W2,P1=P2 B.W1=W2,P1>P2C.W1>W2,P1>P2 D.W1>W2,P1=P27.关于力对物体做功.如下说法正确的是( )A.滑动摩擦力对物体一定做负功B.静摩擦力对物体可能做正功C.作用力的功与反作用力的功其代数和一定为零D.合外力对物体不做功,物体一定处于平衡状态8.用轻绳拴一个质量为m的小球以加速度a向上提升一段距离s,则拉力对小球做的功为( )A.mgs B.m(g+a)s C.mas D.m(g-a)s9.如图1-3所示,质量为m的物块始终静止在倾角为θ的斜面上,下列说法正确的是( )A.若斜面向右匀速移动距离s,斜面对物块没有做功图1-4B .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 匀加速移动距离s ,斜面对物块做功masD .若斜面向下以加速度匀加速移动距离s ,斜面对物块做功m (g +a )s10.如图1-4所示是健身用的“跑步机”示意图,质量为m 的运动员踩在与水平面成α角的静止皮带上,运动员用力后蹬皮带,皮带运动过程中受到的阻力恒定为f ,使皮带以速度v 匀速运动,则在运动过程中下列说法正确的是( )A .人脚对皮带的摩擦力是皮带运动的动力B .人对皮带不做功C .人对皮带做功的功率为mgvD .人对皮带做功的功率为fv11.下列说法正确的是 ( ) A .摩擦力对物体做功,其机械能必减少B .外力对物体做功,其机械能必不守恒C .做变速运动的物体可能没有力对它做功D .物体速度增加时,其机械能可能减少12.下列说法正确的是 ( )A .作用力做正功时,反作用力一定做负功B .作用力不做功时,反作用力也一定不做功C .作用力和反作用力的功一定大小相等,正负相反D .作用力做正功时,反作用力也可以做正功13.沿着高度相同,坡度不同,粗糙程度也不同的斜面向上拉同一物体到顶端,以下说法中正确的是( )A .沿坡度小,长度大的斜面上升克服重力做的功多B .滑长度大、粗糙程度大的斜面上升克服重力做的功多C .沿坡度大、粗糙程度大的斜面上升克服重力做的功多D .上述几种情况重力做功同样多14.当重力对物体做正功时,物体的重力势能和动能可能的变化情况,下面哪些说法正确( )A .重力势能一定增加,动能一定减小B .重力势能一定减小,动能一定增加C .重力势能一定减小;动能不一定增加D .重力势能不一定减小,动能一定增加15.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摩擦阻力大小一定,汽车速度能够达到的最大值为v ,那么当汽车的车速为v /4时.汽车的瞬时加速度的大小为( )A .P /mvB .2P /mvC .3P /mvD .4P /mv16.物体在地面上20m 高的地方以7m /s 2的加速度竖直下落,则在下落的过程中,物体的机械能的变化是( )图1-3图1-6A.不变B.减小C.增大D.无法确定二、本题共5小题,每空2分,共16分.把答案填在答题卡相应的横线上或按题目要求作答.17.质量为100g的物体,做下列几种运动(g取10m/s2)(1)若物体匀速上升了5.0m(空气阻力可忽略不计),动力对物体所做的功为________J;(2)若物体以1.2m/s2的加速度上升了6.0m(空气阻力可忽略不计),动力对物体所做的功为________J.18.如图1-5,M=2kg的均匀木板长为L=40cm,放在水平面上,右端与桌面齐,板与桌面间的动摩擦因数为μ=0.2,现用水平力将其推落,水平力至少做功为_______.19.一个质量为m的小球,从高h处自由下落,则下落过程中重力对小球做功的平均功率是______;落地时重力的瞬时功率是______.20.如图1-6所示.质量为m的物体静止在倾角为θ的斜面上,物体与斜面间的动摩擦因数为μ,现在使斜面体向右水平匀速移动距离l.则摩擦力对物体做的功W f=_____;斜面对物体的弹力做的功W N=_____(物体与斜面体保持相对静止)21.在光滑的水平面上,用一水平恒力F将物体由静止开始水平移动s,作用力的平均功率是P,如果力变为4F,则此力使同一物体同样移动s,在后一过程中,力做功的平均功率为________.三、本题共5小题,第22—25每题7分,第26题8分,共36分.解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤.只写出最后答案的不能得分.有数值计算的题,答案中必须明确写出数值和单位.22.如图所示,质量为m的小球从高为h的斜面的A点滚下经水平面BC后,再滚上另一斜面,当它到达h/3高度的D点时的速度为零,此过程中物体重力做的功是多少?23.如图所示,质量为m的物体,放于水平面上,物体上竖直固定一长度为l、劲度系数为h的轻质弹簧现用手拉住弹簧上端P缓慢向上提,使物体离开地面上升一段距离在这一过程中,若P端上移的距离为H,求物体重力势能的增加量.图1-8图1-7图1-524.在一段平直公路上,一辆质量m =10t 的卡车速度从v 1=5m/s 均匀增加到v 2=15m/s ,经过的时间t =50s ,如果车在运动时受到的阻力为车重力的k 倍,k =0.05,求:(1)发动机的平均功率。
2019-2020年高中物理第1章功和功率章末检测鲁科版必修2
[时间:90分钟满分:100分]一、单项选择题(本题共7小题,每小题4分,共28分)1. 如图1所示,平板车放在光滑水平面上,一个人从车的左端加速向右端跑动. 设人受到的摩擦力为f,平板车受到的摩擦力为f',下列说法正确的是()图1A. f、f '均做负功B. f、f '均做正功C. f做正功,f '做负功D. 因为是静摩擦力,f、f'做功均为零22. 用F= 6 N的力将质量为0.5 kg的物体由静止开始竖直向上提起,取g= 10 m/s,则2 s末F做功的功率是()A. 6 WB. 12 WC. 24 WD. 48 W3. 某人利用机械效率为85%勺滑轮组将重物提高0.5 m和直接用手将同一物体匀速竖直提高0.5 m两种情况下,比较人所做的总功()A. 使用滑轮组时做功多B. 用手直接提高做功多C. 做功一样多D. 做的额外功一样多4. 质量为2 kg的物体做自由落体运动,经过 2 s 落地.取g= 10 m/s2.关于重力做功的功率, 卜列说法止确的是()A.下落过程中重力的平均功率是400 W B.下落过程中重力的平均功率是100 WC. 洛地前的瞬间重力的瞬时功率是 400 W D.洛地前的瞬间重力的瞬时功率是 200 W5. 一个物体在粗糙的水平面上运动,先使物体向右滑动距离 S ,再使物体向左滑动 S ,正好回到起点,来回所受摩擦力大小都为 f ,则整个过程中摩擦力做功为( )A. 0B. - 2fsC. — fsD.无法确定6. 一质量为m 发动机额定功率为 P 的汽车,开上一倾角为a 的坡路,设坡路足够长,摩擦阻力是车重的k 倍,汽车在上坡过程中的最大速度为 ( )PF COS aA.B.-mcsin amg PP C.1D.mg k + sin amgk7. —质量为1 kg 的质点静止于光滑水平面上,从t = 0时起,第1 s 内受到2 N 的水平外力作用,第2s 内受到同方向的1N 的外力作用.下列判断正确的是 ( )A. 0〜2 s 内外力的平均功率是7W45B. 第2 s 内外力所做的功是4 JC. 第2 s 末外力的瞬时功率最大D.第1 s 末外力的瞬时功率最大二、多项选择题(本题共5小题,每小题5分,共25分) &如图2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,下述说法正确的是()A. 摩擦力对物体做正功B. 摩擦力对物体做负功C. 支持力对物体不做功D. 合外力对物体做正功9. 如图3所示,一个物体放在水平面上,在跟竖直方向成0角的斜向下的推力F的作用下沿平面移动了位移s,若物体的质量为m物体与地面之间的摩擦力为f,则在此过程中()图3A. 摩擦力做的功为一fsB. 力F做的功为W Fs cos 0C. 力F做的功为W Fs sin 0D. 重力做的功为mgs10. 一个恒力F作用在正在粗糙水平面上运动着的物体上. 如果物体做减速运动,则()A. F对物体一定做负功B. F对物体可能做负功C. F对物体一定做正功D. F对物体可能做正功11. 如图4所示,在相同的时间里,用力F甲、F乙把等重的物体提升相同的高度,乙的动滑轮比甲重(忽略绳重和摩擦),比较它们的机械效率n甲、n乙和两力做功的功率P甲、P乙,A. n甲>耳乙B. n甲<n乙C. P甲>P乙D. P甲v P乙12. 如图5甲所示,滑轮质量、摩擦均不计,质量为 2 kg的物体在F作用下由静止开始向上做匀加速运动,其速度随时间的变化关系如图乙所示,由此可知A. 