五I机械能作业

专题五I机械能

第一单元功功率

【基础练】

1.关于两物体间的作用力和反作用力的做功情况，说法正确的是（）

A.作用力做功，反作用力一定做功

B.作用力做正功，反作用力一定做负功

C.作用力和反作用力可能都做负功

D.作用力和反作用力做的功一定大小相等，且两者代数和为0

2.起重机用4s的时间将2X104N重物匀速提升10m,在此过程中起重机的输出功率

为（）

A.2X105WB.5X1O5W

C.5X104WD.8X104W

3.如图所示，将滑块置于固定的粗糙斜面上，释放后沿斜面加速下滑，产工

在下滑过程中（）

A.重力对滑块做负功

B.摩擦力对滑块做负功

C.合外力对滑块不做功

D.斜面对滑块的支持力做正功

4.质量为1kg的物体从某一高度自由下落，则该物体下落5m内重力做功的平均功率

是（取g=10m/s2）（）

A.25WB.50WC.75WD.100W

5.如图所示，一小孩和一大人都以水平的力匀速推动相同的木箱在相同的路面上走相

同的位移（推箱的速度大小如图中所注），比较此过程中两人分别对木箱做的功，则（）

&=1m/sv=3m/s

A.大人做的功多B.小孩做的功多

C.大人和小孩做的功一样多D.条件不足，无法判断

6.某同学用100s的时间跑上20m高的楼层，则他登楼的平均功率最接近（）

A.1WB.10WC.100WD.1000W

7.某车以相同的功率在两种不同的水平路面上行驶，受到的阻力分别为车重的脑和心

倍，最大速率分别为功和02，则（）

A.V2=k]V]B.V2=~i~V[

8.如图所示，A、B两物块叠放在一起，用细绳将A连接在墙上，用力

F拉着B向右移动。用F拉、FAB、FBA分别表示细绳的拉力、A对8的摩

擦力和B对A的摩擦力，则下列说法中正确的是（）

A.F做正功，FAB做负功，FBA做正功，尸拉不做功

B.F和PHJ故正功，F拉和尸AB不做功

C.尸做正功，FAB做负功，尸切和F拉不做功

D.尸做正功，其他力都不做功

9.全国中学生足球赛在足球广场揭幕。比赛时，一学生用100N的力将质量为0.5kg

的足球以8m/s的初速度沿水平方向踢出20m远，则该学生对足球做的功至少为（）

A.200JB.16JC.1000JD.2000J

10.如图所示，一质量为2X103kg的小汽车从倾斜路面上以20

m/s的速度经4点驶入泥泞的水平路面，行驶200m路程后到达B-必，

点，速度降为5m/s,此后速度保持恒定，已知整个过程中汽车发动机的输出功率恒为40kWo

求：

（1）在泥泞路面上行驶时，汽车受到的阻力大小；

（2）速度为10m/s时，汽车的加速度大小。

【综合练】

1.（2018•温州十校期中）如图所示，木板绕固定的水平轴O从水平位

置OA缓慢转到OB位置，木板上的物块始终相对于木板静止，分别用w：；：；二二一口0

人和Ff表示物块受到的支持力和摩擦力，在此过程中，以下判断正确的是（）

A.八和竹对物块都不做功

B.尺对物块做正功，H对物块做负功

c.乙对物块做正功，a对物块不做功

D.FN对物块不做功，Ff对物块做正功

2.（多选）如图所示，质量为〃?的木块放在倾角为a的斜面上，并与

jtr

左右

a

斜面一起水平向左匀速运动，木块（）

A.对斜面的压力大小为mgcosa

B.所受的支持力对木块不做功

C.所受的摩擦力对木块做负功

D.所受的摩擦力方向可能沿斜面向下

3.（多选）质量为2kg的物体置于水平面上，在运动方向上受水平拉力

尸作用，沿水平方向做匀变速运动，拉力作用2s后被撤去，物体运动的101

速度图象如图所示，则下列说法正确的是（）5/T\

A.拉力厂做功150J|\.

