人教版(新教材)高中物理必修2第二冊(cè)課時(shí)作業(yè)3：8.1功與功率

8.1功與功率

一、單選題

i.如圖所示，一物塊在與水平方向成。角的拉力尸的作用下，沿水平面向右運(yùn)動(dòng)一段距離

S.則在此過程中，拉力尸對(duì)物塊所做的功為（）

////////，，，，，，，7，7

A.FsB.FscosOC.Tessin。D.Fstand

2.如圖所示，質(zhì)量為50kg的同學(xué)在做仰臥起坐運(yùn)動(dòng).若該同學(xué)上半身的質(zhì)量約為全身質(zhì)量

3

的一，她在Imin內(nèi)做了50個(gè)仰臥起坐，每次上半身重心上升的距離均為0.3m,則她克服

5

重力做的功w和相應(yīng)的功率P約為

A.W=4500J尸=75WB.W=450JP=7.5W

C.W=3600JP=60WD.W=360JP=6W

3.如圖所示，特殊材料制成的8上表面水平，相同材料制成的A置于8上，并與3保持相

對(duì)靜止，A、8一起沿固定的粗糙斜面從底端以一定的初速度沿斜面向上滑動(dòng)，從A、B上

滑到速度減為零的過程中，下列說法正確的是（）

A.斜面對(duì)B的作用力不做功B.斜面對(duì)8的作用力做正功

C.A物體處于超重狀態(tài)D.3對(duì)A的摩擦力做負(fù)功

4.已知?jiǎng)榆嚱M在水平軌道上運(yùn)動(dòng)時(shí)受到的阻力/=左"7為阻力系數(shù)），其中和諧號(hào)動(dòng)車

組的阻力系數(shù)是復(fù)興號(hào)動(dòng)車組的1.2倍，和諧號(hào)動(dòng)車組的了大速度約為270km/h,若復(fù)興號(hào)

動(dòng)車組的額定功率約為和諧號(hào)動(dòng)車組的1.44倍，則相同條件下，復(fù)興號(hào)動(dòng)車組在額功率下

的最大速度約為（）

A.330km/hB.300km/hC.290km/hD.260km/h

5.如圖所示，質(zhì)量為機(jī)的物體置于傾角為。的斜面體上，物體與斜面體間的動(dòng)摩擦因數(shù)為

fi,在外力作用下，斜面體以加速度。沿水平方向向左做勻加速運(yùn)動(dòng)，運(yùn)動(dòng)中物體，"與斜面

體相對(duì)靜止。則關(guān)于斜面體對(duì)m的支持力和摩擦力的做功情況，下列說法中錯(cuò)誤的是（）

A.支持力一定做正功B.摩擦力一定做正功

C.摩擦力可能不做功D.摩擦力可能做負(fù)功

6.如圖所示，同一物體分別沿斜面4力和8。自頂點(diǎn)由靜止開始下滑，該物體與斜面間的

動(dòng)摩擦因數(shù)相同.在滑行過程中克服摩擦力做的功分別為腦和WB,則

C.%<%D.無法確定

7.起重機(jī)的鋼索將重物由地面吊到空中某個(gè)高度，其速度時(shí)間圖象如圖所示，則鋼索拉力

的功率隨時(shí)間變化的圖象可能是圖中的（）

二、多選題

8.如圖，質(zhì)量為，"的物塊始終靜止在傾角為6的斜面上，則

A.若斜面向左勻速移動(dòng)距離s,斜面對(duì)物塊做功〃?gsin6cos6s

B.若斜面向上勻速移動(dòng)距離s,斜面對(duì)物塊做功機(jī)gs

C.若斜面向左以加速度，，勻加速移動(dòng)距離s,斜面對(duì)物塊不做功

D.若斜面向上以加速度。勻加速移動(dòng)距離s,斜面對(duì)物塊做功機(jī)(g+a)s

9.如圖所示是某中學(xué)科技小組制作的利用太陽能驅(qū)動(dòng)小車的裝置.當(dāng)太陽光照射到小車上方

的光電板時(shí)，光電板中產(chǎn)生的電流經(jīng)電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)小車前進(jìn).若小車在平直的公路上以初速度