4 s内F做功为84 JB. F的大小为21 N2(g取10 m/s )( )C. 4 s末F的功率大小为42 WD. 4 s 内F 做功的平均功率为 42 W三、计算题(本题共4小题,共47分,解答时应写出必要的文字说明,方程式和演算步骤, 有数值计算的要注明单位).13. (10分)一台起重机匀加速地将质量为1X 103 kg 的货物由静止竖直吊起,在2 s 末货物的速度为v = 4 m/s , g 取10 m/s 1 2,不计阻力,求: (1) 起重机在这2 s 内的平均输出功率. (2) 起重机在2 s 末的瞬时功率.14. (12分)一物体在水平面上沿直线运动,如图6中的甲和乙所示,求 0〜14 s 内:1 拉力F 对物体所做的功;2 摩擦力对物体所做的功.所受的水平拉力 F 及速度v 随时间变化的关系t/nO 2 4 6 K LO 1214 用 8 6 4 2乙15. (12分)一辆电动自行车的铭牌上给出了如下的技术参数车型:20〃折叠式电动自行车额定输出功率:120 W整车质量:30 kg额定转速:240 r/mi n最大载重:120 kg额定工作电压:40 V续行里程〉40 km额定工作电流:3.5 AXX电动自行车厂出厂日期:xx年10月设骑车人的质量为70 kg,阻力恒为车和人总重的0.02倍,g取10 m/s2,当该车电动机在额定输出功率下工作时:(1) 仅在电动机提供动力的情况下,求该车的最大速度.⑵当该车速度v = 1 m/s时,加速度多大?16. (13分)使用如图7所示装置测滑轮组A B的机械效率•已知物重G= 4.5 N,用弹簧测力计向上匀速拉动绳子的自由端,使重物升高0.1 m,弹簧测力计示数为 2 N •求:(1)滑轮组A B的机械效率n .(2) 如果测出动滑轮B重为1.2 N,那么这个实验过程中克服摩擦力做了多少功?合案精析章末检测1. B [要注意人与平板车之间为静摩擦力,人受到的摩擦力f水平向右,与人的运动方向一致,做正功;平板车受到的摩擦力 f '水平向左,与车的运动方向也一致,做正功,故B正确.]2. C [物体在F作用下向上做匀加速直线运动,加速度a= F^mg^ 2 m/s 2.2 s末的速度vm=at = 4 m/s,所以 2 s 末F 的功率为P^ Fv= 6X 4 W= 24 W.]3. A [用手直接提重物和用机械提重物,两种情况下的有用功相等•而用机械提重物时,由于机械效率为85%还需做额外功,故此种情况下的总功多,A正确,B、C均错;用手直接提重物时额外功为零,故D错.]1 24. C [物体2 s下落的咼度为h = ^gt = 20 m,落地的速度为v = gt = 20 m/s,所以下落过mah程中重力的平均功率是P =-厂=200 W,落到地面前的瞬间重力的瞬时功率是P= mgv= 400 W选项C正确.]5. B [由题意可知,物体运动过程可分两段,两段内摩擦力做功均为负功,为W=-fs ;则全程摩擦力所做的功W^=- 2fs .]6. C [汽车上坡时所受的总阻力F= kmg+ m@in a,由P= Fv,知汽车的最大速度V max= ______ Pmg k+ sin a .]7. D [由题意知质点所受的水平外力即为合力,贝U知质点在这2秒内的加速度分别为a i= 2m/s2、a2= 1 m/s 2,则质点在第1 s末与第2 s末的速度分别为v i = 2 m/s、V2= 3 m/s,第1 , 1 2 1 2 , 1 2 ,s内的位移S1=尹让1 = 2X1 = 1 m .第2 s内的位移S2 = v r t 2+尹2上2= 2.5 m .第1 s内外力的功W= F1S1= 2 J,第2 s内外力的功W= F2S2= 2.5 J,则在0〜2 s内外力的平均功W+ W率P=—= 2.25 W, A B错误.由P= Fv知质点在第1 s末与第2 s末的瞬时功率分别为P = 4 W、P2 = 3 W,故C错误,D正确.]& AC [物体P匀速上升过程中,合外力为零,合外力对物体做功为零,D错误;支持力垂直于运动方向,故支持力做功为零,C正确;摩擦力沿斜面向上,与物体运动方向相同,故摩擦力做正功,A正确,B错误.]9. AC [摩擦力水平向左,与物体的位移方向相反,做负功,根据定义式nW/= fs cos 180°=— fs ,选项 A 正确.力 F 做的功 W = Fs cos( — — 0 ) = Fs sin 0 ,选项 C正确,选项B 错误.重力方向与位移方向垂直,做功为零,选项 D 错误.]10. BD11. AD [本题中有用功相同,但乙的动滑轮比甲重,所以乙的额外功大,由12. AC [由速度一时间图象可知,物体在4 s 内的位移为4 m 物体运动的加速度 a = 0.5 m/s 2, 根据动滑轮省力原理及牛顿第二定律可知,2F — mg= ma 则力F 大小等于10.5 N,因此,4s 内F 做功为W = 10.5 X 8 J = 84 J ,选项A 正确,选项 B 错误;由公式 P = Fv 得,4 s 末F W 选项D 错误.]4413. (1)2.4 X 10 W (2)4.8 X 10 W 解析(1)货物的加速度V 42 2a =:=- m/s = 2 m/st 22s 内提升的高度为h = *at 2= 2 X 2X22 m = 4 m根据牛顿第二定律可得,F — mg= ma则拉力 F = ma + g ) = 1X 103X (2 + 10) N = 1.2 X 104 N 起重机在这2 s 内做的功4 4W = Fh = 1.2 X 10 X 4 J = 4.8 X 10 J2s 内的平均输出功率 W 4.8 X 1044P =孑=2~ W = 2.4 X 10 WW= FS COS a 可得W 有用 nW 有用+可知n 甲>耳乙;又因为在相同的时间内提升相同的高度,即W 有用 P 有用=一j -P 有用十戸总= ,而n甲>耳乙,所以P 甲v P 乙.]的功率大小为 P = F-2v = 42 W 选项C 正确;4 s 内F 做功的平均功率为P = W = 84W = 21 t4mg ,由P 有(2)2 s末的瞬时功率为F2= Fv= 1.2 X 104X 4 W= 4.8 X 10 4 W 14. (1)256 J (2) —256 J解析(1)虽然F 是随时间变化的,但是在一段时间内是恒定的,所以可以用分段法求拉力F 对物体做的功.由 vt 图象可以看出,0〜4 s 内,s i = 0,故0〜4 s 内F 做的功 W = 0; 4〜16 s 内的位移S 2= 2 x 8X 2 m = 8 m ,拉力做的功 W = F z S 2= 64 J ; 6〜12 s 内物体的位移 S 3 =8X 6 m = 48 m ,拉力做的功 W = F s S 3= 192 J ; 12〜14 s 内,F 4= 0, W 4= 0;故拉力 F 做的 功 W = W + W + M 256 J.⑵6〜12 s 内,物体的加速度为零,此时受力平衡,即f = — F 3=— 4 N,0〜14 s 内物体的位移s '= 二 T x 8 m = 64 m ,故摩擦力对物体做的功 W = fs '=— 256 J.15. (1)6 m/s (2)1 m/s 2解析 根据P = Fv ,先求出电动自行车所受的阻力,求出最大速度,再根据牛顿第二定律, 求出其加速度. (1)阻力 f = 0.02( m + m )g = 0.02 x (30 + 70) x 10 N = 20 N 当速度最大时,牵引力大小等于阻力, 即 P = FV max P 120Vmax= f =莎 m/s = 6 m/s.⑵当v = 1 m/s 时,牵引力为由牛顿第二定律 F — f = ( m + m ) a即 a =鼎=130—0 m/s 2=1 m/s 2.16. (1)75% (2)0.03 J解析(1)重物上升高度h = 0.1 m ,则弹簧测力计上升的距离s = 3h = 0.3 m ,G 「4.5 x 0.1 n = Fs = 2X 0.3(3) 根据机械功的原理有Fs = (G+ G) h + W,所以 W = Fs — (G+ G )h = 2x 0.3 J — (4.5 + 1.2) x 0.1 J = 0.03 J.所以1201 N = 120 Nx 100%= 75%.v2019-2020年高中物理第1章抛体运动章末测试粤教版必修2、单项选择题(本题共6个小题,每小题 5分,共30分) 如图1所示为质点做匀变速曲线运动轨迹的示意图, 且质点运动 到D 点时速度方向与加速度方向恰好互相垂直, 则质点从A 点运 动到E 点的过程中,下列说法中正确的是( )A. 质点经过C 点的速率比D 点的大B.质点经过 A 点时的加速度方向与速度方向的夹角小于90°C. 质点经过D 点时的加速度比B 点的大D. 质点从B 到E 的过程中加速度方向与速度方向的夹角先增大后减小2.做匀变速曲线运动的物体,随着时间的延续,其加速度与速度方向间的夹角将( )A.可能增大B. —定减小C. 一定增大D.先减小后增大3.在同一高度处,分别以相等的速率竖直上抛物体甲、竖直下抛物体乙,最后都落到地 面.下列说法错误的是( )A. 它们在空中运动的时间 t 甲>t 乙B. 它们落地时的速度 v 甲=v 乙C. 它们的速度增量 △ v 甲=△ v 乙D. 它们的位移s 甲=s 乙4.