功及功率习题及解析
功和功率练习题(含问题详解)
功和功率八、计算题(本题包含24小题,每题?分,共?分)79.(05市)一辆轿车在水平路面上匀速直线行驶,轿车上的速度表如图所示。
求:⑴轿车行驶的速度是多少米/秒?⑵在2min轿车行驶的路程是多少千米?⑶若轿车发动机提供的牵引力为F=1600N,则轿车通过上述路程牵引力做的功为多少焦?80.(04)2004年5月27日上午9时,黑石铺湘江大桥正式竣工,黑石铺大桥东起开心区大托铺,与107国道相接,西至城县苹塘镇与319国道相连,使长常高速公路与京珠高速公路连在一起,大桥全长3068m,一辆质量为2.0×103kg的小汽车,从桥东匀速至桥西所用时间为200s,所受的阻力是2.0×103N,问:(1)小汽车从桥东到桥西行驶的速度是多大?(2)小汽车引力所做的功是多大?(3)小汽车此时的功率是多大?81.(04)某电梯公寓楼高约40m,完成此建筑物需要浇制钢筋混凝土1×104m3,还需要使用其他建筑材料3.5×104t,混凝土密度为2.5×103kg/m3,取g=10N/kg。
求:(1)已知自来水密度为1×103kgm/m3,若要从地面向楼顶提供自来水,加压设备至少需给水施加多大的压强?(2)若每天要把120m3的水从地面送到楼顶,每天至少应对水做多少功?(3)测量表明,该楼的地基所承受的压强不得超过1.2×106Pa,若房基与地面的接触面积为1×103m2,则此大楼另外添加的装饰材料、各种设备等物资及进入大楼的人员的总质量不得超过多少?82.(00东城区)如图所示,物体A的质量为50kg,当力F为100N时,物体A恰能匀速前进,若物体A前进0.5m所用的时间为10s,(不计绳和滑轮重)求:(1) 物体A受到的重力. (2) 物体A受到的摩擦力.(3) 力F做的功. (4) 力F做功的功率.83.(05市)一块水田面积为2400m2要灌平均0.1m深的水。
功和功率练习题及答案初二物理
功和功率练习题及答案初二物理在初中物理学习中,功和功率是非常重要的概念。
正确理解和掌握功和功率的概念对于学生们学习物理和解决问题至关重要。
为了帮助初二学生更好地理解功和功率,下面列举了几个练习题及其答案,供大家参考。
练习题一:1. 一辆质量为800kg的小轿车以15m/s的速度匀速行驶,推动它的发动机功率为多少?2. 一台电梯将一个质量为60kg的人以2m/s的速度从地面提升到10米高的楼顶,这时电梯所做的功为多少?3. 一台机械工作30秒能够将600N的力推动20米,这台机械的功率是多少?答案一:1. 根据功率的定义,功率P等于功W对时间t的比值,即P = W / t。
小轿车的匀速行驶说明没有外力对它做功,因此推动小轿车的发动机功率为零。
2. 电梯所做的功等于人的重力与垂直位移的乘积,即W = mgh。
将数值代入公式计算得到W = 60kg × 9.8m/s² × 10m = 5880焦耳。
3. 机械的功等于推力与位移的乘积,即W = Fs。
将数值代入公式计算得到W = 600N × 20m = 12000焦耳。
该机械工作30秒,因此功率P = W / t = 12000焦耳 / 30秒 = 400瓦特(W)。
练习题二:1. 一名学生以8W的功率爬楼梯,用时10秒,这时学生所做的功为多少?2. 一台电动小车以10m/s的速度行驶,电动小车的质量为200kg,这时电动小车受到的阻力为100N,求电动小车的功率。
3. 用时20秒钟,一名工人以75W的功率做完一件工作,这件工作所需的功是多少?答案二:1. 功等于功率乘以时间,即W = Pt。
将数值代入公式计算得到W = 8W × 10秒 = 80焦耳。
2. 电动小车受到的阻力与速度相乘得到阻力功,即Ff = F × v。
将数值代入公式计算得到Ff = 100N × 10m/s = 1000焦耳。
初中物理功、功率、机械效率例题及详细解析
初中物理功、功率、机械效率例题及详细解析【典型例题】类型一、基础知识1、下面情况中,人对物体做功的是()A. 举重运动员举着杠铃不动B. 人用力却没有把重物提起C. 某同学提着水桶在水平路面匀速行走D. 旅客提着行李走上楼梯【思路点拨】本题要抓住做功的两个必要因素:1.作用在物体上的力;2.物体在力的方向上通过的距离;二者缺一不可。
【答案】D【解析】A、B均属于“不动无功”型,有力作用但没通过距离;C属于“劳而无功”型,桶运动方向与施力方向垂直;D具备做功的两个必要因素,人对行李施力,行李沿拉力方向有移动距离,D选项中人对行李箱用向上的力,并且在力的方向上移动了距离,所以人对物体做了功。
【总结升华】做功要满足的两个要素是:作用在物体上的力;在力的方向上通过的距离。
举一反三:【变式】(多选)小车重200N,人用30N的水平力推小车沿水平路面匀速前进50m的过程中,下列判断正确的是()A.重力没做功B.人对车做功10000JC.人对车做功1500J D.小车受到的阻力是230N【答案】AC2、某人用50N的力,将重30N的铅球抛到7m远处,这个人对铅球做的功为()A、350JB、210JC、0D、无法计算【思路点拨】人推铅球,对铅球施加了力,并且铅球在该力的方向上移动了距离,根据功的公式W=Fs分析判断。
【答案】D【解析】铅球的运动可以分为两个阶段:第一个阶段是人推铅球,第二个阶段是铅球在空中飞行。
在第一个阶段人用力推动铅球,对铅球做功;在第二个阶段,铅球离开了人,人不再对铅球做功。
注意:在第一个阶段,在人推力的作用下,铅球移动了一段距离,但这个距离不是7m;具体是多少,题中未给出,无法判断。
【总结升华】本题考查了学生对功的公式的掌握和运用,关键是掌握做功的两个必要条件(一是力,二是在力的方向上移动的距离)。
举一反三:【变式】(2015•无锡)现有30包大米,总质量为150kg,小明想尽快将它们搬上10m高处的库房,如图为小明可以提供的用于搬动物体的功率与被搬运物体质量之间的关系图象,由图可知他可以提供的最大功率为_____W;为尽可能快地将大米搬上库房,他每次应搬_____包,若每次下楼时间是上楼时间的一半,则他最快完成搬运任务并返回原地所用的时间是_____s。
专题06 功和功率 动能定理(解析版)
专题06 功和功率 动能定理目录题型一 功和功率的理解和计算 ..................................................................................................... 1 题型二 机车启动问题 ..................................................................................................................... 4 题型三 动能定理及其应用 ........................................................................................................... 12 题型四 功能中的图像问题 .. (22)题型一 功和功率的理解和计算【题型解码】1.要注意区分是恒力做功,还是变力做功,求恒力的功常用定义式.2.变力的功根据特点可将变力的功转化为恒力的功(如大小不变、方向变化的阻力),或用图象法、平均值法(如弹簧弹力的功),或用W =Pt 求解(如功率恒定的力),或用动能定理等求解.【典例分析1】(2023上·福建三明·高三校联考期中)如图所示,同一高度处有4个质量相同且可视为质点的小球,现使小球A 做自由落体运动,小球B 做平抛运动,小球C 做竖直上抛运动,小球D 做竖直下抛运动,且小球B 、C 、D 抛出时的初速度大小相同,不计空气阻力。
小球从释放或抛出到落地的过程中( )A .重力对4个小球做的功相同B .重力对4个小球做功的平均功率相等C .落地前瞬间,重力对4个小球的瞬时功率大小关系为A B CD P P P P =<= D .重力对4个小球做功的平均功率大小关系为A B C D P P P P =>= 【答案】AC【详解】A .4个质量相同的小球从同一高度抛出到落地的过程中,重力做功为G W mgh =故重力对4个小球做的功相同,故A 正确;BD .小球A 做自由落体运动,小球B 做平抛运动,小球C 做竖直上抛运动,小球D 做竖直下抛运动,小球从同一高度抛出到落地,运动时间关系为D A B C t t t t <=<重力对4个小球做功的平均功率为GW P t=可得重力对4个小球做功的平均功率大小关系为D A B C P P P P >=>故BD 错误;C .落地前瞬间,4个小球竖直方向有2A 2v gh =,2B 2v gh = 22C 02v v gh -=,22D 02v v gh -=4个小球竖直方向的速度关系为A B C D v v v v =<=落地前瞬间,重力对4个小球的瞬时功率y P mgv =落地前瞬间,重力对4个小球的瞬时功率大小关系为A B C D P P P P =<=故C 正确。
(完整版)功和功率难题
功和功率1、一支步枪枪筒长0.8m,火药爆发时高压气体对子弹的平均推力为2000N,子弹离开枪口后,在空气中飞行了500m落在地上,高压气体对子弹所做的功是J。
2、某人用50N的力,将重30N的铅球掷到7m远处,这个人对铅球做的功为()A:350J B:210J C:0 D:无法计算3、如图所示,木块体积为20cm3,人通过绳子拉住木块,使它恰能没入水中,若ρ木=0.6×103kg/m3,水的阻力不计,当匀速将木块拉入水面下5cm深处时,拉力F做了多少功?(g=10N/kg)4、用如图所示的滑轮组在水中提升一个重89N的铜块,在5s内将铜块匀速提升2m,如果动滑轮重11N,绳和轮的摩擦及水的阻力不计,在铜块没有露出水面前,求:(1)作用在滑轮组绳子自由端的拉力F至少为多少?(2)拉力做功的功率是多大?(ρ铜=8.9×103kg/ m3,g=10N/kg)5、如图所示,当小活塞在压力F1作用下下降的距离为h1时,液体对大活塞向上的压力F2使之升高h2,若小活塞面积为S1,大活塞面积为S2,试用功的原理证明:F2/F1=S2/S1。
6、一根长3m、重1000N的均匀木棒平躺在水平地面上,若要将此木棒竖直立在地面上,则外力至少做功J。
7、用如图所示装置将质量为39kg的铁块在5s内在水中匀速提升2m,若已知动滑轮重20N,不计摩擦。
(ρ铁=7.8×103kg/ m3,g=10N/kg)求:(1)拉力F做了多少功?(2)拉力F的有用功率是多少?8、在盛满水的池子底部有一段斜面AB,长为3.45m,B点比A点高0.5m,将密度为7.9×103kg/ m3的实心铁球匀速地A拉到B,如图所示,沿斜面方向所用的力F是10N,不计水及斜面的阻力,求铁球在空气中的重力是多少?(g=10N/kg)9、有一个体积为0.1m3、重为6860N的铸铁件不慎落入水中,利用如图所示的滑轮组打捞,将铸铁件在水中匀速提高2m(不计水的阻力),求:(1)铸铁件受到的浮力及动滑轮的挂钩A受到的拉力是多大?(2)若动滑轮自重为120N,不计绳重及滑轮的摩擦,拉绳的力F所做的功是多少?10.如图所示,某矿产工人用200 N的水平拉力,抓紧绳子的一端,沿水平方向向右运动,在10 s内将矿井里质量为32 kg的物体提升4 m,若不计一切摩擦.求:(1)工在10 s内所做的功和他做功的功率;(2)动滑轮的重量;(3)滑轮组的机械效率.(g=10 N/kg)11.一保洁工人,要清洗一高楼的外墙,他使用了如图所示的装置进行升降,已知工人的质量为60kg,保洁器材的质量为20kg,人对绳的拉力为300N,吊篮在拉力的作用下1min匀速上升了10m,求:(1)此过程中的有用功(2)拉力F做功的功率;(3)滑轮组的机械效率(结果保留一位小数)。
功,功率试题及答案
