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1、课时强化作业十八功和功率一、选择题1如图所示，质量为m的木块放在倾角为的斜面上与斜面一起水平向左匀速运动，木块()A对斜面的压力大小为mgcosB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解析：木块受力平衡，受力情况如图所示木块水平向左运动，则支持力FN对木块做正功，摩擦力Ff对木块做负功，重力mg不做功，木块对斜面的压力FNFNmgcos，综上所述，可知选项A、C对，B、D错答案：AC2如图所示，用恒力F拉着质量为m的物体沿水平面从A移到B的过程中，下列说法正确的是()A有摩擦力时比无摩擦力时F做的功多B物体加速运动时比减速运动时，F做的功多C物体无论
2、是加速运动、减速运动还是匀速运动，力F做的功一样多D有摩擦力时与无摩擦力时F的平均功率不相等解析：无论有无摩擦力或者物体加速或是减速运动，恒力F做功都是WFx，选项A、B错误，选项C正确；有摩擦力时与无摩擦力时F做功一样多，但物体受到合外力不同，加速度大小不同由运动学公式可知运动相同的位移所用时间不同所以力F做功的平均功率不相等，选项D正确答案：CD3.测定运动员体能的一种装置如右图所示，运动员的质量为M，绳拴在腰间沿水平方向跨过滑轮(不计滑轮摩擦和质量)，绳的另一端悬吊物的质量为m.人用力后蹬传送带而人的重心不动，传送带以速度v向后匀速运动(速度大小可调)，最后可用 v的值作为被测运动员的体
3、能参数则()A人对传送带不做功B人对传送带做功的功率为mgvC人对传送带做的功和传送带对人做的功大小相等，但正、负相反D被测运动员的 v值越大，表示其体能越好解析：人能保持平衡，则人对皮带水平方向的作用力Fmg，所以人对皮带做功的功率Pmgv，选项B正确，选项A错误；人对地不发生位移，故皮带对人不做功，选项C错误；体能参数实际上为人对皮带做功功率与运动员体重之比，所以的值越大，表示其体能越好，选项D正确答案：BD4汽车从静止开始沿平直轨道做匀加速运动，所受阻力始终不变，在此过程中，下列说法正确的是()A汽车牵引力保持不变B汽车牵引力逐渐增大C发动机输出功率不变D发动机输出功率逐渐增大解析：汽车
4、在运动过程中受到阻力保持不变，汽车做匀加速直线运动，由牛顿第二定律有F牵fma，由此式可知，汽车的牵引力为恒力，故选项A正确，选项B错误；由瞬时功率公式PFv，由于牵引力恒定，汽车的速度逐渐增大，所以发动机功率逐渐增大，选项C错误，选项D正确答案：AD5.如图所示，长为L的长木板水平放置，在木板的A端放置一个质量为m的小物体现缓慢抬高A端，使木板以左端为轴转动当木板转到跟水平面的夹角为时，小物体开始滑动，此时停止转动木板，小物体滑到底端的速度为v，则在整个过程中()A木板对小物体做功为mv2B摩擦力对小物体做功为mgLsinC支持力对小物体做功为零D克服摩擦力做功为mgLcosmv2解析：以小
5、物块为研究对象，由动能定理可知，从开始转动到物块滑到底端整个过程中只有木板对小物体做功，故选项A正确；从水平位置到木板与水平面的夹角为的过程中，重力做负功，支持力做正功，即WNmgLsin.故选项C错误；小物体下滑过程中摩擦力做负功，整个过程由动能定理有：WNWfmv2，得WfmgLsinmv2，故选项B、D错误答案：A6汽车从静止匀加速启动，最后做匀速运动，其速度随时间及加速度、牵引力和功率随速度变化的图象如图所示，其中正确的是()解析：机车启动时由PFv和FFfma可知，匀加速启动过程牵引力F、加速度a恒定不变，速度和功率均匀增加当功率增大到额定功率后保持不变，牵引力逐渐减小，直到和阻力相
