2024-2025学年新教材高中物理第八章机械能守恒定律第一节功与功率作业含解析新人教版必修2

PAGE1-第一节功与功率eq\f(合格考训练,25分钟·满分60分)一、选择题(本题共8小题，每题6分，共48分)1．如图所示，下列过程中人对物体做了功的是(C)A．小华用力推石头，但没有推动B．小明举起杠铃后，在空中停留3秒的过程中C．小红提着书包，随电梯一起匀速上升的过程中D．小陈将冰壶推出后，冰壶在水平冰面上滑行了5米的过程中解析：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。2．一位同学将一本掉在地板上的物理必修2课本渐渐捡回到课桌上，则该同学对教科书做功大约为(取重力加速度g＝10m/s2)(C)A．0.04J B．0.4JC．4J D．40J解析：课本重约5N，课桌高约为0.8m，则W＝F·l＝4J，故选C。3．关于功率的概念，以下说法正确的是(D)A．功率是描述力对物体做功多少的物理量B．由P＝W/t可知，功率与时间成反比C．由P＝Fv可知只要F不为零，v也不为零，那么功率P就肯定不为零D．某个力对物体做功越快，它的功率就肯定大解析：功率是描述物体做功快慢的物理量，所以A错、D对；功率与时间没有干脆关系B错；当F⊥v时，P＝0，所以C错，正确选项为D。4．一只苹果从楼上某一高度自由下落，苹果在空中依次经过三个完全相同的窗户1、2、3。图中直线为苹果在空中的运动轨迹。若不计空气阻力的影响，以下说法正确的是(D)A．苹果通过第三个窗户所用的时间最长B．苹果通过第一个窗户的平均速度最大C．苹果通过第三个窗户重力做的功最多D．苹果通过第一个窗户重力做功的平均功率最小解析：由于自由落体运动是初速度为零的匀加速直线运动，由公式v＝gt可知，速度越来越大，由平均速度公式eq\x\to(v)＝eq\f(v0＋v,2)可知，苹果通过第一个窗户的平均速度最小，通过第一个窗户所用时间最长，故A、B错误；由功的定义式可知，苹果通过三个窗户的过程中重力做的功相等，故C错误；由平均功率公式eq\x\to(P)＝Fv可知，苹果通过第一个窗户的过程中重力做功的平均功率P＝mgv最小，故D正确。5．载人飞行包是一个单人低空飞行装置，如图所示，其发动机运用汽油作为燃料供应动力，可以垂直起降，也可以快速前进，若飞行包(包括人)在竖直匀速着陆的过程中(空气阻力不行忽视)，下列的说法正确的是(C)A．发动机对飞行包做正功B．飞行包的重力做负功C．空气阻力对飞行包做负功D．飞行包的合力做负功解析：飞行包(包括人)在竖直匀速着陆的过程中，发动机的动力向上，则发动机对飞行包做负功，故A错误。高度下降，飞行包的重力做正功，故B错误。空气阻力竖直向上，与位移方向相反，则空气阻力对飞行包做负功，故C正确。飞行包匀速运动，合力为零，则飞行包的合力不做功，故D错误。故选C。6．(2024·四川雅安高一期末)质量为m的汽车，启动后沿平直路面行驶，假如发动机的功率恒为P，且行驶过程中受到的摩擦阻力大小肯定，汽车速度能够达到的最大值为v，那么当汽车的车速为eq\f(v,3)时，汽车的瞬时加速度的大小为(B)A．eq\f(P,mv) B．eq\f(2P,mv)C．eq\f(3P,mv) D．eq\f(4P,mv)解析：当汽车匀速行驶时，据P＝Fv知，摩擦阻力Ff＝F＝eq\f(P,v)。当汽车的速度为eq\f(v,3)时，依据P＝F′·eq\f(v,3)，得引力F′＝eq\f(3P,v)，由牛顿其次定律得加速度a＝eq\f(F′－Ff,m)＝eq\f(\f(3P,v)－\f(P,v),m)＝eq\f(2P,mv)。7．汽车在平直马路上以速度v0匀速行驶，发动机功率为P。快进入闹市区时，司机减小了油门，使汽车的功率马上减小一半并保持该功率接着行驶。下面四个图像中，哪个图像正确表示了从司机减小油门起先，汽车的速度与时间的关系(C)解析：功率减小一半后，汽车做加速度越来越小的减速运动，最终匀速运动。8．(多选)如图所示为测定运动员体能的一种装置。运动员质量为m1，绳拴在腰间沿水平方向跨过滑轮(不计滑轮质量及摩擦)，下悬一质量为m2的重物，人用力蹬传送带而人的重心不动，使传送带以速率v匀速向右运动。下面是人对传送带做功的四种说法，其中正确的是(AC)A．人对传送带做功B．人对传送带不做功C．人对传送带做功的功率为m2gvD．人对传送带做功的功率为(m1＋m2)gv解析：人在水平方向受绳子拉力和摩擦力作用而处于平衡状态，Ff＝FT＝m2g。由牛顿第三定律得人对传送带的摩擦力为Ff′＝Ff，方向向右，所以人对传送带做正功，做功的功率为P＝Ff′v＝m2gv，A、C正确。