(一)功的概念1.下列说法正确的是()A.功是矢量B.速度的变化量是矢量C.牛顿运动定律适用于宏观物体的低速运动D.力的单位N是物理学中的基本单位考点:功的概念;力学单位制.分析:功是力在空间距离上的累积;牛顿运动定律是实验定律,适用与宏观低速运动的物体;力学基本单位有:千克、米、秒.解答:解:A、功是力在空间距离上的累积,是标量,故A错误;B、速度的变化量是矢量,与加速度方向相同,故B正确;C、牛顿运动定律是实验定律,适用与宏观低速运动的物体,故C正确;D、力学基本单位有:千克、米、秒,力的单位牛顿是导出单位,故D错误;故选BC.2.下列说法正确的是()A.万有引力定律只适用像天体这样质量很大的物体B.牛顿运动定律也适用微观世界C.功是能量转化的量度D.物体惯性的大小是由质量和速度共同决定的考点:功的概念;万有引力定律及其应用.分析:万有引力定律适用于质点间的相互作用.牛顿运动定律的适用范围:(1)只适用于低速运动的物体(与光速比速度较低);(2)只适用于宏观物体,牛顿第二定律不适用于微观原子;物体惯性的大小只与质量有关,质量越大,惯性越大.解答:解:A万有引力定律适用于质点间的相互作用,不是只适用像天体这样质量很大的物体,故A错误;B、牛顿运动定律只适用于低速运动的物体(与光速比速度较低),只适用于宏观物体,牛顿第二定律不适用于微观原子,故B错误;C、功是能量转化的量度,故C正确;D、物体惯性的大小只与质量有关,与速度无关,故D错误.故选C3.如图所示,物体在水平恒力F作用下,由静止起在水平面沿直线由A点运动到B点,则当水平面光滑与粗糙两种情况下()A.力F所做的功相等B.力F所做功的平均功率相等C.力F在B点的瞬时功率在水平面光滑时较大D.力F在B点的瞬时功率相等考点:功的概念;功的计算;动能定理.专题:功率的计算专题.4.关于功的概念,下列说法中正确的是()A.力对物体做功多,说明物体的位移一定大B.力对物体做功小,说明物体的受力一定小C.力对物体不做功,说明物体一定没有移动D.物体发生了位移,不一定有力对它做功考点:功的概念.专题:功的计算专题.分析:做功包含的两个必要因素是:作用在物体上的力,物体在力的方向上通过一定的位移.根据W=Flcosα求解.解答:解:A、力对物体做功多,根据W=Flcosα,如果力很大,那么物体的位移不一定大,故A错误B、力对物体做功小,根据W=Flcosα,如果力位移很小,那么物体的受力不一定小,故B错误C、力对物体不做功,根据W=Flcosα,可能α=90°,所以物体不一定没有移动,故C错误D、物体发生了位移,如果力的方向与位移方向垂直,那么力对它不做功,故D正确故选D.5. 以恒定的功率P行驶的汽车以初速度v0冲上倾角一定的斜坡,设受到的阻力(不包括汽车所受重力的沿斜面向下的分力)恒定不变,则汽车上坡过程中的v-t图象可能是图1中的哪一个()A. B. C. D.(二)功的计算1.下列是一些说法:①一质点受两个力作用且处于平衡状态(静止或匀速),这两个力在同一段时间内的冲量一定相同②一质点受两个力作用且处于平衡状态(静止或匀速),这两个力在同一段时间内做的功或者都为零,或者大小相等符号相反③在同样时间内,作用力和反作用力的功大小不一定相等,但正负号一定相反④在同样时间内,作用力和反作用力的功大小不一定相等,正负号也不一定相反以上说法正确的是()A.①②B.①③C.②③D.②④考点:功的计算;牛顿第三定律.专题:压轴题.分析:一对平衡力大小相等,方向相反,根据I=Ft求解冲量,根据W=Fxcosθ求解功;作用力和反作用力大小相等,方向相反,作用在不同的物体上,可以都做正功,也可以都做负功.解答:解:①、一对平衡力大小相等,方向相反,根据I=Ft可知,冲量大小相等,方向相反,故①错误;②、根据W=Fxcosθ可知,一对平衡力在同一段时间内做的功或者都为零,或者大小相等符号相反,故②正确;③、作用力和反作用力大小相等,方向相反,作用在不同的物体上,可以都做正功,也可以都做负功,还可以都不做功,故③错误,④正确故选D2.如图所示,一恒力F通过一定滑轮拉物体沿光滑水平面前进了s,在运动过程中,F与水平方向保持θ角,则拉力F对物体做的功为()A.FscosθB.2FscosθC.Fs(1+cosθ)3.如图所示,斜面体固定在水平地面上,虚线以上部分斜面光滑,虚线以下部分斜面粗糙.质量分别为m1、m2(m2>m1)的两物体之间用细线连接,开始时m1处在斜面顶端并被束缚住.当由静止释放m1后,两物体开始沿斜面下滑.则下列说法正确的是()A.m2到达斜面底端前两物体一定不能相遇B.m2到达斜面底端前两物体有可能相遇C.在虚线上方运动时细线对两物体均不做功D.在虚线上方运动时细线对ml做正功,对m2做负功考点:功的计算;物体的弹性和弹力.专题:功的计算专题.分析:虚线以上部分斜面光滑,两物体不受摩擦力,在重力和支持力作用下做匀加速直线运动,m2先到达虚线下方,后m1也到达虚线下方,此时两物体受到重力、支持力、滑动摩擦力作用,滑动摩擦力可能大于重力沿斜面的分量,也可能小于沿重力沿斜面的分量,分情况进行讨论即可求解.解答:解:虚线以上部分斜面光滑,物体受到重力和支持力,把两个物体看成整体,根据牛顿第二定律得:两物体加速度相等,绳子拉直,但没有力的作用,此过程,细线对两物体均不做功,m2先到达虚线下方,此时两物体受到重力、支持力、滑动摩擦力作用,若滑动摩擦力大于重力沿斜面的分量,则m2做匀减速运动,此时m1仍做匀加速运动,所以绳子处于松弛状态,m1运动到虚线位置时的速度比m1运动到虚线位置时的速度大,进入虚线下方做匀减速运动,相同时间内m1运动的位移比m2运动的位移大,所以m2到达斜面底端前两物体有可能相遇,故AD错误,BC 正确.故选:BC4.质量相等的两个质点a、b在同一位置开始沿竖直方向运动,v-t图象如图所示,取竖直向下为正方向.由图象可知()A.在t2时刻两个质点在同一位置B.在0~tl时间内,a质点处于失重状态C.在tl~t2时间内,a质点的机械能守恒D.在0~t2时间内,合外力对两个质点做功不相等考点:功的计算;匀变速直线运动的速度与时间的关系;匀变速直线运动的图像;机械能守恒定律.专题:功的计算专题.分析:速度时间图象与坐标轴围成的面积表示位移,平均速度等于位移除以时间,当加速度方向向上时,物体处于超重状态,方向向下时,处于失重状态,物体的动能和势能之和不变时,机械能守恒.解答:解:A、速度时间图象与坐标轴围成的面积表示位移,0-t2时间内B的位移大于A的位移,B在A的上面,故A错误;B、0-t1时间内a的斜率为正,加速度为正,方向向下,处于失重状态,故B正确;C、t1-t2时间内质点B匀速向上运动,动能不变,重力势能变大,机械能增大,故C错误;D、在0-t2时间内,a、b两质点动能的变化量相等,则合外力做功相等,故D错误.故选:B点评:解决本题的关键知道速度时间图线的物理意义,知道图线的斜率表示加速度,图线与时间轴围成的面积表示位移,当加速度方向向上时,物体处于超重状态,方向向下时,处于失重状态.5. 如图,质量为M的物体放在光滑水平地面上,在受到与水平方向成α角的恒力F作用下,从静止开始运动,在时间t内,F对物体所做的功为W F.下列仅单独改变某一物理量(设该物理量改变后物体仍在水平面上运动),可使恒力所做的功增大为2W F的是()A.使恒力的大小增大为2F B.使物体质量减小为M/2C.做功时间增长为2t D.α从60°变为0°(三) 功率、平均功率和瞬时功率1.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;若作用力变为斜面上的恒力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<v22. 如图所示,细线的一端固定于O点,另一端系一小球.在水平拉力作用下,小球以恒定速率在竖直平面内由A点运动到B点.在此过程中拉力的瞬时功率变化情况()A.逐渐增大B.逐渐减小C.先增大,后减小D.先减小,后增大3. 如图,水平地面上有一木箱,木箱与地面间的动摩擦因数为μ,木箱在与水平夹角为θ的拉力F作用下做匀速直线运动.在θ从0逐渐增大到90°的过程中,木箱的速度始终保持不变,则拉力F的功率()A.一直增大B.一直减小C.先减小后增大D.先增大后减小4. 质量分别为m1、m2的A、B两物体放在同一水平面上,受到大小相同的水平力F的作用,各自由静止开始运动.经过时间t0,撤去A物体的外力F;经过4t0,撤去B物体的外力F.两物体运动的v-t关系如图所示,则A、B两物体()A.与水平面的摩擦力大小之比为5:12B.在匀加速运动阶段,合外力做功之比为4:1C.在整个运动过程中,克服摩擦力做功之比为1:2 D.在整个运动过程中,摩擦力的平均功率之比为5:3机车两种启动方式分析正确分析汽车启动问题,关键抓住三点:1、 正确分析物理过程。
功和功率计算题 (1)
功和功率计算题一、计算题(共100小题;共1300分)1. 物体在50牛的水平拉力作用下沿水平方向做匀速直线运动,5秒内前进了3米。
求此过程中拉力做的功W和功率P。
2. 一个人用100N的水平拉力将重为300N的木箱在水平地面上匀速拉动了10m,然后又扛着该木箱走了10m,随后扛着木箱上了3m高的二楼,这个人在整个过程中对木箱共做了多少功?3. 丽水白云森林公园位于市区北面,空气新鲜,风景优美.小科同学经常沿公园内的盘山公路快步行走,锻炼身体.小科同学重力为500牛,从白云山下步行到离出发点100米高度处,需克服自身重力做多少功?4. 如图所示,用20牛顿的水平推力,使重为100牛顿的物体,在水平桌面上移动0.5米,试求推力和重力对物体做的功。
5. 手推车在50N的水平拉力作用下沿水平面做匀速直线运动。
若10s内,拉力做功300J,求此过程中拉力的功率P和物体通过的路程s。
6. 某同学体重为550N,他用50N的力沿水平方向推一筐砖,筐和砖总重为200N,经4s,木箱在水平地面上移动了2m。
在这个过程中,该同学做的功为多少?如果他把木箱搬到二楼,已知每层楼高4m,则他对木箱至少要做多少功?7. 一个所受重力为1000N的物体,在100N的水平推力作用下,前进了50m,当推力撤去后,物体又前进了5m,求整个过程中推力所做的功。
8. 物体在15牛的水平拉力作用下沿拉力方向做匀速直线运动,5秒内前进了10米。
求此过程中拉力做的功W和功率P。
9. 如图所示,用水平向右的拉力F拉动物体,使其沿直线匀速运动了5m,时间为10s,F做功的功率是100W,求这段时间内:(1)拉力F做的功;(2)物体受到的摩擦力。
10. 在一次沉船打捞过程中,将一只铁锚从水下100m深处匀速缓慢地拉到水下10m深处,拉力所做的功为6.21×105J,求拉力的大小。
11. 用50N的水平拉力,拉着重为150N的箱子,在水平地面上匀速向前移动了2m,拉力对箱子做了多少功?重力对箱子做了多少功?12. 某同学体重为550N,他用50N的力沿水平方向推一筐砖,筐和砖总重为200N,经4s,木箱在地面上移动了2m。
功和功率练习题全本(含答案)
功和功率一、单项选择题(本题包含39小题)1.(05宜昌市)以下事例中,重力做功的是 ( )A.冰球在水平的冰面上滚动B.皮划艇在平静水面快速滑行C.跳水运动员下落D.举重运动员把杠铃举起停在空中静止不动2.如图所示,四幅图是小新提着包回家的情景,小新提书包的力不做功的是哪幅图( )3.(05柳州、北海)在图中的几个情形中所提到的力没有做功的是( )4.下列各种情况中做功的是( )A.用竖直向上的力提水桶在水平面行走B.用水平力推重物在水平地面上行走C.运动员举高1800牛的杠铃坚持10秒钟D.水球重50牛,沿光滑水平面运动10米5.用三种方法来提升同一个重物:a.用不计摩擦的定滑轮将重物提高h ;b.沿光滑斜面将重物提高h;c.用手直接将重物提高h.其中做功大小是:( )A.a方式做功最少B.b方式做功最少C.c方式做功最少D.三种方式做功一样多6.(04湖北宜昌)汽车在平直道路上做匀速直线运动,下列说法中正确的是()A.汽车的牵引力为零 B.汽车所受的摩擦力为零C.汽车牵引力所做的功为零D.汽车所受的合力为零7.(04山西)以下估测中,基本符合实际情况的是( )A.人正常步行的速度约5m/s,B.某同学走路时对地面的压强约1.5×103PaC.中学生的体重约50ND.把一个鸡蛋举高1m做的功约0.5J8.某学生用40牛的力将重60牛的铅球抛出5米远,则铅球在空中运动过程中,人对铅球所做的功是:( )A.200焦B.300焦C.0焦D.500焦9.重50N的重物,在10N水平力的作用下,沿水平方向移动了5m,那么重力对重物做的功是( )A.50JB.250JC.0D.上述都不对10.(05大连)在2000年9月22日悉尼奥运会上,我国运动员丁美媛获得女子75kg以上级举重金牌,她的挺举成绩是165kg。
