高中物理魯科版第一章功和功率 省獲獎

(本欄目內(nèi)容，在學生用書中以獨立形式分冊裝訂！)一、選擇題1．將相同質(zhì)量的磚塊搬到高處和用吊車吊到同一高處的不同過程中，肯定相同的物理量是()A．總功 B．有用功C．額外功 D．機械效率解析：有用功都是克服相同質(zhì)量的磚的重力所做的功．答案：B2．斜面是一種簡單的機械，生活中經(jīng)常用到它．工人師傅小波和小新分別用如圖所示的甲、乙兩種方法，將同樣的物體搬上車，下列說法正確的是()A．甲方法不省力，但能省功B．甲方法可以省力，也能省功C．乙方法可以省力，但不能省功D．乙方法可以省力，也能省功答案：C3．有下列幾種運動情況a．用水平推力F推一質(zhì)量為m的物體在光滑水平面上前進位移sb．用水平推力F推一質(zhì)量為2m的物體在粗糙水平面上前進位移sc．用與水平方向成60°角斜向上的拉力F拉一質(zhì)量為m的物體在光滑水平地面上前進位移2sd．用與斜面平行的力F拉一質(zhì)量為3m的物體在光滑斜面上前進位移s關(guān)于以上四種情況下拉力F做功多少的判斷正確的是()A．b情況做功最多 B．a(chǎn)情況做功最多C．d情況做功最少 D．四種情況做功一樣多解析：根據(jù)功的計算公式找出每一具體的物理情景中計算功的各個量，然后代入W＝Flcosα中計算，可得到正確的判斷．答案：D4．水平地面上放一個重4N的足球，一個小孩用10N的力踢球，使球向前運動了2m．關(guān)于小孩對球做功的下列說法中，正確的是()A．小孩對球做功20JB．小孩對球做功8JC．小孩對球做功28JD．題中條件不足，無法算出小孩對球做了多少功解析：做功的兩個必要因素是力和在力的方向上發(fā)生的位移．解答本題關(guān)鍵要抓住做功的兩個必要因素．小孩用10N的力踢球，對球施加了一個作用力(踢力)，但在本題中并沒有告訴球在踢力的作用下發(fā)生了多大的位移，在球向前運動2m的位移時踢力已經(jīng)不存在．所以小孩對球做的功沒有充足的條件，無法算出．答案：D5．某機械的效率是80%，它對外做了1000J的有用功，這臺機械消耗的能量是()A．1000J B．800JC．1200J D．1250J解析：由η＝eq\f(W有用,W總)可得，該機械消耗的總能量W總＝eq\f(W有用,η)＝eq\f(1000,J＝1250J，故D正確．答案：D6.建筑工地上，工人用動滑輪來提升貨物，如圖所示．其目的是為了()A．減少拉力的大小B．減少做功的多少C．改變拉力的方向D．減少物體移動的距離答案：A7．假設(shè)汽車以額定功率在水平路面上行駛，所受阻力大小不變，則它不可能做()A．勻加速直線運動 B．勻減速直線運動C．勻速直線運動 D．變加速直線運動解析：汽車以額定功率行駛，P不變，若汽車做勻加速直線運動，則F＝f＋ma不變，但v變大，則要求P＝Fv變大，這與P不變矛盾，故A不可能，同理B項也不可能；只要F＝f，則汽車即可做勻速直線運動且P不變，C可能；由P＝Fv知，汽車以額定功率起動時，隨著v的變大，F(xiàn)變小，加速度變小，汽車做變加速直線運動，D可能．答案：AB8．在2023年北京奧運會的舉重比賽中，一名運動員在抓舉比賽時，將質(zhì)量為kg的杠鈴舉起歷時約s，再停留3s后放下杠鈴，那么，該運動員在舉起杠鈴過程中的平均功率約為()A．幾百瓦 B．幾千瓦C．幾十千瓦 D．幾百千瓦解析：運動員舉起杠鈴的高度大約是h＝2m，平均功率為eq\x\to(P)＝eq\f(W,t)＝eq\f(mgh,t)＝eq\f×10×2,W＝5100W，所以其平均功率為幾千瓦，故B正確．答案：B9．