如图2所示,三名滑雪运动员从同一平台上的O 点先后以速度V A 、V B 、V C 沿水平方向跃出并分别落在 A B 、C 三点,如图2所示,所 用时间分别为t A 、t B 、t c ,则以下关系正确的是( )A.V A >V B >V C , t A>t B >t C图 2B. 跃出时的速度关系无法确定, t A <t B <t CC.跃出时的速度关系无法确定,t A >t B >t C1.5.如图3所示,在一次军事演习中,离地H高处的飞机以水平D. V A>V B>V C, t A<t B<t C速度V1发射一枚炮弹欲轰炸地面目标P,反应灵敏的地面拦关于运动的合成与分解,以下说法正确的是h i 、h 2分别是散落物 A 、B 在车上时的离地高度. 只要用米尺测量出事故现场的 h 2三个量,根据上述公式就能够估算出碰撞瞬间车辆的速度.则下列叙述正确的是截系统同时以速度V 2竖直向上发射炮弹拦截,设拦截系统与炮弹的水平距离为 s ,不计空气阻力,若拦截成功,则A. v i = V 2H B . v i=_V 2 sH?V 2s D. V 1 = p/26. 如图4所示,质量为 m = 0.10 kg 的小钢球以 v o = 10 m/s 的水平速度抛出,下落h = 5.0 m 时撞击一钢板,撞后速度恰好反向,g 取10m/s 2,A. 30° B . 45° C. 60°D. 90°二、双项选择题(本题共4个小题,每小题 6分,共24分) 7.机械运动按轨迹分为直线运动和曲线运动, 按运动的性质(加速度)又分为匀速和变速运 动.下列判断正确的是 A. 匀速运动都是直线运动 B. 匀变速运动都C. 曲线运动都是变速运动D. 曲线运动不可能是匀变速运动A. 由两个分运动求合运动,合运动是唯一确定的B. 由合运动分解为两个分运动,只有一种分解方法C. 物体做曲线运动时,才能将这个运动分解为两个分运动D. 任何形式的运动,都可以用几个分运动代替9.在交通事故中,测定碰撞瞬间汽车的速度对于事故责任的认定具有重要的作用.《中国汽车驾驶员》杂志曾给出一个估算碰撞瞬间车辆速度的公式: v = 4.9 •中△L 是被水平抛出的散落在事故现场路面上的两物体 A B 沿公路方向的水平距离,△ L 、h 、A . A 、B . A 、C . A 、D . A 、B 落地时间差和车辆碰撞瞬间速度的乘积等于 C. v i =(B 落地时间相同B 落地时间差与车辆速度无关10. 在高度为h 的同一位置沿同一方向同时水平抛出 A B 两个小球,若 A 球的初速度V A 大于B 球的初速度VB ,则下列说法中正确的是在飞行过程中的任一段时间内,A 球的水平位移总是大于B 球的水平位移若两球在飞行中遇到一堵墙, A 球击中墙的高度小于 B 球击中墙的高度D. 在空中飞行的任意时刻, A 球总在B 球的水平正前方,且 A 球的速率总是大于 B 球的速率 三、填空题(本题共8分) 11.如图5所示,在高15 m 的平台上,有一个小球被细线拴在墙 上(细线未画出),球与墙之间有一被压缩的轻弹簧,细线烧断后,小球被弹出,小球在空中运动的时间是 知小球落地时速度方向与水平成 60°角,不计一切阻力,则 2m/s.( g 取 10 m/s ) s .已 图5小球被弹簧弹出时的速度大小为 四、计算题(本题共4个小题,共38分) 12. (8分)如图6所示,船从A 处出发,横渡一条河,如果船头保持沿 与河岸垂直的方向匀速航行, 那么出发后经10 min 到达对岸C 处, C 位于A 的正对岸B 处下游100 m 处.如果保持船速不变,船头沿 与AB 连线成a 角匀速航行,那么经过 12.5 min 到达B 处.求: (1)船在静水中的速度; ⑵河宽.13. (8分)从地面上竖直上抛一物体,通过楼上 1.58 m 高的窗口所用时间为 0.1 S ,当物体 回落时,从窗口底落到地面的时间为 0.2 s ,求物体能到达的最大高度.(取g = 10 m/s 2) 14. (10分)在某次篮球比赛中,球打到篮板上后垂直反弹, 运动员甲 跳起来去抢篮板,刚好没有碰到球,球从站在他身后的乙的头顶 擦过,落到了地面上(如图7 所示).已知甲跳起的摸高是 h 1,起 跳时距篮板的水平距离为 S 1,乙的身高是h 2,站立处距离甲的水 平距离为S 2,请根据这些数据求出篮球垂直反弹的速度V O .图7A. A 球比B 球先落地B. C.15. (12分)如图8所示,一个小球从楼梯顶部以v o= 2 m/s的水平速度抛出,所有的台阶都是高h= 0.2 m宽L= 0.25 m问小球从楼梯顶部水平抛出后首先撞到哪一级台阶上?(g取10 m/s2)1. A2. B3. C 4 . A 5. D 6. B 7. AC 8. AD 9. BD 10. BD11. 3 1012. (1)16.7 m/min (2)166.7 m13. 16.7 m14. V0=gs2 S2 J h1-h2「S1+ 215.第三级。
高中物理第1章功和功率第2节功和能自我小测含解析鲁科版必修2
- 让每一个人同等地提高自我功和能我夯基我达标1.如图 1- 2- 2 所示 , 杆下挂一重物 , 为了提高重物 , 用一个一直跟直杆垂直,作用点在杆中点的力 F 使直杆由竖直地点慢慢转动到水平地点. 则以下判断正确的选项是()图 1-2-2A.一直是省力杠杆, 同时省功B.一直是费劲杠杆 , 可是省功C.先是省力的、后是费劲的, 但不省功D.先是费劲的、后是省力的, 但不省功2.上题中对拉力F 的大小判断正确的选项是()A. 一直不变B.一直变大C.先变小后变大D.先变大后变小3.对于功和能 , 以下说法中不正确的选项是()A.功和能的单位同样 , 它们的物理意义也同样B.做功的过程就是物体能量的转变过程C.做了多少功 , 就有多少能量发生了变化D.各样不一样形式的能量能够相互转变, 并且在转变过程中能量总量保持不变4.一个物体在圆滑的水平面上匀速滑行, 则以下判断正确的选项是()A.这个物体没有能B.这个物体的能量不发生变化C.这个物体没有对外做功D.以上说法都不对5.分别用杠杆、斜面和定滑轮将同一物体举到同样高度, 若不计摩擦阻力 , 则对它们对物体所做的功的多少判断正确的选项是()A. 杠杆最多B.斜面最多C.定滑轮最多D.同样多6.如图 1- 2-3 所示 ,AB= 3AE,AC=2AE,AD=, 若把物体从斜面底部沿AB、AC、 AD三个斜面匀速拉到顶端 A 时(不计摩擦) , 则以下说法中正确的选项是()- 让每一个人同等地提高自我图 1-2-3A. 沿着 AB用的拉力最小 , 做功最多B.沿着AC用的拉力最小,做功最多C.沿着 AD用的拉力最小, 做功也最少D.沿着三个斜面用的拉力不相等, 做功同样多我综合我发展7. 人用脚将足球踢出去时, 人体内一部分_____________ 能转变为足球的_____________ 能 .此时能的转变是经过_____________ 过程实现的 .8. 石块自由着落过程中, 重力做功把什么能量转变为何能量?假如重力做了10 J 的功 , 上述能量各变化了多少?9. 为把货物装上车厢, 用长 3 m 的木板作斜面 . 已知车厢高 1 m, 货物重500 N, 若不计摩擦 ,须用推力 F 为多大?当人把货物推上汽车时, 人对货物做的功为多少?参照答案1思路分析:先判断力 F 和重力 G的力臂的变化,再联合杠杆原理和功的原理可得出答案.答案: C2思路分析:先判断力 F 和重力 G的力臂的变化,再联合杠杆原理可得出答案.答案: B3思路分析:功是能量转变的量度,做功的过程就是能量转变的过程. 在能量的转变过程中,总的能量保持不变,这就是能量守恒定律.答案: A4 思路分析:在圆滑水平面上匀速滑行的物体的势能和动能都没有发生变化,也没有对外界做功,但不可以说这个物体没有能. 假如物体速度不为零,则物体拥有动能,假如相对零势面有高度差,物体还拥有势能.答案: BC5 思路分析:依据功的原理,使用任何机械都不可以省功.- 让每一个人同等地提高自我答案: D6 思路分析:由力学知识可知,沿着三个斜面用的拉力不相等,再依据功的原理,使用任何机械都不可以省功,三种状况下做功同样多.答案: D7答案:化学动踢球8 思路分析:石块自由着落过程中,只有重力做功. 重力对物体做功使物体的速度愈来愈大,也就是动能愈来愈多,同时重力势能愈来愈少,重力势能转变为动能. 在整个过程中能量守恒答案:重力势能转变为动能重力势能减少10 J ,动能增添10 J9 思路分析:由功的原理F l= Gh,代入数据计算可求出推力F;人对货物做的功等于货物克服重力所做的功.答案:推力 F 为 N人对货物做的功为500 J。
高一物理(鲁科版)必修二单元检测试卷:第一章 功和功率
