人教版(2019)高中物理必修二-8.1-功与功率-练习(含答案)

第1页，共11页功与功率练习一、单选题1.关于功的概念，下列说法中正确的是()A.因为功有正负，所以功是矢量B.力对物体不做功，说明物体一定无位移C.滑动摩擦力可能做负功，也可能做正功D.若作用力对物体做正功，则反作用力一定做负功2.我国自主研制的绞吸挖泥船“天鲲号”达到世界先进水平。若某段工作时间内，“天鲲号”的泥泵输出功率恒为1×104𝑘𝑊，排泥量为1.4𝑚3/𝑠，排泥管的横截面积为0.7𝑚2.则泥泵对排泥管内泥浆的推力为()A.5×106𝑁B.2×107𝑁C.2×109𝑁D.5×109𝑁3.在一个平直公路上，一辆质量为m的汽车在大小为F的恒定牵引力作用下从静止开始加速，当运动的位移为x时，牵引力的功率为𝑃(𝑃小于额定功率)，则汽车受到的恒定阻力大小为()A.𝐹−𝑚𝑃22𝑥𝐹2B.𝑚𝑃22𝑥𝐹2C.𝐹−𝑚𝑃2𝑥𝐹2D.𝑚𝑃2𝑥𝐹24.如图所示，在倾角为𝜃的某下坡公路上，质量为m的汽车以恒定功率P从静止开始加速运动，经时间t速度达到最大值𝑣𝑚，此过程中汽车所受的摩擦阻力恒为f，以下判断正确的是()A.汽车一直做匀加速直线运动B.汽车达到最大速度时𝑃=𝑓𝑣𝑚C.汽车车克服阻力做功为为𝑃𝑡−12𝑚𝑣𝑚2D.汽车前进的距离𝑠=𝑃𝑡−12𝑚𝑣𝑚2𝑓−𝑚𝑔𝑠𝑖𝑛𝜃5.物理公式在确定物理量数量关系的同时，也确定了物理量间的单位关系，例如由公式𝐹=𝑚𝑎我们可以得到力的单位为𝑘𝑔⋅𝑚𝑠2，其中kg是质量单位“千克“，m是长度单位“米，s是时间单位“秒”。求力F对物体做功的功率时可用物理公式𝑃=𝐹𝑣，其中v为物体的瞬时速度，P是要求的功率。在国际单位制中，功率P的单位为“瓦特”，结合公式，判断下列哪个单位与单位“瓦特”相同()A.𝑘𝑔⋅𝑚2𝑠3B.𝑘𝑔⋅𝑚𝑠3C.𝑘𝑔⋅𝑚2𝑠2D.𝑘𝑔⋅𝑚3𝑠36.一人乘电梯从1楼到10楼，在此过程中经历了先加速、后匀速，再减速的运动过程，则地面上的观察者考察电梯支持力对人做功情况是()A.加速时做正功，匀速时不做功，减速时做负功B.加速时做正功，匀速和减速时做负功C.始终做正功D.加速和匀速时做正功，减速时做负功7.物体在两个相互垂直的力作用下通过一段位移，该过程中两个力对物体做功分别为8J、6J，则这两个力对物体所做的总功为()A.2JB.7JC.10JD.14J第2页，共11页8.如图所示，一个物体由静止开始，从A点出发分别经三个粗糙斜面下滑到同一水平面上的𝐶1、𝐶2、𝐶3，处。已知三个斜面的动摩擦因数都相同，则下列说法正确的是()A.物体到达𝐶3处重力做功最多B.物体到达𝐶2处重力做功最多C.物体到达𝐶1处重力做功最多D.物体到达𝐶1、𝐶2、𝐶3处重力做功相等9.如图所示，水平传送带长为L，始终以速度v保持匀速运动，把质量为m的货物无初速地放到A点，当货物运动到AC的中点B时速度恰为v，而后被传送到C点．货物与皮带间的动摩擦因数为𝜇，则货物从A点到C点的过程中()A.摩擦力对货物做的功为𝜇𝑚𝑔𝐿B.摩擦力对货物做功的平均功率为12𝜇𝑚𝑔𝑣C.传送带克服摩擦力做功为𝜇𝑚𝑔𝐿D.传送带克服摩擦力做功的平均功率为12𝜇𝑚𝑔𝑣10.一个质量为m的小球以初速𝑣0水平抛出做平抛运动，那么，在前t秒内重力对它做功的平均功率𝑃−及在t秒末重力做功的瞬时功率P分别为(𝑡秒末小球未着地)()A.𝑃−=𝑚𝑔(𝑣0+12𝑔𝑡)，𝑃=𝑚𝑔(𝑣02+𝑔2𝑡2)1/2      B.𝑃−=12𝑚𝑔2𝑡2，𝑃=𝑚𝑔(𝑣02+𝑔2𝑡2)1/2  C.𝑃−=12𝑚𝑔2𝑡，𝑃=𝑚𝑔2𝑡D.𝑃−=𝑚𝑔2𝑡，𝑃=2𝑚𝑔2𝑡二、填空题11.汽车以恒定功率沿公路做直线运动，途中进入一块很大的沙地。