(完整版)高中物理功和功率试题有答案
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完整版)高中物理功和功率试题有答案1.在足球沿水平地面运动过程中,球克服阻力做了功。
2.对于质量为m的物体在粗糙的水平面上运动,如果物体做加速直线运动,则力F也可能对物体做负功。
3.小球下落过程中重力做功的平均功率是50W。
4.当物体的动能等于势能时,物体所经历的时间为H。
5.作用在小车上的牵引力的功率随时间变化规律如图(乙)所示。
6.若改变物体速度的是摩擦力,物体的机械能可能增加。
7.发动机所做的功为2F1s。
8.合外力对物体做的功为21J。
9.F1和F2分别为W和(2/3)W。
两个人要将1000kg的小车推上一条长5m、高1m的斜坡顶端。
已知无论何时小车所受的摩擦阻力都是其重量的0.12倍,而两个人能够发挥的最大推力各为800N。
在不使用其他工具的情况下,能否将小车刚好推到坡顶?如果可以,应该如何做?额定功率为8W的玩具汽车质量为2kg,在水平桌面上以0.5m/s²的匀加速直线运动,其最大速度可达2m/s。
求:(1)汽车的牵引力是多少?匀加速运动的持续时间是多少?(2)汽车在匀加速运动中,牵引力和摩擦力各做了多少功?mP2Ps根据公式W=mv^2/2,得出物体的动能。
根据公式mgh,得出物体的重力势能。
根据公式W=F*s*cosθ,得出人对物体做的功。
根据动能定理,得出外力对物体做的功。
根据题意可判断答案。
根据功的计算公式W=F*s,解出F1和F2的大小比为3:1.根据牛顿第二定律和机械能守恒原理,求得加速度和两球落地后的水平距离。
绳L对B球做的功等于B球获得的动能。
根据公式mv^2/2=mgh,解出答案。
用心爱心专心根据公式n(n-1)mgh/512.1x10^11,得出答案。
根据公式mg/4gh和gh/2,得出答案。
根据公式m1(m1+m2)g/(k2-k1),得出答案。
计算题根据牛顿第二定律和运动学公式,求出加速度和物体在斜面上的位移。
根据功的公式,求出物体在斜面上受到的摩擦力所做的功。
高一物理功和功率试题1.A、B两物体质量均为m,A置于光滑水平面上,B置于粗糙水平面上,用相同水平力F分别推A和B,使它们前进相同的位移。
假设力F对物体A做的功为W1,对B做的功为W2,力F对物体A做功的平均功率为P1,对B做功的平均功率为P2。
以下关系正确的是()A. W1= W2,P1= P2B.W1= W2,P1> P2C. W1>W2, P1> P2D. W1> W2,P1= P2【答案】B【解析】试题解析:由于W=Fs,在用力推物体A与B时,用的力F是相等的,通过的距离也是相等的,故两个力做的功相等,即W1= W2,故C、D错误;由于物体A没有摩擦力,而B运动时要受到摩擦力的作用,故A的加速度大于B,所以A所用的时间小于B的时间,所以根据P=W/t可知,力对A的功率要大于力对B的功率,即P1> P2,故B正确。
【考点】功与功率大小的判断。
2.一个重10N的物体从高处由静止开始自由下落,不计空气阻力,则3s内重力对物体做的功为___________J;第3s末重力的瞬时功率为___________W。
(g取)【答案】450(2分);300(2分)【解析】据题意,物体做自由落体运动,3s内下落高度为:,此过程重力做功为:,3s末物体速度为:,此时重力顺时功率为:。
【考点】本题考查功和功率。
3.一台起重机将质量为1吨的货物由静止竖直吊起做匀加速运动,在2s末货物的速度为4m/s.g=10m/s2,不计空气阻力,则起重机在2s末的输出功率为A.8kW B.40kW C.48kW D.50 kW【答案】C【解析】货物的加速度为:,根据牛顿第二定律得:F-mg=ma,解得:,则2s末的输出功率为:.故C正确。
