功率是指物体在单位时间内所做的功的多少,即功率是描述做功快慢的物理量。查字典物理网整理了功和功率专项测试,请大家学习。
一、选择题(在题后给的选项中,第1~4题只有一项符合题目要求,第5~9题有多项符合题目要求.)
1.(2015江淮十校)在加速向右运动的车厢中,一人用力向前推车厢(人与车厢始终保持相对静止),则下列说法中正确的是()
A.人对车厢的作用力做正功
B.车厢对人做负功
C.车厢对人做正功
D.车厢对人不做功
【答案】C
【解析】人受到重力、支持力、摩擦力和车厢对人的推力,后面三个力的施力物体为车厢,因为人与车厢相对静止,所以有向右的加速度,重力和支持力不做功,人受到车厢的摩擦力和推力两个力的合力,合力方向与速度方向相同,因此合力做正功,C项正确.
2.摆球质量为m,悬线的长为L,把悬线拉到水平位置后放手.设在摆球运动过程中空气阻力F阻的大小不变,则下列说法不正确的是()
A.重力做功为mgL
B.绳的拉力做功为0
C.空气阻力(F阻)做功为-mgL
D.空气阻力(F阻)做功为-F阻L
【答案】C
【解析】因为拉力T在运动过程中始终与运动方向垂直,故不做功,即WT=0.重力在整个运动过程中始终不变,小球在重力方向上的位移为AB在竖直方向上的投影L,所以WG=mgL.F阻所做的总功等于每个小弧段上F阻所做功的代数和, 即W阻=-(F阻s1+F阻s2+)=-F阻L.故重力mg做的功为mgL,绳子拉力做功为零,空气阻力所做的功为-F阻L.
3.(2015年南昌十校)如图K5-1-3所示,物体受到水平推力F的作用在粗糙水平面上做直线运动.监测到推力F、物体速度v随时间t变化的规律如图K5-1-4所示.取g=10 m/s2,则()
A.第1 s内推力做功为1 J
B.第2 s内物体克服摩擦力做的功为W=2.0 J
C.第1.5 s时推力F的功率为2 W
D.第2 s内推力F做功的平均功率=1.5 W
【答案】B
【解析】第1 s内物体保持静止状态,在推力方向没有位移产生,故做功为0,A选项错误;由图象可知,第3 s内物体做匀速运动,F=2 N,故F=Ff=2 N,由v-t图象知,第2 s内物体的位移x=12 m=1 m,第2 s内物体克服摩擦力做的功W=Ffx=2.0 J,故B选项正确;第1.5 s时物体的速度为1 m/s,故推力的功率为3 W,C选项错误;第2 s内推力F=3 N,推力F做功WF=Fx=3.0 J,故第2 s内推力F做功的平均功率==3 W,故D选项错误.
4.A、B两物体的质量之比mAmB=21,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,其速度图象如图K5-1-5所示,那么,A、B两物体所受摩擦阻力之比fAfB与A、B两物体克服摩擦阻力做的功之比WAWB分别为()
A.2∶1,4∶1 B.4∶1,2∶1
C.1∶4,1∶2 D.1∶2,1∶4
【答案】B
【解析】由v-t图象可知aAaB=21,而f=ma,mAmB=21,可得fAfB=41;又由图象中面积关系,可知A、B位移之比xAxB=12,做功W=fx,可得WAWB=21,故选项B正确.
5.(2015年汕头检测)用一水平拉力使质量为m的物体从静止开始沿粗糙的水平面运动,物体的v-t图象下列表述正确的是()
A.在0~t1时间内拉力逐渐减小
B.在0~t1时间内物体做曲线运动
C.在t1~t2时间内拉力的功率不为零
D.在t1~t2时间内合外力做功mv2
【答案】AC
【解析】由图可知,在0~t1时间物体加速度减小,由a=(F-f)/m知拉力逐渐减小,A正确;v-t图象无法表示曲线运动,B错误;在t1~t2时间内拉力不为零,故功率不为零,C正确;在t1~t2时间内合外力为零,故合外力做功为零,D错误.
6.(2015年湛江模拟)一汽车在平直路面上启动时的速度时间图象,从t1时刻起汽车的功率保持不变,由图象可知()
A.0~t1时间内,汽车的牵引力增大,加速度增大,功率不变
B.0~t1时间内,汽车的牵引力不变,加速度不变,功率增大
C.t1~t2时间内,汽车的牵引力减小,加速度减小
D.t1~t2时间内,汽车的牵引力不变,加速度不变
【答案】BC
【解析】在0~t1时间内,图线的斜率不变,则加速度不变,由F-Ff=ma,知牵引力不变,由P=Fv知功率增大,选项A错误,B正确;在t1~t2时间内,由P=Fv,知P不变,v增大,则F减小.由图象或根据F-Ff=ma,知加速度减小,选项C正确,D错误.
7.(2015年浙江五校联考) a、b所示是一辆质量m=6103 kg的公共汽车在t=0和t=4 s末两个时刻的两张照片.当t=0时,汽车刚启动(汽车的运动可看成匀加速直线运动).图c是车内横杆上悬挂的拉手环经放大后的图象,测得=15.根据题中提供的信息,可以估算出的物理量有()
A.汽车的长度
B.4 s末汽车的速度
C.4 s内汽车牵引力所做的功
D.4 s末汽车牵引力的功率
【答案】AB
【解析】由图c可求得汽车的加速度a,故由s=at2可估算汽车的长度,由v=at可估算汽车的速度;由于汽车阻力未知,所以汽车牵引力F未知,所以4 s内汽车牵引力所做的功及4 s末汽车牵引力的功率不能估算出.