6、等，加速度逐渐减小到零，速度逐渐增大到最大速度故选项A、C、D正确，选项B错误答案：ACD7.如图所示，在倾角为的光滑的斜面上，轻质弹簧一端与斜面底端固定，另一端与质量为M的平板A连接，一个质量为m的物体B靠在平板的右侧开始时用手按住物体B，现放手，A和B沿斜面向上运动的距离为L时，同时达到最大速度v，重力加速度为g，则以下说法正确的是()AA和B达到最大速度v时，弹簧是自然长度BA和B达到最大速度v时，A和B恰要分离C从释放到A和B达到最大速度v的过程中，弹簧对A所做的功等于Mv2MgLsinD从释放到A和B达到最大速度v的过程中，A受到的合力对A所做的功等于Mv2解析：A、B两物体一起沿斜
7、面向上做加速度减小的加速运动当A、B的加速度等于零时，A、B有最大速度，故选项A错误；当弹簧处于原长时，A、B两物体分离，故选项B错误；从释放到A和B达到最大速度v的过程中，弹簧对A做功转化为A和B的动能和克服重力做功，故选项C错误；从释放到A和B达到最大速度v的过程中，A受到的合力对A所做的功等于A动能的增量，故选项D正确答案：D8.一物体在水平面上，受恒定的水平拉力和摩擦力作用沿直线运动，已知在第1秒内合力对物体做的功为45 J，在第1秒末撤去拉力，其vt图象如图所示，g取10 m/s2，则()A物体的质量为10 kgB物体与水平面间的动摩擦因数为0.2C第1秒内摩擦力对物体做的功为15
8、JD第1秒内拉力对物体做的功为60 J解析：由动能定理有W合mv2，得mv245 J第1 s末物体的速度v3 m/s，则物体的质量m kg 10 kg，选项A正确；撤去外力后物体做匀减速运动其加速度大小a m/s21 m/s2；由牛顿第二定律有mgma，解得0.1.故选项B错误；第1 s内物体的位移L1.5 m第1 s内摩擦力做功WFfmgL15 J选项C错误；第1s内WFWFfmv2，得WFmv2WFf60 J选项D正确答案：AD9一质点在光滑水平面上处于静止状态，现对该质点施加水平力F，力F随时间t按如图所示的正弦规律变化，力F的方向始终在同一直线上，在04 s内，下列说法正确的是()A第
9、2 s末，质点距离出发点最远B第2 s末，质点的动能最大C02 s内，力F瞬时功率一直增大D04 s内，力F做功为零解析：从图象可以看出在前2 s力的方向与物体的运动方向相同，物体先做加速度逐渐增大的加速运动，然后做加速度逐渐减小的加速运动，第2 s末，拉力反向，速度方向不变，所以2 s后，质点离出发点的距离还在增大，故选项A错误；第2 s末拉力反向，物体做减速运动，所以第2 s末，质点速度最大，动能最大，故选项B正确；在01 s，速度增大，力F增大，由PFv可知，力F的瞬时功率一直增大，12 s内，速度增大，但是随时间速度增大变慢，而力F随时间减小变快，所以力F瞬时功率有减小的过程，故选项C
10、错误；04 s内质点初末速度都为零，根据动能定理得合力做功为零，所以F做功为零，故选项D正确答案：BD二、非选择题10如图，定滑轮至滑块的高度为h，已知细绳的拉力为F(恒定)，滑块沿水平面由A点前进s至B点，滑块在初、末位置时细绳与水平方向夹角分别为和.求滑块由A点运动到B点过程中，绳的拉力对滑块所做的功解析：设绳对物体的拉力为FT，显然人对绳的拉力F等于FT.FT在对物体做功的过程中大小虽然不变，但其方向时刻在改变，因此该问题是变力做功的问题但是在滑轮的质量以及滑轮与绳间的摩擦不计的情况下，人对绳做的功就等于绳的拉力对物体做的功而拉力F的大小和方向都不变，所以F做的功可以用公式WFscos直