估算她在挺举全过程中对杠铃做的功为( )A.3×102JB.1×103JC.3×103JD.5×103J11.(05广州市)教学大楼每层楼高为3m,小明提着一重为50N的箱子,沿楼梯从一楼登上三楼,再沿三楼水平走廊走了4m进入课室,从一楼到课室过程中小明对箱做的总功为( ) A.0 J B.300 J C.450 J D.500 J12.(05盐城市)如图所示,用水平力F拉着重为100N的物体,在水平地面上向左匀速移动了5m,物体所受地面的摩擦力大小为20N,则( )A.重力做的功是500JB.拉力大小为100NC.拉力大小为120ND.拉力做的功为100J13.(04天津)如图,在水平拉力F作用下,使重40N的物体A匀速移动5m,物体A受到地面的摩擦力为5N,不计滑轮、绳子的重力及滑轮与绳子间的摩擦,拉力F做的功为()A.50J B.25JC.100JD.200J14.下列说法中正确的是( )A.有些简单机械省功B.斜面越长越省功C.使用任何机械都不省功D.定滑轮在使用过程中虽不省功,但是能省力15.(05上海市)当两台机器正常工作时,功率大的机器一定比功率小的机器()A.做功多 B . 做功少 C . 做功快 D . 做功慢16.(04辽宁本溪)下面说法中正确的是( )A.浸没在水中的物体,密度越大,受到的浮力越小B.既省力又省距离的机械是不存在的C.机械的功率越小,做功越小D.一块冰熔化成水后,体积、密度、质量和比热容均发生变化17.(04深圳副卷)以下说法正确的是 ( )A.运动的物体有惯性,静止的物体没有惯性B.做功越多,功率就越大C.浮在水面上的木块所受浮力大于重力D.坦克履带的作用之一是为了减少对地面的压强18.(05临沂市)班里组织一次比赛活动,从一楼登上三楼,看谁的功率最大。
中考物理《功和功率的计算》专项练习题(附答案)
中考物理《功和功率的计算》专项练习题(附答案)一、单选题1.某同学进行体能训练,用100s跑上20m高的高楼,试估算他登楼的平均功率最接近下列哪个数值()A.10W B.100W C.1000W D.10000W2.一位同学从一楼登上三楼,用了20s.则他上楼时的功率大约为()A.几瓦B.几十瓦C.几百瓦D.几千瓦3.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.一用线悬挂着的小球,没有做功所以就没有能C.一个物体已做的功越多,说明这个物体具有的能越多D.一个物体做了功,说明这个物体具有能4.如图所示,两个斜面的粗糙程度相同,现将甲乙两个物体分别从斜面的底端以相同速度匀速拉到顶端,拉力分别F1和F2,且F1=F2,这一过程中,下列说法中正确的是()A.左侧斜面的机械效率大于右侧斜面的机械效率B.左侧斜面的额外功大于右侧斜面的额外功C.拉力F1的总功率小于F2的总功率D.上升过程中甲物体增加的重力势能小于乙物体增加的重力势能5.建筑工人用如图所示的滑轮组,在4s内将重为1500N的物体沿水平方向匀速移动2m的过程中,所用的拉力大小为375N,物体受到水平地面的摩擦力为物重的0.4倍(不计滑轮重和绳重)。
在此过程中下列说法正确的是()A.绳子自由端沿水平方向移动了6 mB.物体受到的拉力为750NC.拉力F的功率为750WD.滑轮组的机械效率为80%6.某人骑着一辆普通自行车,在平直公路上以某一速度匀速行驶,若人和车所受的阻力为20N,则通常情况下,骑车人消耗的功率最接近( ) A .1WB .10WC .100WD .1000W7.关于功、功率、机械效率的说法中,正确的是( )A .功率大的机械,机械效率一定高B .机械做功时,做的有用功越多,机械效率越大C .机械做功时,工作时间越短,功率一定越大D .利用机械做功时可以省力或省距离,但不能省功8.AC311民用直升机是我国直升机大家族中一款轻型多用途直升机.该机型有中国航空工业集团公司自主研制,是具有国际先进水平的2吨直升机.若一架AC311民用直升机在一次作业时,将1000N 的重物在2s 内举高2m 后,又停在空中10s .则后10s 内,直升机对重物做功的功率为( ) A .0WB .200WC .1000WD .2000W9.利用如图所示的甲、乙两个滑轮组,在相同的时间内用大小相同的力F 1和F 2分别把质量相等的重物G 1和G 2提升到相同的高度,则( )A .甲滑轮组的机械效率高B .乙滑轮组的机械效率高C .F 2做功的功率大D .F 1、F 2做功的功率一样大10.已知雨滴在空中竖直下落时所受空气阻力与速度的平方成正比,且不同质量的雨滴所受空气阻力与速度大小的二次方的比值相同.现有两滴质量分别为m 1和m 2的雨滴从空中竖直下落,在落到地面之前都已做匀速直线运动,那么在两滴雨滴落地之前做匀速直线运动的过程中,其重力的功率之比为( ) A .m 1:m 2B .√m 1 : √m 2C .√m 2 : √m 1D .√m 13 : √m 23 11.中考体育跳绳项目测试中,小明同学在1min 内跳了120次,则他跳绳时的功率大约是( )A .0.5 WB .5 WC .50WD .500 W12.如图所示,用一滑轮组在5s 内将一重为200N 的物体向上匀速提起2m ,不计动滑轮及绳自重,忽略摩擦。
物理功率试题及答案解析
物理功率试题及答案解析一、选择题1. 功率是描述物体做功快慢的物理量,单位是瓦特(W)。
以下哪个选项是功率的单位?A. 牛顿(N)B. 焦耳(J)C. 瓦特(W)D. 米每秒(m/s)答案:C解析:功率的单位是瓦特(W),它是描述单位时间内完成的功的量度。
2. 一个物体在5秒内完成了50焦耳的功,其功率是多少?A. 10WB. 5WC. 25WD. 50W答案:A解析:功率P定义为功W除以时间t,即P = W/t。
因此,P = 50J /5s = 10W。
二、填空题3. 已知一个电动机的功率为2000瓦特,它在______秒内可以完成1000焦耳的功。
答案:0.5解析:根据功率的定义,P = W/t,可得t = W/P = 1000J / 2000W = 0.5s。
三、计算题4. 一辆汽车在水平路面上以恒定功率行驶,其功率为75千瓦,汽车的质量为1500千克,假设汽车行驶过程中受到的阻力为车重的0.1倍。
求汽车在10秒内行驶的距离。
答案:250米解析:首先计算汽车受到的阻力F = 0.1 * m * g = 0.1 * 1500kg * 9.8m/s² ≈ 1470牛顿。
由于功率P = F * v,可得汽车的速度v = P / F = 75000W / 1470N ≈ 51m/s。
因此,10秒内行驶的距离s = v * t = 51m/s * 10s = 510m。
四、简答题5. 简述功率与功和时间的关系。
答案:功率是描述物体做功快慢的物理量,它等于单位时间内完成的功。
数学上,功率P可以表示为P = W/t,其中W是功,t是时间。
功率的单位是瓦特(W),表示每秒完成的焦耳数。
中考物理《功和功率的计算》专题训练(附含答案解析)
中考物理《功和功率的计算》专题训练(附含答案解析)1.2021年4月25印度尼西亚的一艘排水量1390吨的潜艇在海下300m处断裂,通过水下搜索发现了海面下850m处的失事潜艇。
应印方要求,我国派出排水量为7000吨的军舰协助施救。
为了安全打捞一块排水体积为20m3的残骸,须进行相关的数据分析。
假设残骸出水前以0.5m/s的速度向上做匀速直线运动,起重机的拉力1.5×106N。
已知海水密度为1.03×103kg/m3。
求:(1)此潜艇残骸在海底受到的浮力;(2)850m深处海水的压强;(3)残骸在海水中向上做匀速直线运动时起重机的功率。
2.某码头货运站使用如图甲所示起重装置,将集装箱吊装到船上,该集装箱的规格为长6m,宽2.5m,高2.5m,总质量为18t,吊装时需要提升3m。
如图乙为集装箱被提升过程中,高度随时间变化的图象(其中3~7s是匀速直线提升过程)。
g取10 N/kg,求:(1)该集装箱未起吊前对地面的压强;(2)整个提升过程中,集装箱的平均速度(结果保留小数点后两位):(3)匀速直线提升过程中,起重装置对集装箱做功的功率。
3.如图所示,一物质量1.5×103 kg 的货车通过如图滑轮组将一重物匀速提起,此时车受到的摩擦阻力的大小是车重的0.02 倍。
求:(1)货车受到的阻力是多大?(2)已知货物重1000N,不计绳重和滑轮间摩擦。
此时滑轮组的机械效率是80%。
车对滑轮组的拉力是多大?(3)已知重物上升的速度为0.5m/s时,货车提起重物时的功率是多大?4.新冠肺炎疫情暴发后,为防止疫情的蔓延和人群交叉感染,京东自主研发的智能配送机器人在武汉完成了智能配送的第一单;从仓库的仁和站出发,将医疗物资送到了武汉第九医院。
该智能配送机器人设计的最大速度是7.2km/h,空载质量是350kg,承载量可以达到250kg。
求:(1)若配送机器人以最大速度匀速行驶36km,需要多长时间;(2)若配送机器人的最大功率为2000W,求以最大速度匀速行驶时受到的牵引力;(3)本次配送,配送机器人做了多少功。
高中物理(新人教版)必修第二册同步习题:功与功率——功率(同步习题)【含答案及解析】
第八章机械能守恒定律1 功与功率第2课时功率基础过关练题组一功率的理解和计算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2.汽车上坡时,保持汽车发动机输出功率一定,降低速度,这样做的目的是( )A.增大牵引力B.减小牵引力C.增大阻力D.减小惯性3.假设列车从静止开始做匀加速直线运动,经过500 m后,速度达到最大,为360 km/h。
整列列车的质量为1×105 kg,如果不计阻力,在匀加速阶段,牵引力的最大功率是( )A.4.67×106 kWB.1×105 kWC.1×108 kWD.4.67×109 kW题组二平均功率与瞬时功率4.(多选)质量为3 kg的物体,从高45 m处自由落下(g取10 m/s2),那么在下落的过程中( )A.前2 s内重力做功的功率为300 WB.前2 s内重力做功的功率为675 WC.第2 s末重力做功的功率为600 WD.第2 s末重力做功的功率为900 W5.飞行员进行素质训练时,抓住秋千杆由水平状态开始下摆,如图所示,到达竖直状态的过程中,飞行员所受重力的瞬时功率变化情况是( )A.一直增大B.一直减小C.先增大后减小D.先减小后增大6.(多选)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,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/s2,则( )A.第1 s内推力做功为1 JB.第2 s内物体克服摩擦力做的功为2 JC.t=1.5 s时推力F的功率为2 WD.第2 s内推力F做功的平均功率为3 W7.在F=6 N的水平力作用下,质量m=3 kg的物体在光滑水平面上由静止开始运动,运动时间t=3 s。
求:(1)力F在前3 s内对物体做的功;(2)力F在前3 s内对物体做功的平均功率;(3)在3 s末力F对物体做功的瞬时功率。
高一必修二物理功和功率练习题带答案解析
7.3 功率同步练习题解析(人教版必修2)1.质量为m的木块放在光滑水平面上,在水平力F的作用下从静止开始运动,则开始运动时间t后F的功率是()。
A.22F tmB.222F tmC.2F tmD.22F tm2.一辆小车在水平路面上做匀速直线运动,从某时刻起,小车受到的牵引力F和阻力f随时间的变化规律如图所示,则小车所受的牵引力的功率随时间变化的规律是()。
3.近年我国高速铁路技术得到飞速发展,20XX年12月3日京沪杭高铁综合试验运行最高时速达到486.1千米,刷新了世界记录,对提高铁路运行速度的以下说法,错误的是()。
