高中物理人教版 (2019)必修 第二册1 功与功率精品精练

8.1功与功率同步测试 -高中物理人教版（新课标)必修二

一、单选题（本大题共10小题，共40.0分）

1. 关于功和功率的概念，下列说法正确的是

A. 功有正、负之分，说明功有方向
B. 由可知，功率一定时，牵引力与速度成反比
C. 由可知，机器做功越多，其功率就越大
D. 由可知，只要知道时间t内机器做的功，可以求这段时间内任意时刻机器做功的功率

2. 如图所示，质量的物体在斜向下的推力作用下，沿水平面以的速度匀速前进，已知F与水平方向的夹角，重力加速度，则 
    

A. 推力F做的功为
B. 推力F的功率为
C. 物体与水平面间的动摩擦因数为
D. 物体克服摩擦力做功为

3. 汽车爬坡时，驾驶员的操作是：加大油门，同时将变速器换成低速档．加大油门是使发动机发挥最大的功率，换用低速档是为了减速．那么，在爬坡时，减少汽车的速度是为了

A. 保证安全 B. 获取更大的动力
C. 省油 D. 增大惯性

4. 关于功率下列说法正确的是

A. 力对物体做的功越多，表示这个力的功率就越大
B. 力对物体做的功时间越短，表示这个力的功率就越大
C. 单位时间内物体做的功越多，表示功率越大
D. 当汽车匀速运动时，则牵引力和阻力大小相等，此时牵引力做功的功率为零

5. 2018年5月2日，港珠澳大桥沉管隧道最后接头成功着床。如图所示是6000吨重的“接头”由世界最大单臂全旋回起重船“振华30”安装的情景。“接头”经15分钟缓慢下降15米的过程中，其机械能的改变量，所受重力的平均功率p，起重机对重物做的功W，不考虑空气阻力表述正确的是

A. 机械能的增加量，，
B. 机械能的增加量，，
C. 机槭能的减小量，，
D. 机械能的减小量，，

6. 共享电动车为人们的出行带来了极大便利。一共享电动车在平直的公路上以恒定的加速度由静止开始匀加速启动，经过恰好达到了额定功率，随后电动车保持该额定功率继续行驶达到了最大速度，假设人在骑行电动车的过程中受到的阻力恒定不变，则下列说法正确的是

A. 电动车的牵引力在时间内做的功大于在时间内做的功
B. 电动车在时间内克服阻力做的功与在时间内克服阻力做的功相等
C. 末与末电动车牵引力的功率相等
D. 末与末电动车克服阻力做功的功率相等

7. 有下列几种运动情况

用水平推力F推一质量为m的物体在光滑水平面上前进位移l

用水平推力F推一质量为2m的物体在粗糙水平面上前进位移l

用与水平方向成角斜向上的拉力F拉一质量为m的物体在光滑水平地面上前进位移2l

用与斜面平行的力F拉一质量为3m的物体在光滑斜面上前进位移l

关于上述四种情况下拉力F做功多少的判断正确的是

A. b情况做功最多 B. a情况做功最多
C. d情况做功最少 D. 四种情况做功一样多

8. 如图所示，物块在与水平方向成角的恒力F作用下，沿水平面向右运动一段距离在此过程中，恒力F所做的功为

A.  B.  C.   D.

9. 汽车发动机的额定功率为，在水平路面上以相当于的速度匀速直线行驶时，受到的阻力是，则发动机的实际功率为

A.  B.  C.  D.

10. 汽车以额定功率从水平路面开始上坡时，司机换低速档是为了

A. 增大速度，增大牵引力 B. 减小速度，减小牵引力
C. 增大速度，减小牵引力 D. 减小速度，增大牵引力

二、填空题（本大题共5小题，共20.0分）

11. 某汽车在水平路面上以的恒定功率沿直线行驶，所受阻力恒为，汽车能达到的最大速度为________，则发动机在内做的功为________J。
12. 如图所示，在水平推力作用下物体A与斜面B保持相对静止，且沿水平方向向左匀速移动了l。那么，在此过程中B对A的支持力做了多少功？设A的质量为m，B的倾角为