。。開始加速行駛，經(jīng)過時(shí)間f,前進(jìn)了距離L達(dá)到最大速度。max,設(shè)此過程中電動(dòng)機(jī)功率

恒為額定功率P,受到的阻力恒為了,則此過程中電動(dòng)機(jī)所做的功為()

A.加maxB.ftVQC..%+尸D.；加0盆+立一;〃70；

10.如圖是一汽車在平直路面上啟動(dòng)的速度-時(shí)間圖象，若啟動(dòng)過程中汽車所受阻力恒定,

由圖象可知（)

A.0-八時(shí)間內(nèi)，汽車的牽引力增大，加速度增大，功率不變

B.0寸時(shí)間內(nèi)，汽車的牽引力不變，加速度不變，功率增大

C.時(shí)間內(nèi)，汽車的牽引力減小，加速度減小，功率不變

D.時(shí)間內(nèi)，汽車的牽引力不變，加速度不變，功率增大

11.在檢測(cè)某款電動(dòng)汽車性能的某次試驗(yàn)中，電動(dòng)汽車由靜止開始沿平直公路勻加速啟動(dòng)，

當(dāng)功率達(dá)到額定功率時(shí)保持功率不變，最終做勻速運(yùn)動(dòng)。設(shè)整個(gè)運(yùn)動(dòng)過程受到的阻力/不變,

圖中。、a、F、/和P分別表示電動(dòng)汽車的速度大小、加速度大小、牽引力大小、阻力大小

和功率大小，其中正確的是（）

12.為減少二氧化碳排放，我市已推出新型節(jié)能環(huán)保電動(dòng)車.在檢測(cè)某款電動(dòng)車性能的實(shí)驗(yàn)

中，質(zhì)量為8x102kg的電動(dòng)車由靜止開始沿平直公路行駛，達(dá)到的最大速度為15m/s,利

用傳感器測(cè)得此過程中不同時(shí)刻電動(dòng)車的牽引力尸與對(duì)應(yīng)的速度。，并描繪出如圖所示的

F-'圖象（圖中AB、BO均為直線），假設(shè)電動(dòng)車行駛中所受阻力恒為電動(dòng)車重力的0.05

V

A.該車啟動(dòng)后，先做勻加速運(yùn)動(dòng)，然后做勻速運(yùn)動(dòng)

B.該車啟動(dòng)后，先做勻加速運(yùn)動(dòng)，然后做加速度減小的加速運(yùn)動(dòng)，接著做勻速運(yùn)動(dòng)

C.該車做勻加速運(yùn)動(dòng)的時(shí)間是1.2s

D.該車加速度為0.25m/s2時(shí)，動(dòng)能是4x104J

三、解答題

13.如圖所示，在光滑的水平面上有一質(zhì)量為"=l（）kg的物體。在水平推力B=20N的作用

下，從靜止開始做勻加速直線運(yùn)動(dòng)。運(yùn)動(dòng)3s后推力F的大小變?yōu)镕2=10N,方向不變。求:

（1）推力F在3s內(nèi)對(duì)物體所做的功；

（2）推力廠在3s內(nèi)對(duì)物體做功的平均功率；

（3）推力F在4s時(shí)做功的瞬時(shí)功率。

14.一輛汽車質(zhì)量為lxl（）3kg,最大功率為2xl（）4w,在水平路面上由靜止開始做直線運(yùn)動(dòng),

最大速度為小運(yùn)動(dòng)中汽車所受阻力恒定。發(fā)動(dòng)機(jī)的最大牽引力為3X103N,其行駛過程中

牽引力F與車速的倒數(shù)1?的關(guān)系如圖所示。試求：

V

（1）根據(jù)圖線ABC判斷汽車做什么運(yùn)動(dòng)；

（2）。2的大??；

（3）整個(gè)運(yùn)動(dòng)過程中的最大加速度；

（4）勻加速運(yùn)動(dòng)過程的最大速度是多大？勻加速運(yùn)動(dòng)過程用時(shí)多長(zhǎng)？當(dāng)汽車的速度為

lOm/s時(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)的功率是多大？

>7(x10*N)

……?