第一章功和功率一、单选题1.如图是“神舟”系列航天飞船返回舱返回地面的示意图,假定其过程可简化为打开降落伞一段时间后,整个装置匀速下降,为确保安全着陆,需点燃返回舱的缓冲火箭,在火箭喷气过程中返回舱做减速直线运动,则( )A.火箭开始喷气瞬间伞绳对返回舱的拉力变小B.返回舱在喷气过程中减速的主要原因是空气阻力C.返回舱在喷气过程中所受合外力可能做正功D.返回舱在喷气过程中处于失重状态2.质量为2 t的汽车,发动机的功率为30 kW,在水平公路上能以54 km/h的最大速度行驶,如果保持功率不变,则汽车的速度为36 km/h时,汽车的加速度为( )A. 0.5 m/s2 B. 1 m/s2 C. 1.5 m/s2 D. 2 m/s23.一个小球做自由落体运动,在第1 s内重力做功为W1,在第2 s内重力做功为W2;在第1 s末重力的瞬时功率为P1,在第2 s末重力的瞬时功率为P2,则W1∶W2及P1∶P2分别等于( )A.1∶1,1∶1 B.1∶2,1∶3 C.1∶3,1∶2 D.1∶4,1∶24.如图所示,在皮带传送装置中,皮带把物体P匀速传送至高处,在此过程中,下述说法正确的是( )A.摩擦力对物体做正功B.支持力对物体做正功C.重力对物体做正功D.合外力对物体做正功5.如图所示是甲、乙两物体做功与所用时间的关系图象,那么甲物体的功率P甲与乙物体的功率P乙相比( )A.P甲>P乙 B.P甲<P乙 C.P甲=P乙 D.无法判定6.质量为M的物体从高处由静止下落,若不计空气阻力,在第2 s内和第3 s内重力做的功的功率之比为(物体未落到地面,g取10 m/s2)( )A.3∶5 B.1∶1 C.1∶3 D.2∶37.下列关于做功的说法正确的是( )A.力对物体做功越多,说明物体的位移一定越大B.静摩擦力总是做正功,滑动摩擦力总是做负功C.作用力做正功,反作用力就一定做负功D.一个物体所受到的一对平衡力所做的功的代数和为零8.如图所示,在加速运动的车厢中,一个人用力沿车前进的方向推车厢,已知人与车厢始终保持相对静止,那么人对车厢做功的情况是( )A.做正功 B.做负功 C.不做功 D.无法确定9.一个质量为m的小球做自由落体运动,那么,在前t秒内重力对它做功的平均功率及在t秒末重力做功的瞬时功率P分别为(t秒末小球未着地)( )A.=mg2t2,P=mg2t2B.=mg2t2,P=mg2t2C.=mg2t,P=mg2tD.=mg2t,P=2mg2t10.如图所示,在水平的船板上有一人拉着固定在岸边树上的绳子,用力使船向前移动.关于力对船做功的下列说法中正确的是( )A.绳的拉力对船做了功B.人对绳的拉力对船做了功C.树对绳子的拉力对船做了功D.人对船的静摩擦力对船做了功11.拖拉机耕地时一般比在道路上行驶时速度慢,这样做的主要目的是( )A.节省燃料 B.提高柴油机的功率C.提高传动机械的效率 D.增大拖拉机的牵引力12.如图所示,质量为M、倾角为θ的斜面体A放于水平地面上,把质量为m的小滑块B放在斜面体A的顶端,顶端的高度为h.开始时两者均静止,然后放手,B由A的顶端沿着斜面滑至地面.若以地面为参考系,且忽略一切摩擦力,在此过程中,斜面的支持力对B所做的功为W.下面给出的W的四个表达式中,只有一个是合理的,你可能不会求解,但是你可以通过分析,对下列表达式做出合理的判断.根据你的判断,W的合理表达式应为( )A.W=0B.W=-gC.W=gD.W=-g二、多选题13.下列关于功的说法,正确的是( )A.力作用在物体上的一段时间内,物体运动了一段位移,该力一定对物体做功B.力对物体做正功时,可以理解为该力是物体运动的动力,通过该力做功,使其他形式的能量转化为物体的动能或用来克服其他力做功C.功有正、负之分,说明功是矢量,功的正、负表示力的方向D.当物体只受到摩擦力作用时,摩擦力一定对物体做负功14. 提高汽车运动速率的有效途径是增大发动机的功率和减小阻力因数(设阻力与物体运动速率的平方成正比,即F f=kv2,k是阻力因数).当发动机的额定功率为P0时,物体运动的最大速率为v m,如果要使物体运动的速率增大到2v m,则下列办法可行的是( )A.阻力因数不变,使发动机额定功率增大到4P0B.发动机额定功率不变,使阻力因数减小到C.阻力因数不变,使发动机额定功率增大到8P0D.发动机额定功率不变,使阻力因数减小到15. 物体m在水平推力F的作用下水平向右匀速运动,对各个力做功情况描述正确地是( )A.重力做正功 B.摩擦力做负功C.合力做正功 D.推力F做正功16. 两实心小球甲和乙由同一种材料制成,甲球质量大于乙球质量.两球在空气中由静止下落,假设它们运动时受到的阻力与球的半径成正比,与球的速率无关.若它们下落相同的距离,则( ) A.甲球用的时间比乙球长B.甲球末速度的大小大于乙球末速度的大小C.甲球加速度的大小小于乙球加速度的大小D.甲球克服阻力做的功大于乙球克服阻力做的功17. 一滑块在粗糙水平地面上,受到的水平拉力F随时间t变化关系如图甲所示,速度v随时间t 变化关系如图乙所示、重力加速度g取10m/s2,则( )A.第1 s末滑块所受摩擦力f的大小为4 NB.滑块与水平面间的动摩擦因数μ=0.4C. 1~4 s内,力F对滑块做功为48 JD. 1~4 s内,摩擦力对滑块做功为-16 J三、计算题18.如图所示,绳的一端固定在天花板上,通过一动滑轮将质量m=10 kg的物体由静止开始以2 m/s2的加速度提升3 s.求绳的另一端拉力F在3 s内所做的功.(g取10 m/s2,动滑轮和绳的质量及摩擦均不计)19.如图甲所示,在风洞实验室里,一根足够长的细杆水平固定,某金属小球穿在细杆上静止于细杆左端,现有水平向右的风力F作用于小球上,风力F随时间t变化的F-t图象如图乙所示,小球沿细杆运动的v-t图象如图丙所示,取g=10 m/s2,试求:在0~5 s内风力所做的功.20.某种型号的汽车发动机的最大功率为P m=60 kW,汽车满载质量为m=1 500 kg,最高车速是v m =180 km/h,汽车在平直路面上行驶,g取10 m/s2.问:(1)汽车所受阻力F f与车的重力G的比值是多少;(2)若汽车从静止开始,以a=1.2 m/s2的加速度做匀加速运动,则这一过程能维持的时间t有多长.答案解析1.【答案】A【解析】由整体法、隔离法结合牛顿第二定律,可知A正确,B错;由动能定理可知C错;因返回舱具有竖直向上的加速度,因此处于超重状态,D错.2.【答案】A【解析】由P=F f v m得F f==2×103N,当v=36 km/h时,由P=Fv得F=3×103N,a=,所以a=0.5 m/s2,选项A正确.3.【答案】C【解析】4.【答案】A【解析】摩擦力方向平行皮带向上,与物体运动方向相同,故摩擦力做正功,A对;支持力始终垂直速度方向,不做功,B错;重力对物体做负功,C错;合外力为零,不做功,D错.5.【答案】B【解析】根据功率的定义式P=知,在功与所用时间的关系图象中,直线的斜率表示该物体的功率.因此,由图线斜率可知P甲<P乙,选项B正确.6.【答案】A【解析】物体第2 s内的位移h1=(g×22-g×12) m=×10×(4-1) m=15 m,第2 s内的功率P===150M,同理第3 s内的功率P=250M,所以第2 s内和第3 s内重力做功的功率之比为3∶5,A正确.7.【答案】D【解析】根据W=Fl cosθ可知,力对物体做功越多,物体的位移不一定越大,故A错误;静摩擦力和滑动摩擦力都可以做正功,也可以做负功,还可以不做功,故B错误;作用力做正功,反作用力也可以做正功,比如两带电小球靠斥力分开,库仑力对两小球都做正功,故C错误;一对平衡力作用在一个物体上,其作用效果相互抵消,合力为零,则其合力做的功为零,故D正确.8.【答案】B【解析】人随车一起向车前进的方向加速运动,表明车对人在水平方向上的合力向前,根据牛顿第三定律,人对车在水平方向的合力与车运动方向相反,由于人对车的压力对车不做功,故人对车做负功,B正确.9.【答案】C【解析】前t秒内重力做功的平均功率===mg2tt秒末重力做功的瞬时功率P=Fv=mg·gt=mg2t,故C正确.10.【答案】D【解析】绳的拉力、人对绳的拉力和树对绳子的拉力都没有作用于船,没有对船做功.只有人对船的静摩擦力作用于船,且船发生了位移,故对船做了功,且做正功.11.【答案】D【解析】拖拉机耕地时受到的阻力比在路面上行驶时大得多,根据P=Fv,在功率一定的情况下,减小速度,可以获得更大的牵引力,选项D正确.12.【答案】D【解析】忽略一切摩擦力,斜面放在光滑的水平面上,物体对斜面有压力,所以在物体下滑有过程中斜面将后退,由于斜面后退,物体沿着斜面下滑路线与地面夹角大于θ,此时斜面对物体的支持力与B相对于地的位移方向成钝角,所以斜面的支持力对B做负功.故A,C错误.功的单位为1 J=1N·m,按照单位制,可得g的单位是N·m,而的单位是m,故D正确,B错误.13.【答案】B【解析】14.【答案】CD【解析】设牵引力为F,当速度最大时,有F=F f,由题设知:F f=kv2,当发动机的额定功率为P0时,物体运动的最大速率为v m,根据P=Fv得:P0=F f v m=kv,即k=.当阻力因数不变,使发动机额定功率增大到4P0时,则有4P0=kv3,即v==,故A错误;当发动机额定功率不变,使阻力因数减小到时,则有P0=v3,即v==,故B错误;当阻力因数不变,使发动机额定功率增大到8P0时,则有8P0=kv3,即v==2v m,故C正确;当发动机额定功率不变,使阻力因数减小到时,则有P0=v3,即=2v m,故D正确.