A.减少路轨阻力,有利于提高列车最高时速B.当列车保持最高时速行驶时,其牵引力与阻力大小相等C.列车的最高时速取决于其最大功率、阻力及相关技术D.将列车车头做成流线形,减小空气阻力,有利于提高列车功率4.如图所示是健身用的“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,运动员用力向后蹬皮带,皮带运动过程中受到的阻力恒为f,使皮带以速度v 匀速向后运动,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mg vD.人对皮带做功的功率为f v5.一辆小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图象如图所示。
已知汽车的质量为m=2×103 kg,汽车受到地面的阻力为车重的0.1倍,g取10 m/s2,则()。
A.汽车在前5 s内的牵引力为4×103 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30 m/s6.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920 kg,在16 s内从静止加速到100 km/h(即27.8 m/s)。
受到恒定的阻力为1 500 N,假设它做匀加速直线运动,其动力系统提供的牵引力为____N。
高中物理必修二第五章机械能守恒 习题及解析
第1讲 功和功率功 (考纲要求 Ⅱ) 1.做功的两个要素(1)作用在物体上的力.(2)物体在力的方向上发生的位移. 2.公式:W =Fl cos α(1)α是力与位移方向之间的夹角,l 为物体对地的位移. (2)该公式只适用于恒力做功. 3.功的正负夹角 功的正负 α<90° 力对物体做正功α=90° 力对物体不做功α>90°力对物体做负功或说成物体克服这个力做了功判断正误,正确的划“√”,错误的划“×”.(1)只要物体受力的同时又有位移发生,则一定有力对物体做功.( ) (2)一个力对物体做了负功,则说明这个力一定阻碍物体的运动.( )(3)滑动摩擦力可能做负功,也可能做正功;静摩擦力对物体一定不做功.( ) (4)作用力做正功时,反作用力一定做负功.( )功率 (考纲要求 Ⅱ)1.定义:功与完成这些功所用时间的比值. 2.物理意义:描述力对物体做功的快慢. 3.公式(1)P =Wt,P 为时间t 内的平均功率.(2)P =F v cos_α(α为F 与v 的夹角) ①v 为平均速度,则P 为平均功率. ②v 为瞬时速度,则P 为瞬时功率.4.额定功率:机械正常工作时输出的最大功率.5.实际功率:机械实际工作时输出的功率.要求小于或等于额定功率.判断正误,正确的划“√”,错误的划“×”.(1)以恒定牵引力启动的机车,在加速过程中发动机做的功可用公式W =Pt 计算.( ) (2)据P =F v 可知,发动机功率一定时,交通工具的牵引力与运动速度成反比.( ) (3)汽车上坡的时候,司机必须换挡,其目的是减小速度,得到较小的牵引力.( )基础自测1.(单选)如图5-1-1所示,拖着旧橡胶轮胎跑是身体耐力训练的一种有效方法.如果某受训者拖着轮胎在水平直道上跑了100 m,那么下列说法正确的是().图5-1-1A.轮胎受到地面的摩擦力对轮胎做了负功B.轮胎受到的重力对轮胎做了正功C.轮胎受到的拉力对轮胎不做功D.轮胎受到的地面的支持力对轮胎做了正功2.(2014·遵义四中测试)(多选)关于功率公式P=W/t和P=F v的说法正确的是().A.由P=W/t知,只要知道W和t就可求出任意时刻的功率B.由P=F v既能求某一时刻的瞬时功率,也可以求平均功率C.由P=F v知,随着汽车速度增大,它的功率也可以无限制增大D.由P=F v知,当汽车发动机功率一定时,牵引力与速度成反比3.(2015·深圳二调)(多选)汽车从静止开始沿平直轨道做匀加速运动,所受阻力始终不变,在此过程中,下列说法正确的是().A.汽车牵引力保持不变B.汽车牵引力逐渐增大C.发动机输出功率不变D.发动机输出功率逐渐增大4.(单选)起重机以1 m/s2的加速度将质量为1 000 kg的货物由静止开始匀加速向上提升,g取10 m/s2,则在1 s内起重机对货物做的功是().A.500 J B.4 500 J C.5 000 J D.5 500 J5.(单选)一质量为m的木块静止在光滑的水平面上,从t=0开始,将一个大小为F的水平恒力作用在该木块上,在t=t1时刻力F的瞬时功率是().A.F22m t1B.F22m t 21C.F2m t1D.F2m t21答案1.解析 根据力做功的条件,轮胎受到的重力和地面的支持力都与位移垂直,这两个力均不做功,B 、D 错误;轮胎受到地面的摩擦力与位移反向,做负功,A 正确;轮胎受到的拉力与位移夹角小于90°,做正功,C 错误.答案 A2.解析 利用公式P =W /t 只能计算平均功率,选项A 错误;当公式P =F v 中的v 为瞬时速度时,求的是瞬时功率,当v 为平均速度时,求的是平均功率,选项B 正确;因为汽车的速度不能无限制增大,汽车的功率也不能无限制增大,选项C 错误;由P =F v 知,当汽车发动机功率一定时,牵引力与速度成反比,选项D 正确.答案 BD3.解析 由于阻力恒定,汽车做匀加速运动,根据F 牵-f =ma ,知合力恒定,牵引力也恒定,A 正确;B 错误;由瞬时功率公式可知,要使牵引力恒定,就要随着速度增大,同步增大发动机的输出功率,使F 牵=Pv 保持不变,C 错误,D 正确.答案 AD4.解析 货物的加速度向上,由牛顿第二定律有:F -mg =ma , 起重机的拉力F =mg +ma =11 000 N.货物的位移是l =12at 2=0.5 m ,做功为W =Fl =5 500 J .故D 正确. 答案 D5.解析 在t =t 1时刻木块的速度为v =at 1=F m t 1,此时刻力F 的瞬时功率P =F v =F 2mt 1,选C.答案 C热点一 正、负功的判断及计算1.判断力是否做功及做功正负的方法(1)看力F 的方向与位移l 的方向间的夹角α——常用于恒力做功的情形. (2)看力F 的方向与速度v 的方向间的夹角α——常用于曲线运动的情形.(3)根据动能的变化:动能定理描述了合外力做功与动能变化的关系,即W 合=E k 末-E k 初,当动能增加时合外力做正功;当动能减少时,合外力做负功.2.计算功的方法 (1)恒力做的功直接用W =Fl cos α计算. (2)合外力做的功方法一:先求合外力F 合,再用W 合=F 合l cos α求功.方法二:先求各个力做的功W 1、W 2、W 3…,再应用W 合=W 1+W 2+W 3+…求合外力做的功. (3)变力做的功①应用动能定理求解.②用W =Pt 求解,其中变力的功率P 不变.③常用方法还有转换法、微元法、图象法、平均力法等,求解时根据条件灵活选择.【典例1】 在水平面上运动的物体,从t =0时刻起受到一个水平力F 的作用,力F 和此后物体的速度v 随时间t 的变化图象如图5-1-2所示,则( ).图5-1-2A .在t =0时刻之前物体所受的合外力一定做负功B .从t =0时刻开始的前3 s 内,力F 做的功为零C .除力F 外,其他外力在第1 s 内做正功D .力F 在第3 s 内做的功是第2 s 内做功的3倍审题指导 (1)物体在0~1 s 、1~2 s 、2~3 s 内受到的水平力F 分别为多少?物体分别做什么运动? (2)恒力做功的表达式为________. (3)在v -t 图象中,怎样求某一段时间内的位移?解析 由v -t 图象知,物体在受到力F 的第1 s 内做匀速运动,且力F 与v 同向,说明之前物体受到的合外力与速度反向,物体所受的合外力一定做负功,A 对;力F 在前3 s 内一直与速度同向,力F 一直做正功,B 错;在第1 s 内,除力F 外,其他力的合力大小为10 N ,方向与速度方向相反,其他外力在第1 s 内做负功,C 错;力F 在第2 s 内和第3 s 内做功分别为W 2=5×12×(1+2)×1 J =7.5 J 、W 3=15×12×(1+2)×1 J =22.5 J ,D 对.反思总结 计算做功的一般思路【跟踪短训】1.如图5-1-3所示,木板可绕固定水平轴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.在这一过程中,物块的重力势能增加了2 J.用F N表示物块受到的支持力,用F f表示物块受到的摩擦力.在此过程中,以下判断正确的是().图5-1-3A.F N和F f对物块都不做功B.F N对物块做功为2 J,F f对物块不做功C.F N对物块不做功,F f对物块做功为2 JD.F N和F f对物块所做功的代数和为0解析由做功的条件可知:只要有力,并且物块沿力的方向有位移,那么该力就对物块做功.由受力分析知,支持力F N做正功,但摩擦力F f方向始终和速度方向垂直,所以摩擦力不做功.由动能定理知WF N-mgh=0,故支持力F N做功为mgh.热点二功率及有关计算计算功率的方法1.平均功率的计算(1)利用P=W t.(2)利用P=F v cos α,其中v为物体运动的平均速度.2.瞬时功率的计算(1)利用公式P=F v cos α,其中v为t时刻的瞬时速度.(2)利用公式P=F v F,其中v F为物体的速度v在力F方向上的分速度.(3)利用公式P=F v v,其中F v为物体受的外力F在速度v方向上的分力.【典例2】如图5-1-4所示,质量相同的两物体从同一高度由静止开始运动,A沿着固定在地面上的光滑斜面下滑,B做自由落体运动.两物体分别到达地面时,下列说法正确的是().图5-1-4A.重力的平均功率P A>P BB .重力的平均功率P A =P BC .重力的瞬时功率P A =P BD .重力的瞬时功率P A <P B解析 根据功的定义可知重力对两物体做功相同即W A =W B ,自由落体时间满足h =12gt 2B,斜面下滑时间满足h sin θ=12gt 2A sin θ,其中θ为斜面倾角,故t A >t B ,由P =Wt知P A <P B ,A 、B 均错;由匀变速直线运动公式可知落地时两物体的速度大小相同,方向不同,重力的瞬时功率P A =mg v sin θ,P B =mg v ,显然P A <P B ,故C 错、D 对.反思总结 区别平均功率和瞬时功率对于功率问题,首先要弄清楚是平均功率还是瞬时功率.平均功率与一段时间(或过程)相对应,计算时应明确是哪个力在哪段时间(或过程)内做功的平均功率.瞬时功率计算时应明确是哪个力在哪个时刻(或状态)的功率.【跟踪短训】2.质量为m 的物体从倾角为α且固定的光滑斜面顶端由静止开始下滑,斜面高为h ,当物体滑至斜面底端时,重力做功的瞬时功率为( ).A .mg 2ghB .12mg 2gh sin α C .mg 2gh sin αD .mg 2gh sin α解析 由于斜面是光滑的,由牛顿定律和运动学公式有:a =g sin α,2a hsin α=v 2,故物体滑至底端时的速度v =2gh ,如图所示可知,重力的方向和v 方向的夹角θ为90°-α.则物体滑至底端时重力的瞬时功率为 P =mg 2gh cos(90°-α)=mg 2gh sin α,故C 选项正确.热点三 机车的两种启动模型的分析以恒定功率启动(1)动态过程(2)这一过程的速度-时间图象如图5-1-5所示:图5-1-5以恒定加速度启动(1)动态过程:(2)这一过程的速度-时间图象如图5-1-6所示:图5-1-6【典例3】 某汽车发动机的额定功率为60 kW ,汽车质量为5 t ,汽车在运动中所受阻力的大小恒为车重的0.1倍.(g 取10 m/s 2)(1)若汽车以额定功率启动,则汽车所能达到的最大速度是多少?当汽车速度达到5 m/s 时,其加速度是多少?(2)若汽车以恒定加速度0.5 m/s 2启动,则其匀加速过程能维持多长时间?