二、非选择题9．(12分)如图所示，质量为20kg的小孩坐在雪橇上，现用一个与水平方向成α＝37°、大小为60N的力F拉着雪橇沿水平地面从静止起先以a＝0.5m/s2的加速度做匀加速直线运动，已知雪橇的质量为20kg，求2s内雪橇上各力做的功？合力做的功是多少？解析：2s内雪橇的位移l＝eq\f(1,2)at2＝1m重力和支持力做功为零拉力F做功WF＝Flcosα＝60×1×0.8J＝48J雪橇所受合力为F合＝ma＝40×0.5N＝20N合外力对物体做的功W合＝F合l＝20×1J＝20J摩擦力做的功Wf＝W合－WF＝20J－48J＝－28J答案：重力和支持力做功为零拉力做功48J摩擦力做功－28J合力做功20Jeq\f(等级考训练,15分钟·满分40分)一、选择题(本题共4小题，每题7分，共28分)1．2024年国庆小长假，雪晴同学旅游到一家农家乐餐厅就餐时发觉，店内竟有真驴拉磨磨玉米面，如图所示，假设驴拉磨的平均用力大小为500N，运动的半径为1m，则驴拉磨转动一周所做的功为(D)A．0 B．500JC．500πJ D．1000πJ解析：由于F的方向保持与作用点的速度方向一样，因此F做功不为零，可否定A答案。由于F的方向保持与作用点的速度方向一样，因此可把圆周划分成许多小段探讨，如图所示，当各小段的弧长Δsi足够小(Δsi→0)时，在这Δsi内F的方向几乎与该小段的位移方向重合。故WF＝F·Δs1＋F·Δs2＋F·Δs3＋…＝F·2πR＝1000πJ。(这等效于把曲线拉直)2．(2024·吉林省试验中学高一下学期期中)如图所示，木板可绕固定水平轴O转动。木板从水平位置OA缓慢转到OB位置，木板上的物块始终相对于木板静止。在这一过程中，物块的重力做功为－2J。用FN表示物块受到的支持力，用Ff表示物块受到的摩擦力。在此过程中，以下推断正确的是(B)A．FN和Ff对物块都不做功B．FN对物块做功为2J，Ff对物块不做功C．FN对物块不做功，Ff对物块做功为2JD．FN和Ff对物块所做功的代数和为零解析：由题意可知，物体时刻处于平衡状态，所受合力为零。故W合＝0，又知其摩擦力不做功Wf＝0，由W合＝WF＋WG可得WF＝2J，故选项B正确。3．(多选)一辆轿车在平直马路上运行，启动阶段轿车牵引力保持不变，而后以额定功率接着行驶，经过时间t0，其速度由零增大到最大值vm。若轿车所受的阻力f为恒力，关于轿车的速度v、牵引力F、功率P随时间t改变的状况，下列选项正确的是(BCD)解析：轿车以恒定的牵引力F启动，由a＝eq\f(F－f,m)得，轿车先做匀加速运动，由P＝Fv知，轿车的输出功率匀称增加，当功率达到额定功率时，牵引力渐渐减小，加速度渐渐减小，轿车做加速度渐渐减小的加速运动，当F＝f时，速度达到最大，之后轿车做匀速运动，B、C、D正确，A错误。4．(多选)在训练运动员奔跑中下肢向后的蹬踏力气时，有一种方法是让运动员腰部系绳拖着汽车轮胎奔跑，如图所示，在一次训练中，运动员腰部系着不行伸长的轻绳拖着质量m＝11kg的轮胎从静止起先沿着笔直的跑道加速奔跑，5s后轮胎从轻绳上脱落，轮胎运动的v－t图像如图乙所示。不计空气阻力。已知绳与地面的夹角为37°，且sin37°＝0.6，cos37°＝0.8，g取10m/s2。下列说法正确的是(BCD)A．轮胎与水平面间的动摩擦因数μ＝0.25B．绳子拉力的大小为70NC．在0～7s内，轮胎克服摩擦力做功为1400JD．在2s时，绳子拉力的瞬时功率为224W解析：由乙图知a1＝2m/s2，a2＝－5m/s2，则Fcos37°－μ(mg－Fsin37°)＝ma1，－μmg＝ma2由以上两式解得μ＝0.5，F＝70N故A错，B对；前5s克服摩擦力做功Wf1＝μ(mg－Fsin37°)l1＝850J，后2s克服摩擦力做功Wf2＝μmgl2＝550J，故Wf＝Wf1＋Wf2＝1400J，选项C正确；2s时PF＝Fvcos37°＝224W，选项D正确。二、非选择题5．(12分)图示为修建高层建筑常有的塔式起重机。在起重机将质量m＝5×103kg的重物竖直吊起的过程中，重物由静止起先向上做匀加速直线运动，加速度a＝0.2m/s2，当起重机输出功率达到其允许的最大值时，保持该功率直到重物做vm＝1.02m/s的匀速运动。取g＝10m/s2，不计额外功。求：(1)起重机允许输出的最大功率。(2)重物做匀加速运动所经验的时间和起重机在第2秒末的输出功率。答案：(1)5.1×104W(2)5s2.04×104W解析：(1)设起重机允许输出的最大功率为P0，重物达到最大速度时，拉力F0等于重力。P0＝F0vm ①P0＝mgvm