13. 力做功的两个不可缺少的因素是_____________和_______________。
14. 光滑的水平面上固定着一个螺旋形光滑水平轨道，俯视如图所示，一个小球以一定速度沿轨道切线方向进入轨道，则轨道对小球___________填“做正功”、“做负功”或“不做功”。
15. 如图所示，汽车在粗糙水平面上做匀加速直线运动的过程中，阻力f对汽车做___________填“正功”或“负功”或“不做功”，牵引力F对汽车做___________填“正功”或“负功”或“不做功”；牵引力F的瞬时功率将___________填“增大”或“减小”或“不变”。

三、实验题（本大题共2小题，共18.0分）

16. 用水平力使重力为G的物体沿水平地面以速度v做匀速直线运动。已知物体与地面间的动摩擦因数为，则水平力对物体做功的功率是______。
17. 一个物块放置在粗糙的水平面上，受到的水平拉力F随时间t变化的关系如图所示，速度v随时间t变化的关系如图所示，前2秒内物块所受摩擦力的大小______N，2秒到4秒内水平拉力F做功______J.6秒内摩擦力做功______J。

四、计算题（本大题共2小题，共20.0分）

18. 质量的物体，在水平拉力的拉力作用下，在光滑的水平面上从静止开始运动，运动时间，求：

 力F在3s内对物体所做的功的平均功率

末力F对物体所做的功的瞬时功率．






 

19. 某汽车发动机的额定功率为60kW，汽车的质量为5t，当汽车在水平路面上行驶时，阻力是车重的倍，g取。汽车保持额定功率不变从静止启动后：
    汽车所能达到的最大速度是多大？

当汽车的加速度为时速度为多大？

当汽车的速度为时加速度为多大？
若汽车从静止开始，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？

答案和解析

1.【答案】B
 

【解析】

【分析】

公式能量转化的量度；功是标量；功率表示做功快慢的物理量，做功多，功率不一定大，还与时间有关。
本题就是考查学生对功率概念的理解，知道功率是表示做功的快慢的物理量，做的功多，功率也不一定大。

【解答】
A.功是标量，没有方向，正负表示动力还是阻力做功，故A错误；
B.由可知，功率一定时，牵引力与速度成反比；故B正确；
C.功率是反映做功快慢的物理量，力做功越多，功率不一定越大，还要看用了多长时间，故C错误；
D.由功率的定义式求出的是平均功率而不是瞬时功率；故D错误；
故选B。

2.【答案】C
 

【解析】

【分析】
本题考查功和功率的计算以及力的平衡条件的应用，掌握相关公式是解题的关键。
由功的定义得到推力F所做的功；由得到推力F的功率；根据力的平衡条件得到物体与水平面间的动摩擦因数；由动能定理得到物体克服摩擦力所做的功。
【解答】
A.推力，故A错误；
B.推力F的功率为，故B错误；
C.根据力的平衡条件，有：，代入数据解得：，故C正确；
D.根据动能定理，，物体克服摩擦力做功为，故D错误。
故选C。  

3.【答案】B
 

【解析】

【分析】
当油门调到最大时，功率达最大此时功率无法再增加，由可分析减少车速的原因。
【解答】
根据功率方程：，当汽车爬坡时，汽车重力沿斜面向下的分力成为汽车运动的阻力，阻力增大，所以汽车减小速度以获得更大的牵引力，ACD错误，B正确。
故选B．  

4.【答案】C
 

【解析】解：A、根据知，力对物体做的功越多，功率不一定大，故A错误。
B、根据知，力对物体做的功时间越短，功率不一定大，故B错误。
C、功率等于单位时间内物体做功的多少，单位时间内做功越多，功率越大，故C正确。
D、当汽车匀速运动时，合力为零，但是牵引力不为零，根据知，牵引力功率不为零，故D错误。
故选：C。
功率等于单位时间内做功的多少，表示做功快慢的物理量，做功越多，功率不一定大．
解决本题的关键知道功率的物理意义，表示做功快慢的物理量，功率的大小与做功的多少无关．
 

