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鲜血与金属之荣耀 曼帅的博客

晨曦的雾霭散尽,神圣的光芒降临

 
 
 

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关于我

因为是历史爱好者一个,所以对周围的变化显得漠不关心(所以想法略有僵硬),因为喜爱战争机械,所以时常幻想着第n次世界大战(这···这难道就是传说中的中二么?)。因为信奉存在主义,所以一直坚信存在即有理(现在正纠结于高中历史书越来越像政治这一问题)。因为曾被唯心主义毒害,所以常表现为一种近乎狂热的自信(我就是真理!),其实内里是个十分谦逊随和的家伙。

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【曼帅】不务正业——高一物理必修二功、能量、功率入门级习题  

2015-02-06 11:01:45|  分类: 学物理,爱物理 |  标签: |举报 |字号 订阅

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【曼帅】不务正业——高一物理必修二功、能量、功率入门级习题 - 曼帅 - 鲜血与金属之荣耀 曼帅的博客

                                                    惯例,插图

题组一 对功的理解

1.关于功的概念,下列说法中正确的是(  )

A.位移大,力对物体做的功一定多

B.受力小,力对物体做的功一定少

C.物体静止,则力对物体一定不做功

D.力的大小和物体在力的方向上的位移大小决定功的多少

答案 CD

解析 根据功的定义式,功的大小与力、位移和力与位移之间的夹角三个因素有关,可以判断AB错误,CD正确.

2.根据力对物体做功的条件,下列说法中正确的是(  )

A.工人扛着行李在水平路面上匀速前进时,工人对行李做正功

B.工人扛着行李从一楼走到三楼,工人对行李做正功

C.作用力与反作用力做的功大小相等,并且其代数和为0

D.在水平地面上拉着一物体运动一圈后又回到出发点,则由于物体位移为0,所以摩擦力不做功

答案 B

解析 选项A中,工人对行李的作用力竖直向上,与行李的运动方向始终垂直,故对行李不做功,选项A错误;选项B中,工人对行李的作用力与行李的运动方向的夹角为锐角,故对行李做正功,选项B正确;选项C中,根据牛顿第三定律,作用力与反作用力大小相等、方向相反,但二者是对不同的物体做功,两个受力物体的位移大小不一定相等,所以选项C错误;选项D中,摩擦力是变力,且总与物体相对地面的运动方向相反,因此当物体回到出发点后,虽然物体位移为0,但摩擦力仍对物体做了负功,故选项D错误.

3.一个力对物体做了负功,则说明(  )

A.这个力一定阻碍物体的运动

B.这个力不一定阻碍物体的运动

C.这个力与物体运动方向的夹角α>90°

D.这个力与物体运动方向的夹角α<90°

答案 AC

解析 由功的表达式WFlcos α知,只有当α>90°时,cos α <0,力对物体做负功,此力阻碍物体的运动,故AC对.

4.一物体在两个力F1F2的共同作用下发生了一段位移,做功分别为W16 JW2=-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

BF1是动力,F2是阻力

C.这两个力做的总功为0

DF1F2做的功多

答案 BC

解析 由力F1F2做功的正负可以确定力F1F2与位移的夹角分别为小于90°、大于90°,但这两个力不一定大小相等、方向相反,A错;F1做正功一定是动力,F2做负功一定是阻力,但正、负不表示功的大小,B对,D错;两个力的总功等于这两个力所做功的代数和,C对.

题组二 对正、负功的判定

5.如图1,拖着旧橡胶轮胎跑是身体耐力训练的一种有效方法.如果受训者拖着轮胎在水平直道上跑了100 m,那么下列说法正确的是(  )

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 A.摩擦力对轮胎做了负功

B.重力对轮胎做了正功

C.拉力对轮胎不做功

D.支持力对轮胎做了正功

答案 A

解析 摩擦力方向与轮胎位移方向相反,摩擦力做负功,A项正确;重力和支持力的方向与轮胎位移方向垂直,不做功,BD项错误;拉力方向与轮胎位移方向成锐角,做正功,C错误.

