1、1习题课:功和功率课后篇巩固提升学业水平引导1.关于摩擦力做功,下列说法中正确的是( )A.滑动摩擦力阻碍物体的相对运动 ,一定做负功B.静摩擦力起着阻碍物体的相对运动趋势的作用,一定不做功C.静摩擦力和滑动摩擦力一定都做负功D.滑动摩擦力可以对物体做正功解析 摩擦力总是阻碍物体间的相对运动或相对运动趋势,而且摩擦力对物体既可以做正功,也可以做负功,还可以不做功。综上所述,只有 D 正确。答案 D2.起重机的吊钩下挂着质量为 m 的木箱,如果木箱以大小为 a 的加速度匀减速下降了高度 h,则木箱克服钢索拉力所做的功为( )A.mgh B.m(a-g)hC.m(g-a)h D.m(a+g)h解析
2、 木箱克服钢索拉力所做的功就是钢索对木箱做负功的大小,因钢索的拉力 F=m(g+a),所以拉力做的功 WF=-m(g+a)h,即木箱克服钢索拉力所做的功为 m(g+a)h,D 对。答案 D3.一个小球做自由落体运动,在第 1 s 内重力做功为 W1,在第 2 s 内重力做功为 W2;在第 1 s 末重力的瞬时功率为 P1,在第 2 s 末重力的瞬时功率为 P2,则 W1 W2 及 P1 P2 分别等于( )A.1 1,1 1 B.1 2,1 3C.1 3,1 2 D.1 4,1 2答案 C4.(多选) 用竖直向上的拉力 F 将一个质量为 m 的物体从静止开始,以加速度 a 向上匀加速提起,经
3、t时间,物体上升的高度为 h。则 t 时间末,作用力 F 的瞬时功率为 ( )A.Fat B.C. D.(-) 2解析 t 时间末,物体的速度为 v=at,故 t 时间末,力 F 的瞬时功率为 P=Fv=Fat。又由于 a= ,故 F-的瞬时功率也可表示为 P= 。故 A、C 正确。(-)答案 AC25.(多选)如图所示,一子弹以水平速度射入放置在光滑水平面上原来静止的木块 ,并留在木块当中,在此过程中子弹钻入木块的深度为 d,木块的位移为 l,木块与子弹间的摩擦力大小为 F,则( )A.F 对木块做功为 FlB.F 对木块做功为 F(l+d)C.F 对子弹做功为-FdD.F 对子弹做功为-F
4、(l+d)解析 木块的位移为 l,由 W=Flcos 得 F 对木块做功为 Fl,子弹的位移为 l+d,木块对子弹的摩擦力的方向与位移方向相反,故木块对子弹的摩擦力做负功,W=-F(l+d)。故 A、D 正确。答案 AD能力素养拓展1.(多选)如图所示,某汽车在平直公路上启动时发动机功率 P 随时间 t 变化的图象,P 0 为发动机的额定功率。已知在 t2 时刻汽车的速度已经达到最大 vm,汽车所受阻力大小与速度大小成正比。由此可得( )A.在 t3 时刻,汽车速度一定等于 vmB.在 t1t2 时间内 ,汽车一定做匀速运动C.在 t2t3 时间内 ,汽车一定做匀速运动D.在发动机功率达到额定
5、功率前 ,汽车一定做匀加速运动解析 已知在 t2 时刻汽车的速度已经达到最大 vm,此后汽车做匀速直线运动,速度不变,所以在 t3 时刻,汽车速度一定等于 vm,故 A 正确。0t 1 时间内汽车的功率均匀增加,汽车所受阻力不变,牵引力不变,汽车做匀加速直线运动;汽车的功率在 t1 时刻达到额定功率 ,根据 P=Fv,速度继续增大,牵引力减小,则加速度减小,则在 t1t2 时间内汽车做加速度减小的加速运动,故 B 错误。在 t2t3 时间内,汽车已达到最大速度,且功率保持不变,汽车一定做匀速直线运动,故 C 正确。由此分析知,在发动机功率达到额定功率前,汽车先做匀加速运动,后做加速度减小的变加
6、速运动,故 D 错误。答案 AC2.(多选) 一辆轿车质量为 m,在平直公路上运行,启动阶段轿车牵引力保持不变,而后以额定功率继续行驶,经过一定时间,其速度由零增大到最大值 vm,若所受阻力恒为 Ff。则关于轿车的速度 v、加速度a、牵引力 F、功率 P 的图象正确的是( )3解析 由于汽车受到的牵引力不变,加速度不变,所以汽车在开始阶段做匀加速运动,当实际功率达到额定功率时,功率不增加了,再增加速度,就须减小牵引力,当牵引力减小到等于阻力时,加速度等于零,速度达到最大值 vm= ,所以 A、C 、D 正确,B 错误。=答案 ACD3. 导学号 23664091如图所示,一个物体自光滑圆弧面下
