高中物理人教版 (2019)必修 第二册1 功与功率优秀同步练习题

这是一份高中物理人教版 (2019)必修 第二册1 功与功率优秀同步练习题，共7页。
[基础对点练]
对点练1 功的理解及正、负功的判断
1．(多选)下列说法正确的是( )
A．－10 J的功小于＋5 J的功
B．功是标量，正、负表示外力对物体做功还是物体克服外力做功
C．一个力对物体做负功，则说明这个力一定阻碍物体的运动
D．功是矢量，正、负表示方向
2．图甲为一男士站立在履带式自动扶梯上匀速上楼，图乙为一女士站立在台阶式自动扶梯上匀速上楼．下列关于两人受到的力以及做功情况说法正确的是( )
A．甲图中支持力对人做正功
B．甲图中摩擦力对人做负功
C．乙图中人受到水平向前的摩擦力
D．两人受到电梯的作用力的方向相同
对点练2 恒力做功的计算
3．起重机以1 m/s2的加速度，将质量为100 kg的货物由静止匀加速向上提升，g取10 m/s2，则第1 s内起重机对货物做功为( )

A．500 J B．550 J C．1 000 J D．1 100 J
4．某人用与水平方向成60°角、大小为40 N的恒力推着小车在粗糙的水平面上前进了5.0 m，人放手后，小车又前进了2.0 m才停下来，则小车在运动过程中，人的推力所做的功为( )

A．140 J B．100 J
C．60 J D．无法确定
5．如图所示，重为G的物体静止在倾角为α的粗糙斜面体上，现使斜面体向右做匀速直线运动，通过的位移为x，物体相对斜面体一直保持静止，则在这个过程中( )
A．弹力对物体做功为Gx cs α
B．静摩擦力对物体做功为Gx sin α
C．重力对物体做功为Gx
D．合力对物体做功为0
对点练3 功率的理解和计算
6．(多选)关于功率，以下说法正确的是( )
A．单位时间内物体做功越少，其功率越小
B．物体做功越多，它的功率就越大
C．物体做功越快，它的功率就越大
D．额定功率是发动机长时间正常工作时的最大输出功率
7.
如图所示，一质量为1 kg的木块静止在光滑水平面上，在t＝0时，用一大小为F＝2 N、方向与水平面成θ＝30°的斜向右上方的力作用在该木块上，则在t＝3 s时力F的功率为( )
A．5 W B．6 W
C．9 W D．6 eq \r(3) W
8．高二某同学参加引体向上体能测试，如图所示，在20 s内完成10次标准动作，每次引体向上的高度约为50 cm，则此过程中该同学克服重力做功的平均功率最接近于(g取10 m/s2)( )
A．0 B．150 W
C．450 W D．750 W
[能力提升练]
9．如图所示，质量为m的小球以初速度v0水平抛出，恰好垂直打在倾角为θ的斜面上，不计空气阻力，则球落在斜面上时重力的瞬时功率为( )
A.mgv0 B． eq \f(mgv0,tan θ)
C． eq \f(mgv0,cs θ) D．mgv0cs θ
10．(多选)被弹射器弹出的质量为2 kg 的物体在水平面上做直线运动，某时刻在物体运动方向上施加一水平拉力F，之后物体运动的v­t图像如图所示．若物体所受摩擦力大小为10 N，则在0～5 s内( )