2

15.如圖，是游樂場(chǎng)的一項(xiàng)娛樂設(shè)備.一環(huán)形座艙裝在豎直柱子上，由升降機(jī)送上幾十米的

高處，然后讓座艙自由落下，落到一定位置時(shí)，制動(dòng)系統(tǒng)啟動(dòng)，到地面時(shí)剛好停下.已知座

艙開始下落的高度為”=75m,當(dāng)落到離地面/?=30m的位置時(shí)開始制動(dòng)，座艙均勻減速.在

一次娛樂中，某同學(xué)把質(zhì)量〃i=6kg的書包放在自己的腿上.g取10m/s2,不計(jì)座艙與柱子

間的摩擦力及空氣阻力.

(1)當(dāng)座艙落到離地面/n=60m和/22=20m的位置時(shí)，求書包對(duì)該同學(xué)腿部的壓力各是多大;

(2)若環(huán)形座艙的質(zhì)量M=4x103kg,求制動(dòng)過程中機(jī)器輸出的平均功率.

16.某探究性學(xué)習(xí)小組對(duì)一輛自制遙控車的性能進(jìn)行研究.他們讓這輛小車在水平地面上由

靜止開始運(yùn)動(dòng)，并將小車運(yùn)動(dòng)的全過程記錄下來，通過數(shù)據(jù)處理得到如圖所示的0—，圖像,

已知小車在時(shí)間內(nèi)做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，4=10s時(shí)間內(nèi)小車牽引力的功率保持不變，

7s末到達(dá)最大速度，在10s末停止遙控讓小車自由滑行，小車質(zhì)量叫=1kg,整個(gè)運(yùn)動(dòng)過

程中小車受到的阻力/大小不變、求：

(1)小車所受照力了的大小;

⑵在4=10s內(nèi)小車牽引力的功率p；

(3)求出乙的值及小車在0~4時(shí)間內(nèi)的位移.

★參考答案★

一、單選題

1.「答案」B

「解析」

試題分析：物體的位移是在水平方向上的，

把拉力尸分解為水平的Feos。，和豎直的Fsin。，

由于豎直的分力不做功，所以拉力尸對(duì)物塊所做的功即為水平分力對(duì)物體做的功，

所以W=Fcos3,s=Fscos6

故選B

2.「答案」A

【解析」

『詳解』

每次上半身重心上升的距離均為0.3m,則她每一次克服重力做的功：

33

W=jmg"=jx50xl0x0.3=90J；1分鐘內(nèi)克服重力所做的功：W,e=50W=50x90=4500J；相應(yīng)

的功率約為：p='&=竺竺=75W,故A正確，BCD錯(cuò)誤，故選A.

t60

3.「答案」D

1解析」

r詳解』

AB.受力分析可知，斜面對(duì)3的作用力有垂直斜面向上的支持力和沿斜面向下的摩擦力，

支持力不做功，摩擦力做負(fù)功，則斜面對(duì)8的作用力做負(fù)功，故A、B錯(cuò)誤。

C.物體沿斜面向上減速，有沿斜面向下的加速度，所以A物體處于失重狀態(tài)，故C錯(cuò)誤。

D.8對(duì)A的摩擦力水平向左，沿斜面向上運(yùn)動(dòng)過程中，該摩擦力做負(fù)功，故D正確。

故選D.