5.【答案】C
 

【解析】

【分析】
缓慢下降可认为是匀速直线运动，合力为零，拉力等于所挂物体的重力，根据功的公式求解拉力做的功，由功能关系求机械能的变化量；根据求重力做功的平均功率。
本题要明确题中所给的缓慢下降状态的力学特征，熟记做功和平均功率的计算公式，掌握功能关系的应用。
【解答】
缓慢下降过程可为认是匀速直线运动过程，合力为零，拉力大小等于所挂物体的重力，则拉力做功为：，根据功能关系知，物体的机械能减少：；
重力做功的平均功率为：，故C正确，ABD错误。
故选C。  

6.【答案】C
 

【解析】

【分析】
电动车以恒定加速度启动，此过程牵引力不变，功率增大；达到额定功率后，速度继续增大，而牵引力减小，此过程做加速度减小的加速运动；当牵引力与阻力相等时，电动车达到最大速度，此后以最大速度做匀速直线运动。结合、分析功和功率的变化。
本题关键是理清恒定加速度启动时车子的运动过程，把握两个临界条件：牵引力功率在达到额定功率时匀加速运动结束，当加速度为零时，车子变加速运动结束，速度达到最大。
【解答】
A.电动车在时间内匀加速启动，牵引力不变，根据知牵引力的功率增大，5s末恰好达到了额定功率，而时间内以额定功率运动，所以电动车的牵引力在时间内做的功小于在时间内做的功，故A错误；
B.电动车在从静止开始做匀加速运动，以额定功率继续做加速度减小的加速运动，所以电动车在内的平均速度小于内的平均速度，则在内的位移小于内的位移，根据可知，电动车在时间内克服阻力做的功小于在时间内克服阻力做的功，故B错误；
C.5s末牵引力的功率恰好达到了额定功率，10s末牵引力的功率仍为额定功率，故C正确；
D.由以上可知，5s末的速度小于10s末的速度，根据知，5s末电动车克服阻力做功的功率小于10s末电动车克服阻力做功的功率，故D错误。
故选C。  

7.【答案】D
 

【解析】略
 

8.【答案】B
 

【解析】

【分析】

分析力和位移的夹角，由功的计算公式求出拉力做的功。 

本题考查功的计算公式的应用，要注意正确掌握力、位移及夹角三者的关系，正确应用功的公式求解。

【解答】

由图可知，拉力与位移间的夹角为，故拉力做功。 
故选B。

9.【答案】B
 

【解析】

【分析】
汽车匀速直线行驶，牵引力的大小等于阻力的大小，根据得到汽车发动机的实际功率。
把握公式是解题的关键。
【解答】
汽车匀速直线行驶，牵引力的大小等于阻力的大小，即，根据得到汽车发动机的实际功率，故B正确。
故选B。  

10.【答案】D
 

【解析】

【分析】
本题考查了功率与速度和牵引力的关系。由知功率一定时，为了便于上坡，要增大牵引力，必须通过减小速度才能实现。
【解答】
由知功率一定时，为了便于上坡，要增大牵引力，必须通过减小速度才能实现。
答案选D。  

11.【答案】30 
 

【解析】

【分析】
当牵引力等于阻力时，汽车的速度达到最大，根据求解最大速度；
根据求解发动机所做的功。
解决该题的关键是明确知道最大速度的力学特征，熟记功率与速度的关系，知道功与功率的关系式。
【解答】
当牵引力等于阻力，汽车的速度最大，即为：
，
发动机所做的功为：
；
故答案为：30；。  

12.【答案】。
 

【解析】略
 

13.【答案】作用在物体上的力；物体在力的方向上发生的位移；
 

【解析】

【分析】
本题考查对功的概念的理解，熟记和理解基础知识是解答此题的关键。
根据做功的两个必要因素回答，做功的两个必要因素：一是作用在物体上的力，二是在力的方向上发生的位移。
【解答】
做功的两个必要因素：一是作用在物体上的力，二是在物体在力的方向上发生的位移，二者缺一不可。
故答案为：作用在物体上的力；物体在力的方向上发生的位移。  