6.一人乘电梯从1楼到20楼,在此过程中经历了先加速,后匀速,再减速的运动过程,则电梯对人的支持力的做功情况是(  )

A.加速时做正功,匀速时不做功,减速时做负功

B.加速时做正功,匀速和减速时做负功

C.加速和匀速时做正功,减速时做负功

D.始终做正功

答案 D

解析 在加速、匀速、减速的过程中,支持力与人的位移方向始终相同,所以支持力始终对人做正功,故D正确.

7.物体在合外力作用下做直线运动的vt图象如图2所示.下列表述正确的是(  )

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 A.在01 s内,合外力做正功

B.在02 s内,合外力总是做负功

C.在1 s2 s内,合外力不做功

D.在03 s内,合外力总是做正功

答案 A

解析 根据物体的vt图象可知,在01 s内,物体做匀加速运动,速度增加,合外力(加速度)方向与运动方向相同,合外力做正功,故选项A对,B错;在13 s内,速度减小,合外力(加速度)方向与运动方向相反,合外力做负功,故选项CD错.

8.关于两个物体间的一对作用力和反作用力的做功情况,下列说法正确的是(  )

A.作用力做功,反作用力一定做功

B.作用力做正功,反作用力一定做负功

C.作用力和反作用力可能都做负功

D.作用力和反作用力做的功一定大小相等

答案 C

解析 作用力和反作用力大小一定相等,但它们的做功情况却不一定相同.因为作用力和反作用力是作用在不同的物体上,所产生的作用效果不一定相同.作用力做正功,反作用力可能做负功;作用力不做功,反作用力可能做正功、负功或不做功.例如:如图甲,B向左运动时,AB的摩擦力做负功,而BA的摩擦力不做功,所以ABD均错;如图乙,分别用力F1F2作用在AB两物体上,结果A相对B发生滑动,此过程中,AB间的一对滑动摩擦力均做负功,所以C对.

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 题组三 功的计算

9.如图3所示,坐在雪橇上的人与雪橇的总质量为m,在与水平面成θ角的恒定拉力F作用下,沿水平地面向右移动了一段距离l.已知雪橇与地面间的动摩擦因数为μ,雪橇受到的(  )

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A.支持力做功为mgl

B.重力做功为mgl

C.拉力做功为Flcos θ

D.滑动摩擦力做功为-μ mgl

答案 C

10.如图所示,力F大小相等,物体沿水平面运动的位移l也相同,下列哪种情况F做功最少(  )

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 答案 D

解析 四种情况下,Fl都相同,由公式WFlcos α可知,cos α越小,力F做的功越少,Dcos α最小,故选D.

11.如图4所示,质量为m的物体A静止在倾角为θ的斜面体B上,斜面体B的质量为M.现对该斜面体施加一个水平向左的推力F,使物体随斜面体一起沿水平方向向左匀速运动,当移动的距离为l时,斜面体B对物体A所做的功为(  )

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 AFl   Bmglsin θcos θ

Cmglsin θ   D0

答案 D

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解析 对物体A进行受力分析,其受到重力mg、支持力FN、静摩擦力Ff,如图所示,由于物体A做匀速运动,所以支持力FN与静摩擦力的合力即斜面体B对物体A的作用力竖直向上,而位移水平向左,所以斜面体B对物体A的作用力的方向与位移方向垂直,斜面体B对物体A所做的功为0D正确.

12.如图5所示,质量m50 kg的滑雪运动员从高度h30 m的坡顶由静止下滑,斜坡的倾角θ37°,滑雪板与雪面之间的动摩擦因数μ0.1.则运动员滑至坡底的过程中:

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(1)滑雪运动员所受的重力对他做了多少功?

