物理1 功与功率练习题

2020-2021学年人教版（2019）必修第二册

8.1功与功率 课时作业11（含解析）

1．某质量为6×107kg的战舰的额定功率为1.5×105kW，在一次航行中，此战舰以额定功率航行，阻力恒定，可达到的最大航速为54km/h，当战舰上的速度计显示的速度为13.5km/h时，其加速度的大小为（　　）

A．5×10-2m/s2 B．0.5 m/s2 C．5m/s2 D．50 m/s2

2．放在粗糙水平面上的物体受到水平拉力的作用，在内其速度与时间的图象和该拉力的功率与时间的图象分别如图甲、乙所示。下列说法正确的是（　　）

A．内物体的位移大小为36m

B．内拉力做的功为55J

C．合力在内做的功大于内做的功

D．滑动摩擦力的大小为

3．2019年8月南部战区海军航空兵某旅组织轰炸机进行了海上实弹训练。在这次训练中，轰炸机在一定高度沿水平方向以大小为v0的速度匀速飞行，如图所示，飞行高度始终保持不变，发现海面上的目标P后，释放炸弹，轰炸机仍以原速度飞行，炸弹可视为质点，忽略空气阻力的影响，取g=10m/s2。炸弹在空中飞行的过程中，关于其重力所做的功，下列说法正确的是（　　）

A．先做负功后做正功 B．一直做负功

C．一直不做功 D．一直做正功

4．如图所示，一个物块在与水平方向成α角的恒力F作用下。沿水平面向右运动一段距离x，在此过程中，恒力F对物块所做的功为（　　）

A．Fxsinα B．Fxcosα C． D．

5．合肥至新沂高铁将经过泗县，未来泗县人的出行将更加方便。设高铁列车高速运行时所受的空气阻力与车速的平方成正比，当列车分别以200km/h和300km/h的速度匀速运行时，克服空气阻力的功率之比为（　　）

A．2：3 B．4：9 C．8：27 D．36：49

6．如图所示，水平传送带在电动机带动下始终保持以速度 2m/s 匀速运动，某时刻一质量为1kg 的物块轻放在传送带的左端。在物块放上传送带到物块与传送带相对静止的过程中，下列说法正确的是（　　）

A．由于传送该物块电动机多做的功为 4J

B．摩擦力对物块做的功为-2J

C．物块对传送带做的功为2J

D．系统摩擦生热为4J

7．假设摩托艇受到的阻力的大小正比于它的速率。如果摩托艇发动机的输出功率变为原来的4倍，则摩托艇的最大速率变为原来的（　　）

A．倍 B．2倍 C．2倍 D．4倍

8．如图所示，置于光滑斜面上的物块，在重力G、支持力N作用下沿斜面加速下滑过程中，下列判断正确的是（　　）

A．G做正功，物块动能增大 B．G做负功，物块动能减小

C．N做正功，物块动能增大 D．N做负功，物块动能减小

9．将一小球（可看成质点）水平抛出，小球在空中依次飞过两个完全相同的窗户1、2，图中曲线为小球在空中运行的轨迹。若不计空气阻力的影响，则（　　）

A．小球通过第1个窗户期间竖直方向上的平均速度大于通过第2个窗户期间竖直方向上的平均速度

B．小球通过第2个窗户期间重力所做的功大于通过第1个窗户期间重力所做的功

C．小球通过第1个窗户期间重力做功的平均功率小于通过第2个窗户期间重力做功的平均功率

D．小球通过两个窗户的时间相等

10．某同学将一本高中物理（必修2）教科书从教室地面捡起放到课桌面上，此过程对教科书做功约为（　　）

A．0.2J B．2.0J C．50J D．500J

11．在水平面上的物体在水平拉力F作用下的v—t图像和拉力的P—t图像如图所示，则物体跟水平面间的动摩擦因数为（g取10m/s2）（　　）

A． B． C． D．

12．质量为1kg的小球自距离地面20m高处自由下落，重力加速度g=10m/s2，若不计空气阻力，则小球下落1s时重力的瞬时功率是（　　）

A．20W B．100W C．200W D．400W

13．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F、物体速度v随时间t变化的规律如图所示。取g=10m/s2，则（　　）

A．物体质量为1.5Kg

B．第2s内物体克服摩擦力做的功为W=2.0J

C．第1.5s时摩擦力f的功率大小为2W

D．第2s内推力F做功的平均功率＝1.5W

14．汽车发动机的额定牵引功率为60kW，汽车的质量为5t汽车在水平路面上行驶时，阻力是车重的0.1倍，若汽车从静止开始，保持以0.5m/s2的加速度做匀加速运动，g取10m/s2。以下说法正确的是（　　）

