2024-2025學(xué)年新教材高中物理課時(shí)分層作業(yè)十三功與功率新人教版必修第二冊

課時(shí)分層作業(yè)(十三)功與功率A級(jí)必備學(xué)問基礎(chǔ)練1.在下圖所描述的情景中，關(guān)于力做的功推斷正確的是()A．如圖甲所示，運(yùn)動(dòng)員下滑過程中，雪面的支持力做正功B．如圖乙所示，運(yùn)動(dòng)員借助竿子起跳過程中，克服竿子彈力做功C．如圖丙所示，運(yùn)動(dòng)員將冰壺向前推的過程中，對冰壺做正功D．如圖丁所示，杠鈴被舉在空中時(shí)，運(yùn)動(dòng)員對杠鈴做正功2.如圖所示，自動(dòng)卸貨車靜止在水平地面上，在液壓機(jī)的作用下，車廂與水平方向的夾角θ緩慢增大到肯定角度，此過程中貨物相對車廂始終靜止，下列說法正確的是()A．貨物受到的支持力做正功B．貨物受到的支持力不做功C．貨物受到的摩擦力做負(fù)功D．貨物受到的摩擦力做正功3．[2024·河北唐山第一中學(xué)高一下月考]如圖所示，物體在力F的作用下在水平面上發(fā)生了一段位移x，設(shè)這三種情形下力F和水平位移x的大小都是一樣的，通過計(jì)算這三種情形下力F對物體做的功的數(shù)值可知()A．圖甲狀況下F做的功的數(shù)值最少B．圖乙狀況下F做的功的數(shù)值最多C．圖丙狀況下F做的功的數(shù)值最少D．三種狀況下F做的功的數(shù)值一樣多4.如圖所示，在水平面上，有一彎曲的槽道AB，槽道由半徑分別為R2和R的兩個(gè)半圓構(gòu)成．現(xiàn)用大小恒為F的拉力將一光滑小球從A點(diǎn)沿槽道拉至B點(diǎn)，若拉力F的方向時(shí)刻與小球運(yùn)動(dòng)方向一樣，則此過程中拉力所做的功為(A．0B．FRC．32πFRD．2π5．如圖所示，四個(gè)相同的小球在距地面相同的高度處以相同的速率分別豎直下拋、豎直上拋、平拋和斜拋，不計(jì)空氣阻力．下列關(guān)于這四個(gè)小球從拋出到落地過程的說法中正確的是()A．各小球飛行過程中，重力的功率不變B．小球落地時(shí)，重力的瞬時(shí)功率相同C．小球落地時(shí)，重力的瞬時(shí)功率不完全相同D．從起先運(yùn)動(dòng)至落地，重力對小球做功的平均功率相同6.(多選)如圖所示，傾角為θ的斜劈放在水平面上，斜劈上用固定的豎直擋板攔住一個(gè)光滑的質(zhì)量為m的小球，當(dāng)整個(gè)裝置沿水平面以速度v向左勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)間t時(shí)，以下說法正確的是()A．小球的重力做功為零B．斜劈對小球的彈力做功為mgvtC．擋板對小球的彈力做負(fù)功D．合力對小球做功為零7．一個(gè)質(zhì)量為m的小球做自由落體運(yùn)動(dòng)，那么，在前t秒內(nèi)重力對它做功的平均功率P及在t秒末重力做功的瞬時(shí)功率P分別為(t秒末小球未著地)()A．P＝mg2t2，P＝12mg2tB．P＝mg2t2，P＝mg2t2C．P＝12mg2t，P＝mg2D．P＝mg2t，P＝2mg2t8.利用斜面從貨車上卸貨，每包貨物的質(zhì)量m＝20kg，斜面傾斜角θ＝37°，斜面的長度L＝0.5m，貨物與斜面間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ＝0.2.(不計(jì)空氣阻力，g取10m/s2，sin37°＝0.6，cos37°＝0.8)求：(1)重力做了多少功．(2)摩擦力做了多少功．(3)支持力做了多少功．(4)合力做了多少功．B級(jí)關(guān)鍵實(shí)力提升練9．一輛小車在水平面上做勻速直線運(yùn)動(dòng)，從某時(shí)刻起，小車所受牽引力和阻力隨時(shí)間改變的規(guī)律如右圖所示，則作用在小車上的牽引力F的功率隨時(shí)間改變的規(guī)律是下圖中的()10．如圖所示，電梯由質(zhì)量為1×103kg的轎廂、質(zhì)量為8×102kg的配重、定滑輪和鋼纜組成，轎廂和配重分別系在一根繞過光滑定滑輪的鋼纜兩端，在與定滑輪同軸的電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)下電梯正常工作，定滑輪與鋼纜的質(zhì)量可忽視不計(jì)，重力加速度g取10m/s2.在轎廂由靜止起先以2m/s2的加速度向上運(yùn)行1s的過程中，電動(dòng)機(jī)對電梯做的總功為()A．1.84×104JB．2.16×104JC．2.4×103JD．5.6×103J11．水平地面上有質(zhì)量分別為m和4m的物塊A和B，兩者與地面間的動(dòng)摩擦因數(shù)均為μ.細(xì)繩的一端固定，另一端跨過輕質(zhì)動(dòng)滑輪與A相連，動(dòng)滑輪與B相連，如圖所示．