(2)各力对运动员做的总功是多少?(g10 m/s2sin 37°0.6cos 37°0.8,装备质量不计)

答案 (1)1.5×104 J (2)1.3×104 J

解析 (1)重力做的功WGmgxsin37°mgh50×10×30 J1.5×104 J

(2)物体所受合力:

Fmgsin37°μmgcos37°260 N

方向沿斜面向下,沿合力方向位移xsin37°(h)50 m

合力做的功WF·x260×50 J1.3×104 J

题组一 对功率的理解

1.下列关于功率的说法中正确的是(  )

A.由Pt(W)知,力做的功越多,功率越大

B.由PFv知,物体运动得越快,功率越大

C.由WPt知,功率越大,力做的功越多

D.由PFvcos α知,某一时刻,即使力和速度都很大,但功率不一定大

答案 D

解析 由公式Pt(W)可知,只有PWt中两个量确定后,第三个量才能确定,故选项AC错误.由PFv可知,PFv有关,故选项B错误,由PFvcos α可知,P还与α有关,故选项D正确.

2.下列关于功率的说法,正确的是(  )

A.力对物体做的功越多,功率就越大

B.做功时间短的机械,功率大

C.完成相同的功,用的时间越长,功率越大

D.功率大的机械在单位时间内做的功会更多

答案 D

解析 功率与做功多少、做功所用时间没有必然的联系,选项AB错误;完成相同的功,用时越长,功率越小,选项C错误;由功率的定义可知,选项D正确.

3.关于实际功率和额定功率,下列说法正确的是(  )

A.动力机械铭牌上标明的是该机械的额定功率

B.额定功率是动力机械工作时必须保持的稳定功率

C.在较短的时间内,实际功率可以大于额定功率

D.在较长的时间内,实际功率可以小于额定功率

答案 ACD

4.放在水平面上的物体在拉力F作用下做匀速直线运动,先后通过AB两点,在这个过程中(  )

A.物体的运动速度越大,力F做功越多

B.不论物体的运动速度多大,力F做功不变

C.物体的运动速度越大,力F做功的功率越大

D.物体的运动速度越大,力F做功的功率不变

答案 BC

解析 求做功用WFl,故不论速度多大,F做功不变,故A错,B对;物体运动速度越大,通过相等位移所用时间越短,功率就越大,故C对,D错.

题组二 机车启动问题分析

5.汽车由静止开始运动,若要使汽车在开始运动的一小段时间内保持匀加速直线运动,则(  )

A.不断增大牵引力和牵引力的功率

B.不断减小牵引力和牵引力的功率

C.保持牵引力不变,不断增大牵引力功率

D.不能判断牵引力功率怎样变化

答案 C

解析 汽车保持匀加速直线运动,所受合力不变,其中牵引力也不变,但速度增大,牵引力的功率增大,C对,ABD错.

6.汽车在平直公路上以速度v0匀速行驶,发动机功率为P,快进入闹市区时,司机减小了油门,使汽车的功率立即减小一半并保持该功率继续行驶.下面四个图象中,哪个图象正确表示了从司机减小油门开始,汽车的速度与时间的关系(  )

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答案 C

解析 汽车在匀速行驶时牵引力等于阻力,而当功率减半时速度不变,由此可知牵引力减半,故阻力大于牵引力,车将减速,因功率恒定,故做变减速运动,而牵引力变大,由am(Ff-F)知加速度逐渐减小.当牵引力等于阻力后,汽车将做匀速运动.由以上分析可知C项正确.

7.质量为m的汽车由静止开始以加速度a做匀加速运动,经过时间t,汽车达到额定功率,则下列说法正确的是(  )

Aat是汽车额定功率下的速度最大值

Bat不是汽车额定功率下的速度最大值

C.汽车的额定功率是ma2t

D.题中所给条件求不出汽车的额定功率

答案 BD

解析 汽车在额定功率下的最大速度是a0时,vmF(P额)Ff(P额),故A项错误、B项正确.汽车的功率是牵引力的功率,不是合力的功率,故C项错误.由FFfma可知,FFfma,因Ff末知,则求不出F,故求不出汽车的额定功率,故D项正确.