汽车在公路及沙地上所受阻力均为恒力，且在沙地上受到的阻力是在公路上受到阻力的2倍。汽车在驶入沙地前已做匀速直线运动，速度为𝑣0，则汽车在驶入沙地后的运动情况是：______，汽车在沙地上的最终速度为______。12.若一地铁列车从甲站由静止启动后做直线运动，先匀加速运动20s达到最高速度72𝑘𝑚/ℎ，再匀速运动80s，接着匀减速运动15s到达乙站停住，甲站到乙站的距离为______m；若列车在匀加速运动阶段牵引力为1×106𝑁，匀速阶段牵引力的功率为6×103𝑘𝑊，忽略匀减速运动阶段牵引力所做的功，地铁列车在从甲站到乙站的过程中，牵引力做的功为______J。13.设飞机在飞行中所受空气阻力与它的速度平方成正比，当飞机以速度v水平匀速飞行时，发动机的功率为p，若飞机以速度3v水平匀速飞行，发动机的功率应为______。14.一个质量1𝑘𝑔的小球从倾角𝛼=30°的光滑斜面顶端静止释放，斜面长度为10m，从静止释放到运动到底端的过程中，小球重力做功的平均功率是______W，到达底端时重力的瞬时功率是______𝑊.15.如图所示为某辆汽车用于改变车速的变速箱操纵杆，也叫排挡．将排挡推到不同位置，可获得不同的行驶速度，已知1～5挡速度逐渐增大，R是倒车挡．该车上坡时，需要______的牵引力(选填“较小”、“较大”)，驾驶员在保持发动机输出功率不变的情况下，应当将变速杆由原来的“4挡”推至______挡．第3页，共11页16.水平地面上有一木箱，木箱与地面之间的动摩擦因数为𝜇(0𝜇1).现对木箱施加一拉力F，使木箱在水平地面上做匀速直线运动．设F的方向与水平面夹角为𝜃，如图，在𝜃从0逐渐增大到90°的过程中，木箱的速度保持不变，则拉力F将______；拉力F的功率将______.(均选填“增大”或“减小”或“先增大后减小”或“先减小后增大”)17.人的心脏每跳一次大约输送8×10−5𝑚3的血液，正常人血压(可看做心脏压送血液的压强)的平均值约为1.5×104Pa，心跳约每分钟70次，据此估测心脏工作的平均功率为______．三、计算题18.2019年12月27日上午10时15分，我国自行研制的C919大型客机106架机从浦东机场第四跑道起飞，经过2小时5分钟的飞行，在完成了30个试验点后，于12时20分返航并平稳降落浦东机场，顺利完成其首次飞行任务。假设飞机在水平跑道上的滑跑是初速度为零的匀加速直线运动，当滑跑距离𝑥=1.35×103𝑚时才能达到起飞所要求的速度𝑣=90𝑚/𝑠，已知飞机质量𝑚=7.0×104𝑘𝑔，滑跑时受到的阻力为自身重力的0.1倍。重力加速度取𝑔=10𝑚/𝑠2.在飞机滑跑过程中，求：(1)加速度a的大小(2)牵引力的平均功率P。19.将一个质量为1kg的小球从某高处以3𝑚/𝑠的初速度水平抛出，测得小球落地点到抛出点的水平距离为1.2𝑚。小球运动中所受空气阻力忽略不计。求：(1)小球在空中运动的时间；(2)小球落地时速度大小及方向；(3)小球落地时重力的功率。第4页，共11页20.某型轿车发动机的最大功率为60KW，汽车满载质量为2000kg，最高车速是108𝑘𝑚/ℎ，现在使满载的汽车在平直路面上行驶．设汽车所受阻力恒定不变．(𝑔取10𝑚/𝑠2)问：(1)汽车所受阻力是多少？(2)若汽车从静止开始，先以5𝑚/𝑠2的加速度做匀加速运动，求匀加速过程中轿车所受的牵引力F；(3)在匀加速过程中汽车所受阻力所做的功．第5页，共11页答案和解析1.【答案】C【解析】【分析】功有正负，但功是标量，计算公式为𝑊=𝐹𝑆，受力与力的方向上位移的乘积。本题主要考查了功的表达式，即力与在力的方向上通过的位移的乘积。【解答A.功有正负，但功是标量，A错误；B.当力的方向和位移的方向垂直时，力不做功，但有位移，故B错误；C.