浙江省高中物理第六章课时训练1功和功率(含解析)

课时训练 1 功和功率
基础稳固
1. 图甲为一女士站在台阶式自动扶梯上匀速上楼 ( 忽视扶梯敌手的作用 ), 图乙为一男士站在履带式自动扶梯上匀速上楼 , 两人相对扶梯均静止 , 以下对于力做功判断正确的选项是 ( A )
A. 甲图中支持力对人做正功
B. 甲图中摩擦力对人做负功
C. 乙图中支持力对人做正功
D. 乙图中摩擦力对人做负功
2. 大小相等的力 F 按如下图的四种方式作用在同样的物体上 , 使物体沿粗拙的水平面挪动相
同的距离 , 此中力 F 做功最多的是 (
A )
3. 一只质量为 0.7 kg 的足球静止在水平川面上 , 某同学向球踢了一脚 , 踢球用的力为 50 N,10 s 内足球在地面上转动了 20 m 后停下 , 则 ( B ) A. 人对足球做了 1 000 J 的功
B. 足球转动过程中地面对球的支持力不做功
C. 人对足球做功的功率为
100 W
D. 踢出去的足球 , 获取了 1 000 J 的动能 4 . ( 2 0 1 9 · 衢 州 期 中 ) 用 力 F 使 质 量 为 1 0
k g 的 物 体 从 静 止 开 始 , 以
2 m/s 2 的加快度匀加快上涨 , 不计空气阻力 ,g 取 10 m/s 2, 那么 2 s 内 F 做的功为 (
C )
A.80 J
B.200 J
C.480 J
D.400 J
分析 : 由牛顿第二定律 F-mg=ma,可得 F=m(g+a)=120 N,2 s 内物体的位移 l= at 2= × 2× 4 m=4 m,
则 2 s 内 F 做的功 W=Fl=120× 4 J=480 J, 应选 C 。

5.(2019 ·温州期中 ) 如图 , 质量为 m 1 和 m 2 的物体分别在 F 1 和 F 2 作用下沿水平方向挪动了同样 距离 ,F 1,F 2大小相等 , 与水平方向的夹角均为θ , 若 m<m,F 1做的功为 W,F 2做的功为 W, 则
1 2 1 2
( A )
A.W 1=W 2
B.W 1>W 2
C.W 1<W 2
D. 条件不足 , 没法确立
分析 : 两物体沿水平方向挪动了同样距离
,F 1,F 2 大小相等、与水平方向的夹角均为θ
, 据
W=Flcos θ可得 , 两力做的功 W 1=W 2, 选项 A 正确 ,B,
C,D 错误。

6.如下图 , 小朋友在弹性较好的蹦床上跳跃翻滚 , 尽兴嬉戏。

在小朋友接触床面向下运动的过程
中 , 床面对小朋友的弹力做功状况是 ( C )
A. 先做负功 , 再做正功
B. 先做正功 , 再做负功
C. 向来做负功
D. 向来做正功
分析 : 小朋友接触床面向下运动的过程中, 弹性势能不停增添, 弹力向来做负功,C 正确。

7.(2018 ·浙江 6 月学考 ) 如下图 , 质量为 m的小车在与竖直方向成α角的恒定拉力 F 作用下沿水平川面向左运动一段距离l 。

在此过程中 , 小车遇到的阻力大小恒为F f , 则 ( C )
A. 拉力对小车做功为Flcosα
B. 支持力对小车做功为Flsinα
C. 阻力对小车做功为-F f l
D. 重力对小车做功为mgl
分析 : 拉力做功是Flsinα ,重力与支持力的方向与运动方向垂直, 因此不做功 , 阻力做功是-F f l, 应选 C。

8. 以下各图列出的各样做功情况中, 功率最靠近于 1 kW的是( B )
9. 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/s 2。

