8.1　功與功率同步練2023-2024學(xué)年高一下學(xué)期物理人教版（2019）必修第二冊(cè)

新人教版高中物理必修第二冊(cè)PAGEPAGE1功與功率基礎(chǔ)過(guò)關(guān)1.下面四幅圖是小新提包回家的情景，小新對(duì)包的拉力沒(méi)有做功的是()解析根據(jù)功的概念及做功的兩個(gè)因素可知，只有同時(shí)滿足力及在力的方向上有位移兩個(gè)條件時(shí)，力對(duì)物體才做功，A、C、D做功，B沒(méi)有做功，選項(xiàng)B正確。答案B2.如圖所示，起重機(jī)的鋼繩上懸掛著重物。下列說(shuō)法正確的是()A.當(dāng)重物靜止時(shí)，重力不做功，鋼繩的拉力做正功B.當(dāng)重物沿水平方向勻速移動(dòng)時(shí)，重力和鋼繩拉力都不做功C.當(dāng)重物沿豎直方向向上移動(dòng)時(shí)，重力和鋼繩拉力都做正功D.當(dāng)重物沿豎直方向向下移動(dòng)時(shí)，重力和鋼繩拉力都做負(fù)功解析重物靜止時(shí)，沒(méi)有位移，則由功的公式W＝Flcosα可知，重力及拉力均不做功，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；當(dāng)重物水平勻速移動(dòng)時(shí)，由于力和位移方向相互垂直，所以重力及拉力均不做功，選項(xiàng)B正確；當(dāng)重物豎直向上運(yùn)動(dòng)時(shí)，拉力做正功，而重力與位移方向相反，所以重力做負(fù)功，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；當(dāng)重物沿豎直方向向下移動(dòng)時(shí)，重力做正功，鋼繩拉力做負(fù)功，選項(xiàng)D錯(cuò)誤。答案B3.(多選)下列說(shuō)法正確的是()A.合力對(duì)物體不做功，說(shuō)明物體的位移一定為零B.合力對(duì)物體做功越多，說(shuō)明物體所受的合力越大C.把重1N的物體勻速舉高1m，物體所受的重力做的功為－1JD.把重1N的物體勻速舉高1m，物體所受的支持力做功為1J解析合力對(duì)物體不做功，物體的位移不一定為零，可能是力與位移相互垂直，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；根據(jù)W＝Flcosα可知，合力做功多，可能是物體的位移大，合力不一定大，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；把重1N的物體勻速舉高1m，重力的方向與位移的方向相反，根據(jù)W＝Flcosα可得物體所受的重力G做的功為WG＝Ghcos180°＝－1J，選項(xiàng)C正確；把重1N的物體勻速舉高1m，則支持力FN的大小與物體的重力大小相等，可得支持力做的功為WFN＝FNhcos0°＝1J，選項(xiàng)D正確。答案CD4.一端固定的輕質(zhì)彈簧處于原長(zhǎng)，現(xiàn)用互成直角的兩個(gè)力F1、F2拉彈簧的另一端至O點(diǎn)，如圖，在此過(guò)程F1、F2分別做了6J、8J的功；換用另一個(gè)力F仍使彈簧重復(fù)上述過(guò)程，該過(guò)程F所做的功是()A.14J B.10JC.2J D.－2J解析F1、F2拉彈簧的作用效果與力F拉彈簧的作用效果相同，幾個(gè)力的總功應(yīng)等于各個(gè)力的功的代數(shù)和，所以F1、F2的總功為W＝6J＋8J＝14J，即該過(guò)程F所做的功為14J，選項(xiàng)A正確。答案A5.(多選)質(zhì)量為3kg的物體，從高45m處自由落下(g取10m/s2)，那么在下落的過(guò)程中()A.