【紅對勾】2020高考物理 功 功率課時作業(yè)(通用)

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1、第五章 機械能守恒定律 課時作業(yè)16 功 功率 時間:45分鐘  滿分:100分 一、選擇題(8×8′=64′) 1.用力將重物豎直提起,先是從靜止開始勻加速上升,緊接著勻速上升.如果前后兩過程的運動時間相同,不計空氣阻力,則(  ) A.加速過程中拉力做的功比勻速過程中拉力做的功大 B.勻速過程中拉力做的功比加速過程中拉力做的功大 C.兩過程中拉力做的功一樣大 D.上述三種情況都有可能 解析:應先分別求出兩過程中拉力做的功,再進行比較.重物在豎直方向上僅受兩個力作用,重力mg、拉力F.勻加速提升重物時,設拉力為F1,物體向上的加速度為a,根據(jù)牛頓第二定律 得F1-mg=m

2、a 拉力F1所做的功 W1=F1·s1=m(g+a)·at2 =m(g+a)at2?、? 勻速提升重物時,設拉力為F2,根據(jù)平衡條件得F2=mg 勻速運動的位移s2=vt=at·t=at2 所以勻速提升重物時拉力F2所做的功 W2=F2s2=mgat2?、? 比較①、②式知:當a>g時,W1>W2;當a=g時,W1=W2;當a

3、Ffh D.-4Ffh 答案:C 3.起重機的鋼索將重物由地面吊到空中某個高度,其速度圖象如圖1所示,則鋼索拉力的功率隨時間變化的圖象可能是(  ) 圖1 答案:B 圖2 4.如圖2所示,一輛小車靜止在光滑的水平導軌上,一小球用細繩懸掛在車上,由圖中位置無初速釋放,則小球在下擺到最低點的過程中,下列說法正確的是(  ) A.繩對小球的拉力不做功 B.繩對小球的拉力做正功 C.繩對小球的拉力做負功 D.小球的合力不做功 解析:小球和小車組成的系統(tǒng)中,只有重力做功,整個運動過程的機械能守恒,在球下擺過程中,車的機械能增加,球的機械能減少,故繩對小球的拉力做負功

4、. 答案:C 圖3 5.如圖3所示,均勻長直木板長L=40 cm,放在水平桌面上,它的右端與桌邊相齊,木板質(zhì)量m=2 kg,與桌面間的摩擦因數(shù)μ=0.2,今用水平推力F將其推下桌子,則水平推力至少做功為(g取10 m/s2)(  ) A.0.8 J B.1.6 J C.8 J D.4 J 解析:將木板推下桌子即木塊的重心要通過桌子邊緣,水平推力做的功至少等于克服滑動摩擦力做的功,W=Fs=μmg=0.2×20×=0.8 J.故A是正確的. 答案:A 圖4 6.(2020·海淀區(qū)模擬)如圖4所示,滑雪者由靜止開始沿斜坡從A點自由滑下,然后在水平面上前進至B點停下

5、.已知斜坡、水平面與滑雪板之間的動摩擦因數(shù)皆為μ,滑雪者(包括滑雪板)的質(zhì)量為m,A、B兩點間的水平距離為L.在滑雪者經(jīng)過AB段運動的過程中,克服摩擦力做的功(  ) A.大于μmgL B.小于μmgL C.等于μmgL D.以上三種情況都有可能 圖5 解析:設斜坡與水平面的交點為C,BC長度為L1,AC水平長度為L2,AC與水平面的夾角為θ,如圖5所示,則滑雪者在水平面上摩擦力做功W1=-μmgL1,在斜坡上摩擦力做功W2= -μmgcosθ·=-μmgL2,所以在滑雪者經(jīng)過AB段過程中,摩擦力做功W=W1+W2=-μmg(L1+L2)=-μmgL.所以滑雪者克服摩擦力所做

6、的功為μmgL.故選項C正確. 答案:C 圖6 7.如圖6所示,手持一根長為l的輕繩的一端在水平桌面上做半徑為r、角速度為ω的勻速圓周運動,繩始終保持與該圓周相切,繩的另一端系一質(zhì)量為m的木塊,木塊也在桌面上做勻速圓周運動,不計空氣阻力(  ) A.手對木塊不做功 B.木塊不受桌面的摩擦力 C.繩的拉力大小等于mω3 D.手拉木塊做功的功率等于mω3r(l2+r2)/l 圖7 解析:如圖7所示,設繩的拉力為FT,摩擦力為Ff,因木塊m做勻速圓周運動 FTcosα=mω2R FTsinα=Ff R= cosα= 由以上各式聯(lián)立可得: FT=,F(xiàn)f= 可知B