解析 (1)当汽车的加速度为零时,汽车的速度v 达到最大值v m ,此时牵引力与阻力相等,故最大速度为v m =P F =PF f =60×1030.1×5 000×10m/s =12 m/s由P =F 1v ,F 1-F f =ma ,得速度v =5 m/s 时的加速度为a =F 1-F f m =P m v -F f m =⎝ ⎛⎭⎪⎫60×1035 000×5-0.1×5 000×105 000m/s 2=1.4 m/s 2 (2)当汽车以a ′=0.5 m/s 2的加速度启动时,匀加速运动所能达到的最大速度为v m ′=P F 1′=PF f +ma ′=60×1030.1×5 000×10+5 000×0.5m/s =8 m/s由于此过程中汽车做匀加速直线运动,满足v m ′=a ′t故匀加速过程能维持的时间t =v m ′a ′=80.5s =16 s.反思总结 三个重要关系式(1)无论哪种启动过程,机车的最大速度都等于其匀速运动时的速度,即v m =P F min =PF 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 =PF<v m=P F 阻. (3)机车以恒定功率运行时,牵引力做的功W =Pt .由动能定理:Pt -F 阻x =ΔE k .此式经常用于求解机车以恒定功率启动过程的位移大小.【跟踪短训】3.在检测某种汽车性能的实验中,质量为3×103kg 的汽车由静止开始沿平直公路行驶,达到的最大速度为40 m/s ,利用传感器测得此过程中不同时刻该汽车的牵引力F 与对应速度v ,并描绘出如图5-1-7所示的F -1v 图象(图线ABC 为汽车由静止到达到最大速度的全过程,AB 、BO 均为直线).假设该汽车行驶中所受的阻力恒定,根据图线ABC :(1)求该汽车的额定功率;(2)该汽车由静止开始运动,经过35 s 达到最大速度40 m/s ,求其在BC 段的位移.图5-1-7解析 (1)由图线分析可知:图线AB 表示牵引力F 不变,即F =8 000 N ,阻力F f 不变,汽车由静止开始做匀加速直线运动;图线BC 的斜率表示汽车的功率P 不变,达到额定功率后,汽车所受牵引力逐渐减小,汽车做加速度减小的变加速直线运动,直至达到最大速度40 m/s ,此后汽车做匀速直线运动.由图可知:当最大速度v max =40 m/s 时, 牵引力为F min =2 000 N由平衡条件F f =F min 可得F f =2 000 N由公式P =F min v max 得额定功率P =8×104W.(2)匀加速运动的末速度v B =PF,代入数据解得v B =10 m/s汽车由A 到B 做匀加速运动的加速度为a =F -F fm=2 m/s 2设汽车由A 到B 所用时间为t 1,由B 到C 所用时间为t 2,位移为x ,则t 1=v Ba=5 s ,t 2=35 s -5 s=30 sB 点之后,对汽车由动能定理可得Pt 2-F f x =12m v 2C -12m v 2B代入数据可得x =75 m.思想方法 7.变力做功的计算方法平均力法如果力的方向不变,力的大小随位移按线性规律变化时,可用力的算术平均值(恒力)代替变力,即F =F 1+F 22再利用功的定义式W =F l cos α来求功. 【典例1】 用锤子击打钉子,设木板对钉子的阻力跟钉子进入木板的深度成正比,每次击打钉子时锤子对钉子做的功相同.已知第一次击打钉子时,钉子进入的深度为1 cm ,则第二次击打时,钉子进入的深度是多少?解析 设木板对钉子的阻力为F f =kx ,x 为钉子进入木板的深度,第一次击打后钉子进入木板的深度为x 1,第二次击打钉子时,钉子进入木板的总深度为x 2,则有W 1=F f 1x 1=0+kx 12·x 1=12kx 21W 2=F f 2(x 2-x 1)=kx 1+kx 22·(x 2-x 1)=12k (x 22-x 21) 由于W 1=W 2,代入数据解得x 2=2x 1=1.41 cm 所以钉子第二次进入的深度为 Δx =x 2-x 1=0.41 cm.即学即练1 质量是2 g 的子弹,以300 m/s 的速度射入厚度是5 cm 的木板(如图5-1-8所示),射穿后的速度是100 m/s.子弹射穿木板的过程中受到的平均阻力是多大?你对题目中所说的“平均”一词有什么认识?图5-1-8解析 设子弹所受的平均阻力为F f ,根据动能定理W 合=12m v 22-12m v 21得 F f l cos 180°=12m v 22-12m v 21所以F f =-m (v 22-v 21)2l =-2×10-3×(1002-3002)2×5×10-2N =1.6×103N 子弹在木板中运动5 cm 的过程中,所受木板的阻力各处不同,题中所说的平均阻力是相对子弹运动这5 cm 的过程来说的.用微元法求变力做功将物体的位移分割成许多小段,因小段很小,每一小段上作用在物体上的力可以视为恒力,这样就将变力做功转化为在无数多个无穷小的位移上的恒力所做元功的代数和.此法在中学阶段,常应用于求解力的大小不变、方向改变的变力做功问题.【典例2】如图5-1-9所示,一个人推磨,其推磨杆的力的大小始终为F,与磨杆始终垂直,作用点到轴心的距离为r,磨盘绕轴缓慢转动.则在转动一周的过程中推力F做的功为().A.0B.2πrF C.2Fr D.-2πrF图5-1-9解析磨盘转动一周,力的作用点的位移为0,但不能直接套用W=Fs cos α求解,因为在转动过程中推力F为变力.我们可以用微元的方法来分析这一过程.由于F的方向在每时刻都保持与作用点的速度方向一致,因此可把圆周划分成很多小段来研究,如图所示,当各小段的弧长Δs i足够小(Δs i→0)时,F的方向与该小段的位移方向一致,所以有:W F=FΔs1+FΔs2+FΔs3+…+FΔs i=F2πr=2πrF(这等效于把曲线拉直).即学即练2如图5-1-10所示,半径为R,孔径均匀的圆形弯管水平放置,小球在管内以足够大的初速度在水平面内做圆周运动,设开始运动的一周内,小球与管壁间的摩擦力大小恒为F f,求小球在运动的这一周内,克服摩擦力所做的功.图5-1-10解析将小球运动的轨迹分割成无数个小段,设每一小段的长度为Δx,它们可以近似看成直线,且与摩擦力方向共线反向,如图所示,元功W′=F fΔx,而在小球运动的一周内小球克服摩擦力所做的功等于各个元功的和,即W=ΣW′=F fΣΔx=2πRF f.用图象法求变力做功在F-x图象中,图线与两坐标轴所围的“面积”的代数和表示力F做的功,“面积”有正负,在x轴上方的“面积”为正,在x轴下方的“面积”为负.【典例3】一物体所受的力F随位移x变化的图象如图5-1-11所示,求在这一过程中,力F对物体做的功为多少?图5-1-11审题指导 解答本题时应把握以下两点:(1)F -x 图象中图象与x 轴围成的“面积”表示力F 做的功.(2)x 轴上方的“面积”表示力F 做正功,x 轴下方的“面积”表示力F 做负功.解析 力F 对物体做的功等于x 轴上方梯形“面积”所表示的正功与x 轴下方三角形“面积”所表示的负功的代数和.S 梯形=12×(3+4)×2=7S 三角形=-12×(5-4)×2=-1所以力F 对物体做的功为W =7 J -1 J =6 J.即学即练3 如图5-1-12甲所示,静止于光滑水平面上坐标原点处的小物块,在水平拉力F 作用下,沿x 轴方向运动,拉力F 随物块所在位置坐标x 的变化关系如图乙所示,图线为半圆.则小物块运动到x 0处时F 做的总功为( ).图5-1-12A .0B .12F m x 2C .π4F m x 0D .π4x 20解析 F 为变力,但F -x 图象包围的面积在数值上表示拉力做的总功.由于图线为半圆,又因在数值上F m =12x 0,故W =12πF 2m =12π·F m ·12x 0=π4F m x 0.利用W =Pt 求变力做功这是一种等效代换的观点,用W =Pt 计算功时,必须满足变力的功率是一定的这一条件. 【典例4】 如图5-1-13所示,用跨过光滑定滑轮的缆绳将海面上一艘失去动力的小船沿直线拖向岸边.已知拖动缆绳的电动机功率恒为P ,小船的质量为m ,小船受到的阻力大小恒为F f ,经过A 点时的速度大小为v 0,小船从A 点沿直线加速运动到B 点经历时间为t 1,A 、B 两点间距离为d ,缆绳质量忽略不计.求:(1)小船从A 点运动到B 点的全过程克服阻力做的功WF f ; (2)小船经过B 点时的速度大小v 1.图5-1-13解析 (1)小船从A 点运动到B 点克服阻力做功 WF f =F f d ①(2)小船从A 点运动到B 点,电动机牵引缆绳对小船做功 W =Pt 1②由动能定理有W -WF f =12m v 21-12m v 20③ 由①②③式解得v 1=v 20+2m (Pt 1-F f d )④即学即练4 汽车的质量为m ,输出功率恒为P ,沿平直公路前进距离s 的过程中,其速度由v 1增至最大速度v 2.假定汽车在运动过程中所受阻力恒定,求汽车通过距离s 所用的时间.解析 当F =F f 时,汽车的速度达到最大速度v 2,由P =F v 可得F f =Pv 2对汽车,根据动能定理,有Pt -F f s =12m v 22-12m v 21 联立以上两式解得t =m (v 22-v 21)2P +sv 2.利用动能定理求变力的功动能定理既适用于直线运动,也适用于曲线运动,既适用于求恒力功也适用于求变力功.因使用动能定理可由动能的变化来求功,所以动能定理是求变力功的首选.【典例5】 如图5-1-14所示,AB 为四分之一圆周轨道,半径R =0.8 m ,BC 为水平轨道,长为L =3 m .现有一质量m =1 kg 的物体,从A 点由静止滑下,到C 点刚好停止.已知物体与BC 段轨道间的动摩擦因数为μ=115,求物体在AB 段轨道受到的阻力对物体所做的功.(g 取10 m/s 2)图5-1-14解析 物体在从A 滑到C 的过程中,有重力、AB 段的阻力、BC 段的摩擦力共三个力做功,且W G=mgR ,W f BC =-μmgL ,由于物体在AB 段受到的阻力是变力,做的功不能直接求解.设物体在AB 段轨道受到的阻力对物体所做的功为W fAB ,从A 到C ,根据动能定理有mgR +W fAB -μmgL =0,代入数据解得W fAB =-6 J.即学即练5 如图5-1-15甲所示,一质量为m =1 kg 的物块静止在粗糙水平面上的A 点,从t =0时刻开始物块受到如图乙所示规律变化的水平力F 的作用并向右运动,第3 s 末物块运动到B 点时速度刚好为0,第5 s 末物块刚好回到A 点,已知物块与粗糙水平面间的动摩擦因数μ=0.2,(g =10 m/s 2)求:(1)A 与B 间的距离;(2)水平力F 在前5 s 内对物块做的功.图5-1-15解析 (1)A 、B 间的距离与物块在后2 s 内的位移大小相等,在后2 s 内物块在水平恒力作用下由B点匀加速运动到A 点,由牛顿第二定律知F -μmg =ma ,代入数值得a =2 m/s 2,所以A 与B 间的距离为s =12at 2=4 m.(2)前3 s 内物块所受力F 是变力,设整个过程中力F 做的功为W ,物体回到A 点时速度为v ,则v 2=2as ,由动能定理知W -2μmgs =12m v 2,所以W =2μmg s +mas =24 J.高考对应题组1.(2012·上海卷,18)如图所示,位于水平面上的物体在水平恒力F 1作用下,做速度为v 1的匀速运动;若作用力变为斜向上的恒力F 2,物体做速度为v 2的匀速运动,且F 1与F 2功率相同.则可能有( ).A .F 2=F 1 v 1>v 2B .F 2=F 1 v 1<v 2C .F 2>F 1 v 1>v 2D .F 2<F 1 v 1<v 22.(2012·四川卷,21)如图所示,劲度系数为k 的轻弹簧的一端固定在墙上,另一端与置于水平面上质量为m 的物体接触(未连接),弹簧水平且无形变.用水平力F 缓慢推动物体,在弹性限度内弹簧长度被压缩了x 0,此时物体静止.撤去F 后,物体开始向左运动,运动的最大距离为4x 0.物体与水平面间的动摩擦因数为μ,重力加速度为g .则( ).A .