功和功率試題及答案詳

1、功和功率、選擇題1如圖1所示，用力拉一質(zhì)量為m的物體，使它沿水平勻速移動距離s,若物體和地面間的摩擦因數(shù)為 P,則此力對物體做的功為()A. u mgsB. u mgs/ (cos a + u sin a )C. u mgs/ (cos a -u sin a )fD. u mgscos a /( cos a + p sin a )圖12、如圖2所示，質(zhì)量為m的物塊始終固定在傾角為。的斜面上，下列說法 中正確的是(A. 若斜面向右勻速移動距離s,斜面對物塊沒有做功B. 若斜面向上勻速移動距離s,斜面對物塊做功mgsC. 若斜面向左以加速度a移動距離s,斜面對物塊做功mas 圖2D. 若斜面向下以

2、加速度a移動距離s,斜面對物塊做功m (g+a) s3、 從空中以40 m/s的初速平拋一個重力為10 N的物體，物體在空中運動 3 s 落地，不計空氣阻力，取A=10 m/s2,則物體落地時重力的即時功率為(A. 400 WB. 300 WC. 500 WD. 700 W4、如圖3所示，質(zhì)量為0的物體夕放在光滑的傾角為。的直角劈上，同時用力尸向右推劈，使戶與劈保持相對靜止，在前進(jìn)的水平位移為s的過程中，劈對戶做的功為(I叭圖3A. F* sB. mgsin 0? s/2C. mffcos 0 ? sD. mgtan 0? s5、質(zhì)量為0的汽車發(fā)動機的功率恒為只摩擦阻力恒為 E牽引力為夫.汽車

3、由 靜 止開始，經(jīng)過時間才行駛了位移 s時，速度達(dá)到最大值則發(fā)動機所做的 功為()2A. Pt B. fv at C. -mvm+fs D.亞 +竺 E. Fs 2 2f v m二、填空題6、如圖4所示，木板質(zhì)量為 M,長為L,放在光滑水平面上，一細(xì)繩通過定滑為功是，現(xiàn)用水平向2C - F M |7、 如圖5所示，人拉著細(xì)繩的一端由 A走到B,使質(zhì)量為m 的物體勻速上升。已知爪 8兩點間的水平距離為&細(xì)線與 水 平方向的夾角已在圖中標(biāo)出，不計滑輪的摩擦，人的拉力所 做的功.8、用水平拉力拉著滑塊沿半徑為下的水平圓軌道勻速運動一周，已知滑塊的質(zhì)量為 m,滑塊與軌道間的動摩擦因數(shù)為U。此過

4、程中拉力所 做的功.=2刀 mgr。三、計算題9、在一段平直公路上，一輛質(zhì)量 m=10t的卡車速度從=5m/s均勻增加 到)，2=15m/s,經(jīng)過的時間t=50s,如果車在運動時受到的阻力為車重力的 k倍, k=0. 05,求:(1)發(fā)動機的平均功率。(2)在這段路程的時間中點和位移中點發(fā)動機的瞬時功率。(8=以"后)10、如圖6所示，在傾角為。的斜面上有一質(zhì)量 為成的物體，一直與斜面保持相對靜止求：(1) 若物體隨斜面水平勻速移動了位 s,則斜面對物體做了多少功？(2) 若物體隨斜面以加速度&移動了位移s,則斜面對物體做了多少功？11、將一質(zhì)量為，=10 kg的物體，自水平

5、地面由靜止開始用一豎直向上的拉力 尸將其以a=0. 5 m/s 2的加速度向上拉起.求：(1) 在向上拉動的10s內(nèi)，拉力尸做功的功率；(2) 上拉至 10 s 末，拉力的功率 .12. 在光滑的水平面上放著物體 A和小車B,如圖7所示,小車長L=2m, M=4kg,A的 質(zhì)量m=lkg, u AB=O. 2, 加在小車上的力 F=5N,F=12N,求在這兩種情 況下,在2s時間內(nèi)F對車做功是多少？摩擦力對A做功多少？ (g取10m/s2)參考答案1. 分析：設(shè)水平面對物體的支持力的大小為N,則由物體勻速運動得尸 sin。+ N mg= 0F cosa _ pN = 0,F= u mg/(co