前2s內(nèi)重力做功的功率為300WB.前2s內(nèi)重力做功的功率為675WC.第2s末重力做功的功率為600WD.第2s末重力做功的功率為900W解析前2s物體下落h＝eq\f(1,2)gt2＝20m，重力做功的功率P1＝eq\f(mgh,t)＝eq\f(30×20,2)W＝300W，A正確，B錯(cuò)誤；2s末物體的速度v＝gt＝20m/s，此時(shí)重力的功率P2＝mgv＝600W，C正確，D錯(cuò)誤。答案AC6.某汽車以相同的功率在甲、乙兩水平路面上行駛，若該車行駛時(shí)受到甲、乙兩路面的阻力分別為車重的k1、k2倍，則該車在甲、乙兩水平路面上行駛的最大速度之比為()A.k1∶k2 B.k2∶k1C.keq\o\al(2,1)∶keq\o\al(2,2) D.keq\o\al(2,2)∶keq\o\al(2,1)解析設(shè)汽車的功率為P，質(zhì)量為m，則有：P＝k1mgv1＝k2mgv2，所以eq\f(v1,v2)＝eq\f(k2,k1)。故選項(xiàng)A、C、D錯(cuò)誤，B正確。答案B7.(多選)設(shè)勻速行駛的汽車，發(fā)動(dòng)機(jī)的功率保持不變，則()A.路面越粗糙，汽車行駛得越慢B.路面越粗糙，汽車行駛得越快C.在同一路面上，汽車不載貨比載貨時(shí)行駛得快D.在同一路面上，汽車不載貨比載貨時(shí)行駛得慢解析汽車勻速行駛時(shí)，牽引力等于汽車受到的阻力，故速度v＝eq\f(P,Ff)，而汽車在越粗糙的路面上，重力越大時(shí)所受阻力越大，功率不變，速度越小，所以A、C正確，B、D錯(cuò)誤。答案AC8.如圖所示，AB＝3AE，AC＝2AE，AD＝1.5AE，若把物體從斜面底部沿AB、AC、AD三個(gè)斜面勻速拉到頂端A時(shí)(不計(jì)摩擦)，則()A.沿著AB用的拉力最小，做功最多B.沿著AC用的拉力最小，做功最多C.沿著AD用的拉力最小，做功也最少D.沿著三個(gè)斜面用的拉力不相等，做功一樣多解析設(shè)斜面的傾角為θ，AE＝h，則從斜面底部向上勻速拉物體F＝mgsinθ，θ不同，所以F不同，拉力做的功為W＝F·s＝mgsinθ·eq\f(h,sinθ)＝mgh，所以選項(xiàng)D正確。答案D9.如圖所示，位于水平面上的物體A，在斜向上的恒定拉力F作用下，由靜止開始向右做勻加速直線運(yùn)動(dòng)。已知物體質(zhì)量為10kg，F(xiàn)的大小為100N，方向與速度v的夾角為37°，物體與水平面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為0.5，g＝10m/s2(sin37°＝0.6，cos37°＝0.8)。(1)第2s末，拉力F對(duì)物體做功的功率是多大？(2)從運(yùn)動(dòng)開始，物體前進(jìn)12m過(guò)程中拉力對(duì)物體做功的平均功率是多大？解析(1)對(duì)物體受力分析得FN＝mg－Fsin37°＝100N－100×0.6N＝40N由牛頓第二定律得物體的加速度a＝eq\f(Fcos37°－μFN,m)＝eq\f(100×0.8－0.5×40,10)m/s2＝6m/s2第2s末，物體的速度v＝at＝12m/s拉力F對(duì)物體做功的功率P＝Fvcos37°＝960W。(2)從運(yùn)動(dòng)開始，前進(jìn)12m用時(shí)t′＝eq\r(\f(2x,a))＝eq\r(\f(2×12,6))s＝2s該過(guò)程中拉力對(duì)物體做功W＝Fxcos37°＝100×12×0.8J＝960J拉力對(duì)物體做功的平均功率P′＝eq\f(W,t′)＝eq\f(960,2)W＝480W。答案(1)960W(2)480W能力提升10.