2021学年第八章 机械能守恒定律1 功与功率同步练习题

这是一份2021学年第八章 机械能守恒定律1 功与功率同步练习题，共5页。

【基础巩固】
1.(多选)一物体在两个力F1、F2的共同作用下发生了一段位移,这两个力做功分别为W1=6 J、W2=-6 J,下列说法正确的是( )
A.这两个力一定大小相等、方向相反
B.F1是动力,F2是阻力
C.这两个力做的总功为0
D.F1比F2做的功多
答案:BC
2.(多选)如图所示,一个物体放在水平地面上,在跟竖直方向成θ角的斜向下的推力F的作用下沿水平地面向右移动了距离s.若物体的质量为m,物体与地面之间的摩擦力大小为Ff,则在此过程中( )
A.摩擦力做的功为-Ffs
B.力F做的功为Fscs θ
C.合力F合做的功为Fssin θ-Ffs
D.重力做的功为mgs
答案:AC
3.以一定速度竖直上抛一个小球,小球上升的最大高度为h,空气阻力的大小恒为Ff,则从抛出至落回到出发点的过程中,空气阻力对小球做的功为
( )
A.0 B.-Ffh C.-2Ffh D.-4Ffh
答案:C
4.甲、乙两物体做功与所用时间的关系图像如图所示,那么甲物体的功率P甲与乙物体的功率P乙相比( )
A.P甲>P乙 B.P甲答案:B
5.假设摩托艇受到的阻力的大小正比于它的速率.如果做匀速直线运动的摩托艇的发动机的输出功率变为原来的2倍,那么摩托艇的速率变为原来的
( )
A.4倍 B.2倍 C.3 倍 D.2 倍
答案:D
6.额定功率为80 kW的汽车,在平直的公路上行驶的最大速度为20 m/s,汽车的质量为2×103 kg,如果汽车从静止开始做匀加速直线运动,加速度为2 m/s2,运动过程中阻力不变,求:
(1)汽车所受的阻力大小;
(2)汽车匀加速运动的最长时间.
解析:(1)当汽车达到最大速度时,F牵=F阻,
而P额=F阻vm,
得F阻=P额vm=4×103 N.
(2)在匀加速阶段根据牛顿第二定律有
F牵'-F阻=ma,
得F牵'=F阻+ma=8×103 N.
当汽车达到额定功率时,P额=F牵'v,
得v=P额F牵'=10 m/s,
匀加速运动的时间
t=va=5 s.
答案:(1)4×103 N (2)5 s
【拓展提高】
7.A、B两物体的质量之比mA∶mB=2∶1,它们以相同的初速度v0在水平面上做匀减速直线运动,直到停止,其速度图像如图所示.那么,A、B两物体所受摩擦力之比FfA∶FfB与A、B两物体克服摩擦力做的功之比WA∶WB分别
为( )
A.2∶1,4∶1 B.4∶1,2∶1
C.1∶4,1∶2 D.1∶2,1∶4
解析:由题图可知,物体A的加速度大小aA=v0t,物体B的加速度大小aB=v02t,根据牛顿第二定律可得,物体A、B受到的摩擦力分别为FfA=mAaA,FfB=mBaB,又
mA∶mB=2∶1,所以FfA∶FfB=4∶1;v-t图像中图线与横轴所围的面积表示位移,从开始运动到停止,A、B两物体的位移分别为lA=v0t2,lB=2v0t2=v0t,又功W=Flcs α,所以A、B克服摩擦力做功之比WA∶WB=(FfAlA)∶(FfBlB)=2∶1.选项B正确.
答案:B
8.(多选)质量为m的物体静止在光滑水平面上,从t=0时刻开始物体受到水平力F的作用.力F的大小与时间t的关系如图所示,力的方向保持不变,则
( )
A.3t0时刻水平力的瞬时功率为5F02t0m
B.3t0时刻水平力的瞬时功率为15F02t0m
C.在0~3t0这段时间内,水平力的平均功率为23F02t04m
D.在0~3t0这段时间内,水平力的平均功率为25F02t06m
解析:0~2t0时间内,物体的加速度a1=F0m,2t0时刻的速度v1=a1·2t0=2F0t0m,位移x1=2F0t02m;2t0~3t0时间内,加速度a2=3F0m,3t0时刻的速度v2=v1+a2t0=5F0t0m,2t0~3t0时间内的位移x2=7F0t022m.3t0时刻的瞬时功率P=3F0v2=15F02t0m,选项B正确;3t0内的平均功率P=Wt=F0x1+3F0x23t0=25F02t06m,选项D正确.
答案:BD
9.水平地面上有质量分别为m和4m的物块A和B,二者与地面间的动摩擦因数均为μ.细绳的一端固定,另一端跨过轻质动滑轮与A相连,动滑轮与B相连,如图所示.初始时,绳处于水平拉直状态.若物块A在水平向右的恒力F作用下向右移动了距离s,重力加速度大小为g.求:
(1)物块B克服摩擦力所做的功;
(2)物块A、B的加速度大小.
解析:(1)物块A移动了距离s,则物块B移动的距离为s1=12s,
物块B受到的摩擦力大小为Ff=4μmg,
物块B克服摩擦力所做的功为W=Ffs1=2μmgs.
(2)设物块A、B的加速度大小分别为aA、aB,绳的拉力大小为FT.由牛顿第二定律得F-μmg-FT=maA,
2FT-4μmg=4maB,
由A和B的位移关系得aA=2aB,
联立以上各式得aA=F-3μmg2m, aB=F-3μmg4m.
答案:(1)2μmgs (2)F-3μmg2m F-3μmg4m
【挑战创新】
10.人的心脏每跳一次大约输送8×10-5 m3的血液,正常人血压(可看作心脏输送血液的压强)平均值约为1.5×104 Pa,心跳每分钟约70次,据此估测心脏工作的平均功率.
解析:设正常人的血压为p,作用于横截面积为S的血管内的血液上,在时间t内血液因压力的作用而移动了一定的距离l,如图所示.
则压力做功为W=pSl=pΔV,ΔV指血液的体积,由题意知ΔV=8×10-5 m3.
因此,心脏每分钟所做的功应为W=npΔV=84 J,
故心脏工作的平均功率为P=Wt=1.4 W.
答案:1.4 W