撤去F 后,物体先做匀加速运动,再做匀减速运动B .撤去F 后,物体刚运动时的加速度大小为kx 0m-μgC .物体做匀减速运动的时间为2x 0μgD .物体开始向左运动到速度最大的过程中克服摩擦力做的功为μmg ⎝⎛⎭⎫x 0-μmg k3.(2012·江苏卷,3)如图所示,细线的一端固定于O 点,另一端系一小球.在水平拉力作用下,小球以恒定速率在竖直平面内由A 点运动到B 点.在此过程中拉力的瞬时功率变化情况是( ).A .逐渐增大B .逐渐减小C .先增大,后减小D .先减小,后增大4.(2011·海南卷,9)一质量为1 kg 的质点静止于光滑水平面上,从t =0时起,第1秒内受到2 N 的水平外力作用,第2秒内受到同方向的1 N 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94WB .第2秒内外力所做的功是54JC .第2秒末外力的瞬时功率最大D .第1秒内与第2秒内质点动能增加量的比值是455.(2011·上海卷,15)如图,一长为L 的轻杆一端固定在光滑铰链上,另一端固定一质量为m 的小球.一水平向右的拉力作用于杆的中点,使杆以角速度ω匀速转动,当杆与水平方向成60°时,拉力的功率为( ).A .mgLωB .32mgLω C.12mgLω D .36mgLω答案与解析1.解析 水平恒力F 1的作用时有P 1=F 1v 1,斜向上恒力F 2作用时有P 2=F 2v 2cos θ,其中θ为F 2与水平方向的夹角,又F 2cos θ=μ(mg -F 2sin θ),F 1=μmg ,故F 2cos θ<F 1,由于P 1=P 2,所以v 1<v 2,F 1与F 2的关系不确定,故选项B 、D 正确,A 、C 错误.答案 BD2.解析 撤去F 后,物体向左先做加速运动,其加速度大小a 1=kx -μmg m =kxm-μg ,随着物体向左运动,x 逐渐减小,所以加速度a 1逐渐减小,当加速度减小到零时,物体的速度最大,然后物体做减速运动,其加速度大小a 2=μmg -kx m =μg -kxm,a 2随着x 的减小而增大.当物体离开弹簧后做匀减速运动,加速度大小a 3=μmgm =μg ,所以选项A 错误.根据牛顿第二定律,刚撤去F 时,物体的加速度a =kx 0-μmg m=kx 0m -μg ,选项B 正确.物体做匀减速运动的位移为3x 0,则3x 0=12a 3t 2,得物体做匀减速运动的时间t =6x 0a 3=6x 0μg ,选项C 错误.当物体的速度最大时,加速度a ′=0,即kx =μmg ,得x =μmg k,所以物体克服摩擦力做的功W =μmg (x 0-x )=μmg ⎝⎛⎭⎫x 0-μmg k ,选项D 正确. 答案 BD3.解析 小球速率恒定,由动能定理知:拉力做的功与克服重力做的功始终相等,将小球的速度分解,可发现小球在竖直方向分速度逐渐增大,重力的瞬时功率也逐渐增大,则拉力的瞬时功率也逐渐增大,A 项正确.答案 A4.解析 根据牛顿第二定律得,物体在第1 s 内的加速度a 1=F 1m =2 m/s 2,在第2 s 内的加速度a 2=F 2m=11m/s 2=1 m/s 2;第1 s 末的速度v 1=a 1t =2 m/s ,第2 s 末的速度v 2=v 1+a 2t =3 m/s ;0~2 s 内外力做的功W =12m v 22=92 J ,平均功率P =W t =94 W ,故A 正确.第2 s 内外力所做的功W 2=12m v 22-12m v 21=⎝⎛⎭⎫12×1×32-12×1×22J =52J ,故B 错误.第1 s 末的瞬时功率P 1=F 1v 1=4 W .第2 s 末的瞬时功率P 2=F 2v 2=3 W ,故C 错误.第1 s 内动能的增加量ΔE k1=12m v 21=2 J ,第2 s 内动能的增加量ΔE k2=W 2=52J ,所以ΔE k1ΔE k2=45,故D 正确.答案 AD5.解析 由能的转化及守恒可知:拉力的功率等于克服重力的功率.P G =mg v y =mg v cos 60°=12mgωL ,故选C.答案 CA 对点训练——练熟基础知识题组一 正、负功的判断及计算1.(多选)如图5-1-16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( ).图5-1-16A .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2.(多选)质量为50 kg 的某人沿一竖直悬绳匀速向上爬(两手交替抓绳子,手与绳之间不打滑).在爬高3 m 的过程中,手与绳之间均无相对滑动,重力加速度g 取10 m/s 2.则下列说法正确的是( ).A .绳子对人的静摩擦力做功为1 500 JB .绳子对人的拉力做功为1 500 JC .绳子对人的静摩擦力做功为0D .绳子对人的拉力做功为03.(单选)如图5-1-17所示,一个物块在与水平方向成α角的恒力F 作用下,沿水平面向右运动一段距离x ,在此过程中,恒力F 对物块所做的功为( ).图5-1-17A.Fx sin α B .Fx cos α C .Fx sin α D .Fx cos α4.(2013·石家庄二模)(单选)如图5-1-18所示是质量为1 kg 的滑块在水平面上做直线运动的v -t 图象.下列判断正确的是( ).图5-1-18A .在t =1 s 时,滑块的加速度为零B .在4 s ~6 s 时间内,滑块的平均速度为2.5 m/sC .在3 s ~7 s 时间内,合力做功的平均功率为2 WD .在5 s ~6 s 时间内,滑块受到的合力为2 N5.(单选)如图5-1-19所示,质量为m 的物体置于倾角为θ的斜面上,物体与斜面间的动摩擦因数为μ,在外力作用下,斜面以加速度a 沿水平方向向左做匀加速运动,运动中物体m 与斜面体相对静止.则关于斜面对m 的支持力和摩擦力的下列说法中错误的是( ).图5-1-19A.支持力一定做正功B.摩擦力一定做正功C.摩擦力可能不做功D.摩擦力可能做负功6.(多选)如图5-1-20所示,摆球质量为m,悬线的长为L,把悬线拉到水平位置后放手.设在摆球运动过程中空气阻力F阻的大小不变,则下列说法正确的是().图5-1-20A.重力做功为mgLB.绳的拉力做功为0C.空气阻力(F阻)做功为-mgLD.空气阻力(F阻)做功为-12F阻πL题组二功率的计算及机车的启动7.(单选)如图5-1-21所示,分别用F1、F2、F3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,物体到达斜面顶端时,力F1、F2、F3的功率关系为().图5-1-21A.P1=P2=P3B.P1>P2=P3 C.P3>P2>P1D.P1>P2>P38.(单选)把动力装置分散安装在每节车厢上,使其既具有牵引动力,又可以载客,这样的客车车辆叫做动车.几节自带动力的车辆(动车)加几节不带动力的车辆(也叫拖车)编成一组,就是动车组,假设动车组运行过程中受到的阻力与其所受重力成正比,每节动车与拖车的质量都相等,每节动车的额定功率都相等.若1节动车加3节拖车编成的动车组的最大速度为120 km/h;则6节动车加3节拖车编成的动车组的最大速度为().A.120 km/h B.240 km/h C.320 km/h D.480 km/h9.(单选)两辆完全相同的汽车,都拖着完全相同的拖车以相同的速度在平直公路上匀速齐头并进,某一时刻两拖车同时与汽车脱离,之后甲汽车保持原来的牵引力继续前进,乙汽车保持原来的功率继续前进,则一段时间后(假设均未达到最大功率)().A.甲车超前,乙车落后B.乙车超前,甲车落后C.它们仍齐头并进D.甲车先超过乙车,后乙车又超过甲车10.质量为2 000 kg、额定功率为80 kW的汽车,在平直公路上行驶的最大速度为20 m/s.若汽车从静止开始做匀加速直线运动,加速度大小为2 m/s2,运动中汽车所受阻力的大小不变.求:(1)汽车所受阻力的大小.(2)3 s末汽车的瞬时功率.(3)汽车做匀加速运动的时间.(4)汽车在匀加速运动中牵引力所做的功.。
高中物理必修二功和功率(有答案)
第一讲 机械功一、选择题1.关于功的概念,下列说法正确的是.关于功的概念,下列说法正确的是 ( ) A .力对物体做功多,说明物体的.力对物体做功多,说明物体的位移位移一定大一定大B .力对物体做功少,说明物体的受力一定小.力对物体做功少,说明物体的受力一定小C .力对物体不做功,说明物体一定无位移.力对物体不做功,说明物体一定无位移D .力对物体做的功等于力的大小、位移的大小及位移和力的夹角的.力对物体做的功等于力的大小、位移的大小及位移和力的夹角的余弦余弦三者的乘积三者的乘积 2.下列说法中错误的是.下列说法中错误的是 ( ) A .功是.功是矢量矢量,正、负表示方向,正、负表示方向B .功是.功是标量标量,正、负表示外力对物体做功,还是物体克服外力做功,正、负表示外力对物体做功,还是物体克服外力做功C .力对物体做正功还是做负功取决于力和位移的方向关系.力对物体做正功还是做负功取决于力和位移的方向关系D .力对物体做的功总是在某过程中完成的,所以功是一个过程量.力对物体做的功总是在某过程中完成的,所以功是一个过程量3.在光滑水平面上和粗糙水平面上推车,如果所用的推力相等、位移也相等,则推力对.在光滑水平面上和粗糙水平面上推车,如果所用的推力相等、位移也相等,则推力对小车小车做的功是做的功是 ( ) A .在粗糙水平面上的较大.在粗糙水平面上的较大B .在光滑水平面上的较大.在光滑水平面上的较大C .两种情况下推力做的功相等.两种情况下推力做的功相等D .做功的大小决定于两车通过该位移的时间.做功的大小决定于两车通过该位移的时间 4.如图所示,一物体分别沿AO 、BO 轨道由静止滑到底端,物体与轨道间的动摩擦因数相同,物体克服摩擦力做功分别为W 1和W 2,则,则 ( ) A .W 1>W 2B .W 1=W 2C .W 1<W 2D .无法比较.无法比较5.下列关于做功的说法正确的是.下列关于做功的说法正确的是 ( ) A .凡是受力作用的物体,一定有力对物体做功.凡是受力作用的物体,一定有力对物体做功B .凡是发生了位移的物体,一定有力对物体做功.凡是发生了位移的物体,一定有力对物体做功C .只要物体受力的同时又有位移发生,则一定有力对物体做功.只要物体受力的同时又有位移发生,则一定有力对物体做功D .只要物体受力,又在力的方向上发生了位移,则一定有力对物体做功.只要物体受力,又在力的方向上发生了位移,则一定有力对物体做功6.2010年土耳其举重世界锦标赛的比赛中,运动员从地面举起杠铃,举过头顶并坚持3 3 s s ,不动则算成功.下列说法中错误的是不动则算成功.下列说法中错误的是 ( ) A .举起杠铃的过程中,运动员的支持力对杠铃做了功.举起杠铃的过程中,运动员的支持力对杠铃做了功 B .举着杠铃3 s 不动,运动员的支持力对杠铃也做了功不动,运动员的支持力对杠铃也做了功C .举起杠铃的过程中,杠铃的重力对杠铃也做了功.举起杠铃的过程中,杠铃的重力对杠铃也做了功D .举着杠铃3 s 不动,杠铃的重力对杠铃不做功不动,杠铃的重力对杠铃不做功7.关于摩擦力做功,以下说法正确的是.关于摩擦力做功,以下说法正确的是 ( ) A .滑动摩擦力阻碍物体的相对运动,所以一定做负功.滑动摩擦力阻碍物体的相对运动,所以一定做负功B .静摩擦力虽然阻碍物体间的相对运动,但不做功虽然阻碍物体间的相对运动,但不做功C .静摩擦力和滑动摩擦力不一定都做负功.静摩擦力和滑动摩擦力不一定都做负功D .一对相互作用力,若作用力做正功,则反作用力一定做负功.一对相互作用力,若作用力做正功,则反作用力一定做负功8.如图所示,如图所示,稳站在商店自动扶梯的水平踏板上的人,稳站在商店自动扶梯的水平踏板上的人,稳站在商店自动扶梯的水平踏板上的人,随扶梯斜向上随扶梯斜向上做加速运动,则在此过程中做加速运动,则在此过程中 ( ) A .人只受到重力和踏板的支持力作用.人只受到重力和踏板的支持力作用B .人受到的重力和踏板的支持力大小相等方向相反.