14.【答案】不做功
 

【解析】略
 

15.【答案】负功   正功   增大
 

【解析】

【分析】

根据功的公式分析摩擦力和牵引力做功的正负，再由功率与速度的关系式得到功率的变化情况。

本题考查了功的正负和功率的表达式，由功的公式得到摩擦力和牵引力做功的正负，再由功率与速度的关系式得到功率的变化情况。

【解答】

汽车的位移向前，摩擦力向后，两者方向相反，则摩擦力做负功，牵引力的方向向前，与位移方向同向，则牵引力做正功，

根据牛顿第二定律知，在汽车匀加速过程中，速度越来越大，而牵引力保持不变，所以牵引力的瞬时功率将增大。

故答案为：负功；正功；增大。

16.【答案】
 

【解析】解：物体做匀速直线运动，水平力，则水平力做功的功率。
故答案为：
根据共点力平衡求出水平力的大小，结合求出水平力对物体做功的功率。
本题中物体做匀速直线运动，则满足共点力平衡，同时平均功率和瞬时功率相等，结合求出水平力做功的功率。
 

17.【答案】15  20 
 

【解析】解：前2秒物体匀速运动，摩擦力与此时间段的拉力平衡，有：；
2秒到4秒内，拉力大小为：，
位移为速度时间图象中该时间段内所围面积为：

拉力做功为：；
6秒内
物体的总位移是速度时间图象与在该时间段所围面积为：
，
摩擦力做功为：；
故答案为：15，20，，
根据平衡状态求摩擦力大小；
根据速度时间图象中的面积求解位移，根据做功公式计算拉力做功和摩擦力做功；
本题考查了速度时间图线与力学的综合，知道加速度是联系力学和运动学的桥梁，图线与时间轴围成的面积表示位移
 

18.【答案】解：根据牛顿第二定律得：；
则3s内的位移为：；
则拉力做功为：；
力F的平均功率为：；

即：力F在内对物体所做功的平均功率为18W；
末的速度为：； 
则在3s末力F对物体做功的瞬时功率为：；
即：在3s末力F对物体做功的瞬时功率为36W。

【解析】本题主要考查了牛顿第二定律、运动学基本公式及恒力做功公式的直接应用，要求同学们能正确分析物体的运动情况，求出位移，难度不大，注意平均功率与瞬时功率的区别，属于基础题．

由牛顿第二定律求出加速度，根据运动学基本公式求出运动的位移，再根据即可求解拉力做的功，由求解平均功率；

先求出3s末的速度，根据求解瞬时功率。

19.【答案】解：汽车以恒定功率起动时，它的牵引力F将随速度v的增大而减小，其加速度a也随之减小，当加速度减至零时速度最大。
设最大速度为，速度最大时牵引力等于阻力，即：
根据得，最大速度为：；

当汽车的加速度为时，由牛顿第二定律有：
解得牵引力大小为：
此时汽车的速度：；
当汽车的速度为时，牵引力：
根据牛顿第二定律得：
解得：。
设匀加速直线运动的末速度为，匀加速过程的牵引力为，当牵引力功率达到额定功率时匀加速运动结束，
根据牛顿第二定律得：
解得：
匀加速运动的末速度为：
匀加速运动的时间为：。

【解析】解决本题的关键要知道功率与牵引力的关系，知道当汽车的牵引力等于阻力时，速度最大。对于这类问题，能够根据物体的受力判断物体的运动规律。
汽车保持额定功率不变从静止启动后，随着速度增大，牵引力减小，加速度减小，当牵引力等于阻力时，加速度减至零，汽车的速度最大，根据求出汽车的最大速度；
当汽车的加速度为时，由牛顿第二定律求出牵引力，再由求速度；
当汽车的速度为时，根据求出牵引力，再根据牛顿第二定律求出加速度。
若汽车从静止开始，保持以的加速度做匀加速直线运动，牵引力功率逐渐增大，当牵引力功率达到额定功率后，汽车开始做加速度减小的变加速运动，匀加速运动结束。先根据牛顿第二定律求出牵引力的大小，结合求出匀加速运动的末速度，根据速度时间公式求出汽车匀加速运动的时间。