所以选C、D.15.【答案】BD【解析】由题意可知,对正在向右匀速运动的物体受力分析,则有:重力、支持力、推力与滑动摩擦力.由于重力与支持力与速度的夹角θ=90°,所以它们不做功.推力与速度的夹角θ=0°,所以做正功;而摩擦力与速度的夹角θ=180°,所以做负功,故B、D正确,A、C错误.16.【答案】BD【解析】小球的质量m=ρ·πr3,由题意知m甲>m乙,ρ甲=ρ乙,则r甲>r乙.空气阻力F f=kr,对小球由牛顿第二定律得,mg-F f=ma,则a==g-=g-,可得a甲>a乙,由h=at2知,t<t乙,选项A、C错误;由v=知,v甲>v乙,故选项B正确;因F f甲>F f乙,由球克服甲阻力做功W f=F f h知,甲球克服阻力做功较大,选项D正确.17.【答案】ABC【解析】第1 s末物块处于静止,所受的摩擦力为静摩擦力,f=F=4 N.故A正确.物体做匀速直线运动时,滑动摩擦力f=8 N,匀加速直线运动的加速度为:a=m/s2=2 m/s2,根据牛顿第二定律得:F-f-ma,解得:m==kg=2 kg.动摩擦因数为:μ===0.4.故B.物块在前4 s内的位移为:x=×2×4 m=4 m.力F做功为W=Fs=12×4 J=48 J,故C正确;1~4 s内只有2~4 s内摩擦力做功,为:W f=-fs=-8×4 J=-32 J,故D错误.18.【答案】1 080 J【解析】解法一物体受到两个力的作用:拉力F′和重力mg,由牛顿第二定律得F′-mg=ma所以F′=m(g+a)=10×(10+2) N=120 N则力F=F′=60 N物体从静止开始运动,3 s内的位移为l=at2=×2×32m=9 m力F作用在绳的端点,而在物体发生9 m位移的过程中,绳的端点的位移为2l=18 m,所以力F所做的功为W=F·2l=60×18 J=1 080 J.解法二本题还可用等效法求力F所做的功.由于动滑轮和绳的质量及摩擦均不计,所以拉力F所做的功和拉力F′对物体所做的功相等.即W F =W F′=F′l=120×9 J=1 080 J.19.【答案】18 J【解析】由题图丙可知0~2 s为加速阶段,a==m/s2=1 m/s20~2 s内的位移:x1=at=×1×4 m=2 m,2 s~5 s内的位移:x2=vt2=2×3 m=6 m,则风力做功为W=F1x1+F2x2=18 J.20.【答案】(1)=(2)s【解析】(1)汽车速度最大时,牵引力跟阻力平衡,则:P m=F f v m,F f=1 200 N 则,比值=即:=(2)汽车匀加速运动时,由牛顿第二定律:F-F f=ma即F=3 000 N当汽车的功率达到P m时,就不能继续维持匀加速运动,此时:P m=Fv其中:v=at则匀加速运动的时间t=s或约为16.7 s.。
2019-2020学年高中物理 基础知识篇 第一章 第二节 功和能同步练测 鲁科版必修2.doc
2019-2020学年高中物理基础知识篇第一章第二节功和能同步练测鲁科版必修2建议用时实际用时满分实际得分45分钟100分一、选择题(本题包括7小题,每小题给出的四个选项中,至少有一个选项正确,全部选对的得4分,选对但不全的得2分,有选错或不选的得0分,共40分)1.在不计摩擦和滑轮组的重力的情况下,如果把一重物沿斜面推上卡车做的功为,用滑轮组做的功为,用人力直接搬上车做的功为,则( )A. B.C. D.2.在建筑工地上,需要把一车水泥运到楼顶,如果工人用手搬运,需要8名工人连续工作4小时才能搬完,但如果采用吊车搬运,只需1名工人工作1小时就能搬完,这件事情说明了()A.使用机械能够省功B.使用机械可以提高工作效率C.工人用手搬运时,克服水泥重力做功多D.吊车克服水泥重力做功多3.关于功和能,下列说法正确的是()A.功就是能,功可以转化为能B.做功越多,物体的能量就越大C.能量转化中做功越多,能量转化就越多D.功和能的单位相同,它们的物理意义也相同4.关于功和能,下列判断正确的是( )A.古代的钻木取火是通过摩擦力做功将其他能转化为内能B.举重运动员把重物举起来,体内的一部分化学能转化为重力势能C.跳高运动员起跳时,通过体内肌肉做功,体内的部分化学能转化为人的动能D.人走路时,没有力做功所以没有能量转化5.水流从高处落下,对水轮机做了3×108J的功,对这句话的正确理解为( )A.水流在对水轮机做功前,具有3×108J的能量B.水流在对水轮机做功时,具有3×108J的能量C.水流在对水轮机做功后,具有3×108J的能量D.水流在对水轮机做功的过程中,能量减少了3×108 J6.如图1所示为一种测定运动员体能的装置,运动员的质量为,绳的一端拴在腰间并沿水平方向跨过滑轮(不计滑轮质量及摩擦),绳的下端悬挂一个质量为的重物,人用力蹬传送带而人的重心不动,使传送带以速率匀速向右运动,下面说法中正确的是( )图1A.绳子拉力对人做正功B.人对传送带做正功C.运动时间后,运动员的体能消耗约为D.运动时间后,运动员的体能消耗约为7.盘山公路总是筑得盘旋曲折,因为( )A.盘山公路盘旋曲折会延长爬坡的距离,根据斜面的原理,斜面越长越省功B.盘山公路盘旋曲折显得雄伟壮观C.盘山公路盘旋曲折会延长爬坡长度,斜面的原理告诉我们,高度一定,斜面越长越省力D.盘山公路盘旋曲折是为了减小坡度,增加车辆的稳度二、简答与计算题(本题共3小题,共60分.解答时写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤,只写出最后答案的不能得分.有数值计算的题,答案中必须明确写出数值和单位)8.(20分)人骑自行车在水平路面上匀速行驶,受摩擦阻力30 N,行驶20 m过程中,人对自行车做功 2 000 J,试求此过程中所做的额外功是多少?9.(20分) 如图2是人用筷子将食物夹起的情景,试分析在将食物从低处夹到高处过程中总功、有用功和额外功的情况?图210.(20分)用杠杆撬石头,若加在杠杆上的动力是 200 N,杠杆在动力方向上移动的距离是50 cm,则动力做的功是多少?杠杆克服阻力做的功是多少?第2节功和能得分:一、选择题题号1 2 3 4 5 6 7答案二、简答与计算题8.9.10.第2节功和能参考答案一、选择题1.A 解析:三种情况均是克服重力做功,增加重力势能,因重力势能增加量相同,所以三种情况做功相等. 2.B 解析:搬运相同的重物时,使用机械与不使用机械克服重力做功相同,所以C、D均错;使用机械时要多做额外功,故A错;使用机械可以在较短的时间内做较多的功,即工作效率高,故B正确.3.C 解析:功和能是两个不同的概念,功是过程量,能是状态量,D错;做功的过程就是能量转化的过程,功是能量转化的量度,故A错;做功越多,表明能量转化的越多,并不表明物体的能量越大,故B错,C正确.4.ABC 解析:做功的过程是能量转化的过程,人在走路时,其重心的高度不断变化,同时有势能和动能的变化, 所以人要做功,故A、B、C正确,D错.5.D 解析:功是能量转化多少的量度,而不是能量多少的量度,故选项A、B、C错误,选项D正确.6.BC 解析:由于人的位移为零,所以绳子拉力对人不做功,A错;人对传送带有向右的摩擦力,且传送带运动方向向右,所以人对传送带做正功,B对;由受力分析及平衡条件可知,人对传送带的摩擦力,所以运动员对传送带做功为,根据功能关系,运动员时间后消耗体能为,C对、D错.7.C 解析:根据功的原理,做功相同,增大位移,可以省力,但任何机械都不省功,所以C项正确.二、简答与计算题8. 解析:根据题意,由功的原理知9.解析:人对筷子做的功是总功,筷子对食物做的功等于食物克服重力做的功是有用功,人克服筷子重力做的功是额外功.10.解析:动力做的功根据功的原理,阻力做的功:。
2019版高中物理 第一章 功和功率 第2节 功和能试题 鲁科版必修2
