1、基础训练 15 功和功率（时间 60 分钟，赋分 100 分）训练指要本套试题训练和考查的重点是：理解功和功率的概念，掌握功和功率的计算、能分清平均功率、瞬时功率、额定功率、实际功率等，知道正功和负功的含义.第 11 题和第 15 题为创新题.此类试题的特点是紧密联系实际、拟题新颖，具有时代感.能培养学生分析问题和解决实际问题的能力.一、选择题（每小题 5 分，共 40 分）1.用力将重物竖直提起，先是从静止开始匀加速上升，紧接着匀速上升.如果前后两过程的运动时间相同，不计空气阻力，则A.加速过程中拉力的功一定比匀速过程中拉力的功大 B.匀速过程中拉力的功比加速过程中拉力的功大C.两过程中拉力
2、的功一样大D.上述三种情况都有可能2.如图 1151，分别用力 F1、F 2、F 3 将质量为 m 的物体由静止沿同一光滑斜面以相同的加速度从斜面底端拉到斜面的顶端，在此过程中，F 1、F 2、F 3 做功的功率大小关系是图 1151A.P1=P2=P3 B.P1P 2=P3C.P3P 2P 1 D.P1P 2P 33.如图 1152，小物块 A 位于光滑的斜面上，斜面位于光滑的水平面上，从地面上看，在小物块沿斜面下滑的过程中，斜面对小物块的作用力图 1152A.垂直于接触面，做功为零 B.垂直于接触面，做功不为零C.不垂直于斜面，做功为零 D.不垂直于接触面，做功不为零4.如图 1153 所
3、示，木块 A 放在木块 B 的左上端，用恒力 F 拉至 B 的右端，第一次将 B 固定在地面上，F 做的功为 W1；第二次让 B 可以在光滑地面上自由滑动，F 做的功为 W2，比较两次做功，可能是 图 1153A.W1W 2 B.W1=W2C.W1W 2 D.无法比较5.一根木棒沿水平桌面从 A 运动到 B，如图 1154 所示，若棒与桌面间的摩擦力为F，则棒对桌面的摩擦力和桌面对棒的摩擦力做的功各为图 1154A.-Fs,-Fs B.Fs,-FsC.0,-Fs D.-Fs,06.如图 1155 所示，质量为 m 的物块，始终固定在倾角为 的斜面上，下面说法中正确的是图 1155若斜面向左匀速
4、移动距离 s，斜面对物块没有做功若斜面向上匀速移动距离 s，斜面对物块做功 mgs若斜面向左以加速度 a 移动距离 s，斜面对物块做功 mas若斜面向下以加速度 a 移动距离 s，斜面对物块做功 m(g+a)sA. B. C. D.7.一木块前端有一滑轮，绳的一端系在右方固定处，另一端穿过滑轮用恒力 F 拉住保持两股绳之间的夹角 不变，如图 1156 所示.当用力拉绳使木块前进 s 时，力 F 对木块做的功( 不计绳重和摩擦)是图 1156A.Fscos B.Fs（1cos ）C.2Fscos D.2Fs8.一辆汽车沿一略微倾斜的坡路运动，若保持发动机的功率不变，它能以 v1 的速度匀速上坡，
5、能以 v2 的速度匀速下坡，则它在相同粗糙程度的水平路面上匀速运动的最大速度为A. B.（v 1v 2）/2 21C.2v1v2/（v 1v 2） D.v1v2/（v 1v 2）二、填空题（每小题 6 分，共 24 分）9.一跳绳运动员质量 m=50 kg，一分钟跳 N=180 次.假设每次跳跃中，脚与地面的接触时间占跳跃一次时间的 2/5,试估算该运动员跳绳时克服重力做功的平均功率为_(取g=10 m/s2).10.质量为 2103 kg 的汽车，发动机输出功率为 30103 W.在水平公路上能达到的最大速度为 15 m/s，当汽车的速度为 10 m/s 时，其加速度为 _m/s2.11.人
6、的心脏每跳一次大约输送 810-5 m3 的血液，正常人血压（可看做心脏输送血液的压强）的平均值为 1.5104 Pa,心跳约每分钟 70 次. 据此估测心脏工作的平均功率约为_W.12.某地强风的风速 v=20 m/s，设空气密度 =1.3 kg/m3.如果把通过横截面积为 S=20 m2 的风的动能全部转化为电能，则利用上述已知量计算电功率的公式应为 P=_，大小约为_ W. （取一位有效数字）三、计算题（共 36 分）13.（12 分）汽车发动机的功率为 60 kW，若其总质量为 5 t，在水平路面上行驶时，所受阻力恒定为 5.0103N，试求： (1)汽车所能达到的最大速度.(2)若汽
