高中物理鲁科版第一章功和功率 省获奖

(本栏目内容，在学生用书中以独立形式分册装订！)一、选择题1．将相同质量的砖块搬到高处和用吊车吊到同一高处的不同过程中，肯定相同的物理量是()A．总功 B．有用功C．额外功 D．机械效率解析：有用功都是克服相同质量的砖的重力所做的功．答案：B2．斜面是一种简单的机械，生活中经常用到它．工人师傅小波和小新分别用如图所示的甲、乙两种方法，将同样的物体搬上车，下列说法正确的是()A．甲方法不省力，但能省功B．甲方法可以省力，也能省功C．乙方法可以省力，但不能省功D．乙方法可以省力，也能省功答案：C3．有下列几种运动情况a．用水平推力F推一质量为m的物体在光滑水平面上前进位移sb．用水平推力F推一质量为2m的物体在粗糙水平面上前进位移sc．用与水平方向成60°角斜向上的拉力F拉一质量为m的物体在光滑水平地面上前进位移2sd．用与斜面平行的力F拉一质量为3m的物体在光滑斜面上前进位移s关于以上四种情况下拉力F做功多少的判断正确的是()A．b情况做功最多 B．a情况做功最多C．d情况做功最少 D．四种情况做功一样多解析：根据功的计算公式找出每一具体的物理情景中计算功的各个量，然后代入W＝Flcosα中计算，可得到正确的判断．答案：D4．水平地面上放一个重4N的足球，一个小孩用10N的力踢球，使球向前运动了2m．关于小孩对球做功的下列说法中，正确的是()A．小孩对球做功20JB．小孩对球做功8JC．小孩对球做功28JD．题中条件不足，无法算出小孩对球做了多少功解析：做功的两个必要因素是力和在力的方向上发生的位移．解答本题关键要抓住做功的两个必要因素．小孩用10N的力踢球，对球施加了一个作用力(踢力)，但在本题中并没有告诉球在踢力的作用下发生了多大的位移，在球向前运动2m的位移时踢力已经不存在．所以小孩对球做的功没有充足的条件，无法算出．答案：D5．某机械的效率是80%，它对外做了1000J的有用功，这台机械消耗的能量是()A．1000J B．800JC．1200J D．1250J解析：由η＝eq\f(W有用,W总)可得，该机械消耗的总能量W总＝eq\f(W有用,η)＝eq\f(1000,J＝1250J，故D正确．答案：D6.建筑工地上，工人用动滑轮来提升货物，如图所示．其目的是为了()A．减少拉力的大小B．减少做功的多少C．改变拉力的方向D．减少物体移动的距离答案：A7．假设汽车以额定功率在水平路面上行驶，所受阻力大小不变，则它不可能做()A．匀加速直线运动 B．匀减速直线运动C．匀速直线运动 D．变加速直线运动解析：汽车以额定功率行驶，P不变，若汽车做匀加速直线运动，则F＝f＋ma不变，但v变大，则要求P＝Fv变大，这与P不变矛盾，故A不可能，同理B项也不可能；只要F＝f，则汽车即可做匀速直线运动且P不变，C可能；由P＝Fv知，汽车以额定功率起动时，随着v的变大，F变小，加速度变小，汽车做变加速直线运动，D可能．答案：AB8．在2023年北京奥运会的举重比赛中，一名运动员在抓举比赛时，将质量为kg的杠铃举起历时约s，再停留3s后放下杠铃，那么，该运动员在举起杠铃过程中的平均功率约为()A．几百瓦 B．几千瓦C．几十千瓦 D．几百千瓦解析：运动员举起杠铃的高度大约是h＝2m，平均功率为eq\x\to(P)＝eq\f(W,t)＝eq\f(mgh,t)＝eq\f×10×2,W＝5100W，所以其平均功率为几千瓦，故B正确．答案：B9．质量为m的木块静止在光滑的水平面上，从t＝0开始将一个大小为F的水平恒力作用在该木块上，在t＝t1时刻F的功率是()A．