第2节功和能【二维选题表】基础训练1. 如图所示,杆下挂一重物,为了提高重物,用一个始终跟直杆垂直、作用点在杆中点的力F使直杆由竖直位置慢慢转动到水平位置.则下列判断正确的是( C )A.始终是省力杠杆,同时省功B.始终是费力杠杆,但是省功C.先是省力的、后是费力的,但不省功D.先是费力的、后是省力的,但不省功解析:若杆长为L,直杆转过角度为θ,根据杠杆原理F·=G·Lsin θ,θ较小时F<G,θ较大时F>G,但根据功的原理整个过程都不省功,选项C正确.2.(2016·福建漳州检测)盘山公路总是筑得盘旋曲折,因为( C )A.盘山公路盘旋曲折会延长爬坡的距离,根据斜面的原理,斜面越长越省功B.盘山公路盘旋曲折显得雄伟壮观C.盘山公路盘旋曲折会延长爬坡长度,斜面的原理告诉我们,高度一定,斜面越长越省力D.盘山公路盘旋曲折是为了减小坡度,增加车辆的稳度解析:根据功的原理可知,增大位移可以省力,但任何机械都不能省功,因此盘山公路增大了位移使车辆省力.故选项C正确.3.在建筑工地上,需要把一车水泥运到楼顶,如果工人用手搬运,需要8名工人连续工作4小时才能搬完,但如果采用吊车搬运,只需1名工人工作1小时就能搬完,这件事情说明了( B )A.使用机械能够省功B.使用机械可以提高工作效率C.工人用手搬运时,克服水泥重力做功多D.吊车克服水泥重力做功多解析:搬运相同的重物时,使用机械与不使用机械克服重力做功相同,所以选项C,D均错;使用机械时要多做额外功,故选项A错误;使用机械可以在较短的时间内做较多的功,即工作效率提高,故选项B正确.4. 如图所示,把同一物体分别沿BA,CA,DA三个光滑斜面匀速推到同一高度的A点,下列说法中正确的是( D )A.沿BA斜面最费力,做的功最多B.沿DA斜面最费力,做的功最少C.沿三个斜面推力大小都一样,沿DA斜面最省功D.沿三个斜面做的功一样多,沿BA斜面最省力解析:由功的原理知,使用任何机械都不省功,由于不计摩擦,无论沿哪个斜面将物体推上A点,都与不用斜面直接将物体从E点匀速提到A点做的功一样多.若推力为F,坡长为L,则有F·L=G·h,L越长,F越小,所以选项D正确,A,B,C错误.5.举重运动员把重800 N的杠铃举高2 m,下列说法中正确的是( A )A.人体内有1 600 J的化学能转化为杠铃的势能B.人体内消耗的化学能等于1 600 JC.人对杠铃做的功大于1 600 JD.人克服杠铃重力做的功大于1 600 J解析:运动员把杠铃举高2m的过程,需克服重力做功W G=800×2J= 1600J;同时运动员肌体也要消耗能量,故人体消耗的化学能大于1 600 J,其中有1 600 J的化学能通过对杠铃做功而转化为杠铃的重力势能.故选项A正确.6.(多选)下列关于能量转化的说法中正确的是( BCD )A.举重运动员把杠铃举起来,体内的化学能全部转化为杠铃的势能B.电流通过电阻丝使电能转化为内能C.内燃机做功的过程是内能转化为机械能的过程D.做功过程是能量转化的过程,某过程做了10 J的功,一定有10 J的能量发生了转化解析:举重运动员举起杠铃,使杠铃的势能变大,消耗了自己本身的一部分化学能,同时还有一部分化学能转化为内能,故选项A错误;电流通过电阻丝把电能转化为内能,故选项B正确;内燃机中的燃料燃烧,对外做功,把内能转化为机械能,故选项C正确;功是能量转化的量度,做功的过程就是能量转化的过程,故选项D正确.7. 足球运动员用力将静止的足球踢出,足球沿地面滚动了一段距离而停止.则关于功和能的下列分析中,正确的是( A )A.踢球过程中,人对足球的作用力做正功,足球的动能增加B.踢球过程中,足球没有明显位移,人对足球的作用力没有做功C.足球滚动过程中,地面阻力对足球做负功,足球的动能消失了D.整个过程中,所有功的代数和为零,足球的动能前后都为零,运动员消耗的体内的化学能消失了解析:应从功能关系上加以分析,切记自然界中的能量守恒.能量只能转化,但不能消失.人踢足球,足球由静止到运动,足球的动能增加,必是人对足球的作用力做功的结果,运动员体内的化学能转化为足球的动能.足球沿地面滚动一段距离而停止,足球克服地面阻力做功,足球的动能又转化为内能.整个过程中,所有功的代数和为零,运动员消耗的体内的化学能转化为内能,能量不能凭空消失,能量可以转化或转移,其总量保持不变.选项A正确,B,C,D错误.8.行驶中的汽车制动后滑行一段距离,最后停下;流星在夜空中坠落并发出明亮的光;降落伞在空中匀速下降;点火升空的火箭将“神舟九号”飞船送入高空.上述不同现象中所包含的相同的物理过程是( D )A.物体的动能均增大B.物体的动能转化为其他形式的能量C.物体的势能转化为其他形式的能量D.物体不同形式的能量之间发生转化解析:物体的速度变化情况不同,汽车制动、流星速度减小、降落伞匀速、火箭加速,动能分别为减小、减小、不变、增大,故选项A错误;四个物体运动过程中,汽车是动能转化成了内能,流星、降落伞是机械能转化为其他形式的能,火箭是化学能转化为机械能和内能,总之是物体不同形式的能量之间发生了转化,选项B,C错误,D正确.9.(2016·浙江北仑中学测试)水流从高处落下,对水轮机做了3×108 J的功,对这句话的正确理解为( D )A.水流在对水轮机做功前,具有3×108 J的能量B.水流在对水轮机做功时,具有3×108 J的能量C.水流在对水轮机做功后,具有3×108 J的能量D.水流在对水轮机做功的过程中,能量减少了3×108 J解析:功是能量转化的量度,而不是能量多少的量度,故选项A,B,C错误,D正确.素养提升10.(2016·江苏南京模拟) 质量为m的物体从高h处的粗糙斜面上的点A由静止开始滑下,最后停在水平面上的点C处,如图所示,现在施加一个外力F,把物体由C处移到点A,则外力F所做的功最小为( A )A.mghB.2mghC.3mghD.以上选项都不对解析:功是能量转化的量度.依题意可知,外力F做功使物体由C点移到A点必须增加重力势能,一般情况下还会增加动能和克服摩擦阻力做功使内能增加,由于此题要求做功最少,能否不增加动能也不克服摩擦阻力做功呢?显然,在这种情况下,外力F才做最少的功.只要对物体m施加一个竖直向上的力F=mg,把物体提起由C点缓慢地移到A 点(不一定沿着原来的路径)就可以了,故选项A正确.11.在一次小学生课外活动中,老师要求学生将一捆重20 kg的书放到高2 m的台子上,必须是每个同学单独完成,让同学们想办法完成任务.经过思考,某同学用长为4 m的搭板将书缓慢地推了上去,他的推力为120 N.(1)该同学做了多少功?(2)该同学做功的结果使能量发生了怎样的转化?(3)若老师直接将书放上去需做多少功?(不计阻力,g取10 m/s2)解析:(1)根据功的定义计算得,推力所做的功为W1=Fs=120×4 J=480 J.(2)该同学做功使体内化学能转化为了书的机械能和内能.(3)若老师直接将书放上去,所做的功为W2=mgh=20×10×2 J=400 J.答案:(1)480 J (2)见解析(3)400 J12. 如图所示,人通过动滑轮和定滑轮拉一质量为10 kg的物体,使物体匀速升高0.5 m.(g取10 m/s2)(1)如不计滑轮重力和摩擦力,弹簧测力计的示数为多少?人对物体做的功为多少?(2)因滑轮的重力和摩擦力的影响,现在弹簧测力计的读数为30 N,拉动过程中,人做的总功为多少?其中有用功和额外功分别为多少?解析:(1)弹簧测力计示数F==25 N,人对物体做的功W=F×4h=25×4×0.5 J=50 J. (2)人做的总功W总=F′×4h=30×4×0.5 J=60 J, 有用功W有用=mgh=10×10×0.5 J=50 J,额外功W额外=W总-W有用=60 J-50 J=10 J.答案:(1)25 N 50 J(2)60 J 50 J 10 J。
2019_2020学年高中物理第1章功和功率第2节功和能随堂演练巩固提升鲁科版必修2
第2节功和能[随堂检测][学生用书P8]1.关于功的原理,下列说法中正确的是( )A.使用水压机,可以用较小的力得到较大的力,所以水压机不遵循功的原理B.如果机械所做的功大于直接用手做的功,这种机械不遵循功的原理C.如果一种机械省力,另一种机械省距离,把这两种机械组合起来的装置可以既省力,又省距离,所以复杂的机械不遵循功的原理D.根据功的原理,使用任何机械都不能既省力又省距离解析:选D.任何机械都遵循功的原理,故选项A、B错误,选项D正确;复杂机械是简单机械的组合,同样遵循功的原理,选项C错误.2.关于功和能的关系,下列说法中正确的是( )A.功和能的单位相同,意义也完全相同B.外力对物体不做功,这个物体就没有能量C.做功越多,物体具有的能量就越大D.能量转化的多少可以用功来量度解析:选D.一个物体能够对外做功(不论它是否做了功),就说这个物体具有能量.能量是由物体的运动状态决定的状态量,功是力在发生位移过程中积累的结果,是一个过程量.功和能虽有相同的单位,但它们的意义截然不同,功是能量转化的量度,做了多少功,就有多少能量发生了转化,做功多,即转化的能量多,但物体具有的能量并不一定大.综上所述,本题的正确选项是D.3.盘山公路总是筑得盘旋曲折,因为( )A.盘山公路盘旋曲折会延长爬坡的距离,根据斜面的原理,斜面越长越省功B.盘山公路盘旋曲折显得雄伟壮观C.盘山公路盘旋曲折会延长爬坡长度,斜面的原理告诉我们,高度一定,斜面越长越省力D.盘山公路盘旋曲折是为了既省力又省功解析:选C.盘山公路盘旋曲折会延长爬坡长度,高度一定时,则坡面的倾角变小,重力沿斜面方向的分力等于mg sin θ,该分力减小,从而减小上坡的阻力,故选项C正确,选项B错误;根据功的原理可知,任何机械都不会省功,故选项A、D错误.4.(多选)如图所示为撑杆跳高运动的几个阶段:助跑、撑杆起跳、越横杆.下面定性地说明在这几个阶段中能量的转化情况,其中正确的是( )A .运动员助跑阶段,身体中的化学能转化为人和杆的动能B .起跳阶段,运动员的动能和身体中的化学能转化为人的重力势能和动能,使人体升高C .起跳阶段,运动员的动能和身体中的化学能转化为人的重力势能、动能和杆的弹性势能,使人体升高D .运动员上升越过横杆后,运动员的重力势能转化为动能解析:选ACD.助跑阶段,人做功将自身化学能转化为人和杆的动能,故A 正确;起跳阶段,人的动能和化学能转化为人的重力势能、杆的弹性势能和人的动能,故B 错误,C 正确;越过杆后,通过重力做功,人的重力势能转化为动能,故D 正确. 5.