对于重力做功的功率 ,以下说法正确的选项是
( D)
A. 着落过程中重力做的功是800 J
B. 着落过程中重力的均匀功率是400 W
C. 落地前的瞬时 , 重力的刹时功率是200 W
D. 落地前的瞬时 , 重力的刹时功率是400 W
分析 : 依据 h= gt 2= × 10× 22 m=20 m, 则重力做功为W=mgh=2×10×
20 J=400 J,故A错误;重力做功的均匀功率= =W=200 W,故 B 错误 ; 落地时物体的速度
v=gt=10 × 2 m/s=20 m/s,则重力做功的刹时功率P=mgv=20× 20 W=400 W,故 C错误 ,D 正确。

10.铁路加速要解决很多详细的技术问题, 此中提升机车牵引力功率是一个重要问题。

已知匀
速行驶时 , 列车所受阻力与速度的平方成正比, 即 f=kv 2。

列车要加速 , 就一定研制出更大功率
的机车。

那么当列车分别以120km/h和 40 km/h 的速度在水平轨道上匀速行驶时, 机车的牵引力功率之比为 ( C )
A.3∶ 1
B.9 ∶1
C.27 ∶ 1
D.81 ∶ 1
分析 : 列车匀速行驶时 , 牵引力与阻力相等 , 则 P=Fv=fv=kv 3。

能力提升
11. 一片质量约5× 10-4kg的秋叶自 5 m 高的树枝上落下并飘落到地面, 此过程中重力的均匀功率最靠近于 (g=10 m/s2)(A)
A.0.005 W
B.0.025 W
C.0.05 W
D.0.1 W
分析 : 因为空气阻力不可以忽视, 秋叶飘落到地面的运动不可以视为自由落体运动。

作为估
量, 可将
其视为匀变速运动, 着落时间取 5 s,则着落过程的均匀速度为 1 m/s, 重力的均匀功率为
P=mg =5× 10-3W,故
选 A。

12. 如图 , 一圆滑大圆环固定在桌面上 , 环面位于竖直平面内 , 在大圆环上套着一个小环 , 小环由大圆环的最高点从静止开始下滑 , 在小环下滑的过程中 , 大圆环对它的作使劲 ( A )
A. 向来不做功
B.向来做正功
C. 一直指向大圆环圆心
D. 一直背叛大圆环圆心
分析 : 大圆环圆滑 , 对小环只有弹力 F N, 弹力一直沿径向 , 与速度垂直 , 不做功 , 选项 A 正确 ,B 错
误 ; 小环位于圆心上方某处时,F N沿半径向外 , 小环位于圆心以下某处时,F N沿半径向里 , 选项C,D 错误。

13. 赛车是一项技术性、挑战性和赏析性都很强的运动。

一选手驾驶赛车以恒定的功率P 从静止开始做加快运动, 由功率的计算公式 P=Fv 能够判断 , 在赛车加快运动的过程中 ( A )
A. 牵引力 F 愈来愈小
B. 牵引力 F 愈来愈大
C. 牵引力 F 保持不变
D. 牵引力 F 的大小变化没法判断
分析 : 赛车以恒定的功率 P 运动 , 由功率的计算公式 P=Fv 能够判断 , 在赛车加快运动的过程中 , 随速度 v 的增添 , 牵引力 F 愈来愈小 , 故
选 A。

14.如图 , 一位质量为 m 的滑雪运动员从高 h 的斜坡加快下滑。

假如运动员在下滑过程中遇到的
阻力为 F f , 斜坡倾角为θ , 则以下说法正确的选项是 ( B )
A. 阻力做功为W f=F f
B. 重力做功为W G=mgh
C. 阻力做功为W f=F f h
D.人所受外力的总功为零
分析 : 阻力做功为 W f=-F f, 重力做功 W G=mgh,选项 B 正确 ,A,C 错误 ; 运动员下滑过程中 , 速度
变大 , 因此下滑过程中所受合外力总功不为零, 选项 D错误。

