新高考物理一轮复习选择题考点专项练27　恒力和变力的功与功率（含答案解析）

这是一份新高考物理一轮复习选择题考点专项练27　恒力和变力的功与功率（含答案解析），共8页。试卷主要包含了关于做功情况，以下说法正确的是，5 J等内容，欢迎下载使用。
A.跳高运动员起跳时地面对人的支持力做正功
B.短跑运动员加速运动阶段地面对人的摩擦力做正功
C.短跑运动员匀速运动阶段地面对人的摩擦力不做功
D.短跑运动员减速运动阶段地面对人的摩擦力做负功
2.(功和功率)如图，小车向右做匀速直线运动，人站在车厢里向前推车，并与车保持相对静止，推车的力逐渐增大，则下列说法正确的是( )
A.推力对车厢不做功 B.摩擦力对人做负功
C.推力的功率逐渐增大 D.摩擦力的功率不变
3.(摩擦力做功)如图所示，物体由静止开始分别沿不同斜面由顶端A滑至底端B，两次下滑的路径分别为图中的Ⅰ和Ⅱ，两次物体与斜面的摩擦系数相同，且不计路径Ⅱ中转折处的能量损失，则两次摩擦力对物体所做的功( )
A.第一次小 B.第二次小
C.两次一样大 D.无法确定
4.(恒力的功率)(多选)如图所示，黑板擦在手施加的恒力F作用下以速度大小v匀速向上擦拭黑板，已知黑板擦与竖直黑板间的动摩擦因数为μ，不计黑板擦的重力，下列说法正确的是( )
A.黑板对黑板擦的弹力大小为eq \f(μF,\r(1＋μ2))
B.黑板对黑板擦的弹力大小为eq \f(F,\r(1＋μ2))
C.恒力F的功率大小为Fv
D.恒力F的功率大小为eq \f(μFv,\r(1＋μ2))
5.(变力做功)水平桌面上，长6 m的轻绳一端固定于O点，如图所示(俯视图)，另一端系一质量m＝2.0 kg的小球。现对小球施加一个沿桌面大小不变的力F＝10 N，F拉着物体从M点运动到N点，F的方向始终与小球的运动方向成37°角。已知小球与桌面间的动摩擦因数μ＝0.2，不计空气阻力，取g＝10 m/s2，sin 37°＝0.6，cs 37°＝0.8，则下列说法正确的是( )
A.拉力F对小球做的功为16π J
B.拉力F对小球做的功为8π J
C.小球克服摩擦力做的功为16π J
D.小球克服摩擦力做的功为4π J
6.(变力做功)(多选)如图所示，摆球质量为m，悬线长度为L，把悬线拉到水平位置后放手。设在摆球从A点运动到最低点B点的过程中空气阻力的大小恒为F，则在该过程中( )
A.重力做功的功率一直增大
B.悬线的拉力做功为0
C.空气阻力做功为－mgL
D.空气阻力做功为－eq \f(1,2)FπL
7.(瞬时功率与平均功率)(多选)如图所示，质量为m＝2 kg的小球，以v0＝15 m/s的初速度，朝着一个倾角为θ＝37°的斜面平抛出去，它落到斜面上时的速度方向刚好和斜面垂直，则( )
A.该小球落到斜面上的瞬间重力对小球做功的瞬时功率为500 W
B.该小球落到斜面上的瞬间重力对小球做功的瞬时功率为400 W
C.整个平抛运动过程中重力对小球做功的平均功率为200 W
D.整个平抛运动过程中重力对小球做功的平均功率为400 W
8.(多过程做功问题)质量为1 kg的物块静止在水平面上，给物块一大小为3 m/s的初速度，物块在水平面上滑行1 s后停下，若给物块一相同的初速度的同时，再给物块一个沿运动方向的恒力F，结果物块运动3 s后停下，重力加速度大小取10 m/s2，则整个过程中拉力F做功为( )
A.9 J B.9.5 J
C.10 J D.10.5 J
9.(正、负功的判断)如图所示，木块B上表面是水平的，木块A置于B上，并与B保持相对静止，一起沿固定的光滑斜面由静止开始下滑，在下滑过程中( )
A.A所受的合力对A做正功
B.B对A的弹力对A做正功
C.B对A的摩擦力对A做负功
D.A对B的作用力对B做正功
10.(等时圆与平均功率)如图所示，ad、bd、cd是竖直面内三根固定的光滑细杆，a、b、c、d位于同一圆周上，a点为圆周的最高点，d点为最低点。每根杆上都套着一个质量相等的小滑环(图中未画出)，三个滑环分别从a、b、c处由静止释放，用P1、P2、P3表示各滑环从静止滑到d过程中重力的平均功率，则( )
A.P1P3
C.P3>P1>P2 D.P1＝P2＝P3
11.(与图像结合问题)如图所示，固定斜面上半部分AB段粗糙且粗糙程度相同，下半部分BC段光滑，滑块从斜面顶端A点由静止释放，沿斜面向下滑动，取沿斜面向下为正方向，下列选项中分别是滑块的速度v、位移x、加速度a、重力的瞬时功率PG与时间t的关系图像，其中正确的是( )
12.(传送带模型中的功与功率)如图所示，水平传送带以恒定速度v＝16 m/s顺时针匀速运行，左右两端A、B之间距离L＝16 m。现将一质量m＝2 kg可看作质点的物块轻轻放到传送带A端，同时对物块施加一水平向右的恒力F＝10 N。已知物块与传送带之间的动摩擦因数为μ＝0.30，重力加速度g＝10 m/s2。物块从A端运动到B端的过程中，下列说法正确的是( )
A.物块从A端运动到B端的过程先匀加速运动后匀速运动
B.物块从A端运动到B端的时间t＝1 s
