2024-2025学年广西高中物理必修第二册配人教版同步训练：功与功率

第八章机械能守恒定律

1功与功率

课后.训练提升

合格考过关检验

一'选择题（每个小题只有一个正确答案）

1.如图所示，下列过程中人对物体做了功的是（）

A.小华用力推石头,B.小明举起杠铃后,

但没有推动在空中停留3s的

过程中

C.小红提着书包，D.运动员将冰壶推出后,

随电梯一起匀速冰壶在水平冰面上滑

上升的过程中行了5m的过程中

答案:C

解析:A、B选项所述情景中,位移都为零;D中冰壶滑行时，不受人的推力,故人对

物体不做功;只有C选项所述情景，人对物体做功。

2.人以20N的水平恒力推着小车在粗糙的水平面上前进了5m,人放手后,小车又

前进了2m才停下来，则小车在运动过程中，人的推力所做的功为（）

A.100JB.140J

C.60JD.无法确定

答案:A

解析:推力做的功W=Fs=2QNx5m=100J,撤去推力，小车由于惯性继续向前运动，

推力不做功，所以在小车运动的过程中，人的推力做的总功为100J,选项A正确。

3.如图所示，起重机正吊着一物体加速上升,在这一过程中，下列说法正确的是

()

A.重力做正功

B.拉力做负功

C.合力做负功

D.合力做正功

答案:D

解析:物体加速上升，重力方向与位移方向相反，则重力做负功;拉力方向与位移方

向相同，则拉力做正功;物体动能增加，由动能定理可知，合力做正功，则选项A、

B、C错误,D正确。

4.下列说法正确的是（）

A•力是矢量，位移是矢量，所以功也是矢量

B.-10J的功大于+5J的功

C.功的正、负表示方向

D.若某一个力对物体不做功，说明该物体一定没有发生位移

答案:B

解析:功是标量,正功代表动力做功,负功代表阻力做功,功的大小看其绝对值，选项

B正确,A、C错误;某个力对物体不做功也可能是在力的方向上位移是零,但不一

定是物体本身没有位移，选项D错误。

5.某同学站在电梯地板上，利用速度传感器和计算机研究该电梯在升降过程中的

情况，下图是计算机显示的电梯在某一段时间内速度变化的情况，取竖直向上为正

方向，已知电梯轿厢和乘客的总质量为800kg,g取10m/s?。根据图像提供的信

息，可以判断下列说法正确的是（）

A.在0~5s内，电梯加速上升,该同学处于失重状态

B.在10~20s内，钢缆对电梯做正功

C.在10-20s内，电梯上升的位移为20m

D.在20~25s内，电梯（包括乘客）的重力做功为4x104J

答案:B

解析油速度一时间图像可知，在0~5s内，电梯的加速度为正，说明电梯的加速度

向上，此时人处于超重状态,故选项A错误;10~20s内电梯处于上升阶段,钢缆对

电梯的力向上，则钢缆对电梯做正功,故选项B正确;在10-20s内,电梯上升的位

移为等m=10m,故选项C错误;在20~25s内，电梯向下运动的位移为〃=亨

m=2.5m,则电梯（包括乘客）的重力做功为W=mg/z=800xl0x2.5J=2xl（）4J,故选项

D错误。

6.关于功率，下列说法正确的是（）

A.根据功率P《做功越多，功率就越大

B.根据功率尸可以求出任意时刻的功率

C.根据功率P=Fv可知，汽车的牵引力与速度成反比

D.根据功率P=Fv可知，汽车的功率一定时，它的牵引力与速度成反比

答案:D

解析油功率公式P=崇可知，在相同时间内,做功多的机器，功率一定大，选项缺少

“相同时间”这一条件，选项A错误。公式尸=崇求的是这段时间内的平均功率，不

能求瞬时功率，选项B错误。根据P=Fv可知，发动机功率一定时，交通工具的牵

引力与速度成反比，选项C错误,D正确。

二、计算题

7.一质量为m=2.0kg的物体静止在水平面上，现受到一大小为10N且方向与水

平方向成37°的力R作用，在力F的作用下物体沿水平面做匀加速直线运动，运

动时间为2s,物体与水平面间的动摩擦因数为0.5,sin37°=0.6,重力加速度g取

10m/s2o求：

⑴这段过程中物体受到的重力、拉力式摩擦力和合力做的功;