15.(2019 ·温州适应性测试 ) 每年春节前温州乡村都有捣年糕的风俗, 借此来寓意“年年发达、步步高升”。

捣年糕时 , 一人将“石杵”一同一落摆动, 另一人在“石杵”摆动的空隙快速翻动
米粉团 , 直到米粉团柔嫩而有弹性。

已知“石杵”质量为20 kg,每分钟上下摆动 20 下 , 每次重心上涨的高度约为90 cm, 则人摆动“石杵”做功的功率约为( A )
A.60 W
B.120 W
C.180 W
D.540 W
分析 : 每次重心上涨时, 战胜重力做功W=mgh=180 J, 因此人摆动“石杵”做功的功率为
P==W=60 W, 选项 A 正确。

16.有一种氢气燃料汽车 , 此中以氢气为动力燃料的发动机在工作过程中, 只会排出水蒸气而
无二氧化碳等其余废气排出, 因此不会污染环境及产生温室效应。

假定某氢气燃料汽车质量为
6 t,该车发动机的最大输出功率为60 kW, 并保持最大输出功率行驶在平直公路上, 行驶时阻力是车重的0.05 倍。

(1)它的最大行驶速度为多大?
(2)当它的速度为最大速度的一半时, 汽车的加快度为多大 ?(g 取
10 m/s 2 )
分析 :(1) 当汽车速度达最大时有牵引力F1=f=kmg,
则汽车的最大速度v max= =,
代入数据得v max=20 m/s 。

(2)当它的速度为最大速度的一半时, 汽车的牵引力为
F==,
2
依据牛顿第二定律可得 F2-f=ma,
综合两式得 , 汽车的加快度为 a=kg=0.5 m/s2。

答案 :(1)20 m/s(2)0.5 m/s2
17. 摩托车竞赛是一项出色刺激的体育竞赛, 某次摩托车竞赛中犹如下图的一段赛道, 水平高台离地面的高度H=5.0 m,高台右端有一壕沟, 壕沟双侧的高度差为h=0.8 m,水平距离为 8 m。

求 :
(1)摩托车要安全超越壕沟 , 在水平高台上起码需多大的水平初速度;
(2) 若摩托车运动员以v0=10 m/s的初速度从坡底冲上高台后, 恰巧安全超越壕沟, 摩托车从坡底冲上高台至开始超越壕沟的过程中, 历时 t 1=10 s, 发动机的功率恒为 P=5.0 kW, 人和车的总2
可视为质点 ), 在摩托车冲上高台的过程中战胜摩擦力所做的功。

质量 m=1.8× 10 kg(
2
分析 :(1) 由平抛运动规律得h= gt ,x=vt,
1f2
m ,
(2) 由动能定理得 Pt -mgH-W= mv -
得战胜摩擦力所做的功W f=1.4 × 104J 。

答案 :(1)20 m/s(2)1.4 × 104 J
18. 如下图为修筑高层建筑常用的塔式起重机。

在起重机将质量
3
m=5× 10 kg 的重物竖直吊
起的过程中 , 重物由静止开始向上做匀加快直线运动, 加快度 a=0.2 m/s 2, 当起重机输出功率达
到其同意的最大值时, 保持该功率真到重物做m2
v =1.02 m/s 的匀速运动。

g 取 10 m/s , 不计额外功。

求 :
(1) 起重机同意输出的最大功率;
(2) 重物做匀加快运动所经历的时间和起重机在第2秒末的输出功率。

分析 :(1) 设起重机同意输出的最大功率为P0, 重物达到最大速度时,拉力 F0等于重力 , 有
P0=F0v m,F 0=mg,
0×104W。

代入数据得 P =5.1
(2) 匀加快运动结束时, 起重机达到同意输出的最大功率, 设此时重物遇到的拉力为F, 速度为v1, 匀加快运动经历的时间为t 1, 有
P0=Fv1,F-mg=ma,v 1=at 1 ,
联立以上各式并代入数据得t 1=5 s 。

t=2 s 时, 重物处于匀加快运动阶段 , 设此时速度为 v2,
输出功率为 P, 则有 v2=at,P=Fv 2,
联立以上各式并代入数据得P=2.04 × 104 W。

4
W(2)5 s 4 W
答案 :(1)5.1 × 10 2.04 × 10。