7、车以 0.5 m/s2 的加速度由静止开始做匀加速运动，这一过程能维持多长时间.14.(12 分）质量 m=1 t 的小汽车，以额定功率行驶在平直公路上的最大速度是 vm1=12 m/s，开上每前进 20 m 升高 1 m 的山坡时最大速度是 vm2=8 m/s.如果这两种情况中车所受到的摩擦力相等，求：(1)摩擦阻力.(2)汽车发动机的功率.(3)车沿原山坡下行时的最大速度 vm3.（g 取 10 m/s2）15.（12 分） （2002 年上海高考试题）铁路提速，要解决许多技术问题.通常，列车阻力与速度平方成正比，即 Ff=kv2.列车要跑得快，必须用大功率的机车来牵引.（1）试计算列车分
8、别以 120 km/h 和 40 km/h 的速度匀速行驶时，机车功率大小的比值（提示：物理学中重要的公式有 F=ma,W=Fs,P=Fv,s=v0t+ at2）.1（2）除上题涉及的问题外，还有许多其他技术问题需要解决.例如：为了减少列车在高速行驶中的振动，需要把原先的有接缝轨道改为无接缝轨道.请你再举一例，并简要说明.参考答案一、1.D 2.A 3.B 4.AB 5.C 6.A7.B 拉绳时，两股绳中的拉力都是 F，它们都对物体做功，因此其对物体做的功为W=W1+W2=Fscos +Fs=Fs(1+cos )8.C 上 坡 达 最 大 速 度 时 ， 牵 引 力 F1=mgsin +Ff；
9、 下 坡 达 最 大 速 度 时 ， 牵 引 力 F2=Ff-mgsin .由 题 意 有 ： P=(mgsin +Ff)v1=(Ff-mgsin )v2=Ffv3(路 面 略 微 倾 斜 ， 看 成 Ff 相 等 ） 解 得 ：v3=2v1v2/(v1+v2)二 、 9.75 W 每 次 空 中 时 间 为 t= 60/180 s=0.2 s,起 跳 速 度 v0=g m/s= 53 .01t1 m/s,平 均 功 率 为 ： P= W=75 W20v10.0.511.1.4 将每次输送血液等效成一个截面为 S，长为 L 的柱体模型，则=(1.5104810-5)/(60/70) W=1.4
10、 WtpVSltWP12. Sv3;11052113.(1)当汽车达最大速度时，其 a=0，合外力为零，即 /vm=Ff，则最大速度为vm=P/Ff=60103/5103 m/s=12 m/s(2)由牛顿第二定律得P/v-Ff=ma即 60103/v-5.0103=5.01030.5解得 v=8 m/s由 v=at 可得，这一过程维持的时间为t=v/a=8/0.5=16 s14.（1）设山坡倾角为 ，由题设条件得 sin = ,设汽车在平路上开行和山坡上开201行时受到的摩擦力均为 Ff，由最大速度时满足的力学条件有：Ff+mgsin 21 mfvP两式相比，得 Ff = N=1000 N.2
11、01812sin21 gvm(2)设汽车在水平路面上以最大速度运行时牵引力为 F，则 F=Ff=1000 N，所以汽车发动机的功率为 P=Fvm1=Ffvm1=100012 W=12 kW（3）设汽车沿山坡下行过程中达最大速度时牵引力为 F，则需满足力学条件F+ mgsin =Ff即 +mgsin =Ff3mv所以汽车下坡时的最大速度为vm3= m/s=24 m/s20110sin3gPf15.（1）列车匀速运动时牵引力 F 与受阻力 Ff 相等，且 F=Ff,而 Ff=kv2,则 P=Fv=kv3,代入 v1=120 km/h,v2=40 km/h 可得 P1/P2=27/1.(2)在轨道（弯道）半径一定的情况下，火车速度越大，所需向心力越大，通过增大弯道半径可以减小向心力.