7、、C錯誤. FT與木塊速度方向不垂直,手對木塊做功,A錯誤,由P=FT·ωR·sinα,得:P=,所以D項正確. 答案:D 圖8 8.(2020·重慶模擬)一根質(zhì)量為M的直木棒,懸掛在O點,有一只質(zhì)量為m的猴子抓著木棒,如圖8所示.剪斷懸掛木棒的細繩,木棒開始下落,同時猴子開始沿木棒向上爬.設在一段時間內(nèi)木棒沿豎直方向下落,猴子對地的高度保持不變,忽略空氣阻力,則下列的四個圖中能正確反映在這段時間內(nèi)猴子做功的功率隨時間變化的關系的是(  ) 解析:猴子對地的高度不變,所以猴子受力平衡.設猴子的質(zhì)量為m,木棒對猴子的作用力為F,則有F=mg.設木棒重力為Mg,則木棒受合外力為F

8、+Mg=mg+Mg,根據(jù)牛頓第二定律,Mg+mg=Ma,可見a是恒量,t時刻木棒速度v=at.猴子做功的功率P=mgv=mgat,P與t為正比例關系,故B正確. 答案:B 二、計算題(3×12′=36′) 圖9 9.如圖9所示,在光滑的水平面上,物塊在恒力F=100 N作用下從A點運動到B點,不計滑輪的大小,不計繩、滑輪間摩擦,H=2.4 m,α=37°,β=53°,求拉力F所做的功. 解析:在功的定義式W=Fscosθ中,s是指力F的作用點的位移.當物塊從A點運動到B點時,連接物塊的繩子在定滑輪左側(cè)的長度大小,s=-,由于繩不能伸縮,故力F的作用點的位移大小等于s.而這里物塊移

9、動的位移大小為(Hcotα-Hcotβ),可見本題力F作用點的位移大小不等于物塊移動的位移大?。? 根據(jù)功的定義式,有W=Fs=F(-)=100 J. 答案:100 J 圖10 10.如圖10所示,水平傳送帶以2 m/s的速度勻速運動,將一質(zhì)量為2 kg的工件輕輕放在傳送帶上(設傳送帶的速度不變),如工件與傳送帶之間的動摩擦因數(shù)為0.2,則放手后工件在5 s內(nèi)的位移是多少?摩擦力對工件做功為多少?(g取10 m/s2) 解析:工件放在傳送帶上的瞬間,所受合外力為工件所受到的摩擦力,所以工件的加速度為a=μg=0.2×10 m/s2=2 m/s2,經(jīng)過t==1 s, 工件的速度與傳

10、送帶速度相同以后,工件就隨傳送帶一起做勻速直線運動,所以工件在5 s內(nèi)的位移是x=at2+v(t總-t)=×2×12 m+2×(5-1) m=9 m 在此過程中,只有在第1 s內(nèi)有摩擦力對工件做功,所以: W=Ff·at2=μmg·at2=0.2×2×10××2×12 J=4 J. 答案:9 m  4 J 11.(2020·四川高考)圖11為修建高層建筑常用的塔式起重機.在起重機將質(zhì)量m=5×103 kg的重物豎直吊起的過程中,重物由靜止開始向上做勻加速直線運動,加速度a=0.2 m/s2,當起重機輸出功率達到其允許的最大值時,保持該功率直到重物做vm=1.02 m/s的勻速運動.取g

11、=10 m/s2,不計額外功.求: (1)起重機允許輸出的最大功率. (2)重物做勻加速運動所經(jīng)歷的時間和起重機在第2秒末的輸出功率. 解析:(1)設起重機允許輸出的最大功率為P0,重物達到最大速度時,拉力F0等于重力. P0=F0vm?、佟 0=mg?、? 代入數(shù)據(jù),有:P0=5.1×104 W ③ (2)勻加速運動結(jié)束時,起重機達到允許輸出的最大功率,設此時重物受到的拉力為F,速度為v1,勻加速運動經(jīng)歷時間為t1,有:P0=Fv1 ④ F-mg=ma ⑤ v1=at1 ⑥ 由③④⑤⑥,代入數(shù)據(jù),得:t1=5 s ⑦ t=2 s時,重物處于勻加速運動階段,設此時速度為v2,輸出功率為P,則v2=at?、唷 =Fv2  ⑨ 由⑤⑧⑨,代入數(shù)據(jù),得:P=2.04×104 W ⑩ 答案:(1)5.1×104 W (2)2.04×104 W

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