F2t1/2m B．F2teq\o\al(2,1)/2mC．F2t1/m D．F2teq\o\al(2,1)/m解析：木块的加速度a＝F/m；t1时刻的速度v＝at1＝eq\f(F,m)t1；PF＝Fv＝eq\f(F2,m)t1.答案：C10.如图所示，质量为m的物体P放在光滑的倾角为θ的直角劈上，同时用力F向右推劈，使P与劈保持相对静止，当前进的水平位移为l时，劈对P做的功为()A．Fl B．mgsin2θ·l/2C．mgcosθ·l D．mgtanθ·l解析：由于物体P和劈相对静止，故P和劈均在水平方向发生位移，位移为l，P受力情况如图所示，根据牛顿第二定律：在竖直方向：Ncosθ＝mg在水平方向：Nsinθ＝ma所以N＝eq\f(mg,cosθ)劈对P所做的功即为劈对P的支持力N所做的功，力N对P所做的功为W＝N·lcos(90°－θ)＝eq\f(mg,cosθ)·l·sinθ＝mgltanθ.答案：D二、非选择题11.如图所示是一学生骑车爬坡的情形．假如他骑车时的最大功率是1200W，车和学生的总质量是75kg，斜坡倾角为20°，运动过程中受到的摩擦等阻力恒为60N，则此学生骑车上坡的最大速度是多少？假如他在水平路面上骑车，最大速度可达到多少？(g取10m/s2)解析：v1＝eq\f(P,F)＝eq\f(P,mgsin20°＋f)＝eq\f(1200,75×10×sin20°＋60)m/s＝m/sv2＝eq\f(P,f)＝eq\f(1200,60)m/s＝20m/s.答案：m/s20m/s12．由一个动滑轮和一个定滑轮组成的滑轮组，把一重为40N的物体匀速提升1m时，人站在地面上所用的向下的拉力为25N.(1)若绳重及摩擦不计，则滑轮机械效率为多大？滑轮多重？(2)若提升的重物变为90N，则滑轮组的机械效率又为多大？解析：有2段绳子承受物体和动滑轮的重力．(1)W总＝Fs＝F×2h＝25×2×1J＝50J，W有用＝Gh＝40×1J＝40J所以机械效率η＝eq\f(W有用,W总)×100%＝80%；W额外＝W总－W有用＝10J，G动滑轮＝eq\f(W额外,h)＝10N.(2)W′有用＝G′h＝90J，W′总＝W′额外＋W′有用＝100Jη＝eq\f(W′有用,W′总)×100%＝90%.答案：(1)80%10N(2)90%13．如图所示，在光滑的水平面上，质量m＝3kg的物体，在水平拉力F＝6N的作用下，从静止开始运动，运动时间t＝3s．求：(1)力F在3s内对物体所做的功；(2)力F在3s内对物体做功的平均功率；(3)在3s末，力F对物体做功的瞬时功率．解析：物体的加速度a＝eq\f(F,m)＝eq\f(6,3)m/s2＝2m/s2物体在3s内的位移s＝eq\f(1,2)at2＝eq\f(1,2)×2×32m＝9m物体在3s末的速度v＝at＝2×3m/s＝6m/s(1)力F在3s内对物体所做的功为W＝Fs＝6×9J＝54J.(2)力F在3s内对物体做功的平均功率为P＝eq\f(W,t)＝eq\f(54,3)W＝18W.(3)在3s末，力F对物体做功的瞬时功率为P＝Fv＝6×6W＝36W.答案：(1)54J(2)18W(3)36W14．某市计划每日增加供水180万吨，在市郊修建了一座水库，为了将水送入水库，需要将水渠的水提高30m．设每根输水管水泵功率为100kW，且水泵昼夜不停地工作，如果不计机械能的损耗，至少需要安装多少根输水管？每根输水管每秒流过的水量为多少吨？(取g＝10m/s2)解析：将180万吨水提高30