A．汽车匀加速阶段的牵引力为7.5×103N

B．汽车做匀加速运动持续的时间是20s

C．汽车匀加速阶段的最大速度为10m/s

D．汽车能够获得的最大速度12m/s

15．部队为了训练士兵的体能，会进行一种拖轮胎跑的训练。如图所示，某次训练中，士兵在腰间系绳拖动轮胎在水平地面前进，已知连接轮胎的拖绳与地面夹角为37°，绳子拉力大小为100N，若士兵拖着轮胎以6m/s的速度匀速直线前进3s，则（sin37°=0.6，cos37°=0.8，g取10m/s2）（　　）

A．3s内，绳子拉力对轮胎做功为1440J

B．3s内，轮胎克服地面摩擦力做功为－1440J

C．3s内，轮胎所受合力做功为1800J

D．3s末，绳子拉力功率为480W

16．图为动车出站照片，已知平直轨道长为s，动车以额定功率P由静止开始从A点启动，运动至B点前已达到最大速度，动车质量为m，运动中所受的阻力恒为车重的k倍，重力加速度为g。求：

(1)动车所能达到的最大速度；

(2)从A运动到B所用的时间；

(3)理论上在不改变m、s的情况下，若改变动车的运行功率，且保证动车在到达B点前已达到相应的最大速度，求动车通过的最短时间。

17．一小球沿水平方向以3m/s的速度离开平台，经过0.4s着地，如图所示，小球质量为2kg。取g=10m/s2，不计空气阻力。求：

(1)平台的高度h；

(2)着地前瞬间的竖直分速度vy的大小；

(3)着地前瞬间重力的瞬时功率P。

18．质量为、额定功率为的汽车，在平直公路上行驶中的最大速度为。若汽车从静止开始做匀加速直线运动，加速度大小为，运动中的阻力不变。求：

(1)汽车所受阻力的大小；

(2)汽车做匀加速运动的时间及4s末汽车的瞬时功率；

(3)汽车在匀加速运动中牵引力所做的功。

19．如图所示，一质量的物体，在一个大小为、与水平方向成角斜向上的拉力F作用下，向右前进了。已知地面与物体间的动摩擦因数，，，g取，不计空气阻力。求：

(1)此过程中F对物体所做的功；

(2)此过程中外力对物体所做的总功。

20．目前，上海有若干辆超级电容车试运行，运行中无需连接电缆，只需在乘客上车间隙充电30秒到1分钟，就能行驶3到5千米。现有一辆超级电容车，质量kg，额定功率，假设该超级电容车启动时与机动车启动模式相同，它在平直水平路面上行驶时，受到的阻力是车重的0. 1倍，g取10m/s2.：