人受到的重力和踏板的支持力大小相等方向相反C .支持力对人做正功.支持力对人做正功D .支持力对人做功为零.支持力对人做功为零9.一个人乘电梯从1楼到20楼,在此过程中经历了先加速,后匀速,再减速的运动过程,则电梯支持力对人做功的情况是则电梯支持力对人做功的情况是 ( ) A .加速时做正功,匀速时不做功,减速时做负功.加速时做正功,匀速时不做功,减速时做负功B .加速时做正功,匀速和减速时做负功.加速时做正功,匀速和减速时做负功C .加速和匀速时做正功,减速时做负功.加速和匀速时做正功,减速时做负功D .始终做正功.始终做正功10.以一定的初速度竖直向.以一定的初速度竖直向上抛上抛出一小球,小球上升的最大高度为h ,空气阻力的大小恒为F .则从抛出到落回到抛出点的过程中,空气阻力对小球做的功为则从抛出到落回到抛出点的过程中,空气阻力对小球做的功为 ( ) A .0 B .-Fh C .FhD .-2FhαC.μmgs cos α-μsin αD.μmgs cos αcos α+μsin11.关于作用力与反作用力.关于作用力与反作用力做功做功的关系,下列说法中正确的是的关系,下列说法中正确的是 ( ) A .当作用力做正功时,反作用力一定做负功.当作用力做正功时,反作用力一定做负功B .当作用力不做功时,反作用力也不做功.当作用力不做功时,反作用力也不做功C .作用力与反作用力所做的功一定是大小相等、正负相反的.作用力与反作用力所做的功一定是大小相等、正负相反的 D .作用力做正功时,反作用力也可能做正功.作用力做正功时,反作用力也可能做正功12.如图所示,A 、B 叠放着,A 用绳系在固定的墙上,用力F 将B 拉着右移,用T 、f AB 和f BA 分别表示分别表示绳子绳子的拉力、A 对B 的摩擦力和B 对A 的摩擦力,则下面正确的叙述是( ) A .F 做正功,f AB 做负功,f BA 做正功,T 不做功不做功B .F 和f BA 做正功,f AB 和T 做负功做负功C .F 做正功,f AB 做负功,f BA 和T 不做功不做功D .F 做正功,其他力都不做功做正功,其他力都不做功13.如图所示,用力拉一质量为m 的物体,使它沿水平地面匀速移动距离s .若物体和地面间的动摩擦因数为μ,则此力对物体做的功为,则此力对物体做的功为 ( ) A .μmgs B.μmgs cos α+μsin α14.一滑块在水平地面上沿.一滑块在水平地面上沿直线直线滑行,t =0时其速度为1 m/s.从此刻开始在滑块运动方向上再从此刻开始在滑块运动方向上再施加一水平作用力F ,力F 和滑块的速度v 随时间的变化规律分别如图随时间的变化规律分别如图 (a)、(b)所示.设在第1秒内、第2秒内、第3秒内力F 对滑块做的功分别为W 1、W 2、W 3,则以下关系式正确的是关系式正确的是 ( ) A .W 1=W 2=W 3B .W 1<W 2<W 3C .W 1<W 3<W 2D .W 1=W 2<W 3二、非选择题 15.如图所示,水平地面上的物体质量为2 2 kg kg ,在方向与水,在方向与水平面平面成37°角、大小为10 10 N N 的拉力F 作用下移动2 m ,已知物体与水平地面间的动摩擦因数为0.2.在这一过程中,物体所受的各力做功多少?在这一过程中,物体所受的各力做功多少?合力合力做功多少?(g 取10 m/s 2,sin37°=0.6,cos37°=0.8) 16.一个质量m =150 kg 的雪橇,受到与水的雪橇,受到与水平方平方向成θ=37°角斜角斜 向左上方500 N 的拉力F作用,在水平地面上移动的距离l =5 m 如图所示体与地面间的滑动摩擦力F 阻=100 N ,求合外力对物体所做的总功.合外力对物体所做的总功.17.如图1-1-16所示,所示,一辆一辆一辆拖车拖车通过光滑的定滑轮将一重物G 匀速提升,匀速提升,当拖车从当拖车从A 点水点水 平移动到B 点时,点时,位移位移为s ,绳子由竖直变为与竖直成θ的角度,求拖车对重物所做的功.求拖车对重物所做的功.α故W =Fs cos α=μmgs cos αcos α+μsin α. 14. 解析:选B.根据W =Fs 得:第1 s 内,W 1=F 1·12s =1×12s =12s ;第2 s 内,W 2=F 2×12s =3×12s =32s ;第3 s 内,W 3=F 3s =2×s =2s .故W 1<W 2<W 3,B 正确.正确. 第一讲 机械功 答案一、选择题1.解析:选D.力对物体做的功W =Fs cos α,功的大小由力的大小、位移的大小及位移和力的夹角的夹角的余弦余弦三者共同决定,做功的多少并不是由其中一者来决定的,故A 、B 、C 均错.均错. 2.解析:选A.功是功是标量标量,功的正负不代表功的大小,也不表示功的方向,而是说明力是动力还是阻力,故选项A 错误,B 正确.由公式W =Fs cos α知,C 、D 正确.正确.3.解析:选C.因为力对物体做的功,其大小即等于力的大小和物体在力的方向上发生位移大小的小的乘积乘积,而与其他因素无关.在光滑水在光滑水平面平面上和在粗糙水平面上的两种情况下,作用力、物体位移的大小均相等,故力所做的功也必相等,故C 选项正确.选项正确.4.解析:选B.设轨道水平部分的长度为x ,对于倾角为θ的轨道,的轨道,斜面斜面长L =x /cos θ,物体所受摩擦力大小f =μmg ·cos θ,物体克服摩擦力所做的功W =f ·L =μmg cos θ·x cos θ=μmgx .由于两轨道水平部分相等,所以W 1=W 2. 5.解析:选D.力和在力的方向上发生的位移是做功的两个不可缺少的因素.力和在力的方向上发生的位移是做功的两个不可缺少的因素. 6.解析:选B.运动员在举起杠铃的过程中,运动员的支持力及杠铃的重力方向都有位移,所以此过程支持力、重力都做功;举着杠铃3 s 不动,力没有了位移,此时运动员的支持力、重力不做功.重力不做功.7.解析:选C.摩擦力可以是动力,故摩擦力可做正功;一对作用力,可以都做正功,也可以都做负功,故A 、B 、D 都是错误的.都是错误的.8.解析:选C.人随扶梯向上加速运动时,受踏板支持力、静摩擦力(水平向右)和重力作用,人处于超重状态,支持力大于重力,故A 、B 错误;支持力与位移方向夹角小于90°,支持力对人做正功,C 正确,D 错误.错误.9.解析:选D.电梯对人的支持力的方向始终向上,人的位移的方向也始终向上,两者之间方向相同,由力对物体做功的向相同,由力对物体做功的表达式表达式W =Fs cos α可知,支持力始终对人做正功,故D 正确. 10.解析:选D.小球从抛出到落回到抛出点的过程中,虽然物体的位移为零,但空气阻力做的功并不为零.因为小球上升和下落过程中空气阻力虽然大小不变,但其方向发生了变化,不是恒力,不能直接用W =Fs cos α计算.如果把运动的全过程分成两段,上升过程中空气阻力大小、方向均不变,可求出阻力做的功W 1=Fh cos180°=-Fh ;下降过程做功W 2=Fh cos180°=-Fh ,所以全过程中空气阻力做功W =W 1+W 2=-2Fh . 11.解析:选D.功的正负决定于力与位移方向间的夹角大小.作用力与反作用力的大小相等、方向相反,遵循方向相反,遵循牛顿牛顿第三定律,但力与位移的夹角与牛顿第三定律是无关的,也就是说:作用力与反作用力各自做不做功或做什么样的功并没有必然的关系.作用力与反作用力做的功可以相等也可以不相等,做功的正负可以相同也可以不相同.故A 、B 、C 错误,D 正确.正确.12.解析:选C.据W =Fs cos α可知,在拉力F 的作用下,物体B 右移,F 对物体B 做正功.A 对B 的摩擦力的方向与物体B 移动的方向相反,故f AB 对物体B 做负功.物体A 在T 的方向上没有发生位移,因此,T 对物体A 并不做功.同样,B 对A 的摩擦力对物体A 也不做功.只有选项C 正确.正确.13.解析:选D.物体受力分析如图所示,由物体受力分析如图所示,由平衡条件平衡条件得水平方向上:F cos α=f竖直方向上:N +F sin α=G =mg又因为f =μN以上三式联立解得F =μmg cos α +μsinθ-s tan θ)=答案:Gs (1-cos θ)sin θ(10×0.8-2.8)N =5.2 N (s sin。
功和功率(解析版)—三年(2022-2024)高考物理真题汇编(全国通用)
功和功率考点01 功和功率1. (2024年高考广东卷)如图所示,探测器及其保护背罩通过弹性轻绳连接降落伞。
在接近某行星表面时以60m/s 的速度竖直匀速下落。
此时启动“背罩分离”,探测器与背罩断开连接,背罩与降落伞保持连接。
已知探测器质量为1000kg ,背罩质量为50kg ,该行星的质量和半径分别为地球的110和12。
地球表面重力加速度大小取210m/s =g 。
忽略大气对探测器和背罩的阻力。
下列说法正确的有( )A. 该行星表面的重力加速度大小为24m/sB. 该行星的第一宇宙速度为7.9km/sC. “背罩分离”后瞬间,背罩的加速度大小为280m/s D. “背罩分离”后瞬间,探测器所受重力对其做功的功率为30kW 【参考答案】.AC【名师解析】本题考查万有引力,宇宙速度,牛顿运动定律,功率及其相关知识点。
由GM=gR 2可得行星表面g’大小为g ’=22''M RM R g=110·22·10==4m/s 2,A 正确;由第一宇宙速度公式可得行星的第一宇宙速度为×7.9 km/s ,B 错误;根据题述,探测器、背罩通过弹性轻绳连接降落伞,在某行星表面时以v=60m/s 竖直匀速下落,可知所受空气阻力f=(M+m )g’=4200N ,探测器与背罩断开瞬间,由牛顿第二定律,f-mg’=ma ,解得背罩的加速度大小为a=80m/s 2,C 正确;探测器与背罩断开瞬间,探测器受重力做功功率为P=Mg ’v=1000×4×60W=240kW ,D 错误。
【关键点拨】探测器与背罩断开瞬间,探测器做自由落体运动,背罩和降落伞受到向上的空气阻力和重力,利用牛顿第二定律计算其加速度。
2.(2024年高考福建卷)在水平面上,用两根绳子拉一木板,绳子与水平方向夹角为θ = 22.5°,每条绳子上拉力F = 250N ,在15s 内木板匀速前进20m 。
电功、电功率练习题附答案
电功、电功率练习题一、填空题:(每空2分,共46分)1.把R1、R2两个阻值不同的定值电阻接入电路中,已知R1两端的电压为U1,R2两端的电压为U2,通过R1、R2的电流分别为I1、I2。
若U1=U2,则P1:P2= ,若I1=I2,则P1’:P2’=。
2.在家庭电路中,表用来测量用户消耗的电能。
标有“220V 2000W”字样的电热水壶正常工作3分钟,消耗电能千瓦时。
3.城市的交叉路口通常都装有红、黄、绿三色灯来指挥车辆、行人通行,若每只灯的规格都是“220V 300W”,则每组交通指挥灯(含红、黄、绿三种颜色灯)工作15小时要消耗电能焦。
4.现有阻值分别是10欧、15欧的电阻两只,允许通过它们的最大电流分别是1安和0.6安,若将它们串联起来使用,两端允许加的最大电压是伏,电路的最大功率是瓦。
5.下表是国产洗衣机的说明书所列数据,由此可知洗衣机正常工作的电流为安,若洗衣、脱水累计1小时,则洗衣机消耗的功率为千瓦时。
6.一个“12V 、6W”的小灯泡,如果接到36伏电源上,为使其正常发光,需串联一个阻值为的电阻,该电阻消耗的功率是。
7.图1所示的电路中L1、L2分别标有“220V 25W”和“220V 40W”的灯泡,为了使灯都正常发光,应闭合开关,为了使灯L I比L2亮,应闭合开关。
图1 S2、S3同时闭合,电路将发生现象。
8.电动吹风机标有“220V 1100W”字样,正常工作10分钟,消耗电能焦。
它的电阻为 欧。
9.将标有“6V 3W ”和“6V 9W ”的两盏灯串联在电路中,并使其中一盏灯正常发光,则加在电路两端电压是 伏;此时两灯的实际功率各为 瓦和 瓦。
10.一只标有“220V 5A ”的电能表,可以在最大功率是 瓦的家庭中使用;在120瓦电冰箱、100瓦电视机、750瓦微波炉都在工作的情况下,最多还能点亮 盏“220V 60W ”的灯。