如圖所示，一光滑大圓環(huán)固定在桌面上，環(huán)面位于豎直平面內(nèi)，在大圓環(huán)上套著一個(gè)小環(huán)。小環(huán)由大圓環(huán)的最高點(diǎn)從靜止開始下滑，在小環(huán)下滑的過(guò)程中，大圓環(huán)對(duì)它的作用力()A.一直不做功 B.一直做正功C.始終指向大圓環(huán)圓心 D.始終背離大圓環(huán)圓心解析因?yàn)榇髨A環(huán)光滑，所以大圓環(huán)對(duì)小環(huán)的作用力只有彈力，且彈力的方向總是沿半徑方向，與速度方向垂直，故大圓環(huán)對(duì)小環(huán)的作用力一直不做功，選項(xiàng)A正確，B錯(cuò)誤；開始時(shí)大圓環(huán)對(duì)小環(huán)的作用力背離圓心，到達(dá)圓心等高點(diǎn)及下方，大圓環(huán)對(duì)小環(huán)的作用力指向圓心，故選項(xiàng)C、D錯(cuò)誤。答案A11.如圖所示，將一個(gè)蘋果水平拋出，蘋果在空中依次飛過(guò)三個(gè)完全相同的窗戶1、2、3，圖中曲線為蘋果在空中運(yùn)行的軌跡，不計(jì)空氣阻力。下列說(shuō)法中正確的是()A.蘋果通過(guò)第1個(gè)窗戶所用的時(shí)間最短B.蘋果通過(guò)第1個(gè)窗戶的過(guò)程中，重力做功最多C.蘋果通過(guò)第3個(gè)窗戶的過(guò)程中，重力的平均功率最大D.蘋果通過(guò)第3個(gè)窗戶的過(guò)程中，豎直方向的平均速度最小解析做平拋運(yùn)動(dòng)的物體在豎直方向上為自由落體運(yùn)動(dòng)，速度越來(lái)越大，可知通過(guò)相同豎直位移所用的時(shí)間越來(lái)越短，所以通過(guò)第3個(gè)窗戶時(shí)間最短，故選項(xiàng)A錯(cuò)誤；通過(guò)三個(gè)窗戶下降的高度相同，則重力做功相同，故選項(xiàng)B錯(cuò)誤；通過(guò)第3個(gè)窗戶時(shí)間最短，根據(jù)P＝eq\f(mgh,t)知，重力的平均功率最大，故選項(xiàng)C正確：蘋果通過(guò)第3個(gè)窗戶的過(guò)程中，由于時(shí)間最短，則豎直方向的平均速度最大，故選項(xiàng)D錯(cuò)誤。答案C12.質(zhì)量為m的汽車，啟動(dòng)后沿平直路面行駛，如果發(fā)動(dòng)機(jī)的功率恒為P，且行駛過(guò)程中受到的阻力大小一定，汽車速度能夠達(dá)到的最大值為v，那么當(dāng)汽車的車速為eq\f(v,2)時(shí)，汽車的瞬時(shí)加速度的大小為()A.eq\f(P,mv) B.eq\f(2P,mv)C.eq\f(3P,mv) D.eq\f(4P,mv)解析當(dāng)牽引力等于阻力時(shí)，速度最大，根據(jù)P＝Fv＝fv得，阻力的大小f＝eq\f(P,v)。當(dāng)速度為eq\f(v,2)時(shí)，牽引力F＝eq\f(P,\f(v,2))＝eq\f(2P,v)，根據(jù)牛頓第二定律得，加速度a＝eq\f(F－f,m)＝eq\f(\f(2P,v)－\f(P,v),m)＝eq\f(P,mv)，故選項(xiàng)A正確，B、C、D錯(cuò)誤。答案A13.如圖甲所示，質(zhì)量為5kg的物體置于粗糙水平地面上，受到水平恒力F作用一段時(shí)間后撤去，運(yùn)動(dòng)的v－t圖像如圖乙所示(g取10m/s2)。求：甲乙(1)物體與水平地面間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ；(2)全過(guò)程物體克服摩擦力做的功W克；(3)水平恒力F的最大功率Pm。解析(1)撤去水平恒力F