6、s a sin a ).?.力F對物體做的功為W=Fscos a = p mgscos a / (cos a + p sin a )所以選擇D2.所以選擇A B C2. 分析：根據(jù)平拋運動的規(guī)律可以算出物體落地時的即時速度為50m/s,因而很容易錯選C,這是由于疏忽了物體落地時，其速度方向與重力方向之間有夾角 而造成的，由于重力的功率只與物體在豎直方向的速度有關(guān)，而*=gt=30 m/s,因此落地時重力的即時功率為 P=mgvcos9=A=300 W,正確答案應(yīng)選B.答案:B3. 分析：物體P只受重力和支持力作用，它們的合力沿水平方向，如圖所示，且方=,斜劈對 P 做功 件 7Ascos(90

7、 ° - 0 ) =/ngtan 9? s.cosO答案：D5.4. 分析：勻速運動時拉力做功最小 F=2v- mg. 把木塊拉至木板最右端過程中， 夕前進(jìn)的位移是亳，故拉力至少要做的功為 W=F* s=2 m mg ? -Z= nmgL.2 2 答案： u mgL5. 分析人的拉力的功等于細(xì)繩對物體拉力的功。在物體勻速上升的過程中， 細(xì)線對物體的拉力FT= mg,物體上升的高度力=(2cos30 ° -l)s = (71-l)s,從而細(xì)線對物體拉力的功=Fr/ = (V3-l)mg5o所以，人的拉力所做的功為(占-l)mgs。6. 分析滑塊沿水平圓軌道勻速運動，故拉力的大

8、小 F=Ff=umgQ 把圓軌道分成、頊L、1 “很多個小段，每一段小到可以看成直線段 從而拉力在每一小段上的方向可認(rèn)為不變，則拉力在每一小段上所做的功分別 為Willi ng Ji,版=/img 1 2, Wait ing L , . W=iu ng l no所以，在滑塊沿水平圓軌道勻速運動一周的過程中，拉力所做的功為W= M+ Wz+隊 + . . + W=iung (71+ 7 2+ + .+ 1) =iimg ? (2 勿_r)a = _ = 0.2m/ s7. 解：(1) 卡車的加速度 t卡車牽引力為 FF-kmg=ma 貝 F = kmg + ma = 1 xlQ 3Nv 平均速度

9、 則平均功率=10/71/ SP=F-V =7X104Wv, 七(2) 時間中點和位移中點的瞬時速度分別為 5vt = v =10m/sv,="A=5 妨 n/sPt =F-v t = 7x104 W時間中點瞬時功率2位移中點的瞬間功率Ps =F-Vs =7x103x5V5W =7.8x104W2 210.解：斜面對物體所做的功，即斜面對物體的作用力所做的功在題述的兩種情況下，斜面對物體的作用力分別如圖中的甲、乙所示，因為物體的位移方向是水平的，故在兩種情況中重力 0g均不做功.(1)因為當(dāng)物體勻速運動時，其所受合力為 0,所以由圖7甲可知物體所受斜 面的支持力N=mgcos 0,摩

10、擦力f=mgsin 0,方向如圖所示.所以H=Nscos = mgcos 8 ? s ? cos(90 °1=mg sc os Osi n/ V心打1TWi=fscQs cl =mgsin 9 ? s ?cos (180 °0)門1=mgscosOsin 0.乙故斜面對物體所做的功為儼總=暇+雁=0.圖 當(dāng)物體以加速度a移動時，因&沿水平向右，所以合力F=ma方向必水平向右，其受力情況如圖乙所示.由圖可知：JVsin ff fcos 9=ma,ncqs0 +/sin 9 =mg.由此兩方程可解得：N=mgcQs + 力口 sin。， f=mgsin d aacos

11、0,再由W=F SCQS 9分別求得兩力的功：風(fēng)=Nscos a =Nscos (90 ° 0) = mgscos 八$“0 +mas sin 2。|A=fscos a =fscos (180 ° 0) = mgscos。sin 0 + maco)所以總=隊+段=22?as.11. 解：本題的第 (1) 問求 10 s 內(nèi)拉力的功率，則是指 10s 內(nèi)的平均功率， w -而求平均功率有兩條具體的思路：是 P = ? ； M P =Fvcos 0. 因此本題可從這兩種方法分別求出平均功率 .方法一：據(jù)牛頓第二定律可知，F(xiàn) mg=ma解得月=105N.又據(jù)運動學(xué)公式可求出 10 s 內(nèi)物體的位移為 s = L2妒=25m所以有：萬=也 -久二竺竺 Wt t 10=262. 5 W.方法二:根據(jù)運動學(xué)公式可求出物體在 10s 內(nèi)的平均速度 v = ；(以+ 0) = 2.5 m/s, 所以平均功率為： p=/7v=105X2. 5 W=262. 5 W.對于本題的第 (2) 問求第 10 s 末的功率，即為 10 s 末的瞬時