A.拉力F做功150 J B．拉力F做功100 J
C．摩擦力做功250 J D．物体克服摩擦力做功250 J
11．如图所示，水平的传送带以速度 v＝6 m/s顺时针运转，两传动轮M、N之间的距离为L＝10 m，若在M轮的正上方，将一质量为m＝3 kg的物体轻放在传送带上，已知物体与传送带之间的动摩擦因数μ＝0.3，在物体由M处传送到N处的过程中，传送带对物体的摩擦力做了多少功？(g取10 m/s2)
12．在F＝6 N的水平力作用下，质量m＝3 kg的物体在光滑水平面上由静止开始运动，运动时间t＝3 s．求：
(1)力F在前3 s内对物体做的功；
(2)力F在前3 s内对物体做功的平均功率；
(3)在3 s末力F对物体做功的瞬时功率．
[素养培优练]
13．(多选)两个质量相等的物体A、B并排静放在水平地面上，现用同向水平拉力F1、F2分别作用于物体A和B上，分别作用一段时间后撤去，两物体各自滑行一段距离后停止运动．
两物体运动的v­t图像分别如图中图线a、b所示．已知拉力F1、F2分别撤去后，物体做减速运动过程的v­t图线彼此平行(相关数据已在图中标出).由图中信息可以得出( )
A.两个物体A、B与水平地面的动摩擦因数相同
B．F1等于1.6F2
C．F1作用时物体A的位移与F2作用时物体B的位移相等
D．F1的最大瞬时功率等于F2的最大瞬时功率的2倍
参考答案
1.BC [功是标量，正、负表示外力对物体做功还是物体克服外力做功，不表示大小，比较功的大小需要比较其绝对值，所以－10 J的功大于＋5 J的功，故A、D错误，B正确；一个力对物体做负功，则说明这个力一定阻碍物体的运动，故C正确．]
2.D [题图甲中对人受力分析知，人受到重力、垂直于斜面的支持力和沿斜面向上的静摩擦力，因为人的位移沿斜面向上，所以支持力对人不做功，摩擦力对人做正功，故A、B错误；题图乙中对人受力分析知，人受到重力和竖直向上的支持力，不受摩擦力的作用，故C错误；因为两种情况下人均做匀速直线运动，故合力为零，所以两人受到电梯的作用力与重力等大反向，即方向都是竖直向上，故D正确．]
3.B [根据牛顿第二定律得F－mg＝ma，解得F＝mg＋ma＝100×(10＋1) N＝1 100 N．上升的位移x＝ eq \f(1,2) at2＝ eq \f(1,2) ×1×12 m＝0.5 m．则拉力做功W＝Fx＝1 100×0.5 J＝550 J．故B正确，A、C、D错误．]
4.B [推力做功大小为W＝Fl cs 60°＝40×5× eq \f(1,2) J＝100 J，撤去推力后，小车由于惯性继续向前运动，推力不做功，所以在小车运动过程中，推力做的总功为100 J，故B正确，A、C、D错误．]
5.D [分析物体的受力情况：受重力mg、弹力FN和摩擦力F，如图所示，根据平衡条件，有FN＝G cs α；F＝G sin α，重力与位移垂直，做功为零；摩擦力F与位移的夹角为α，所以摩擦力对物体做功为：Wf＝F x cs α＝Gx sin α·cs α，斜面对物体的弹力做功为WN＝FNx cs (90°＋α)＝－Gx sin α·cs α，故A、B、C错误；因物体做匀速运动，合外力等于零，故合外力做功为零，故D正确．]
6.ACD [根据P＝ eq \f(W,t) 可知，单位时间内物体做功越少，其功率越小，故A正确；物体做功越快，说明单位时间内物体做功越多，则它的功率就越大，故C正确，B错误；额定功率是发动机长时间正常工作时的最大输出功率，故D正确．]
7.C [对木块根据牛顿第二定律可知，木块的加速度为：a＝ eq \f(F cs θ,m) ＝ eq \r(3) m/s2，则t＝3 s时的瞬时速度为：v＝at＝3 eq \r(3) m/s，则力F的瞬时功率为：P＝Fv cs θ＝2×3 eq \r(3) × eq \f(\r(3),2) W＝9 W，故C项正确．]
8.B [该同学的质量约为60 kg，引体向上的高度为50 cm，该同学做功的平均功率为P＝ eq \f(W,t) ＝n eq \f(mgh,t) ＝150 W，选项B正确．]
9.B [如图所示，由于v垂直于斜面，可求出小球落在斜面上时速度的竖直分量为vy＝ eq \f(v0,tan θ) ，小球落在斜面上时，重力的瞬时功率P＝mgvy，联立可得P＝ eq \f(mgv0,tan θ) ，故选B.]
10.AD [由图像可得物体的加速度a＝ eq \f(0－10,5) m/s2＝－2 m/s2，根据牛顿第二定律有F－Ff＝ma，解得F＝6 N．由于v­t图线与横轴所围面积表示位移，所以0～5 s内物体发生的位移为s＝ eq \f(1,2) ×5×10 m＝25 m，故拉力F做功Wf＝Fs＝6×25 J＝150 J，A正确，B错误；摩擦力做功W Ff＝－Ff s＝－10×25 J＝－250 J，即物体克服摩擦力做功250 J，故C错误，D正确．]
11.[解析] 物体放在传送带上后的加速度a＝ eq \f(F,m) ＝ eq \f(μmg,m) ＝μg＝3 m/s2
设一段时间后物体的速度增大到v＝6 m/s，此后物体与传送带速度相同，二者之间不再相对滑动，滑动摩擦力随之消失，可见滑动摩擦力的作用时间为t＝ eq \f(v,a) ＝ eq \f(6,3) s＝2 s
在这2 s内物体水平向右运动的位移为
l＝ eq \f(1,2) at2＝ eq \f(1,2) ×3×22 m＝6 m＜L＝10 m
故滑动摩擦力对物体所做的功为
W＝Fl＝μmgl＝0.3×3×10×6 J＝54 J．
[答案] 54 J
12.[解析] (1)在水平力F的作用下，物体在光滑水平面上做初速度为零的匀加速直线运动，根据牛顿第二定律可知，加速度a＝ eq \f(F,m)
则物体在3 s末的速度v＝at
物体在3 s内的位移x＝ eq \f(1,2) at2
代入数据，解得a＝2 m/s2，v＝6 m/s，x＝9 m
力F在前3 s内对物体做的功W＝Fx＝54 J.
(2)力F在前3 s内的平均功率 eq \x\t(P) ＝ eq \f(W,t) ＝18 W.
(3)3 s末力F的瞬时功率P＝Fv＝6×6 W＝36 W．
[答案] (1)54 J (2)18 W (3)36 W
13.ABD [由图像可知：减速阶段加速度大小a1＝a2＝1 m/s2，根据μmg＝ma，可知μ1＝μ2＝0.1，故A正确；加速阶段的加速度a1＝ eq \f(2.5,1.5) m/s2＝ eq \f(5,3) m/s2，a2＝ eq \f(2,3) m/s2，根据F－μmg＝ma，得F1＝ eq \f(8,3) m，F2＝ eq \f(5,3) m；所以F1＝1.6F2，故B正确；加速阶段的位移分别为x1＝ eq \f(2.5,2) ×1.5 m＝1.875 m，x2＝ eq \f(2,2) ×3 m＝3 m，故C错误；F1的最大瞬时功率P1＝F1v1＝ eq \f(20,3) m(W)，F2的最大瞬时功率P2＝F2v2＝ eq \f(10,3) m(W)，所以P1＝2P2，故D正确．]