C.摩擦力对物块做功W＝96 J
D.物块运动到B端时，恒力F的瞬时功率P＝200 W
13.(板块模型中的功与功率)(多选)如图所示，质量为M、长度为L的木板静止在光滑的水平面上，质量为m的小物体(可视为质点)放在木板上最左端，现用水平恒力F作用在小物体上，使物体从静止开始做匀加速直线运动。已知物体和木板之间的摩擦力为Ff。当物体滑到木板的最右端时，木板运动的距离为x，则在此过程中( )
A.力F对物体做功大小为F(L＋x)
B.摩擦力对物体做功为－FfL
C.摩擦力对物体做功为－Ffx
D.摩擦力对木板做功为Ffx
解析答案27 恒力和变力的功与功率
1．C [弹力和摩擦力的作用点并没有发生位移，所以地面对人始终不做功，C正确。]
2．C [人对车厢的推力向右，与车厢的运动方向相同，所以对车厢做正功，A错误；因为人对车厢的摩擦力向左，所以车厢对人的摩擦力向右，与人的运动方向相同，所以摩擦力对人做正功，B错误；因为车厢对人的推力和摩擦力平衡，所以人对车厢的推力和摩擦力大小相等，由于推车的力逐渐增大，则推力和摩擦力的功率逐渐增大，C正确，D错误。]
3．C [设斜面的倾角为α，物体沿斜面下滑时，克服摩擦力做的功Wf＝μmgcs α·s＝μmgscs α＝μmgL，L为斜面的水平长度，Ⅰ和Ⅱ的路径虽然不同，但他们的水平长度L相同，因此它们克服摩擦力所做的功相同，故C正确，A、B、D错误。]
4．BD [设F与竖直方向的夹角为θ，由受力平衡可得Fcs θ＝Ff，Fsin θ＝FN，Ff＝μFN，解得FN＝eq \f(F,\r(1＋μ2))，故A错误，B正确；恒力F的功率大小为P＝Fvcs θ＝eq \f(μFv,\r(1＋μ2))，故C错误，D正确。]
5．A [将圆弧分成很多小段l1、l2、…、ln，拉力F在每小段上做的功为W1、W2、…、Wn，因拉力F大小不变，方向始终与小球的运动方向成37°角，所以W1＝Fl1cs 37°，W2＝Fl2cs 37°，Wn＝Flncs 37°故WF＝W1＋W2＋…＋Wn＝Fcs 37°(l1＋l2＋…＋ln)＝Fcs 37°·eq \f(πR,3)＝10×0.8×eq \f(π,3)×6 J＝16π J，故A正确，B错误；同理可得小球克服摩擦力做的功Wf＝μmg·eq \f(πR,3)＝8π J，故C、D错误。]
6．BD [摆球下落过程中，在重力方向(竖直方向)上的分速度vy先增大后减小，则由PG＝mgvy，知重力做功的功率先增大后减小，故A错误；悬线的拉力始终与速度方向垂直，做功为0，故B正确；空气阻力的大小不变，方向始终与速度方向相反，故做功为WF＝－F·eq \f(1,2)πL＝－eq \f(1,2)FπL，故C错误，D正确。]
7．BC [小球落到一倾角为θ的斜面上时，其速度方向与斜面垂直，故小球击中斜面前瞬间，速度方向与竖直方向的夹角为θ，ct θ＝eq \f(vy,v0)，解得vy＝20 m/s，此时重力做功的功率为P＝mgvy＝2×10×20 W＝400 W，故B正确，A错误；平抛运动的时间为t＝eq \f(vy,g)＝2 s，下降的高度为h＝eq \f(1,2)gt2＝20 m，重力做功的平均功率eq \(P,\s\up6(－))＝eq \f(mgh,t)＝200 W，故C正确，D错误。]
8．A [根据题意，设物块与地面间的动摩擦因数为μ，则a1＝μg＝eq \f(v0,t1)，解得μ＝0.3，设拉力为F，则μmg－F＝meq \f(v0,t2)，解得F＝2 N；物块在拉力作用下运动的距离x＝eq \f(1,2)v0t2＝4.5 m，则拉力做的功W＝Fx＝9 J，故A正确。]
9．A [A、B作为整体，由牛顿第二定律得(mA＋mB)gsin θ＝(mA＋mB)a，解得a＝gsin θ，由牛顿第二定律知，A所受合力方向沿斜面向下，与速度方向相同，故A所受合力对A做正功，故A正确；B对A的弹力竖直向上，与速度方向的夹角大于90°，故B对A的弹力对A做负功，故B错误；B对A的摩擦力方向水平向左，与速度方向的夹角小于90°，故B对A的摩擦力对A做正功，故C错误；由于aA＝gsin θ，可知B对A的摩擦力和支持力的合力大小为mAgcs θ，且方向垂直斜面向上，由牛顿第三定律知，A对B的摩擦力和压力垂直斜面方向向下，则A对B的作用力对B不做功，故D错误。]
10．B [对小滑环受力分析，其受重力和支持力，将重力沿杆的方向和垂直杆的方向正交分解，小滑环做初速度为零的匀加速直线运动，设杆与水平方向的夹角为θ，圆的半径为R，根据牛顿第二定律得，加速度a＝gsin θ，由题图可知，小滑环的位移s＝2Rsin θ，又s＝eq \f(1,2)at2，所以t＝eq \r(\f(2s,a))＝eq \r(\f(2×2Rsin θ,gsin θ))＝eq \r(\f(4R,g))，t与θ无关，即t1＝t2＝t3，而三个滑环重力做功W1>W2>W3，所以有P1>P2>P3，B正确。]
11．D [滑块在AB、BC两段均做匀加速直线运动，在AB段加速度为a1，在BC段加速度为a2，且a1