摩擦力方向可以与位移方向相同，也可以相反，故可能做正功，也可能做负功，故C正确；D.一对相互作用力做功，可以出现都做正功，都做负功，一正一负或一个做功，一个不做功等各种情况，故D错误。故选C。2.【答案】A【解析】解：根据排泥量和排泥管的横截面积可求出排泥速度为：𝑣=1.40.7𝑚/𝑠=2𝑚/𝑠，根据𝑃=𝐹𝑣可得：𝐹=𝑃𝑣=1×104𝑘𝑊2𝑚/𝑠=5×106𝑁。故A正确、BCD错误。故选：A。求出排泥速度，再根据𝑃=𝐹𝑣即可求得泥泵对排泥管内泥浆的推力。本题主要是考查规律的计算，解答本题的关键是知道排泥速度的求解方法，根据𝑃=𝐹𝑣进行求解。3.【答案】A【解析】解：当汽车位移为x时，汽车的速度为𝑣=𝑃𝐹，则汽车的加速度为𝑎=𝑣22𝑥，设汽车所受阻力为f，由牛顿第二定律得：𝐹−𝑓=𝑚𝑎，联立解得𝑓=𝐹−𝑚𝑃22𝑥𝐹2，故A正确，BCD错误。故选：A。先根据力的功率公式计算出汽车的速度，然后根据速度位移公式计算出汽车的加速度，最后根据牛顿第二定律计算出汽车所受阻力。解出汽车的加速度是解题的关键，当然对力的功率的正确理解也是很重要的。4.【答案】D【解析】解：A、汽车功率恒定，当汽车速度增大时牵引力减小，则加速度减小，汽车做加速度减小的加速运动，故A错误；B、当汽车向下匀速运动时，受力平衡，对汽车受力分析可知：𝐹+𝑚𝑔𝑠𝑖𝑛𝑔𝜃=𝑓，此时的牵引力为：𝐹=𝑓−𝑚𝑔𝑠𝑖𝑛𝑔𝜃，由功率𝑃=𝐹𝑣𝑚知，𝑣𝑚=𝑃𝑓−𝑚𝑔𝑠𝑖𝑛𝜃，故B错误；C、汽车从静止到最大速度𝑣𝑚，据动能定理，有：𝑃𝑡+𝑊𝐺−𝑊𝑓=12𝑚𝑣𝑚2，解得汽车克第6页，共11页服阻力做功为：𝑊𝑓=𝑃𝑡+𝑊𝐺−12𝑚𝑣𝑚2，故C错误；D、汽车从静止到最大速度𝑣𝑚，据动能定理，有：𝑃𝑡+𝑚𝑔𝑠𝑖𝑛𝜃⋅𝑠−𝑓𝑠=12𝑚𝑣𝑚2，解得汽车前进的距离为：𝑠=𝑃𝑡−12𝑚𝑣𝑚2𝑓−𝑚𝑔𝑠𝑖𝑛𝜃，故D正确；故选：D。根据汽车功率恒定，速度增大时牵引力减小，判断汽车的运动规律当加速度为零时速度最大，根据平衡条件求解此时的牵引力F，根据功率公式𝑃=𝐹𝑣求解此时的最大速度𝑣𝑚；对汽车从静止到最大速度过程，运用动能定理求解汽车前进的距离s即可；机车启动问题常常与牛顿第二定律相结合进行考查，对于机车的两种方式，要根据牛顿第二定律和牵引力功率公式，弄清过程中速速、加速度的变化情况。5.【答案】A【解析】解：求力F对物体做功的功率时可用物理公式𝑃=𝐹𝑣，其中v为物体的瞬时速度，P是要求的功率。根据𝐹=𝑚𝑎知道1𝑁=1𝑘𝑔⋅𝑚/𝑠2，v的单位是𝑚/𝑠，所以1𝑤=1𝑘𝑔⋅𝑚2𝑠3，故A正确，BCD错误。故选：A。在国际单位制中，功率的单位是瓦特，简称瓦，符号w，同时结合与功率相关的公式可以导出其他的情况。本题考查了功率的单位，是一道基础题，要牢固掌握各物理量的单位。6.【答案】C【解析】解：根据力对物体做功的定义𝑊=𝐹𝑆𝑐𝑜𝑠𝜃(其中公式中𝜃是力F与位移S间的夹角)，可知若0°≤𝜃90°，则力F做正功；若𝜃=90°，则力F不做功；若90°𝜃≤180°，则力F做负功(或者说物体克服力F做了功)。人乘电梯从一楼到20楼，在此过程中，他虽然经历了先加速，后匀速，再减速的运动过程，但是支持力的方向始终向上，与位移方向一致，即𝜃=0°，所以支持力始终做正功。故选：C。功的正负的判断1、直接用上述公式𝑊=𝐹𝑆𝑐𝑜𝑠𝜃(其中公式中𝜃是力F与位移S间的夹角)来判断，此公式常用来判断恒力做功的情况；2、利用力和速度的方向夹角；3、利用功能转化关系，看物体的能量是否增加．本题考查功正负的判断，可以根据功的定义直接判断也可以根据功能关系判断．关键是力和位移的夹角．7.【答案】D【解析】解：功是标量，求总功直接将各个力做功求代数和，故两个力的总功为