《1功與功率》同步練習(xí)【老師】

《1.功與功率》同步練習(xí)參考答案與試題解析一．選擇題1．如圖所示，小華用力拉著木箱水平向右勻速前進(jìn)，以下說法正確的是（）A．小華對(duì)木箱的拉力做正功 B．木箱所受的重力做負(fù)功 C．木箱所受的合力做正功 D．地面對(duì)本箱的摩擦力不做功解：A、拉力為恒力，根據(jù)功的定義W＝Fxcosθ，cosθ＞0，拉力做正功，故A正確。B、重力與支持力的方向均與物體的運(yùn)動(dòng)方向垂直，不做功，故B錯(cuò)誤。C、木箱水平向右勻速前進(jìn)，說明合力為零，根據(jù)動(dòng)能定理可知，合力不做功，故C錯(cuò)誤。D、摩擦力與運(yùn)動(dòng)方向相反，做負(fù)功，故D錯(cuò)誤。故選：A。2．小明背著書包上樓用了時(shí)間t，對(duì)書包做功W．此過程中小明對(duì)書包做功的平均功率是（）A．Wt2 B．Wt C． D．解：小明對(duì)書做功W，用的時(shí)間為t，根據(jù)功率的公式可得：P＝，故C正確，ABD錯(cuò)誤。故選：C。3．一輛小車原先在平直公路上做勻速直線運(yùn)動(dòng)，從某時(shí)刻起，小車所受到的牽引力F和阻力f大小隨時(shí)間的變化規(guī)律如圖所示，則作用在小車上的牽引力的功率隨時(shí)間變化的規(guī)律是圖中的（）A． B． C． D．解：小車在水平面上做勻速直線運(yùn)動(dòng)，則初速度不為零，所以初始功率不為零，小車所受的牽引力F和阻力f都恒定不變，所以物體做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，速度均勻增大，根據(jù)P＝Fv可知，P均勻增大，故D正確，ABC錯(cuò)誤。故選：D。4．2019年12月31日，我校舉辦了“慶元旦迎新年”活動(dòng)，師生游戲互動(dòng)環(huán)節(jié)中，袋鼠跳是其中一項(xiàng)很有趣的運(yùn)動(dòng)。如圖所示，一位質(zhì)量m＝60kg的老師參加袋鼠跳游戲，全程10m，假設(shè)該老師從起點(diǎn)到終點(diǎn)用了相同的10跳，每一次跳起后，重心上升最大高度為h＝0.2m。忽略空氣阻力，下列正確的是（）A．該老師從起點(diǎn)到終點(diǎn)的時(shí)間可能是7s B．該老師從起點(diǎn)到終點(diǎn)的時(shí)間是4s C．該老師起跳時(shí)，地面對(duì)該老師做正功 D．該老師每跳躍一次克服重力做功約60J解：AB、根據(jù)自由落體公式h＝，將數(shù)據(jù)代入得t＝＝0.2s，因老師上升時(shí)間等于下降時(shí)間，且上升時(shí)間t＝0.2s，則人在空中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間t1＝2t＝0.4s，老師從起點(diǎn)到終點(diǎn)用了相同的十跳，考慮人屈膝跳起的時(shí)間，則總時(shí)間t總＞10t1＝4s，故A正確，B錯(cuò)誤；C、老師起跳時(shí)，地面雖然對(duì)老師有彈力作用，但在彈力的方向上沒有位移，所以地面對(duì)老師沒有做功，故C錯(cuò)誤；D、因重心上升的最大高度h＝0.2m，老師每跳躍一次克服重力做的功W＝mgh＝120J，故D錯(cuò)誤。故選：A。5．我國自主研制的絞吸挖泥船“天鯤號(hào)”達(dá)到世界先進(jìn)水平。天鯤號(hào)的泥泵輸出功率恒為1×104kw，排泥量為1.4m3/s。排泥管的橫截面積為0.7m2．則泥泵對(duì)排泥管內(nèi)泥漿的推力為（）A．2×107牛 B．5×106牛 C．5×109牛 D．2×109牛解：根據(jù)排泥量和排泥管的橫截面積可求出排泥速度為：v＝m/s＝2m/s，根據(jù)P＝Fv可得：F＝＝＝5×106N，故B正確、ACD錯(cuò)誤。故選：B。二．多選題6．質(zhì)量為1kg的物體，自由下落2s，則在這2s內(nèi)（取g＝10m/s2）（）A．重力做正功200J B．重力做正功100J C．重力做功的平均功率為50W D．重力做功的平均功率為100W解：AB、下落2s的位移為則重力做功W＝mgh＝1×10×20＝200J．故A正確B錯(cuò)誤；CD．重力做功的平均功率為；故C錯(cuò)誤D正確。故選：AD。7．圖為測(cè)定運(yùn)動(dòng)員體能的裝置，輕繩拴在腰間沿水平線跨過定滑輪（不計(jì)滑輪的質(zhì)量與摩擦），下懸重為G的物體。設(shè)人的重心相對(duì)地面不動(dòng)，人用力向后蹬傳送帶，使水平傳送帶以速率v逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)。則（）A．人對(duì)重物做功，功率為Gv B．