2022-2024北京重点校高三(上)期末物理汇编：功与功率

2022-2024北京重点校高三（上）期末物理汇编
功与功率
一、单选题
1．（2022北京昌平高三上期末）如图所示，自动卸货车的车架始终静止在水平地面上，在一段时间内，车厢在液压机的作用下与水平面间的夹角θ逐渐增大，货物相对车厢未发生相对滑动。

关于这段时间内货物所受支持力和摩擦力，下列说法正确的是（ ）
A ．货物所受支持力逐渐增大
B ．货物所受摩擦力逐渐减小
C ．支持力对货物不做功
D ．支持力对货物做正功
2．（2023北京顺义高三上期末）用恒力F 使质量为5kg 的物体从静止开始，以24m/s 的加速度匀加速上升，不计空气阻力，重力加速度g 取210m/s ，下列说法中正确的是（ ）
A ．前2s 内恒力F 做的功是400J
B ．前2s 内合力做的功为零
C ．前2s 内物体克服重力做的功是560J
D ．前2s 内重力做的功是-400J
二、解答题
3．（2024北京东城高三上期末）如图1所示，质量m ＝10kg 的物块静止在光滑水平面上A 点，在水平外力F 作用下，10s 末到达B 点，外力F 随时间变化的规律如图2所示，取向右为正方向。

（1）求前10s 内物块的位移大小x 1和在B 点速度的大小1v ；
（2）请在图3中画出物体在前20s 内的速度—时间（v -t ）图像；
（3）求在10s 到20s 这段时间内外力F 所做的功W 。

图1 图2 图3
4．（2023北京丰台高三上期末）如图所示，小孩与冰车静止在冰面上，大人用20F =N 的恒定拉力，使小孩与冰车沿水平冰面一起滑动。

已知拉力方向与水平冰面的夹角37θ=︒，小孩与冰车的总质量20m =kg ，冰车与冰面间的动摩擦因数0.05μ=，重力加速度10g =m/s 2，sin370.6=°，cos370.8=°。

求： （1）小孩与冰车所受支持力的大小N F ；
（2）小孩与冰车加速度的大小a ；
（3）10t =s 内合力所做的功W 。

参考答案
1．D
【详解】A ．根据受力分析，共点力平衡可得
N cos F mg θ=
夹角θ逐渐增大，支持力减小，A 错误；
B ．共点力平衡可得静摩擦力大小
sin f mg θ=
夹角θ逐渐增大，摩擦力逐渐增大，B 错误；
C D ．货物受到支持力方向总是垂直于斜面向上，且与货物的运动方向时刻相同，所以支持力对货物做正功，C 错误，D 正确。

故选D 。

2．D
【详解】A ．根据牛顿第二定律可知，恒力为
225kg 10m/s 5kg 4m/s 70N F mg ma =+=⨯+⨯=
2s 内物体上升的高度
222114m/s (2s)8m 22
h at ==⨯⨯= 2s 内恒力F 做功
170N 8m 560J W Fh ==⨯=
故A 错误；
CD ．2s 内重力做功
2400J W mgh =-=-
即2s 内物体克服重力做功为400J 。

故C 错误，D 正确；
B ．2s 内合力做的功
12160J W W W =+=
故B 错误。

故选D 。

3．（1）20m ；4m/s ；（2）见解析；（3）80J -
【详解】（1）对物块，在AB 段，由牛顿第二定律，可得
11F ma =
解得
2110.4m /s F a m
== 由运动学公式可得
2111120m 2
x a t ==，1114m /s v a t == （2）依题意，前10s ，物块做匀加速直线运动，初速度为0，加速度大小为0.4m/s 2，末速度为4m/s ，10s 到20s 过程，由图2可知，物块做匀减速直线运动，加速度大小仍为0.4m/s 2，由对称性可知末速度为0，所画图像，如图所示
（3）由图可知，在10s 到20s 这段时间内，物体的位移
2120m x x ==
力F 做的功
2cos 80J W Fx π==-
4．（1）N 188F =N ；（2）0.33a =m/s 2；（3）108.9W =合J
【详解】（1）冰车和小孩受力如图所示，
竖直方向合力为零
N sin F F mg θ+=
解得
N 188F =N
（2）水平方向根据牛顿第二定律
cos F f ma θ-=
由滑动摩擦力公式
N f F μ=
联立得
0.33a =m/s 2
（3）由牛顿第二定律有
F ma =合
由功的定义式得
W F x =合合
由位移公式得
212
x at =
联立解得 108.9W =合J。