功是标量,其大小等于力与其作用点位移的标积,国际单位制单位为焦耳。以下是功和功率专题训练,请考生认真练习。
1.(2015宁波期末)木块B上表面是水平的,当木块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所受的合外力对A不做功
B.B对A的弹力做正功
C.B对A的摩擦力做正功
D.A对B做正功
2.(2015福建四地六校联考)以一定的初速度竖直向上抛出一个小球,小球上升的最大高度为h,空气阻力的大小恒为F,则从抛出到落回到抛出点的过程中,空气阻力对小球做的功为()
A.0 B.-Fh
C.Fh D.-2Fh
3.(2014湖北省重点中学联考)一滑块在水平地面上沿直线滑行,t=0时其速度为1 m/s。从此刻开始在滑块运动方向上再施加一水平方向作用力F,力F和滑块的速度v随时间的变化规律分别如图甲和图乙所示。设在第1 s内、第2 s内、第3 s内力F对滑块做的功分别为W1、W2、W3,则以下关系正确的是()
图2
A.W1=W2=W3 B.W1
C.W1
对点训练:功率的分析与计算
4.(2015唐山模拟)位于固定粗糙斜面上的小物块P,受到一沿斜面向上的拉力F,沿斜面匀速上滑。现把力F的方向变为竖直向上,若使物块P仍沿斜面保持原来的速度匀速运动,则()
A.力F一定要变小 B.力F一定要变大
C.力F的功率将减小 D.力F的功率将增大
5.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的斜面上,则球落在斜面上时重力的瞬时功率为(不计空气阻力)()
A.mgv0tan B.
C. D.mgv0cos
对点训练:机车启动问题
6.(2015汕头模拟)一辆汽车从静止出发,在平直的公路上加速前进,如果发动机的牵引力保持恒定,汽车所受阻力保持不变,在此过程中()
A.汽车的速度与时间成正比
B.汽车的位移与时间成正比
C.汽车做变加速直线运动
D.汽车发动机做的功与时间成正比
7.(2015徐州模拟)一辆汽车在平直的公路上以某一初速度运动,运动过程中保持恒定的牵引功率,其加速度a和速度的倒数图像如图5所示。若已知汽车的质量,则根据图像所给的信息,不能求出的物理量是()
图5
A.汽车的功率
B.汽车行驶的最大速度
C.汽车所受到的阻力
D.汽车运动到最大速度所需的时间
8.(2015淮安模拟)某机械在每次匀速吊起货物时所能提供的功率P与所吊货物质量m的关系如图6所示。现用该机械将30个货箱吊上离地12 m高的平台,每个货箱的质量为5 kg(忽略机械从平台返回地面和装箱的时间,g取10 m/s2),所需最短时间约为()
A.360 s B.720 s
C.1 440 s D.2 400 s
9.(2015合肥模拟)起重机的钢索将重物由地面吊到空中某个高度,其速度图像如图7所示,则钢索拉力的功率随时间变化的图像可能是()
对点训练:功、功率与其他力学知识的综合
10.(2015怀化模拟)放在粗糙水平面上的物体受到水平拉力的作用,在0~6 s内其速度与时间图像和该拉力的功率与时间图像分别如图9甲和乙所示,下列说法正确的是()
A.0~6 s内物体位移大小为36 m
B.0~6 s内拉力做的功为30 J
C.合外力在0~6 s内做的功与0~2 s内做的功相等
D.滑动摩擦力大小为5 N
11.质量为2 kg的物体静止在水平地面上,物体与地面间的动摩擦因数为0.2,最大静摩擦力与滑动摩擦力大小视为相等。t=0时,物体受到方向不变的水平拉力F的作用,F的大小在不同时间段内有不同的值,具体情况如表格所示(g取10 m/s2)。求:
时间t(s) 0~2 2~4 4~6 6~8 拉力F(N) 4 8 4 8 (1)4 s末拉力的瞬时功率;
(2)6~8 s内拉力所做的功;