7、滑后冲上水平粗糙传送带,传送带顺时针匀速转动,则物体受到的摩擦力对物体做功情况不可能是( )A.不做功 B.先做负功后不做功C.先做负功后做正功 D.先做正功后不做功解析 A 项当物体的速度等于传送带速度时 ,则物体不受摩擦力,此时摩擦力不做功,故 A 正确;B 项若刚开始物体的速度大于传送带的速度,摩擦力向左,则摩擦力做负功,物体做减速运动,当两者速度相等时,摩擦力不做功,故 B 正确 ;C 项由 B 项可知如果摩擦力做了负功后,物体速度减小,当速度减小到与传送带相等时,摩擦力就不做功了,速度不变,一直运动,之后摩擦力不可能做正功,故 C 错误;D 项当物体的速度小于传送带速度时,出现相对滑
8、动,则物体要受到向右的滑动摩擦力,摩擦力做正功,速度增大,当两者速度相等时,摩擦力不做功,故 D 正确;本题选不可能的。答案 C4.如图甲所示,在风洞实验室里,一根足够长的细杆水平固定,某金属小球穿在细杆上静止于细杆左端,现有水平向右的风力 F 作用于小球上,风力 F 随时间 t 变化的 F-t 图象如图乙所示,小球沿细杆运动的 v-t 图象如图丙所示,g 取 10 m/s2,求 05 s 内风力所做的功。解析 由题图丙可知 02 s 为匀加速阶段,a= m/s2=1 m/s2-01=22402 s 内的位移 x1= 14 m=2 m,12a12=1225 s 内的位移 x2=vt2=23 m
9、=6 m,则风力做功为W=F1x1+F2x2=18 J。答案 18 J5.导学号 23664092 某探究性学习小组对一辆自制遥控车的性能进行研究。他们让这辆小车在水平地面上由静止开始运动,并将小车运动的全过程记录下来,通过数据处理得到如图所示的v-t 图象,已知小车在 0t1 时间内做匀加速直线运动,t 110 s 时间内小车牵引力的功率保持不变,7 s 末达到最大速度,在 10 s 末停止遥控让小车自由滑行,小车质量 m=1 kg,整个运动过程中小车受到的阻力 Ff 大小不变。求:(1)小车所受阻力 Ff 的大小。(2)在 t110 s 内小车牵引力的功率 P。(3)求出 t1 的值及小车
10、在 0t1 时间内的位移。解析 (1)在 10 s 末撤去牵引力后 ,小车只在阻力 Ff 作用下做匀减速运动,由图象可得减速时加速度的大小为 a=2 m/s2则 Ff=ma=2 N。(2)小车做匀速运动阶段即 710 s 内,设牵引力为 F,则 F=Ff由图象可知 vm=6 m/s解得 P=Fvm=12 W。(3)设 t1 时间内的位移为 x1,加速度大小为 a1,t1 时刻的速度大小为 v1,则由 P=F1v1 得 F1=4 N,F1-Ff=ma1 得 a1=2 m/s2,则 t1= =1.5 s,11x1= a1 =2.25 m。1212答案 (1)2 N(2)12 W(3)1.5 s 2
11、.25 m6.5导学号 23664090 如图所示,水平传送带正以 v=2 m/s 的速度运行,两端水平距离 l=8 m,把一质量 m=2 kg 的物块轻轻放到传送带的 A 端,物块在传送带的带动下向右运动,若物块与传送带间的动摩擦因数 =0.1,不计物块的大小,g 取 10 m/s2,则把这个物块从 A 端传送到 B 端的过程中,摩擦力对物块做功的平均功率是多少?1 s 时,摩擦力对物块做功的功率是多少?传送带克服摩擦力做功的功率是多少?解析 物块受向右的摩擦力为Ff=mg=0.1210 N=2 N,加速度为 a= =g=0.110 m/s2=1 m/s2,当物块与传送带相对静止时,物块的位移为x= m=2 m22=2221摩擦力做功为 W=Ffx=22 J=4 J,相对静止后物块与传送带之间无摩擦力,此后物块匀速运动到 B 端,物块由 A 端运动到 B 端所用的时间为 t= s+ s=5 s,+-=21 8-22则物块在被传送过程中所受摩擦力的平均功率为W=0.8 W,=451 s 时,物块的速度为 v1=at1=1 m/s,则摩擦力对物块做功的功率为P1=Ffv1=21 W=2 W,传送带的速度为 v=2 m/s,故传送带克服摩擦力做功的功率为P2=Ffv=22 W=4 W。答案 0.8 W 2 W 4 W