(1)超级电容车在此路面上行驶所能达到的最大速度是多少？

(2)若超级电容车从静止开始，保持以的加速度做匀加速直线运动，这一过程能维持多长时间？

参考答案

1．B

【详解】

战舰以最大航速匀速前进时

当战舰以的速度航行时有

解得战舰的加速度大小

故选B。

2．D

【详解】

A．内物体的位移大小

故A错误；

B．在内，物体的加速度

由图，当时，，得到牵引力为

在内物体的位移为

则拉力做功为

内拉力做的功为

所以内拉力做的功为

故B错误；

C．在内，物体做匀速运动，合力做零，则合外力在内做的功与内做的功相等，故C错误；

D．在内，，，物体做匀速运动，摩擦力

得到

故D正确。

故选D。

3．D

【分析】

本题主要考查了恒力做功的判断，根据W=Fxcosθ判断出力做功的正负。

【详解】

炸弹在空中做平抛运动，竖直方向做自由落体运动，由于重力竖直向下，竖直方向的位移也向下，故重力一直做正功，故ABC错误，D正确；

故选D。

【点评】

本题主要考查了恒力做功的正负，明确力的方向和位移的方向关系即可。

4．B

【分析】

由题意可知力、位移及二者之间的夹角，由功的计算公式可求得恒力的功。

【详解】

由图可知，力的大小为恒力F，位移的大小为x，力和位移的夹角为α，故推力F对物体做功为

W=Fxcosα

故选B。

【点睛】

本题考查功的公式，在解题时要注意夹角为力和位移之间的夹角。

5．C

【详解】

因为高铁列车高速运行时所受的空气阻力与车速的平方成正比，即

f=kv2

克服空气阻力的功率为

P=fv=kv3∝v3

故克服空气阻力的功率之比为

故C正确，ABD错误。
故选C。

6．A

【详解】

设摩擦力大小为f，根据功能关系，由于传送该物块电动机多做的功大小等于物块对传送带做的负功的绝对值大小

由平均速度公式

由动能定理得摩擦力对物体做的功等于物块动能增加量

则

即电动机多做的功为，物块对传送带做的功为。摩擦产生的热量为

故选A。

7．B

【详解】

设阻力为f，由题知

f=kv

速度最大时，牵引力等于阻力，则有

P=Fv=fv=kv2

所以摩托艇发动机的输出功率变为原来的4倍，则摩托艇的最大速率变为原来的2倍．

故选B。

8．A

【详解】

物体沿斜面加速下滑过程中，重力G与位移的夹角为锐角，所以G做正功。N与位移垂直，则N不做功，所以外力对物体做的总功为正功，由动能定理可知物块的动能增大。

故选A。

9．C

【详解】

A．平抛运动的物体在竖直方向上做自由落体运动，越往下，竖直方向上的速度越大，因此小球通过第1个窗户期间竖直方向上的平均速度小于通过第2个窗户期间竖直方向上的平均速度，即

A错误；

B．重力做功

两窗户高度相同，所以，两次做功大小相等，B错误；

CD．平均功率

又

，

所以

则

C正确；D错误。

故选C。

10．B

【详解】

课桌的高度约为0.7m，物理书的质量约为

该同学对物理教科书的作用力

该同学对物理教科书所做的功为

故选B。

11．B

【详解】

结合v-t图象可知，物体在0-2s内作加速度a=3m/s2的匀加速直线运动，在2-6s内作v=6m/s的匀速直线运动。在P-t图象中，结合公式P=Fv可知，在0-2s内

P=Fv=Fat

由图像可知F1a=15，则F1=5N；在2-6s内

F1-μmg=ma

F2=μmg

代入数据，消去m可得

故B正确，ACD错误。

故选B。

12．B

【详解】

由自由落体运动公式

得小球在下落时的瞬时速度为

由

得

小球下落时重力的瞬时功率为

故选B。

13．BC

【详解】

A．由图可知，当F为2N，物体做匀速直线运动，即此时摩擦力大小等于F的大小，为2N，在t=1s到t=2s时，物体做匀加速直线运动，由牛顿第二定律得

由v—t图可知斜率表示加速度大小，则

代入解得

故A错误；

B．第2秒内的位移为

可知第2s内物体克服摩擦力做的功为

故B正确；

C．第1.5s时物体的速度为

第1.5s时摩擦力f的功率大小为

故C正确；

D．第2s内推力F做功为

则第2s内推力F做功的平均功率

故D错误。

故选BC。

14．AD

【详解】

A．匀加速阶段

故匀加速时汽车牵引力

故A正确；

BC．刚好达到额定功率P额时达到匀加速阶段的最大速度，设为v1，则

根据可得加速时间t为

故BC错误；

D．汽车所受阻力为

当时，a=0，速度最大为vm，根据可得

故D正确。

故选AD。

15．AD

【详解】

A．3s内轮胎的位移为

3s内，绳子拉力对轮胎做功为

故A正确；

B．3s内，轮胎克服地面摩擦力做功为

故B错误；

C．3s内，因轮胎匀速运动，轮胎所受合外力为零，所以轮胎所受合力做功为零，故C错误；

D．3s末，绳子拉力功率为

故D正确。

故选AD。

16．(1)；(2)；(3)

【详解】

(1)当动车牵引力等于阻力时达到最大速度，有

根据P=Fv有

解得

(2)动车由A运动到B过程，有

解得

(3)由(2)结合数学知识可知，

当且仅当

即时，动车通过的时间最短，最短时间为

17．(1)0.8m；(2)4m/s；(3)80W

【详解】

(1)小球做平抛运动，根据平抛运动规律得

(2)根据竖直方向上的运动学公式，得着地前瞬间的竖直方向的速度为

(3)根据重力的瞬时功率公式，得着地前瞬间重力的瞬时功率为

18．(1)；(2)5s ,；(3)

【详解】

(1)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

又由，得阻力

(2)当汽车的实际功率达到额定功率时，匀加速运动结束，设汽车做匀加速运动的时间为t，末速度为v，汽车做匀加速运动的末速度，根据牛顿第二定律得

由运动学公式得，联立解得

则末汽车在匀加速运动，则末汽车的瞬时功率为

(3)匀加速运动的位移

所以汽车在匀加速运动中牵引力所做的功

19．(1)32J；(2)20.8J

【详解】

(1)拉力F做功

(2)摩擦力f做功

故外力做功

20．(1)；(2)

【详解】

（1）当超级电容车速度达到最大时，超级电容车的牵引力与阻力平衡，即

根据

解得

 （2）超级电容车做匀加速运动，由牛顿第二定律得

解得

N

设超级电容车刚达到额定功率时的速度为

解得

设超级电容车匀加速运动的时间为t，则

解得