......,0246//s

B.拉力厂做功350J

C.物体克服摩擦力做功100J

D.物体克服摩擦力做功175J

4.如图所示，一箱苹果沿着倾角为6的光滑斜面加速下滑，在箱子

正中央夹有一只苹果，它周围苹果对它作用力的合力（）

A.对这只苹果做正功B.对这只苹果做负功

C.对这只苹果不做功D.无法确定------------小

5.（2018•长沙模拟）国家“十三五”重点研发计划《现代轨道交通专项》启动时速600

公里高速磁悬浮交通和时速200公里中速磁悬浮交通研发项目，列车速度的提高要解决许多

具体的技术问题，提高牵引功率就是其中之一。若列车匀速行驶时，所受阻力大小与速度大

小成正比，当磁悬浮列车分别以600km/h和200km/h的速度匀速行驶时，列车的牵引功率

之比为（）

A.3：1B.6：1C.9：1D.12：1

6.（2018・日照模拟）汽车发动机的额定功率是60kW,汽车的质量为2X103kg,在平直

路面上行驶，受到的阻力是车重的古。若汽车从静止出发，以0.5m/s2的加速度做匀加速运

动，则出发50s时，汽车发动机的实际功率为（g取10m/s2）（）

A.25kWB.50kWC.60kWD.75kW

7.在水平面上，有一弯曲的槽道弧AB,槽道由半径分别为f和R的两个

半圆构成（如图所示）,现用大小恒为F的拉力将一光滑小球从A点沿滑槽道

拉至3点，若拉力厂的方向时时刻刻均与小球运动方向一致，则此过程中

拉力所做的功为（）

3

A.0B.FRC^tFRD.2nFR

8.如图是武广铁路上某机车在性能测试过程中的。一f图象，测试时「

机车先以恒定的牵引力产启动发动机使机车在水平铁轨上由静止开始运

动，白时刻机车关闭发动机，到B时刻机车完全停下.图象中6>a,设,j',

整个测试过程中牵引力F做的功和克服摩擦力/做的功分别为勃、电，°X，h

。〜“时间内F做功的平均功率和全过程克服摩擦力/做功的平均功率分别为B、Pi，则下

列判断正确的是（）

A.W\>W2,F=2fB.Wi=W2,F>2f

于

C.P,<P2，F>2fD.Pi=Pi,F=2

9.风力发电是一种环保的电能获取方式。图为某风力发电站外观

图。设计每台风力发电机的功率为40kWo实验测得风的动能转化为

电能的效率约为20%,空气的密度是1.29kg/nP,当地水平风速约为10

m/s,问风力发电机的叶片长度约为多少才能满足设计要求？（结果保留

2位有效数字）

【高考练】

1.（2015•高考全国卷II）一汽车在平直公路上行驶。从某时刻开始计时，

Pz

发动机的功率P随时间t的变化如图所示。假定汽车所受阻力的大小/恒

定不变。下列描述该汽车的速度。随时间f变化的图线中，可能正确的是

（）

2.（2017•高考全国卷II）如图，一光滑大圆环固定在桌面上，环面位于竖直平

面内，在大圆环上套着一个小环。小环由大圆环的最高点从静止开始下滑，在小环下滑的过

程中，大圆环对它的作用力()