11、接计算由图可知，在绳与水平面的夹角由变到的过程中，拉力F的作用点的位移大小为：ss1s2 .WTWFFsFh.答案：Fh11.如图所示，一质量m4.0 kg的物体，由高h2.0 m，倾角53的固定斜面顶端滑到底端，物体与斜面间的动摩擦因数为0.2.求物体所受各力所做的功及合外力做的功(g取10 m/s2)解析：以物体为研究对象，物体受重力mg、摩擦力Ff、支持力FN作用，其受力情况如图所示先求出各个力所做的功，再求总功FNmgcosFfFNmgcos物体的位移为：l.根据功的公式可求出重力做的功为：WGmgh4.0102.0 J80 J.摩擦力做的功为：WFfFflmgcos0.24.0102
12、.0 J12 J.支持力做的功为：WFN0.故物体所受合外力做的功为：W总WGWFNWFf(8012)J68 J.答案：重力做的功为WG80 J摩擦力做的功为WFf12 J支持力做的功为WFN0合外力做的功为W总68 J12动车组是城际间实现小编组、大密度的高效运输工具，以其编组灵活、方便、快捷、安全、可靠、舒适等特点而备受世界各国铁路运输和城市轨道交通运输的青睐动车组就是几节自带动力的车厢加几节不带动力的车厢编成一组，就是动车组假设有一动车组由六节车厢连接而成，每节车厢的总质量均为8104 kg.其中第一节、第二节带动力，他们的额定功率分别是2107 W和1107 W(第一节车厢达到额定功率
13、不够再启动第二节车厢)，车在行驶过程中阻力恒为重力的0.1倍(g10 m/s2)(1)求该动车组的最大行驶速度；(2)若列车以1 m/s2的加速度匀加速启动，t10 s时刻，第一节和第二节车厢之间拉力的最大值是多大？解析：(1)对整列动车，质量M681044.8105 kg，当牵引力等于阻力时，动车速度最大Pmfvm，其中阻力f0.1Mg0.16810410 N4.8105 N，假设两节有动力的车厢都正常工作则vm m/s62.5 m/s.(2)当t10 s时，v1at10 m/s.假设只有第一节车厢提供动力，则对整列车：fMa，解得P119.6106 WP12107 W.说明只有第一节车厢提
14、供动力可以按照题设要求行驶此时第一、二节车厢间拉力最大对后五节车厢Fmf2M2a其中M258104 kg4.0105 kg.解得第一、二节车厢间最大拉力Fm8105 N.答案：(1)62.5 m/s(2)8105 N13.在检测某种汽车性能的实验中，质量为3103 kg 的汽车由静止开始沿平直公路行驶，达到的最大速度为40 m/s，利用传感器测得此过程中不同时刻该汽车的牵引力F与对应速度v，并描绘出如图所示的F图象(图线ABC为汽车由静止到最大速度的全过程，AB、BO均为直线)假设该汽车行驶中所受的阻力恒定，根据图线ABC，求：(1)该汽车的额定功率；(2)该汽车由静止开始运动，经过35 s达
15、到最大速度40 m/s，求其在BC段的位移解析：(1)由图线分析可知图线AB表示牵引力F不变，即F8 000 N，阻力Ff不变，汽车由静止开始做匀加速直线运动；图线BC的斜率表示汽车的功率P不变，达到额定功率后，汽车所受牵引力逐渐减小，汽车做加速度减小的变加速直线运动，直至达到最大速度40 m/s，此后汽车做匀速直线运动，由图可知当最大速度vm40 m/s时，牵引力为最小Fmin2 000 N由平衡条件FfFmin，得Ff2 000 N.由公式PFminvmax8104 W.(2)匀加速运动的末速度vB m/s10 m/s，汽车由A到B做匀加速直线运动，由牛顿第二定律FFfma得a2 m/s2.设汽车由A到B所用时间为t1，由B到C所用时间为t2，位移为x，则t15 s，则t2(355)s30 s.从B点到最大速度vC由动能定理有Pt2Ffxmvmv.解得x75 m.答案：(1)8104 W(2)75 m7