初始時(shí)，繩處于水平拉直狀態(tài)．若物塊A在水平向右的恒力F作用下向右移動(dòng)了距離s，重力加速度大小為g.求：(1)物塊B克服摩擦力所做的功；(2)物塊A、B的加速度大小．課時(shí)分層作業(yè)(十三)功與功率1．解析：雪面的支持力與運(yùn)動(dòng)員的運(yùn)動(dòng)方向始終垂直，做功為零，故A錯(cuò)誤；運(yùn)動(dòng)員借助竿子起跳過程中，竿子對人做正功，故B錯(cuò)誤；運(yùn)動(dòng)員將冰壺向前推的過程中，推力與冰壺運(yùn)動(dòng)方向相同，對冰壺做正功，故C正確；杠鈴被舉在空中時(shí)，在推力方向上沒有發(fā)生位移，不做功，故D錯(cuò)誤．答案：C2．解析：車廂與水平方向的夾角θ緩慢增大的過程中，貨物做圓周運(yùn)動(dòng)，支持力垂直于車廂向上，支持力與速度方向相同，故支持力做正功，A正確，B錯(cuò)誤；摩擦力沿車廂向上，與速度方向垂直，所以摩擦力不做功，故C、D錯(cuò)誤．答案：A3．解析：這三種情形下力F和水平位移x的大小都是一樣的，將力沿著水平和豎直方向正交分解，水平分力大小相同，則水平分力做功的數(shù)值一樣多，豎直分力不做功，故三種狀況下力F做的功的數(shù)值一樣多，故A、B、C錯(cuò)誤，D正確．答案：D4．解析：利用微元法知，認(rèn)為恒力F的位移為πR＋π·eq\f(R,2)，則拉力做的功為W＝Fl＝Feq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(π·\f(R,2)＋πR))＝eq\f(3,2)πFR，選項(xiàng)C正確．答案：C5．解析：A錯(cuò)：小球在不同時(shí)刻的豎直速度大小不同，據(jù)P＝mgvy知，重力的功率是改變的．B錯(cuò)，C對：四個(gè)球落地時(shí)的豎直分速度不全相同，則小球落地時(shí)重力的瞬時(shí)功率就不全相同，僅有豎直上拋、豎直下拋的物體落地時(shí)，重力的功率相同．D錯(cuò)：重力做功WG＝mgh，起點(diǎn)與終點(diǎn)的豎直高度相等，重力做功相等，但運(yùn)動(dòng)時(shí)間不同．由P＝eq\f(W,t)知，重力對小球做功的平均功率不同．答案：C6．解析：小球的重力與運(yùn)動(dòng)方向始終垂直，故不做功，A正確；對小球受力分析如圖所示，由于小球做勻速直線運(yùn)動(dòng)，依據(jù)平衡條件，可求得斜劈對小球的彈力為FN＝eq\f(mg,cosθ)，做功為WFN＝FNsinθ·vt＝mgvt·tanθ，故B錯(cuò)誤；擋板對小球的彈力水平向右，小球位移向左，所以擋板對小球彈力做負(fù)功，故C正確；小球受到的合力為零，則合力對小球做功為零，D正確．答案：ACD7．解析：前t秒內(nèi)重力做功的平均功率eq\o(P,\s\up6(－))＝eq\f(W,t)＝eq\f(mg·\f(1,2)gt2,t)＝eq\f(1,2)mg2t；t秒末重力做功的瞬時(shí)功率P＝Fv＝mg·gt＝mg2t.答案：C8．解析：(1)重力做功為W1＝mgLsinθ＝60J.(2)摩擦力做功為W2＝－μmgcosθ·L＝－16J.(3)由于支持力與位移垂直，所以做功為0.(4)合力做功為W＝W1＋W2＝44J.答案：(1)60J(2)－16J(3)0(4)44J9．解析：小車所受的牽引力和阻力是恒定的，所以小車做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，牽引力的功率P＝Fv＝F(v0＋at)，故選項(xiàng)D正確．答案：D10．解析：對轎廂進(jìn)行分析，依據(jù)牛頓其次定律得F－Mg＝Ma，解得F＝Mg＋Ma＝1×104N＋2×103N＝12000N，轎廂由靜止起先以2m/s2的加速度向上運(yùn)行1s的過程中，發(fā)生的位移為h＝eq\f(1,2)at2＝eq\f(1,2)×2×12m＝1m，則電動(dòng)機(jī)對轎廂做的正功W＝Fh＝12000J．對于質(zhì)量為8×102kg的配重，電動(dòng)機(jī)對其做負(fù)功，其值為W′，依據(jù)牛頓其次定律得mg－F′＝ma，解得F′＝mg－ma＝8×103N－1.6×103N＝6400N，則電動(dòng)機(jī)對配重做的負(fù)功W′＝－F′h＝－6400J，所以電動(dòng)機(jī)對電梯做的總功為W總＝W＋W′＝12000J－6400J＝5600J，故D正確，A、B、C錯(cuò)誤．答案：D11．解析：(1)物塊A向右移動(dòng)了距離s，則物塊B向右移動(dòng)的距離為s1＝eq\f(1,2)s，物塊B受到的摩擦力大小為Ff＝4μmg，物塊B克服摩擦力所做的功為W＝Ffs1＝2μmgs.(2)設(shè)物