A.一直不做功

B.一直做正功

C.始终指向大圆环圆心

D.始终背离大圆环圆心

答案与解析

【基础练】

1.C【解析】比较一对作用力和反作用力的功时，不要只看到力的大小相等，还

要分析两物体的位移情况，作用力和反作用力各自做功，没有必然的联系。

2.C【解析】重物匀速向上运动，起重机的输出功率等于克服重力做功的功率，

即p=^=5xi()4W,C正确。

3.B【解析】滑块沿斜面加速下滑，合力做正功，重力做正功，摩擦力做负功，B

正确。

4.B【解析】由功率的定义式得P=^=詈而所以P=50W,

B正确。

5.C【解析】因为木箱匀速运动，所以推力等于摩擦力，根据Ff="R=“〃?g可知，

小孩和大人所用的推力大小相等，又因为沿推力方向所走的位移相同，所以做功一样多，C

选项正确。

6.C【解析】该同学的质量大约为60kg,跑上20m高的楼层，克服重力做的功

W=mgh=60X10X20J=12000J,则平均功率片黑W=120W,故最接近100W,

选项C正确。

7.B【解析】由于车以相同的功率行驶，由P=Fo可知，当车匀速运动时，速度

达到最大，此时F=Fwi,所以尸=F'皿0m,又由于FK2=42仪?，故意=然^，

L,

即改=/1,故选项B正确。

8.C【解析】由W=F/cosa和题意知，力厂的作用点的位移不为零，且与F方向

相同，故尸做正功；细绳的拉力尸拉的作用点的位移为零，故尸也不做功：F"的作用点的位

移不为零，且与F方向相反，故FAS做负功；Fw的作用点的位移为零，故厂队不做功。所

以选项C正确。

9.B【解析】忽略阻力，由动能定理得，学生对足球所做的功等于球动能的增加

量，即卬=；加。2—。=[6J,故B正确。

10.(1)8000N(2)2m/s2

【解析】(1)到达B点后，速度恒定不变，处于平衡状态衣=尸*1=。=拶蛆N=8000

No

(2)当汽车速度为10m/s时，汽车的牵引力为：

lP40000

八2=R=F-N=4000N

根据牛顿第二定律得F*2—Fl=ma

F*2—Ft4()00—8000

所以a=m/s2=_2m/s2o

m-2000

【综合练】

1.C【解析】由题可知木块随木板一起做圆周运动，木板在旋转过程中，木块所

受的静摩擦力方向始终沿斜面向上，摩擦力的方向始终和运动方向垂直，所以静摩擦力不做

功，而木板对木块的支持力时时刻刻与木板垂直，即支持力一直与位移同向，所以木板对木

块的支持力做了正功，故本题的正确选项为C。

2.AC【解析】木块随斜面一起水平向左匀速运动，根据平衡条件可知木块对斜面

的压力大小为〃?gcosa,选项A正确；木块所受的支持力与木块位移的夹角为锐角，所以木

块所受支持力对木块做正功，选项B错误；木块所受的摩擦力方向一定沿斜面向上，与木

块位移的夹角为钝角，所以木块所受的摩擦力对木块做负功，选项C正确，D错误。

3.AD【解析】由图象可知撤去拉力后，物体做匀减速直线运动，加速度大小ai

=2.5m/s2,所以滑动摩擦力尸f=，M2=5N;加速过程加速度0=2.5m/s2,由尸一

得拉力F=,"0+6=1ON;由图象可知F作用的2s时间内位移/i=15m,撒去F后运动的

位移,2=20m,全程位移/=35m所以拉力尸做功Wi=H=10X15J=150J,A正确，B

错误；物体克服摩擦力做功W2=B7=5X35J=175J,C错误，D正确。

4.C【解析】对整体分析，受重力和支持力，整体的加速度甯粗=gsin。，

可知革果的加速度为gsin6,苹果受重力、周围苹果的作用力，两个力的合力等于，咫sin。,

所以其他苹果对该苹果的作用力等于〃?geos。，方向垂直于斜面向上，根据功的公式可知，

周围苹果对它的作用力不做功，故C正确，A、B、D错误。

5.C【解析】列车匀速行驶时，则有F=Ff=ku,牵引力的功率P=Fv=kv2,因

为列车的速度之比为3：1,所以牵引功率之比为9：1,故C正确，A、B、D错误。

6.C【解析】汽车受到的阻力6=0.1根g=2000N,汽车以0.5ml的加速度做匀

加速运动，由牛顿第二定律得解得尸=3000N,若50s内车做匀加速运动，

则0=6=25m/s,50s末汽车功率P=Fo=75000W=75kW,但汽车发动机的颔定功率是

60kW,则50s内车不是匀加速运动，而是先匀加速运动后变加速运动，出发50s时，汽

车发动机的实际功率为60kW,故C正确。

7.C【解析】虽然拉力方向时刻改变，但力与运动方向始终一致，用微元法，在

很小的一段位移内可以看成恒力，小球的路程为兀R+埼，则拉力做的功为|"7?,故C正确。

8.B【解析】机车整个运动过程中，根据动能定理有叼—卬2=0,所以叱=卬2,

又尸|=丁，尸2=丁，因