11.如图所示的电路中,两电阻丝的阻值相等,电源电压 不变,当S 1接在b 点,S 2断开时,电路总功率为P 1,当S 1 接a 点S 2闭合时,电路总功率为P 2,则P 2:P 1 = 。
高考物理功和功率(含答案)
考点11 功和功率两年高考真题演练1.(2015·新课标全国卷Ⅱ,17)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( )2.(2015·海南单科,3)假设摩托艇受到的阻力的大小正比于它的速率。
如果摩托艇发动机的输出功率变为原来的2倍,则摩托艇的最大速率变为原来的( )A .4倍B .2倍 C.3倍 D.2倍3.(2015·浙江理综,18)(多选)我国科学家正在研制航母舰载机使用的电磁弹射器。
舰载机总质量为3.0×104 kg ,设起飞过程中发动机的推力恒为1.0×105 N ;弹射器有效作用长度为100 m ,推力恒定。
要求舰载机在水平弹射结束时速度大小达到80 m/s 。
弹射过程中舰载机所受总推力为弹射器和发动机推力之和,假设所受阻力为总推力的20%,则( )A .弹射器的推力大小为1.1×106 NB .弹射器对舰载机所做的功为1.1×108 JC .弹射器对舰载机做功的平均功率为8.8×107 WD .舰载机在弹射过程中的加速度大小为32 m/s 24.(2014·重庆理综,2)某车以相同的功率在两种不同的水平路面上行驶,受到的阻力分别为车重的k 1和k 2倍,最大速率分别为v 1和v 2,则( )A .v 2=k 1v 1B .v 2=k 1k 2v 1C .v 2=k 2k 1v 1 D .v 2=k 2v 15.(2014·新课标全国卷Ⅱ,16)一物体静止在粗糙水平地面上。
现用一大小为F 1的水平拉力拉动物体,经过一段时间后其速度变为v 。
若将水平拉力的大小改为F 2,物体从静止开始经过同样的时间后速度变为2v 。
对于上述两个过程,用W F 1、W F 2分别表示拉力F 1、F 2所做的功,W f 1、W f 2分别表示前后两次克服摩擦力所做的功,则( )A .W F 2>4W F 1,W f 2>2W f 1B .W F 2>4W F 1,W f 2=2W f 1C .W F 2<4W F 1,W f 2=2W f 1D .W F 2<4W F 1,W f 2<2W f 16.(2015·四川理综,9)严重的雾霾天气,对国计民生已造成了严重的影响,汽车尾气是形成雾霾的重要污染源,“铁腕治污”已成为国家的工作重点。
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此题暂无解答 19. 【答案】 0.675 【考点】 功的计算公式的应用 【解析】 此题暂无解析 【解答】 此题暂无解答 20. 【答案】 12,30 【考点】 功的计算 功的原理 【解析】 此题暂无解析 【解答】 此题暂无解答 21. 【答案】 1.8 × 106 【考点】 功的计算公式的应用 【解析】 此题暂无解析 【解答】 此题暂无解答 22. 【答案】 额外功,有用功 【考点】 有用功和额外功 【解析】 此题暂无解析 【解答】 此题暂无解答 23. 【答案】 做功,做功时间 【考点】 功的原理的探究实验 【解析】 此题暂无解析 【解答】
D.有力作用在物体上,物体在这个力的方向上移动一定距离,这个力才对物体做了功
9. 如图所示的四种情况中,人对物体做了功的是( )
-1-
人推小车在水平
运动员将杠铃
小孩提着滑板车
搬而未动的石头
方向前进了一段距离
举在头顶不动
在水平路面前进
A
B
C
D
10. 用20������的水平力,将重为5������的球抛出,球在水平地面上滚动了10������才停下来.在滚动过程中,手对球
-7-
此题暂无解答 14. 【答案】 C 【考点】 功的大小比较 【解析】 此题暂无解析 【解答】 此题暂无解答 15. 【答案】 B 【考点】 功的大小比较 【解析】 此题暂无解析 【解答】 此题暂无解答 16. 【答案】 B 【考点】 功的计算 【解析】 此题暂无解析 【解答】 此题暂无解答 二、 填空题 (本题共计 13 小题 ,每题 3 分 ,共计 39 分 ) 17. 【答案】 1500 【考点】 功的计算公式的应用 【解析】 此题暂无解析 【解答】 此题暂无解答 18. 【答案】 0������,0������,2000������ 【考点】 功的计算 【解析】 此题暂无解析 【解答】
做的功是( )
A.50������
B.200������
C.0������
D.条件不足,无法计算
11. 学习了功率的知识后,小科和几位同学准备做“比一比谁的功率大”的活动.以下是他们设计的三套方
案,其中可行的是( )
①控制爬楼的时间相同,测量出各自的体重、爬上楼的高度,算出功率进行比较.
②控制爬楼的高度相同,测量出各自的体重、爬楼用的时间,算出功率进行比较.
-2-
A.������1 < ������2 < ������3 C.������1 < ������2 = ������3
B.������1 = ������2 = ������3 D.������1 = ������2 < ������3
16. 一个物体在一个大小、方向都不变的水平拉力的作用下,在水平面上做匀速直线运动,如图,能正
-5-
功的大小比较
【解析】
此题暂无解析
【解答】
此题暂无解答
5.
【答案】
C 【考点】 功的大小比较 功率大小的比较 【解析】 此题暂无解析 【解答】 此题暂无解答 6. 【答案】 A 【考点】 功的计算 【解析】 此题暂无解析 【解答】 此题暂无解答 7. 【答案】 D 【考点】 功的计算 力做功的必要因素 【解析】 此题暂无解析 【解答】 此题暂无解答 8. 【答案】 D 【考点】 功 力是否做功的判断 【解析】 此题暂无解析 【解答】 此题暂无解答
32. 一小轿车以108������������/ℎ的速度匀速行驶,此时发动机动率是70������������,行驶10min(分钟),求: (1)发动机的牵引力是多大? (2)发动机在这段时间内做的功.
-4-
参考答案与试题解析
2019 年 7 月 28 日初中物理
一、 选择题 (本题共计 16 小题 ,每题 3 分 ,共计 48 分 ) 1. 【答案】 B 【考点】 功 【解析】 此题暂无解析 【解答】 此题暂无解答 2. 【答案】 D 【考点】 功率的测量实验 【解析】 此题暂无解析 【解答】 此题暂无解答 3. 【答案】 C 【考点】 功 功率的概念 【解析】 此题暂无解析 【解答】 此题暂无解答 4. 【答案】 B 【考点】 功率大小的比较
-3-
26. 功率是表示________的物理量,它的计算公式是________.我们可以用两种方 法来判断物体做功的功率.如图所示,表示用挖掘机挖土与人力挖土做功的功率 不同,它所用的判断方法是:做功时间相同,比较________,另一种判断方法是 ________相同,比较________. 27. 用100������的水平推力,使重500������的物体沿水平地断移动20������.地面支持力对物体所做的功为________, 推力对物体做的功为________������. 28. 拖拉机发动机功率是80������������,合________������ =________������/������.其意义表示________. 29. 写出下列各单位所对应的物理量:(1)������ ⋅ ������________;(2)������/������________;(3)������ ⋅ ������________;(4)������ ⋅ ������/������________. 三、 解答题 30. 某人将一箱书搬上楼,可以有两种方法:一是把所有的书一起搬上楼;二是先搬一部分书上楼,再搬 剩下的部分.假设他上楼的速度相同,则用这两种方法搬书的功率有什么不同?机械效率有什么不同?
人提着物品站在水 举重运动员举着杠铃不动
运动员推出冰壶后,
人拉车在平路上
平扶梯上匀速平移
冰壶滑行过程
匀速前进
A
B
C
D
14. 如图所示是甲、乙两个物体做功与所需时间的关系图象,下列说法正确的
是( )
A.������甲 > ������乙
B.������甲 < ������乙
C.������甲 > ������乙
过程中,运动员对足球做的功为( )
A.500������
B.200������
C.700������
D.0������
8. 对功的理解,下列说法中正确的是( )
A.作用在物体上的力越大,力对物体做的功越多
B.物体通过的路程越多,作用在物体上的力对物体做的功越多
C.有力作用在物体上,此力对物体一定做功
A.������甲 > ������乙 ������甲 > ������乙
B.������甲 > ������乙 ������甲 < ������乙
C.������甲 < ������乙 ������甲 > ������乙
D.������甲 < ������乙 ������甲 < ������乙
13. 如图所示的四个过程中,人对物体做功的是( )
一、 选择题
1. 下列物理学家中,以其名字命名功的单位的是( )
A.伽利略
B.焦耳
C.牛顿
D.瓦特
2. 攀岩运动以其独有的登临高处的征服感吸引了众多爱好者.要测量两名运动员在攀岩时克服重力做功
的功率大小,不需要测量的物理量是( ) A.运动员的质量 C.攀岩所用的时间
B.攀岩的高度 D.运动员的身高
确反映此力所做的功与时间对应关系的是( )
A.
B.
C.
D.
二、 填空题 17. 举重运动员在比赛中将杠铃举高了2米,所做的功为3000焦,这个运动员举起的杠铃重为________牛. 18. 用100������的水平推力,使重500������的物体沿水平面移动20������,重力对物体做的功为________,水平面对 物体的支持力做的功为________,推力对物体做的功为________. 19. 如图所示,沿斜面向上拉一个重为4.5������的物体到斜面顶端,斜面长1.2������,高0.3������,拉力做功为2.16������, 则物体受到的摩擦力是________������.
D.做相同的功,用时短的机械做功慢
6. 起重机的钢绳将500牛顿的物体匀速提高6米后,又水平匀速移动4米,钢绳对物体所做的功为( )
A.3000焦耳
B.5000焦耳
C.2000焦耳
D.1000焦耳
7. 一个足球运动员用100������的力踢一个重为5������的足球,球离脚后在水平草地上向前滚了40������,在球滚动
20. 一个人用10������的力向下按杠杆,把一个物体举高0.4������,若手下降了1.2������,不计杠杆重和摩擦,杠杆 对物体做的功为________������,物体重为________������. 21. 汽车发动机的功率是60千瓦.行驶半分钟发动机做了________焦的功. 22. 当你用桶从井中提水的时候,你对桶所做的功是________;如果桶掉进井里了,我们从井中提水桶 的过程中,捞上的桶中总会有一些水,这时你对桶所做的功是________.(选填“总功”“有用功”或“额外 功”) 23. 我们可以用两种方法来判断物体做功的快慢.图中表示用挖掘机挖土与人 力挖土做功的快慢不同,它所用的判断方法是;做功时间相同,比较做功多 少.另一种的判断方法是:________相同,比较________. 24. 在物理学中,把对人们有利用价值的功叫做________;在工作时,对于额外负担,但不得 不做的功叫做________.________之和叫做总功. 25. 如图所示,小李用机械效率为80%的滑轮组提升重240������的物体,使物体匀速上升了2������, 则他做的有用功是________������,额外功是________������.
3. 关于功和功率,下列说法正确的是( )
A.机器做功多,功率大
B.功率大的机器做.功率小的机器比功率大的机器做功少