(2)这段过程中拉力的平均功率和2s末拉力的瞬时功率。

答案:(1)08J-7J1J

(2)4W8W

解析：(1)对物体受力分析，如图所示

重力方向竖直向下，而物体沿水平面做匀加速直线运动，在竖直方向上没有位移,

重力不做功，因此WG=0

把拉力分解为水平方向的力和竖直方向的力，同理，竖直方向上的力不做功，所以

拉力做功WF=RCOS37°•工

根据匀变速直线运动的运动规律

2

根据牛顿第二定律Reos37°-pi(mg-Fsin37°)=ma

联立上式，解得科=8J

摩擦力做功Wf=-/z(mg-Fsin0yx

解得Wf=-7J

合力做功W^=WG+WN++WF+Wf=lJo

⑵这段过程中拉力的平均功率=TW=4W

瞬时功率尸瞬二八cosd,v=at

联立解得P瞬=8W。

等级考素养提升

一'选择题（第1~5题为单选题，第6~7题为多选题）

1.如图所示，小孩与雪橇的总质量为外大人用与水平面成。角的恒定拉力R将雪

橇沿水平地面向右匀速移动了一段距离Zo已知雪橇与地面间的动摩擦因数为〃,

则关于各力对雪橇做功的说法正确的是（）

A.拉力对雪橇做功为FI

B.滑动摩擦力对雪橇做功为-〃mg/

C.支持力对雪橇做功为（/ng-八in0）1

D.雪橇受到的各力对雪橇做的总功为零

答案:D

解析:对雪橇受力分析，如图所示。

拉力做功为WF=FICOS仇选项A错误。雪橇竖直方向受力平衡，有FN+Fsin6=mg,

得FN=mg-Fsina则摩擦力为Ff=/ZFN=/z（mg-Fsin。）,摩擦力做功为Wf=-Fd=-

/i（mg-Fsin6）/,选项B错误。支持力做功为WN=FN/COS90°=0,选项C错误。由

于雪橇做匀速运动，合力为零，故合力的功为零，选项D正确。

2.如图所示，物体在力F的作用下在水平面上发生了一小段位移s,设这三种情形

下力、位移和所标。角的大小都相同。三种情况力R做的功分别为W甲、W乙、

W丙，下列说法正确的是（）

A.甲、乙、丙三者做的功相同

B.甲、乙做的功相同

C.乙、丙做的功相同

D.甲、丙做的功相同

答案:D

解析:恒力做功表达式为W=Fscosa,功的正负表示对应的力是动力还是阻力，功

的大小看绝对值。这三种情形中甲、丙力R做功均为W=Rxcos仇而乙图中R与

位移的夹角为钝角下做的功为W'=Eccos（90°+e）=-Rxcos。,与甲、丙不同，选项

D正确。

3.如图所示，一辆质量为4t的汽车，发动机额定功率为80kW,在足够长的斜面上

由静止开始以0.5m/s2的加速度沿斜面向下匀加速启动，已知汽车所受阻力恒为

重力的斜面倾角的正弦值sina=0.1,g取10卷2,则（）

A.汽车匀加速过程中的牵引力为IxlO,N

B.汽车能达到的最大速度为20m/s

C.汽车匀加速过程能持续的时间为16s

D.若汽车匀加速过程加速度增大,则匀加速过程的末速度增大

答案:B

解析:匀加速过程满足F+mgsina-Ff=ma,解得F=6xlO3N,故选项A错误;达到最

大速度时F-Ff-mgsina=4xl03N,Vm===20m/s,故选项B正确;匀加速的末速度

v=—=—m/s,时间t=-=—s,故选项C错误;该过程加速度增大，则尸增大，由

F3a3

p、

Vm二，知匀加速末速度减小,故选项D错误。

F

4.一个小孩（示意图）站在船上，按图甲、乙两种情况用同样大小的力拉轻绳，经过

相同的时间/（船未碰撞）,小孩所做的功跖、版及在时间t内小孩拉绳的功率

P1、尸2的关系为（）

A.Wl>W2,Pl=P2B.WI<W2,PI<P2

C.W1=W2,P!=P2D.WI<WI,PI=P2

答案:B

解析:按题图甲、乙两种情况用同样大小的力拉绳,左边的船移动的位移相同，但

乙图中右边的船也要移动,故乙图中拉力作用点移动的总的距离大;拉力做的功等

于拉力与作用点在拉力方向上的位移的乘积，故乙图中拉力做功多，由于时间相

同，故乙图中拉力的功率大，选项B正确。

5.如图所示，高速公路上汽车定速巡航（即保持汽车的速率不变）通过路面abed,其

中ab段为平直上坡路面力c段为水平路面,cd段为平直下坡路面。不考虑整个过

