功是標量,其大小等于力與其作用點位移的標積,國際單位制單位為焦耳。以下是功和功率專題提升訓練,請考生認真練習。
1.(寧波期末)木塊B上表面是水平的,當木塊A置于B上,并與B保持相對靜止,一起沿固定的光滑斜面由靜止開始下滑,在下滑過程中()
A.A所受的合外力對A不做功
B.B對A的彈力做正功
C.B對A的摩擦力做正功
D.A對B做正功
2.(福建四地六校聯(lián)考)以一定的初速度豎直向上拋出一個小球,小球上升的最大高度為h,空氣阻力的大小恒為F,則從拋出到落回到拋出點的過程中,空氣阻力對小球做的功為()
A.0 B.-Fh
C.Fh D.-2Fh
3.(湖北省重點中學聯(lián)考)一滑塊在水平地面上沿直線滑行,t=0時其速度為1 m/s。從此刻開始在滑塊運動方向上再施加一水平方向作用力F,力F和滑塊的速度v隨時間的變化規(guī)律分別如圖甲和圖乙所示。設在第1 s內(nèi)、第2 s內(nèi)、第3 s內(nèi)力F對滑塊做的功分別為W1、W2、W3,則以下關系正確的是()
圖2
A.W1=W2=W3 B.W1
C.W1
對點訓練:功率的分析與計算
4.(唐山模擬)位于固定粗糙斜面上的小物塊P,受到一沿斜面向上的拉力F,沿斜面勻速上滑。現(xiàn)把力F的方向變?yōu)樨Q直向上,若使物塊P仍沿斜面保持原來的速度勻速運動,則()
A.力F一定要變小 B.力F一定要變大
C.力F的功率將減小 D.力F的功率將增大
5.質(zhì)量為m的小球以初速度v0水平拋出,恰好垂直打在傾角為的斜面上,則球落在斜面上時重力的瞬時功率為(不計空氣阻力)()
A.mgv0tan B.
C. D.mgv0cos
對點訓練:機車啟動問題
6.(汕頭模擬)一輛汽車從靜止出發(fā),在平直的公路上加速前進,如果發(fā)動機的牽引力保持恒定,汽車所受阻力保持不變,在此過程中()
A.汽車的速度與時間成正比
B.汽車的位移與時間成正比
C.汽車做變加速直線運動
D.汽車發(fā)動機做的功與時間成正比
7.(徐州模擬)一輛汽車在平直的公路上以某一初速度運動,運動過程中保持恒定的牽引功率,其加速度a和速度的倒數(shù)圖像如圖5所示。若已知汽車的質(zhì)量,則根據(jù)圖像所給的信息,不能求出的物理量是()
圖5
A.汽車的功率
B.汽車行駛的最大速度
C.汽車所受到的阻力
D.汽車運動到最大速度所需的時間
8.(淮安模擬)某機械在每次勻速吊起貨物時所能提供的功率P與所吊貨物質(zhì)量m的關系如圖6所示。現(xiàn)用該機械將30個貨箱吊上離地12 m高的平臺,每個貨箱的質(zhì)量為5 kg(忽略機械從平臺返回地面和裝箱的時間,g取10 m/s2),所需最短時間約為()
A.360 s B.720 s
C.1 440 s D.2 400 s
9.(合肥模擬)起重機的鋼索將重物由地面吊到空中某個高度,其速度圖像如圖7所示,則鋼索拉力的功率隨時間變化的圖像可能是()
對點訓練:功、功率與其他力學知識的綜合
10.(懷化模擬)放在粗糙水平面上的物體受到水平拉力的作用,在0~6 s內(nèi)其速度與時間圖像和該拉力的功率與時間圖像分別如圖9甲和乙所示,下列說法正確的是()
A.0~6 s內(nèi)物體位移大小為36 m
B.0~6 s內(nèi)拉力做的功為30 J
C.合外力在0~6 s內(nèi)做的功與0~2 s內(nèi)做的功相等
D.滑動摩擦力大小為5 N
11.質(zhì)量為2 kg的物體靜止在水平地面上,物體與地面間的動摩擦因數(shù)為0.2,最大靜摩擦力與滑動摩擦力大小視為相等。t=0時,物體受到方向不變的水平拉力F的作用,F(xiàn)的大小在不同時間段內(nèi)有不同的值,具體情況如表格所示(g取10 m/s2)。求:
時間t(s) 0~2 2~4 4~6 6~8 拉力F(N) 4 8 4 8 (1)4 s末拉力的瞬時功率;
(2)6~8 s內(nèi)拉力所做的功;