4.「答案」A

1解析」

『詳解』

兩列車的阻力分別為：

篩諧=1.2初和諧2

為興=初復(fù)興2

根據(jù)尸=/4,可得

展興=1-44/諧興0m復(fù)興

居》諧干和諧°m和諧

聯(lián)立解得

%復(fù)興=324km/h

故選Ao

5.「答案」B

［解析J

『詳解』

ABCD.支持力方向垂直斜面向上，故支持力一定做正功，而摩擦力是否存在需要討論。

若摩擦力恰好為零，物體只受重力和支持力，如圖所示，此時(shí)加速度a=gtan夕，摩擦力不

做功：

當(dāng)a>gtan8時(shí)，摩擦力沿斜面向下，摩擦力與位移夾角小于90。，則做正功；

當(dāng)a>gtan。時(shí)，摩擦力沿斜面向上，摩擦力與位移夾角大于90。，則做負(fù)功。

綜上所述，故B錯(cuò)誤ACD正確。

本題選擇錯(cuò)誤的，故選B。

6.「答案」B

「解析」

r詳解』

設(shè)斜面的傾角為。，CD間的水平距離為x,則下滑過程中克服摩擦力做功為

X

W=pmgcos0-----=pmgx,與斜面間的夾角大小無關(guān)，所以有必=%，B正確.

cos?

7.1答案』B

「解析」

『詳解』

在OUA時(shí)間內(nèi)：重物向上做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，設(shè)加速度大小為0,根據(jù)牛頓第二定律得

F-mg=mat

則有

F=mg+max

拉力的功率

=Fv=(mg+max)att

〃?、“i均一定，則尸產(chǎn)f

在fiLJf2時(shí)間內(nèi)：重物向上做勻速直線運(yùn)動(dòng)，拉力F=mg

則拉力的功率6=Fv=mgv

P2不變，根據(jù)拉力的大小得到，8小于人時(shí)刻拉力的功率，在攵Uf3時(shí)間內(nèi)：重物向上做勻

減速直線運(yùn)動(dòng)，設(shè)加速度大小為“2,根據(jù)牛頓第二定律得mg-尸=，刈2

則有F=mg-ma2

拉力的功率鳥=Fv=(mg-maj(u0-a2t)

m,“2均一定，P3與f是線性關(guān)系，隨著f延長(zhǎng)，P3減小。h時(shí)刻拉力突然減小，功率突然

減小。故選B。

8.「答案」BD

［解析J

試題分析：若斜面向右勻速移動(dòng)，物體受力平衡，斜面對(duì)物體的作用力等于重力，故斜面對(duì)

物體做功為零，故A錯(cuò)誤；斜面向上勻速運(yùn)動(dòng)，物體受力平衡斜面對(duì)物體的作用力F=mg,

則作用力做功W=FS=〃zgs,故B正確；若斜面向左加速度。運(yùn)動(dòng)時(shí);物體對(duì)斜面的作

用力可分解為向上的大小等于重力的支持力，水平方向上E=則斜面對(duì)物體做功

W^Fs^mas,故C錯(cuò)誤；若斜面向上以加速度〃加速移動(dòng)時(shí)，由牛頓第二定律可知，

F-mg=ma,作用力F=+則斜面對(duì)物體做功W=Fs=(mg+/加)s,故D正

確;