【考点】考查了功率的计算4.如图所示,分别用恒力F1、F2先后将一物体由静止开始沿同一粗糙的固定斜面由底端拉至顶端,两次所用时间相同,第一次力F1沿斜面向上,第二次力F2沿水平方向.则两个过程比较A.接触面上因摩擦产生的热量相同B.物体的机械能增加量相同C.F1做的功与F2做的功相同D.F1做功的功率比F2做功的功率小【答案】BD【解析】两次过程物体对斜面的压力不同,故摩擦力大小不同,则产生的热量不相同,故A错误;物体末速度相同,又由于处于相同的高度,所以两物体机械能变化相同,故B正确;由图示分析可知,第一个物体所受的摩擦力小于第二个物体所受的摩擦力,故两物体克服摩擦力做功不同,重力做功相同,则做的功比做的少.故C错误;物体的运动情况相同,重力做功功率相同,图中克服摩擦力做功的功率大,故做功的功率比做功的功率小,故D正确;【考点】考查了功能关系,功和功率的计算5.如图所示,一根轻杆两端有小球a、b,它们的质量分别是m和2m,杆可绕中心点O自由转动,使杆由水平位置无初速度释放,杆转至竖直位置的过程中()A.b球的重力势能减少,动能增加,机械能守恒B.杆对a球做正功C.杆对b球做正功D.整个系统的机械能守恒【答案】BD【解析】对小球a、b和轻杆组成的系统,在运动过程中系统只受重力,故系统的机械能守恒,故D项正确;对a球,在运动过程中受重力和杆的弹力,而小球的重力势能和动能都在增加,即小球的机械能增加了,根据功能关系可知,杆一定对a球做正功,故B项正确;对b球,在运动过程中受重力和杆的弹力,由于a球、b球和杆组成的系统的机械能守恒,且a球的机械能增加,故b球的机械能减少,根据功能关系可知杆对b球做负功,故C项错误;对b球,由于系统的机械能守恒,且a球的机械能增加,所以b球的机械能减少,故A项错误。
高中功和功率试题及答案
1. 功的定义是什么?
答案:功是力与力的方向上的位移的乘积。
2. 功率的物理意义是什么?
答案:功率是单位时间内完成的功。
3. 已知物体在水平面上受到的摩擦力为10N,物体移动了5m,求摩擦
力所做的功。
答案:摩擦力所做的功为-50J(负号表示功的方向与位移方向相反)。
4. 一个质量为2kg的物体从静止开始,以2m/s²的加速度上升,求物体上升10m过程中重力所做的功。
答案:重力所做的功为0J,因为重力的方向与位移方向相反。
5. 一个电动机在1分钟内将一个质量为50kg的物体提升到5m的高度,电动机的功率是多少?
答案:电动机的功率为500W。
6. 一个物体在水平面上以3m/s的速度移动了10m,如果物体受到的阻力为5N,求物体克服阻力所做的功。
答案:物体克服阻力所做的功为150J。
7. 一个质量为4kg的物体从4m的高度自由落下,求物体落地时的动能。
答案:物体落地时的动能为64J。
8. 一个物体在水平面上以6m/s的速度移动,受到的阻力为3N,求物
体在移动过程中功率的大小。
答案:物体在移动过程中的功率为18W。
9. 一个物体在竖直方向上以1m/s的速度匀速上升,受到的重力为50N,求物体上升过程中的功率。
答案:物体上升过程中的功率为50W。
10. 一个质量为3kg的物体在水平面上以4m/s的速度移动,受到的阻
力为2N,求物体在移动过程中的功率。
答案:物体在移动过程中的功率为8W。
高中物理 必修2 【功和功率】典型题1.如图,一光滑大圆环固定在桌面上,环面位于竖直平面内,在大圆环上套着一个小环.小环由大圆环的最高点从静止开始下滑,在小环下滑的过程中,大圆环对它的作用力( )A .一直不做功B .一直做正功C .始终指向大圆环圆心D .始终背离大圆环圆心解析:选A .由于大圆环是光滑的,因此小环下滑的过程中,大圆环对小环的作用力方向始终与速度方向垂直,因此作用力不做功,A 项正确,B 项错误;小环刚下滑时,大圆环对小环的作用力背离大圆环的圆心,滑到大圆环圆心以下的位置时,大圆环对小环的作用力指向大圆环的圆心,C 、D 项错误.2.我国自主研制的绞吸挖泥船“天鲲号”达到世界先进水平.若某段工作时间内,“天鲲号”的泥泵输出功率恒为1×104 kW ,排泥量为1.4 m 3/s ,排泥管的横截面积为0.7 m 2.则泥泵对排泥管内泥浆的推力为( )A .5×106 NB .2×107 NC .2×109 ND .5×109 N解析:选A .