質(zhì)量為m的木塊靜止在光滑的水平面上，從t＝0開始將一個大小為F的水平恒力作用在該木塊上，在t＝t1時刻F的功率是()A．F2t1/2m B．F2teq\o\al(2,1)/2mC．F2t1/m D．F2teq\o\al(2,1)/m解析：木塊的加速度a＝F/m；t1時刻的速度v＝at1＝eq\f(F,m)t1；PF＝Fv＝eq\f(F2,m)t1.答案：C10.如圖所示，質(zhì)量為m的物體P放在光滑的傾角為θ的直角劈上，同時用力F向右推劈，使P與劈保持相對靜止，當前進的水平位移為l時，劈對P做的功為()A．Fl B．mgsin2θ·l/2C．mgcosθ·l D．mgtanθ·l解析：由于物體P和劈相對靜止，故P和劈均在水平方向發(fā)生位移，位移為l，P受力情況如圖所示，根據(jù)牛頓第二定律：在豎直方向：Ncosθ＝mg在水平方向：Nsinθ＝ma所以N＝eq\f(mg,cosθ)劈對P所做的功即為劈對P的支持力N所做的功，力N對P所做的功為W＝N·lcos(90°－θ)＝eq\f(mg,cosθ)·l·sinθ＝mgltanθ.答案：D二、非選擇題11.如圖所示是一學生騎車爬坡的情形．假如他騎車時的最大功率是1200W，車和學生的總質(zhì)量是75kg，斜坡傾角為20°，運動過程中受到的摩擦等阻力恒為60N，則此學生騎車上坡的最大速度是多少？假如他在水平路面上騎車，最大速度可達到多少？(g取10m/s2)解析：v1＝eq\f(P,F)＝eq\f(P,mgsin20°＋f)＝eq\f(1200,75×10×sin20°＋60)m/s＝m/sv2＝eq\f(P,f)＝eq\f(1200,60)m/s＝20m/s.答案：m/s20m/s12．由一個動滑輪和一個定滑輪組成的滑輪組，把一重為40N的物體勻速提升1m時，人站在地面上所用的向下的拉力為25N.(1)若繩重及摩擦不計，則滑輪機械效率為多大？滑輪多重？(2)若提升的重物變?yōu)?0N，則滑輪組的機械效率又為多大？解析：有2段繩子承受物體和動滑輪的重力．(1)W總＝Fs＝F×2h＝25×2×1J＝50J，W有用＝Gh＝40×1J＝40J所以機械效率η＝eq\f(W有用,W總)×100%＝80%；W額外＝W總－W有用＝10J，G動滑輪＝eq\f(W額外,h)＝10N.(2)W′有用＝G′h＝90J，W′總＝W′額外＋W′有用＝100Jη＝eq\f(W′有用,W′總)×100%＝90%.答案：(1)80%10N(2)90%13．如圖所示，在光滑的水平面上，質(zhì)量m＝3kg的物體，在水平拉力F＝6N的作用下，從靜止開始運動，運動時間t＝3s．求：(1)力F在3s內(nèi)對物體所做的功；(2)力F在3s內(nèi)對物體做功的平均功率；(3)在3s末，力F對物體做功的瞬時功率．解析：物體的加速度a＝eq\f(F,m)＝eq\f(6,3)m/s2＝2m/s2物體在3s內(nèi)的位移s＝eq\f(1,2)at2＝eq\f(1,2)×2×32m＝9m物體在3s末的速度v＝at＝2×3m/s＝6m/s(1)力F在3s內(nèi)對物體所做的功為W＝Fs＝6×9J＝54J.(2)力F在3s內(nèi)對物體做功的平均功率為P＝eq\f(W,t)＝eq\f(54,3)W＝18W.(3)在3s末，力F對物體做功的瞬時功率為P＝Fv＝6×6W＝36W.答案：(1)54J(2)18W(3)36W14．某市計劃每日增加供水180萬噸，在市郊修建了一座水庫，為了將水送入水庫，需要將水渠的水提高30m．設(shè)每根輸水管水泵功率為100kW，且水泵晝夜不停地工作，如果不計機械能的損耗，至少需要安裝多少根輸水管？每根輸水管每秒流過的水量為多少噸？(取g＝10m/s2)解析：將180萬噸水提高30