人對(duì)傳送帶的摩擦力大小等于G，方向水平向左 C．在時(shí)間t內(nèi)人對(duì)傳送帶做功消耗的能量為Gvt D．若增大傳送帶的速度，人對(duì)傳送帶做功的功率不變解：A、重物沒有位移，所以人對(duì)重物沒有做功，功率為0，故A錯(cuò)誤；B、根據(jù)人的重心不動(dòng)，則知人處于平衡狀態(tài)，摩擦力與拉力平衡，傳送帶對(duì)人的摩擦力方向向右，拉力等于物體的重力G，所以人對(duì)傳送帶的摩擦力大小等于G，方向水平向左，故B正確。C、在時(shí)間t內(nèi)人對(duì)傳送帶做功消耗的能量等于人對(duì)傳送帶做的功，人的重心不動(dòng)，繩對(duì)人的拉力和人與傳送帶間的摩擦力平衡，而拉力又等于G．根據(jù)W＝Fvt，所以人對(duì)傳送帶做功的功為Gvt．故C正確。D、根據(jù)恒力做功功率P＝Fv得：若增大傳送帶的速度，人對(duì)傳送帶做功的功率增大，故D錯(cuò)誤。故選：BC。8．在平直公路上，質(zhì)量為m的汽車以速度v0勻速行駛，此時(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)的功率為P．某時(shí)刻駕駛員加大油門，發(fā)動(dòng)機(jī)功率立即增為2P并保持該功率不變繼續(xù)行駛，假設(shè)汽車行駛過程中所受阻力不變。從駕駛員加大油門開始計(jì)時(shí)，汽車的速度v與時(shí)間t的關(guān)系如圖（經(jīng)時(shí)間t1后汽車在以2v0勻速運(yùn)動(dòng)），則下列判斷正確的是（）A．t＝0時(shí)刻汽車的加速度大小為2 B．汽車在時(shí)刻的牽引力大小為 C．在0～t1時(shí)間內(nèi)汽車行駛的位移大小為2v0t1﹣ D．在0～t1時(shí)間內(nèi)汽車克服阻力所做的功為2Pt1﹣mv解：A、因?yàn)殚_始汽車以速度v0勻速行駛，此時(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)的功率為P，有：f＝，t＝0時(shí)刻汽車的加速度大小為：a＝，故A錯(cuò)誤。B、汽車在時(shí)刻的速度大于，牽引力大小大于，故B錯(cuò)誤。C、在0～t1時(shí)間內(nèi)汽車行駛的位移大小為x，根據(jù)動(dòng)能定理可知：2Pt1﹣fx＝，解得：x＝為2v0t1﹣，故C正確。D、在0～t1時(shí)間內(nèi)汽車克服阻力所做的功為2Pt1﹣mv，故D正確。故選：CD。三．解答題9．如圖斜面傾角為30°，一輛汽車從靜止開始時(shí)以1m/s2的加速度沿斜面爬坡，已知汽車質(zhì)量為1.0×103kg，額定輸出功率為5.6×104W，摩擦阻力為車重的0.2倍，g取10m/s2，求：（1）汽車做勻加速運(yùn)動(dòng)的時(shí)間；（2）汽車所能達(dá)到的最大速率；解：（1）汽車以恒定加速度啟動(dòng)，由牛頓第二定律得：F﹣mgsin30°﹣0.2mg＝ma設(shè)勻加速過程的末速度為v，則有：P＝Fv根據(jù)速度時(shí)間公式可知：v＝at1代入數(shù)據(jù)解得勻加速運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為：t1＝7s（2）當(dāng)達(dá)到最大速度vm時(shí)，加速度a＝0，此時(shí)牽引力等于重力沿斜面的分力與摩擦阻力之和。F'＝mgsin30°+0.2mg根據(jù)功率公式可知，P＝（mgsin30°+0.2mg）vm解得：vm＝8m/s答：（1）汽車做勻加速運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為7s。（2）汽車所能達(dá)到的最大速率為8m/s。10．中國航天科工集團(tuán)公司將研制時(shí)速達(dá)千公里級(jí)的“高速飛行列車”。“高速飛行列車”是利用低真空環(huán)境和超聲速外形減小空氣阻力，通過磁懸浮減小摩擦阻力，實(shí)現(xiàn)超聲速運(yùn)行的運(yùn)輸系統(tǒng)。若某列高速飛行列車的質(zhì)量為m＝1.6×104kg，額定功率為P＝1.2×107W，阻力恒為Ff＝4×104N，假設(shè)列車在水平面內(nèi)做直線運(yùn)動(dòng)。（1）若列車以恒定加速度a＝5m/s2啟動(dòng)，則勻加速過程持續(xù)的時(shí)間；（2）若列車以額定功率啟動(dòng)直到達(dá)到最大速度所用的時(shí)間為t0＝100s，求列車在該過程的位移。解：（1）根據(jù)功率公式得，P＝Fv，根據(jù)牛頓第二定律得，F(xiàn)﹣Ff＝ma勻加速運(yùn)動(dòng)的末速度v＝at，聯(lián)立解得t＝20s；（