由排泥量和排泥管横截面积可求排泥速度v =1.4 m 3/s0.7 m 2=2 m/s.由P =F v可求,F =P v =1×107 W2 m/s=5×106 N.3.(多选)某汽车在平直公路上以功率P 、速度v 0匀速行驶时,牵引力为F 0.在t 1时刻,司机减小油门,使汽车的功率减为P2,此后保持该功率继续行驶,t 2时刻,汽车又恢复到匀速运动状态.有关汽车牵引力F 、速度v 的说法,其中正确的是( )A .t 2后的牵引力仍为F 0B .t 2后的牵引力小于F 0C .t 2后的速度仍为v 0D .t 2后的速度小于v 0解析:选AD .由P =F 0v 0可知,当汽车的功率突然减小为P2时,瞬时速度还没来得及变化,则牵引力突然变为F 02,汽车将做减速运动,随着速度的减小,牵引力逐渐增大,汽车做加速度逐渐减小的减速运动,当速度减小到使牵引力又等于阻力时,汽车再做匀速运动,由P2=F0·v2可知,此时v2=v02,故A、D正确.4.在光滑的水平面上,用一水平拉力F使物体从静止开始移动x,平均功率为P,如果将水平拉力增加为4F,使同一物体从静止开始移动x,平均功率为() A.2P B.4PC.6P D.8P解析:选D.设第一次运动时间为t,则其平均功率表达式为P=Fxt;第二次加速度为第一次的4倍,由x=12at2可知时间为t2,其平均功率为P′=4Fx t2=8Fxt=8P,选项D正确.5.质量为2 kg的物体做直线运动,沿此直线作用于物体的外力与位移的关系如图所示,若物体的初速度为3 m/s,则其末速度为()A.5 m/s B.23 m/sC. 5 m/s D.35 m/s解析:选B.Fx图象与x轴围成的面积表示外力所做的功,由题图可知:W=(2×2+4×4-3×2) J=14 J,根据动能定理得:W=12m v2-12m v20,解得:v=23 m/s,故B正确.6.我国自行研制、具有完全自主知识产权的新一代大型喷气式客机C919首飞成功后,拉开了全面试验试飞的新征程.假设飞机在水平跑道上的滑跑是初速度为零的匀加速直线运动,当位移x=1.6×103m时才能达到起飞所要求的速度v=80 m/s.已知飞机质量m=7.0×104 kg,滑跑时受到的阻力为自身重力的0.1倍,重力加速度取g=10 m/s2.求飞机滑跑过程中,(1)加速度a的大小;(2)牵引力的平均功率P.解析:(1)飞机做初速度为零的匀加速直线运动,有 v 2=2ax ①代入数据解得a =2 m/s 2.② (2)飞机受到的阻力F 阻=0.1mg ③设发动机的牵引力为F ,根据牛顿第二定律有 F -F 阻=ma ④飞机滑跑过程中的平均速度v -=v2⑤所以牵引力的平均功率P =F v -⑥ 联立②③④⑤⑥式得P =8.4×106 W .⑦ 答案:(1)2 m/s 2 (2)8.4×106 W7.用铁锤把小铁钉钉入木板,设木板对钉子的阻力与钉进木板的深度成正比.已知铁锤第一次将钉子钉进d ,如果铁锤第二次敲钉子时对钉子做的功与第一次相同,那么,第二次钉子进入木板的深度为( )A .(3-1)dB .(2-1)dC .(5-1)d 2D .22d 解析:选B .铁锤每次敲钉子时对钉子做的功等于钉子克服阻力做的功.由于阻力与深度成正比,可用阻力的平均值求功,据题意可得W =F -1d =kd 2d ①,W =F -2d ′=kd +k (d +d ′)2d ′ ②,联立①②式解得d ′=(2-1)d .故选B .8.如图甲所示,质量为4 kg 的物体在水平推力作用下开始运动,推力大小F 随位移大小x 变化的情况如图乙所示,物体与地面间的动摩擦因数为μ=0.5,g 取10 m/s 2.则( )A .物体先做加速运动,推力撤去后才开始做减速运动B .运动过程中推力做的功为200 JC .物体在运动过程中的加速度先变小后不变D .因推力是变力,无法确定推力做功的大小解析:选B.滑动摩擦力F f=μmg=20 N,物体先加速,当推力减小到20 N时,加速度减小为零,之后推力逐渐减小,物体做加速度增大的减速运动,当推力减小为零后做匀减速运动,选项A、C错误;F-x图象与横轴所围图形的面积表示推力做的功,W=12×100 N ×4 m=200 J,选项B正确,D错误.9.