9.「答案」AD

r解析」

［詳解』

p

ABC.當(dāng)F寸時(shí)速度達(dá)到最大值0m=7

W=Pt=fommt

故A正確，BC錯(cuò)誤。

D.汽車從速度見到最大速度0m過程中，由動(dòng)能定理可知：

解得：

獷=；加匕+立一5"說

故D正確；

故選AD。

■.」答案」BC

「解析」

『詳解』

AB.0?八時(shí)間內(nèi)，汽車的速度是均勻增加的，是勻加速運(yùn)動(dòng)，所以汽車的牽引力不變，加

速度不變，功率P=Fv增大，故AB錯(cuò)誤；

CD.”?介時(shí)間內(nèi)，汽車的功率已經(jīng)達(dá)到最大值，功率不能再增加，根據(jù)P=F?？芍嚨?/p>

牽引力隨速度的增大而減小，加速度也要減小，故C正確，D錯(cuò)誤；

故選C。

11.1答案」ABC

「解析」

『詳解』

A.開始時(shí)電動(dòng)汽車功率逐漸增加，則有：

P—Fv—mav

故?一。圖線為過原點(diǎn)的直線，后來功率恒定，故A正確；

B.電動(dòng)汽車由靜止開始沿平直公路勻加速直線運(yùn)動(dòng)時(shí)，電動(dòng)汽車牽引力/?=/+〃也大小

不變，然后當(dāng)功率達(dá)到額定功率時(shí)，電動(dòng)汽車牽引力尸=￡逐漸減小，最后做勻速運(yùn)動(dòng)牽引

力等于阻力，故B正確；

CD.在0—f圖象中斜率表示加速度，電動(dòng)汽車開始時(shí)加速度不變，后來逐漸減小至零，故

C正確，D錯(cuò)誤；

故選ABCo

12.r答案JBD

1解析」

「詳解』

由于橫坐標(biāo)為速度的倒數(shù)，所以電動(dòng)車的啟動(dòng)過程為從A到3到C.A8段，牽引力不變，

電動(dòng)車做勻加速運(yùn)動(dòng)，加速度為0=￡二￡=竺"二"組處?！?2m/s2;BC段，由于

m8x10-

圖像為過原點(diǎn)的直線，所以恒量，即以恒定功率啟動(dòng)，牽引力減小，加速度減

小，電動(dòng)車做加速度減小的加速運(yùn)動(dòng)，當(dāng)/立'=400N,速度達(dá)到最大值15m/s,故選項(xiàng)A

錯(cuò)誤B正確；由。=巴馬■可知/=三%=-=1.5s,故選項(xiàng)C錯(cuò)誤;該車加速度為0.25m/s2

ta2

時(shí)，牽引力為F=ma'+/=8xlO2xO.25+O.O5x8xlO2xio=6OON,此時(shí)的速度為

y=2000x3=10m/s)動(dòng)能為石_L加0，2=J_X8X1O2X1()2=4X1O4J,故選項(xiàng)D正確.

600k22

三、解答題

13.『答案」(1)180J(2)60W(3)70W

「解析」

r詳解』

(1)設(shè)運(yùn)動(dòng)物體在前3s內(nèi)的加速度為％,運(yùn)動(dòng)位移為匹，第3s末的速度大小為4，則有：

a,=—=—m/s'=2m/s2

m10

X[=；4產(chǎn)=^-x2x32m=9m

q=a/=2x3m/s=6m/s

所以推力F在3s內(nèi)對(duì)物體做的功：

叱=耳石=20x9J=180J

(2)推力F在3s內(nèi)對(duì)物體做功的平均功率：

小絲=&W=60W

I3

(3)3s后物體的加速度:

4s時(shí)物體的運(yùn)動(dòng)速度為

v2=v］+a2t2-6m/s+lxIm/s=7m/s

所以推力心在45時(shí)做功的瞬時(shí)功率：

P=R=10x7W=70W

14.1答案］(1)汽車先做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，后做功率不變的加速直線運(yùn)動(dòng)(2)20m/s(3)

2m/s2(4)6.67m/s；3.33s；2xl(y*w

r解析」

「詳解』

(1)由圖可知，在A6段汽車的牽引力不變，而水平方向的阻力恒定，根據(jù)牛頓第二定律可

知，汽車做加速度不變的加速運(yùn)動(dòng)；在3C段汽車的牽引力減小，根據(jù)牛頓第二定律可知，

F

汽車做加速度減小的加速運(yùn)動(dòng)，此過程中BC的斜率不變，所以7=/°=0保持不變，以

恒定的功率加速，直到速度達(dá)到最大;

(2)當(dāng)汽車的速度為火時(shí)，牽引力為:

=1X103N

V.,=—=------m/s=20m/s

-尸］IxlO3

(3)汽車做勻加速直線運(yùn)動(dòng)時(shí)的加速度最大，阻力為：

F(=Ft=1000N

加速度為:

F.-f3xl03ixl0,

m/s2=2m/s'

(4)與3點(diǎn)對(duì)應(yīng)的速度即勻加速運(yùn)動(dòng)過程的最大速度:

m/s=—m/s=6.67m/s

V1,=--------3

Fm3xl03

故勻加速運(yùn)動(dòng)過程所用時(shí)間:

/=—?3.33s

當(dāng)汽車的速度為10m/s時(shí)處于圖線3C段，故此時(shí)的功率為最大功率：

=2xlO4W

15.1答