8.如图1所示为一汽车在平直的公路上,由静止开始运动的速度图象,汽车所受阻力恒定.图中OA为一段直线,AB为一段曲线,BC为一平行于时间轴的直线,则(  )

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 AOA段汽车发动机的功率是恒定的

BOA段汽车发动机的牵引力是恒定的

CAB段汽车发动机的功率可能是恒定的

DBC段汽车发动机的功率是恒定的

答案 BCD

解析 v ?t图知OA段汽车匀加速运动,阻力恒定,故牵引力恒定,故A错,B对.AB段加速度在减小,速度却在增加,是匀加速过程以后,即功率达到某个值以后的过程,故C对;而BCa0,汽车做匀速直线运动,PFv,功率恒定,D对,故选BCD.

题组三 功率的计算

9.质量为M的物体从高处由静止下落,若不计空气阻力,在第2 s内和第3 s内重力做的功的功率之比为(物体未落到地面,g10 m/s2)(  )

A35  B11  C13  D23

答案 A

10.拖拉机耕地时一般比在道路上行驶时速度慢,这样做的主要目的是(  )

A.节省燃料

B.提高柴油机的功率

C.提高传动机械的效率

D.增大拖拉机的牵引力

答案 D

解析 拖拉机耕地时受到的阻力比在路面上行驶时大得多,根据PFv,在功率一定的情况下,减小速度,可以获得更大的牵引力,选项D正确.

11.如图2所示是甲、乙两物体做功与所用时间的关系图象,那么甲物体的功率P与乙物体的功率P相比(  )

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 APP

BPP

CPP

D.无法判定

答案 B

解析 根据功率的定义式Pt(W)可知,在功与所用时间的关系图象中,直线的斜率表示该物体的功率.因此,由图线斜率可知PP,选项B正确.

12.一辆小车在水平面上做匀速直线运动,从某时刻起,小车所受牵引力和阻力随时间变化的规律如图3所示,则作用在小车上的牵引力F的功率随时间变化的规律是下图中的(  )

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 答案 D

解析 车所受的牵引力和阻力恒定,所以车做匀加速直线运动,牵引力的功率PFvF(v0at),故选项D正确.

13.某物体从高为H处由静止下落至地面,用时为t,则下述结论正确的是(  )

A.前、后2(H)内重力做功相等

B.前、后2(t)内重力做功相等

C.前、后2(H)内重力做功的平均功率相等

D.前、后2(t)内重力做功的平均功率相等

答案 A

解析 下落前、后2(H)过程中,重力做功均为mg·2(H)A对;由于下落前2(H)用时较长,故前2(H),重力的平均功率较小,C错;下落前、后2(t)时间内,物体分别下落4(H)4(3)H,重力做功分别为4(1)mgH4(3)mgH,这两段时间相同,做功不同,表明重力的平均功率也不相等,BD错.

14.如图4所示,位于水平面上的物体A,在斜向上的恒定拉力作用下,由静止开始向右做匀加速直线运动.已知物体质量为10 kgF的大小为100 N,方向与速度v的夹角为37°,物体与水平面间的动摩擦因数为0.5g10 m/s2.求:

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 (1)2 s末,拉力F对物体做功的功率是多大?

(2)从运动开始,物体前进12 m过程中拉力对物体做功的平均功率是多大?(sin37°0.6cos37°0.8)

答案 (1)960 W (2)480 W

解析 (1)物体对水平面的压力

FNmgFsin37°100 N100×0.6 N40 N

由牛顿第二定律得物体的加速度

am(Fcos37°-μFN)10(100×0.8-0.5×40) m/s26 m/s2

2 s末,物体的速度vat12 m/s

拉力F对物体做功的功率PFvcos37°960 W

(2)从运动开始,前进12 m用时ta(2l)= 6(2×12) s2 s

该过程中拉力对物体做功WFlcos37°100×12×0.8 J960 J

拉力对物体做功的平均功率Pt′(W)2(960) W480 W

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