(3)8 s內(nèi)拉力的平均功率。1.選C AB一起沿固定的光滑斜面由靜止開始下滑,加速度為gsin 。由于A速度增大,由動能定理,A所受的合外力對A做功,B對A的摩擦力做正功,B對A的彈力做負功,選項A、B錯誤C正確。A對B不做功,選項D錯誤。
2.選D 阻力與小球速度方向始終相反,故阻力一直做負功,W=-Fh+(-Fh)=-2Fh,D正確。
3.選B 根據(jù)功的計算公式W=Fx,速度時間圖像與時間軸圍成的面積代表位移x,對照力F隨時間變化的圖像和速度時間圖像。在0~1 s,力F1=1 N,x1= m=0.5 m,做功W1=F1x1=0.5 J。在1~2 s,力F2=3 N,x2=m=0.5 m,做功W2=F2x2=1.5 J,在2~3 s,力F3=2 N,x3=11 m=1 m,做功W3=F3x3=2 J,所以有W3W1,選項B對。
4.選C F,F(xiàn)=mgsin mgcos ,F(xiàn)的方向變?yōu)樨Q直向上,仍沿斜面保持原來的速度勻速運動,F(xiàn)=mg,和的具體數(shù)值,F(xiàn)如何變化,選項A、BF的方向變?yōu)樨Q直向上后,摩擦力不再做功,力F的功率將減小,選項C正確D錯誤。
5.選B 小球落在斜面上時重力的瞬時功率為P=mgvy,而vytan =v0,所以P=,B正確。
6.選A 由F-Ff=ma可知,因汽車牽引力F保持恒定,故汽車做勻加速直線運動,C錯誤;由v=at可知,A正確;而x=at2,故B錯誤;由WF=Fx=Fat2可知,D錯誤。
7.選D F-Ff=ma,P=Fv:a=-,,=k=40,P,a=0,=0.05:vm=20 m/s,vm=,F(xiàn)f,。
8.選B 提升30個貨箱到離地12 m高的平臺上,克服重力所做的總功一定,機械的輸出功率越大,所用時間越短,由Pm圖像可知,每次提升15 kg即每次提升3個貨箱時,機械功率最大,Pm=25 W,由Pm=3mgv可得v== m/s= m/s,每次提升過程對應的時間t==72 s,故所需的總時間t總=10t=720s,B正確。
9.選B 0~t1時間內(nèi)重物勻加速上升,此過程中F1-mg=ma1,P1=F1v。可見F1恒定,起重機功率P1隨v均勻增大;t1~t2時間內(nèi),重物勻速上升,F(xiàn)2=mg,P2=mgv,大小不變,但勻加速過程的末時刻功率大于mgv,故A、D均錯誤;t2~t3時間內(nèi),重物減速上升,mg-F3=ma3,P3=F3v,此過程中F3不變,P3隨v均勻減小,但勻速運動末時刻功率大于勻減速開始時刻的功率,故B正確,C錯誤。
10.選C P=Fv,v t圖像和P t圖像可得30=F6,10=Ff6,:F=5 N,F(xiàn)f= N,D;0~6 s(4+6)6 m=30 m,A;0~6 sW=Fx1+Ffx2=562 J+64 J=70 J,B,C。
11.解析:(1)在0~2 s內(nèi),拉力等于4 N,最大靜摩擦力等于4 N,故物體靜止。
在2~4 s內(nèi),拉力F=8 N,由牛頓第二定律得
F-mg=ma
解得a=2 m/s2
位移為x1=a(t)2=4 m
4 s末物體的速度大小v=at=4 m/s
4 s末拉力的瞬時功率P=F v=84 W=32 W
(2)在4~6 s內(nèi),拉力等于4 N,滑動摩擦力等于4 N,故物體做勻速直線運動。
位移x2=vt=42 m=8 m
在6~8 s內(nèi),拉力仍然是F=8 N,物體的加速度大小仍為a=2 m/s2。
位移x3=vt+a(t)2=12 m
拉力所做的功W=Fx3=812 J=96 J
(3)8 s內(nèi)拉力做功W=0+84 J+48 J+96 J=160 J
平均功率==20 W
答案:(1)32 W (2)96 J (3)20 W
15-16高考物理二輪備考功和功率專題提升訓練及答案的全部內(nèi)容就是這些,更多試題請持續(xù)關注物理網(wǎng)。
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