如图所示,用滑轮组提升一质量m =20 kg 的物体,物体匀速升高h =3 m .(g 取10 m/s 2)(1)若不计滑轮的质量、绳子的质量和一切摩擦,则力F 做多少功?(2)若不计一切摩擦和绳子的重力,而下端滑轮的质量m 0=1 kg ,则力F 做的功W 功、力F 做的有用功W 有用和额外功W 额外分别为多少?解析:(1)法一:利用功的表达式计算,不计滑轮和绳子的质量及摩擦时F =13mg ,F 作用点的位移s =3h ,则力F 做的功W =Fs =13mg ·3h =mgh =20×10×3 J =600 J.法二:因物体匀速运动,利用功的原理,W =mgh =600 J.(2)若考虑下端滑轮的重力,则F =13(m 0+m )g ,F 作用点位移s =3h 则力F 做的功为W 功=Fs =13(m 0+m )g ·3h =630 J 其中有用功为提升重物所做的功W 有用=mgh =600 J额外功是克服滑轮重力所做的功W 额外=m 0gh =30 J.答案:(1)600 J (2)630 J 600 J 30 J[课时作业][学生用书P95(单独成册)]一、单项选择题1.使用机械时,下列说法中正确的是( )A.一定能省力B.一定能省位移C.一定能改变力的方向D.一定不能省功解析:选D.根据功的原理,使用机械可以省力,也可以省位移,但不能同时省力和位移,即使用任何机械都不能省功.2.下列说法中正确的是( )A.用水桶从井中提水的时候,对桶做的功是有用功B.用水桶从井中提水的时候,对水做的功是总功C.桶掉到井里,从井里把桶捞上来的时候,对桶做的功是有用功D.桶掉到井里,从井里把桶捞上来的时候,桶里带了一些水,对桶和水做的功是有用功解析:选C.用水桶从井中提水的时候,其目的是要将水从井中提出,对水所做的功是有用功,对水桶所做的功是额外功,对水和水桶所做的功是总功,故A、B两项均错.水桶掉到井里,要将水桶捞上来,对水桶所做的功是有用功,对水所做的功是额外功,故C项对,D项错.3.关于功和能,下列说法中正确的是( )A.功可以转化为能,能可以转化为功B.做了多少功,就一定有多少能发生了转化C.能量从一种形式转化为另一种形式时,可以不通过做功这一过程D.人在平地上步行时,没有做功,但消耗了能量解析:选B.功和能是两个不同的物理量,功为过程量,能是一个状态量,做功的过程是一个能量转化的过程,选项A错误,选项B正确.能量从一种形式转化为另一种形式时,必须通过做功来实现,选项C错误.人在走路时重心有时上升,有时下降,人也要克服重力和阻力(包括空气阻力、关节间的摩擦等)做功,同时消耗能量,选项D错误.4.同一个物体,重力为G,分别沿光滑斜面由B、C匀速提升到A.如图所示,若沿斜面的拉力分别为F B、F C.各个过程中拉力做功分别为W B、W C.则它们的大小关系正确的是( )A .WB >WC F B <F CB .W B =WC F B <F C C .W B >W C F B =F CD .W B =W C F B =F C解析:选B.根据功的原理可知,任何机械均不省功,则W B =W C .由斜面的特点F =h LG 知,F B <F C .5.运动员把原来静止的足球踢出去,使足球获得100 J 的动能.则在运动员踢球的过程中,运动员消耗的体能( )A .等于100 JB .大于100 JC .小于100 JD .无法确定 解析:选B.原来静止的足球获得了100 J 的动能,根据功能关系可知,运动员对足球做了100 J 的功,有100 J 的体内化学能转化成了动能;运动员在踢球过程中,不仅对足球做了功,由于剧烈运动还有一部分自身能量转化为内能散失,因此,踢球过程中运动员消耗的体能大于100 J ,选项B 正确,其他选项均错误.6.一质量均匀且不可伸长的绳索,重力为G ,A ,B 两端固定在天花板上,如图所示.今在最低点C 施加一竖直向下的力将绳索缓慢拉至D 点,在此过程中,绳索AB 的重心位置( )A .逐渐升高B .逐渐降低C .先降低后升高D .始终不变解析:选A.物体的重心不一定在物体上,对于一些不规则物体要确定重心是比较困难的.本题绳子的重心是不容易标出的,因此,要确定重心的变化只有通过别的途径.当用力将绳上点C 拉到D ,外力在不断的做功,而物体的动能不增加,因此外力做的功必定转化为物体的重力势能.重力势能增加了,则说明了物体的重心升高了.外力在不断地做功,重心就会不断地升高.选项A 正确.二、多项选项题7.举重运动员把重800 N 的杠铃举高2 m ,下列说法正确的是( )A .人体内有1 600 J 的化学能转化为杠铃的势能B .人体内消耗的化学能大于1 600 JC .人对杠铃做的功大于1 600 JD .人克服杠铃重力做的功等于1 600 J解析:选ABD.在人把杠铃举高的过程中,人体内消耗的能量一部分转化为杠铃的势能,另有一部分因肌肉的收缩关节内的摩擦等而消耗,所以人体内消耗的化学能大于1 600 J ,B正确;人把杠铃举高2 m,克服重力做功1 600 J,杠铃的重力势能增加1 600 J,也就有1 600 J的化学能转化为杠铃的势能,A、D正确.8.下面关于能量转化的说法中,正确的是( )A.节日里点燃的“冲天爆竹”腾空而起,是内能转化为机械能的过程B.将一杯热水倒入一盆冷水中,冷水和热水温度最终变成一样,这一过程是热水的内能转移给冷水的过程C.冬日,人们在太阳光下晒太阳取暖,是太阳能转化为机械能的过程D.在炉子上放一壶水,将水加热到50 ℃是机械能转化为内能的过程解析:选AB.“冲天爆竹”是由火药燃烧产生的内能转化为爆竹的机械能而飞上天的;冷水和热水温度最终变成一样是内能的转移;晒太阳是太阳能转化为内能;烧水是化学能转化为内能,故A、B正确,C、D错误.9.如图所示为一种测定运动员体能的装置,运动员的质量为m1,绳的一端拴在腰间并沿水平方向跨过滑轮(不计滑轮质量及摩擦),绳的下端悬挂一个质量为m2的重物,人用力蹬传送带而人的重心不动,使传送带以速率v匀速向右运动,下面说法中正确的是( )A.绳子拉力对人不做功B.人对传送带不做功C.运动时间t后,运动员的体能消耗约为m2gvtD.运动时间t后,运动员的体能消耗约为(m1+m2)gvt解析:选AC.由于人的位移为零,所以绳子拉力对人不做功,A对;人对传送带有向右的摩擦力,且传送带运动方向向右,所以人对传送带做正功,B错;由受力分析及平衡条件可知,人对传送带的摩擦力f=m2g,所以运动员对传送带做功为W=fs=fvt=m2gvt,根据功能关系,运动时间t后消耗运动员的体能约为m2gvt,C对,D错.三、非选择题10.“神舟”号载人试验飞船发射成功,标志着我国的航天事业迈入了新的阶段.火箭载着飞船升空的动力源于液体燃料点火后火箭高速向下喷出的气体,在火箭升空的过程中,功能间的关系为:消耗了燃料的________,转化为火箭及飞船的________.能量的转化是通过喷出的气体________实现的.解析:燃料燃烧后高速向下喷出气体,化学能减少,由于力的相互作用,高速喷出的气体对火箭产生强大的反作用力,使火箭升空,反作用力对火箭做功,火箭的机械能增加.答案:化学能机械能对火箭做功11.在一次小学生课外活动中,老师要求学生将一捆重20 kg的书放到高2 m的台子上,必须是每个同学单独完成,让同学们想办法完成任务.经过思考,某同学用长为4 m 的搭板将书缓慢地推了上去,他的推力为120 N.(1)该同学做了多少功?(2)若老师直接将书放上去需做多少功?(不计阻力,g 取10 m/s 2)(3)该同学做功的结果使能量发生了怎样的转化?解析:(1)根据功的定义计算得,推力所做的功为 W 1=Fs =120×4 J =480 J.(2)若老师直接将书放上去,所做的功为W 2=mgh =20×10×2 J =400 J.(3)该同学做功使体内化学能转化为了书的机械能和内能.答案:(1)480 J (2)400 J (3)见解析 12.如图所示,人通过动滑轮和定滑轮拉一质量为10 kg 的物体,使物体匀速升高0.5 m .(g 取10 m/s 2)(1)如不计滑轮重力和摩擦力,弹簧测力计的示数为多少?人对物体做的功为多少?(2)因滑轮的重力和摩擦力的影响,现在弹簧测力计的读数为30 N ,拉动过程中,人做的总功为多少?其中有用功和额外功分别为多少?解析:(1)弹簧测力计示数F =mg 4=25 N , 人对物体做的功W =F ×4h =25×4×0.5 J =50 J.(2)人做的总功W 总=F ′×4h =30×4×0.5 J =60 J ,有用功W 有用=mgh =10×10×0.5 J =50 J ,额外功W 额外=W 总-W 有用=60 J -50 J =10 J.答案:(1)25 N 50 J (2)60 J 50 J 10 J。
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2019-2020年高中物理第1章功和功率第2节功和能随堂检测含解析鲁科版1.(对应要点一)同一个物体G ,分别沿光滑斜面BA 、CA 匀速提升,如图1-2-4所示。