(3)8 s内拉力的平均功率。1.选C AB一起沿固定的光滑斜面由静止开始下滑,加速度为gsin 。由于A速度增大,由动能定理,A所受的合外力对A做功,B对A的摩擦力做正功,B对A的弹力做负功,选项A、B错误C正确。A对B不做功,选项D错误。
2.选D 阻力与小球速度方向始终相反,故阻力一直做负功,W=-Fh+(-Fh)=-2Fh,D正确。
3.选B 根据功的计算公式W=Fx,速度时间图像与时间轴围成的面积代表位移x,对照力F随时间变化的图像和速度时间图像。在0~1 s,力F1=1 N,x1= m=0.5 m,做功W1=F1x1=0.5 J。在1~2 s,力F2=3 N,x2=m=0.5 m,做功W2=F2x2=1.5 J,在2~3 s,力F3=2 N,x3=11 m=1 m,做功W3=F3x3=2 J,所以有W3W1,选项B对。
4.选C F,F=mgsin mgcos ,F的方向变为竖直向上,仍沿斜面保持原来的速度匀速运动,F=mg,和的具体数值,F如何变化,选项A、BF的方向变为竖直向上后,摩擦力不再做功,力F的功率将减小,选项C正确D错误。
5.选B 小球落在斜面上时重力的瞬时功率为P=mgvy,而vytan =v0,所以P=,B正确。
6.选A 由F-Ff=ma可知,因汽车牵引力F保持恒定,故汽车做匀加速直线运动,C错误;由v=at可知,A正确;而x=at2,故B错误;由WF=Fx=Fat2可知,D错误。
7.选D F-Ff=ma,P=Fv:a=-,,=k=40,P,a=0,=0.05:vm=20 m/s,vm=,Ff,。
8.选B 提升30个货箱到离地12 m高的平台上,克服重力所做的总功一定,机械的输出功率越大,所用时间越短,由Pm图像可知,每次提升15 kg即每次提升3个货箱时,机械功率最大,Pm=25 W,由Pm=3mgv可得v== m/s= m/s,每次提升过程对应的时间t==72 s,故所需的总时间t总=10t=720s,B正确。
9.选B 0~t1时间内重物匀加速上升,此过程中F1-mg=ma1,P1=F1v。可见F1恒定,起重机功率P1随v均匀增大;t1~t2时间内,重物匀速上升,F2=mg,P2=mgv,大小不变,但匀加速过程的末时刻功率大于mgv,故A、D均错误;t2~t3时间内,重物减速上升,mg-F3=ma3,P3=F3v,此过程中F3不变,P3随v均匀减小,但匀速运动末时刻功率大于匀减速开始时刻的功率,故B正确,C错误。
10.选C P=Fv,v t图像和P t图像可得30=F6,10=Ff6,:F=5 N,Ff= N,D;0~6 s(4+6)6 m=30 m,A;0~6 sW=Fx1+Ffx2=562 J+64 J=70 J,B,C。
11.解析:(1)在0~2 s内,拉力等于4 N,最大静摩擦力等于4 N,故物体静止。
在2~4 s内,拉力F=8 N,由牛顿第二定律得
F-mg=ma
解得a=2 m/s2
位移为x1=a(t)2=4 m
4 s末物体的速度大小v=at=4 m/s
4 s末拉力的瞬时功率P=F v=84 W=32 W
(2)在4~6 s内,拉力等于4 N,滑动摩擦力等于4 N,故物体做匀速直线运动。
位移x2=vt=42 m=8 m
在6~8 s内,拉力仍然是F=8 N,物体的加速度大小仍为a=2 m/s2。
位移x3=vt+a(t)2=12 m
拉力所做的功W=Fx3=812 J=96 J
(3)8 s内拉力做功W=0+84 J+48 J+96 J=160 J
平均功率==20 W
答案:(1)32 W (2)96 J (3)20 W
功和功率专题训练及答案的全部内容就是这些,更多试题请持续关注查字典物理网。
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