程中空气阻力和摩擦阻力的大小变化。下列说法正确的是（）

b

罚5亦，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，1mmmm

Cl7^777-

A.在ab段，汽车的输出功率逐渐减小

B.汽车在ab段的输出功率比be段的大

C.在cd段，汽车的输出功率逐渐减小

D.汽车在cd段的输出功率比be段的大

答案:B

解析:在ab段，根据平衡条件可知，牵引力Fi=mgsm6+B,所以在ab段，汽车的输

出功率Pi=Fiv不变，在be段，牵引力Fi=Ff,bc段的输出功率P2=R2V<PI,选项A

错误,B正确。在cd段，牵引力F3=Ff-mgsin仇汽车的输出功率RngvvPz,在cd

段,汽车的输出功率不变，且小于。c段，选项C、D错误。

6.如图甲所示，物体受到水平推力F的作用在粗糙水平面上做直线运动。监测到

推力R、物体速度v随时间/变化的规律如图乙所示。g取10向$2,则（）

A.第1s内推力做功为1J

B.第2s内物体克服摩擦力做的功为2.0J

C.第1.5s时推力F的功率为3W

D.第2s内推力R做功的平均功率为1.5W

答案:BC

解析:从速度一时间图像中可知物体在第1s内速度为零，即处于静止状态,所以推

力做功为零，选项A错误。速度一时间图像与坐标轴围成的面积表示位移，所以

第2s内的位移为x=|xlx2m=lm;由速度一时间图像可以知道在2~3s的时间

内,物体匀速运动，处于受力平衡状态，所以滑动摩擦力的大小为2N,故摩擦力做

功为Wf=-Ftx=-2.0J,克服摩擦力做功为2.0J,选项B正确。第1.5s速度为1m/s,

故第1.5s时推力的功率为P=Rv=3xlW=3W,选项C正确。第2s内R做的功

为W=Ev=3xlJ=3J,所以第2s内推力R做功的平均功率为P=y=|W=3W,选

项D错误。

7.质量是2000kg、额定功率为80kW的汽车，在平直公路上行驶中的最大速度

为20m/s。若汽车从静止开始做匀加速直线运动,加速度大小为2m/s2,运动中的

阻力不变，下列说法正确的是（）

A.汽车所受阻力为4000N

B.3s末汽车的瞬时功率为80kW

C.汽车做匀加速运动的时间为10s

D.汽车在匀加速运动中牵引力所做的功为2x105J

答案:AD

解析:当汽车匀速直线运动时,速度达到最大，此时牵引力与阻力大小相等,则得阻

力B='=4xl()3N,故选项A正确。当汽车的实际功率达到额定功率时，匀加速运

vm

动结束，设汽车做匀加速运动的时间为7,匀加速运动的末速度为v=C,根据牛顿第

F

二定律得尸-耻二机〃，由运动学公式得联立得t=则末汽车在

——a(Ff-+——ma)=5s,3s

匀加速运动,3s末汽车的瞬时功率为尸3=83=旧+机九二4.8义1()4w,故选项B、

C错误。匀加速运动的位移x=^qt1=25m,所以汽车在匀加速运动中牵引力所做

的功W=fx=2xl05J,故选项D正确。

二、计算题

8.如图所示，光滑水平地面静止放着质量m=10kg的木箱，与水平方向成6=60°

的拉力R作用于物体，拉力歹=2.0N,当木箱在力R作用下由静止开始运动4.0s

后，求：

(1)木箱运动的加速度大小；

(2)4.0s拉力R所做的功；

(3)4.0s末拉力F的瞬时功率。

答案:⑴0.1m/s2

(2)0.8J

(3)0.4W

解析：(1)木箱受到重力、恒力R、水平面的支持力作用，设加速度大小为将拉力

2

正交分解,根据牛顿第二定律得Feos60°=/na,代入解得a=0.1m/so

⑵移动的距离为x=|a?=|xO.lx42m=0.8m

根据功的定义式W=Flcosa得,4.0s拉力F所做的功为

W=Fxcosa=2x0.8xcos60°J=0.8J。

(3)4s末木箱的速度为v=a/=0.1x4m/s=0.4m/s

根据P=Fvcosa得4.0s末拉力R的瞬时功率为P=Fvcosa=2x0.4xcos60°

W=0.4Wo

9.质量为2t的汽车，沿倾角为37°的斜坡由静止开始运动,汽车在运动过程中所

受摩擦阻力大小恒为2000N,汽车发动机的额定输出功率为126kW。(sin

37°=0.6,cos3