若沿斜面拉动的力分别为F B 、F C 。
各过程中拉力做功分别为W B 、W C ,则它们的大小关系正确的是( )A .WB >WC ,F B <F C B .W B =W C ,F B <F C图1-2-4C .W B >W C ,F B =F CD .W B =W C ,F B =F C解析:根据功的原理知任何机械都不省功,则W B =W C ,又由FL =Gh 得F =h LG ,故F B <F C ,B 正确。
答案:B2.(对应要点二)关于功和能的联系与区别,下列说法中正确的是( ) A .功就是能,所以它们具有相同的单位 B .功是能量的量度C .功是能量转化的量度,所以它们具有相同的单位D .物体做功越多,物体的能量就越大解析:功和能有相同的单位,但功和能是两个不同的概念,A 错误;功是能量转化的量度而不是能量的量度,B 错误;功是过程量,是能量转化的量度,所以二者具有相同的单位,C 正确;做功越多,能量转化越多,不表示物体的能量就越大,D 错误。
答案:C2019-2020年高中物理第1章功和功率第3节功率课下作业含解析鲁科版1.关于功率,下列说法中正确的是( ) A .功率大的物体一定做功多 B .做功少的物体功率一定小 C .单位时间内做功越多,其功率越大D .由P =Fv 可知,机车运动速度越大,其功率一定越大解析:由功率的定义可知,功率反映做功的快慢,数值上等于单位时间内做的功,C 项正确;又由P =Fv 知,速度增加,可能牵引力F 减小,此时功率不一定增加,D 项错。
答案:C2.在平直公路上以一定速率(约5 m/s)行驶的自行车所受阻力为车和人总重力的0.02倍,则骑车人的功率最接近于(车和人的总质量约为100 kg)( )A .0.1 kWB .1×103kW C .1 kWD .10 kW图1解析:这是一道估算题,车速v =5 m/s ,骑车时的牵引力F =f =0.02×100×10 N=20 N ,所以功率P =Fv =20×5 W=100 W ,即0.1 kW ,故A 正确。
答案:A3.2010年12月3日京沪杭高铁综合试验运行最高时速达到486.1 km/h ,刷新了世界纪录,铁路提速再次引起世人的关注。
铁路提速要解决许多具体的技术问题,其中提高火车牵引力功率是一个重要问题。
假设匀速行驶时,火车所受阻力与速度的平方成正比,那么当火车分别以150 km/h 和50 km/h 的速率在水平轨道上匀速行驶时,火车的牵引力功率之比为( )A .3∶1B .9∶1C .27∶1D .81∶1解析:由题意知,火车所受阻力为f =kv 2,而火车匀速行驶时,火车的牵引力等于其所受阻力,则火车的牵引力的功率P =kv 3,故功率之比为27∶1,所以C 正确。
答案:C4.一个质量为m 的小球做自由落体运动,那么,在前t 秒内重力对它做功的平均功率P 及在t 秒末重力做功的瞬时功率P 分别为( )A.P =mg 2t 2,P =12mg 2t 2B.P =mg 2t 2,P =mg 2t 2C.P =12mg 2t ,P =mg 2tD.P =mg 2t ,P =2mg 2t解析:前t 秒内重力做功的平均功率P =W t=mg ·12gt 2t=12mg 2t ;t 秒末重力做功的瞬时功率P =Fv =mg ·gt =mg 2t ,故C 正确。
答案:C5.一辆小汽车在平直路面上由静止起动,在前5 s 内做匀加速直线运动,5 s 末达到额定功率,之后保持额定功率运动,其v -t图像如图2所示。
已知汽车的质量m =2×103kg ,汽车受到地面的阻力为车重的0.1 倍,取g =10 m/s 2,则以下说法错误的是( )图2A .汽车在前5 s 内的牵引力为4×103N B .汽车在前5 s 内的牵引力为6×103 N C .汽车的额定功率为60 kW D .汽车的最大速度为30 m/s解析:由v -t 图像知汽车在前5 s 内的加速度a =Δv Δt =2 m/s 2,由牛顿第二定律得,前5 s 内汽车牵引力为F =kmg +ma =0.1×2×103×10 N+2×103×2 N=6×103N ,故B 正确,A 错误;又5 s 末达到额定功率P =Fv 5=6×103×10 W=6×104W =60 kW ,则最大速度v max =P0.1mg =6×1040.1×2×103×10m/s =30 m/s ,故C 、D 正确。
答案:A6.质量为m 的物体静止在光滑水平面上,从t =0时刻开始受到水平力的作用。
力的大小F 与时间t 的关系如图3所示,力的方向保持不变,则( )A .3t 0时刻的瞬时功率为5F 02t 0mB .3t 0时刻的瞬时功率为15F 02t 0m图3C .在t =0到3t 0这段时间内,水平力的平均功率为23F 02t 04mD .在t =0到3t 0这段时间内,水平力的平均功率为25F 02t 04m解析:2t 0时速度v 1=F 0m·2t 00~2t 0内位移s 1=12F 0m ·(2t 0)2=2·F 0t 02mF 做功W 1=F 0s 1=2F 02t 02m3t 0时速度:v 2=3F 0m ·t 0+v 1=5F 0m·t 03t 0时刻瞬时功率:P =3F 0·v 2=15F 02t 0m,故A 错误,B 正确。
2t 0~3t 0内位移s 2=v 1t 0+123F 0m ·t 02=72F 0t 02mF 做的功W 2=3F 0s 2=212F 02t 02m0~3t 0内F 的平均功率P =W 1+W 23t 0=25F 02t 06m,故C 、D 选项错误。
答案:B7.如图4所示是健身跑步机示意图,质量为m 的人踩在与水平面成α角的静止皮带上,运动员用力向后蹬皮带,皮带运动中受恒定阻力F ,皮带以速度v 匀速向后运动,则下列说法中正确的是( )A .脚对皮带的摩擦力是皮带的动力图4B .人对皮带不做功C .人对皮带做功功率为mgvD .人对皮带做功功率为Fv sin α解析:皮带向后运动是由于人对皮带沿斜面向下有摩擦力的作用,摩擦力对皮带做正功,故A 正确;由P =Fv 知,D 错误。
答案:A8.一个小孩站在船头,按图5两种情况用同样大小的力拉绳,若经过相同的时间t (都未发生碰撞),小孩所做的功分别为W 1、W 2,在时间t 内小孩拉绳的平均功率分别为P 1、P 2,则( )图5A .W 1>W 2,P 1>P 2B .W 1=W 2,P 1=P 2C .W 1<W 2,P 1<P 2D .W 1<W 2,P 1=P 2解析:小孩所做的功,第一种情况是指对自身(包括所站的船A )做的功,第二种情况除了对自身(包括所站的船A )做功外,还包括对另一小船B 做功。
设水的阻力恒定不变,则两种情况下小孩对自身(包括所站的船A )所做的功相等,而在第二种情况下小孩对船B 多做了一部分功,因此W 1<W 2,由P =W t可知P 1<P 2,故选项C 正确。
答案:C9.下表列出了某种型号轿车的部分数据,试根据表中数据回答下列问题。
××型轿车(部分数据)(1)图6为轿车中用于改变车速的排挡。
手推变速杆到达不同挡位,可获得不同的运行速度,从“1~5”逐挡速度增大,“R”是倒车挡。
试问轿车要以最大动力上坡,变速杆应推至哪一挡?并说明理由。
(2)该车以额定功率和最高速度运行时,轿车的牵引力为多大? 图6(3)如果把0~108 km/h 的加速过程看做匀加速直线运动,则此过程中汽车的加速度为多大?解析:(1)变速杆应推至1挡。
由P =F 牵v ,可知当功率一定时,汽车牵引力与速度成反比。
(2)v m =252 km/h =70 m/s ,则F 牵=P 额v m=2 000 N 。
(3)v t =108 km/h =30 m/s ,a =v t -v 0t=3 m/s 2。
答案:(1)1挡 (2)2 000 N (3)3 m/s 210.如图7所示,为修建高层建筑常用的塔式起重机。
在起重机将质量m =5×103kg 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/s 2,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v m =1.02 m/s 的匀速运动。
取g =10 m/s 2,不计额外功。
求:(1)起重机允许输出的最大功率。
图7(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)牵引力F 等于重物重力即F =mg 时,v =v m =1.02 m/s ,此时功率最大P m =Fv =mgv m =5×104×1.02 W=5.1×104 W 。
(2)匀加速的末状态P =P m 由F -mg =ma 知F =m (g +a ) 此时速度v 0=P m F =P mm g +a=1.0 m/s匀加速的时间为t =v 0a=5 s 所以第2 s 末的瞬时功率P =Fv =m (g +a )at 1=2.04×104W 。
答案:(1)5.1×104W (2)5 s 2.04×104W。