8.质量为m的木块放在倾角为的斜面上与斜面一起水平向左匀速运动,木块( )
A.对斜面的压力大小为mgcos
B.所受的支持力对木块不做功
C.所受的摩擦力对木块做负功
D.所受的摩擦力方向可能沿斜面向下
【答案】AC
【解析】木块与斜面一起水平向左匀速运动,木块受三个力作用,由平衡条件,可知木块所受支持力N=mgcos ,所受的摩擦力f方向沿斜面向上,故选项A正确,D错误;N与v的夹角小于90,支持力对木块做正功,B错误;又由于f与v的夹角大于90,摩擦力对木块做负功,所以选项C正确.
9.(2015年湖南联考)质量为2103 kg,发动机额定功率为80 kW的汽车在平直公路上行驶;若汽车所受阻力大小恒为4103 N,则下列判断中正确的有()
A.汽车的最大动能是4105 J
B.汽车以加速度2 m/s2匀加速启动,启动后第2秒末时发动机实际功率是32 kW
C.汽车以加速度2 m/s2做初速度为0的匀加速运动中,达到最大速度时阻力做功为4105 J
D.若汽车保持额定功率启动,则当汽车速度为5 m/s时,其加速度为5 m/s2
【答案】AB
【解析】汽车达到最大速度时,加速度为0,牵引力等于阻力,汽车功率P=Fv=fv,所以最大速度v==20 m/s,对应的动能为4105 J,A项正确;汽车以加速度2 m/s2匀加速启动,牵引力F=f+ma=8103 N,所以2 s末对应的实际功率为P=Fat=32 kW,能够维持匀加速运动的最长时间为t==5 s,对应的摩擦力做功为Wf=fx=fat2=105 J,B项正确,C项错误;当汽车保持额定功率启动时有-f=ma,解得其加速度为a=6 m/s2,D项错误. 二、非选择题
10.(2015年日照模拟)如图K5-1-10所示,建筑工人通过滑轮装置将一质量是100 kg的料车沿30角的斜面由底端匀速地拉到顶端,斜面长L是4 m,若不计滑轮的质量和各处的摩擦力,g取10 N/kg,求这一过程中:
(1)人拉绳子的力做的功;
(2)物体的重力做的功;
(3)物体受到的各力对物体做的总功.
图K5-1-10
【答案】(1)2 000 J (2)-2 000 J (3)0
【解析】(1)工人拉绳子的力:F=mgsin .
工人将料车拉到斜面顶端时,拉绳子的长度:l=2L,根据公式W=Flcos ,得
W1=mgsin 2L=2 000 J.
(2)重力做功:W2=-mgh=-mgLsin =-2 000 J.
(3)由于料车在斜面上匀速运动,则料车所受的合力为0,故W合=0
11.(2015年茂名模拟)一辆汽车质量为1103 kg,最大功率为2104 W,在水平路面上由静止开始做直线运动,最大速度为v2,运动中汽车所受阻力恒定.发动机的最大牵引力为3103 N,其行驶过程中牵引力F与车速的倒数的关系如图K5-1-11所示.试求:
(1)根据图线ABC判断汽车做什么运动;
(2)v2的大小;
(3)整个运动过程中的最大加速度.
图K5-1-11
【答案】(1)见解析 (2)20 m/s (3)2 m/s2
【解析】(1)题图中图线AB段牵引力F不变,阻力f不变,汽车做匀加速直线运动,图线BC的斜率表示汽车的功率P,P不变,则汽车做加速度减小的加速运动,直至达到最大速度v2,此后汽车做匀速直线运动.
(2)当汽车的速度为v2时,牵引力为F1=1103 N,
v2== m/s=20 m/s.
(3)汽车做匀加速直线运动时的加速度最大
阻力f== N=1 000 N,
a== m/s2=2 m/s2.12.(2015年巴中模拟)如图K5-1-12所示,水平传送带正以2 m/s的速度运行,两端水平距离l=8 m,把一质量m=2 kg的物块轻轻放到传送带的A端,物块在传送带的带动下向右运动,若物块与传送带间的动摩擦因数=0.1,则把这个物块从A端传送到B端的过程中,不计物块的大小,g取10 m/s2,求摩擦力对物块做功的平均功率.图K5-1-12
【答案】0.8 W
【解析】物块刚放到传送带上时,由于与传送带有相对运动,物块受向右的滑动摩擦力,物块做加速运动,摩擦力对物块做功,物块受向右的摩擦力
Ff=mg=0.1210 N=2 N,
加速度a=g=0.110 m/s2=1 m/s2.
物块与传送带相对静止时的位移
x==2m.
摩擦力做功W=Ffx=22 J=4 J.
相对静止后物块与传送带之间无摩擦力,此后物块匀速运动到B端,物块由A端到B端所用的时间
t=+=5 s.
则物块在被传送过程中所受摩擦力的平均功率
P==0.8 W.
功和功率专项测试和答案的所有内容就是这些,查字典物理网希望考生可以更上一层楼。
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