如图甲所示,滑轮质量、摩擦均不计,质量为2 kg的物体在拉力F作用下由静止开始向上做匀加速运动,其速度随时间的变化关系如图乙所示,由此可知()A.物体加速度大小为2 m/s2B.F的大小为21 NC.4 s末F的功率为42 WD.4 s内F的平均功率为42 W解析:选C.由题图乙可知,vt图象的斜率表示物体加速度的大小,即a=0.5 m/s2,由2F-mg=ma可得:F=10.5 N,A、B均错误;4 s末F的作用点的速度大小为v F=2v 物=4 m/s,故4 s末F的功率为P=F v F=42 W,C正确;4 s内物体上升的高度h=4 m,力F的作用点的位移l=2h=8 m,拉力F所做的功W=Fl=84 J,故平均功率P-=Wt=21 W,D错误.10.如图所示,传送带AB的倾角为θ,且传送带足够长.现有质量为m可视为质点的物体以v0的初速度从传送带上某点开始向上运动,物体与传送带之间的动摩擦因数μ>tan θ,传送带的速度为v(v0<v),方向未知,重力加速度为g.物体在传送带上运动过程中,摩擦力对物体做功的最大瞬时功率是()A.μmg v2+v20cos θB.μmg v0cos θC.μmg v cos θD.12μmg(v+v0)cos θ解析:选C.由物体与传送带之间的动摩擦因数μ>tan θ,则有μmg cos θ>mg sin θ,传送带的速度为v (v 0<v ),若v 0与v 同向,物体先做匀加速运动,最后物体加速到与传送带速度相同时,物体速度最大,此时摩擦力的瞬时功率最大,为μmg v cos θ.若v 0与v 反向,物体先向上做匀减速运动,后向下匀加速运动到与传送带速度相同时物体速度最大,此时摩擦力的瞬时功率最大,为μmg v cos θ,故选C .11.放在粗糙水平地面上的物体受到水平拉力的作用,在0~6 s 内其速度与时间的关系图象和拉力的功率与时间的关系图象如图所示.下列说法正确的是( )A .物体的质量为109 kgB .滑动摩擦力的大小为5 NC .0~6 s 内物体的位移大小为24 mD .0~2 s 内拉力做的功为20 J解析:选A .当P =30 W 时,v =6 m/s ,得到牵引力F =Pv =5 N ;0~2 s 内物体的加速度a =Δv Δt =3 m/s 2,根据F -f =ma ,可得m =109 kg ,A 正确.在2~6 s 内,v =6 m/s ,P ′=10 W ,物体做匀速直线运动,F ′=f ,则滑动摩擦力为f =F ′=P ′v =106 N =53 N ,B 错误;0~6 s 内物体的位移大小等于v -t 图象中图象与t 轴所包围的面积,x =30 m ,C 错误,在0~2 s 内物体位移为x 1=6 m ,则拉力做的功为W 1=Fx 1=30 J ,D 错误.12.某汽车集团公司研制了一辆燃油与电动混合动力赛车,燃油发动机单独工作时的额定功率为P ,蓄电池供电的电力发动机单独工作时的额定功率为3P4,已知赛车运动过程中受到的阻力恒定.(1)若燃油发动机单独工作时的最大速度为120 km/h ,则两台发动机同时工作时的最大速度为多少?(2)若赛车先单独启动电力发动机从静止开始做匀加速直线运动,经过t 1时间达到额定功率,然后以燃油发动机的额定功率单独启动继续加速,又经过t 2时间达到最大速度v 0,赛车总质量为m ,求赛车的整个加速距离.解析:(1)燃油发动机单独工作,P =F 1v 1=f v 1两台发动机同时工作,P +3P4=F 2v 2=f v 2最大速度v 2=7v 14=210 km/h.(2)燃油发动机的额定功率为P ,最大速度为v 0, 阻力f =Pv 0匀加速过程功率随时间均匀增加,发动机的平均功率为3P8,设总路程为s ,由动能定理有3P 8t 1+Pt 2-fs =12m v 20解得s =P (3t 1+8t 2)v 0-4m v 308P.答案:(1)210 km/h (2)P (3t 1+8t 2)v 0-4m v 308P。
7.3 功率同步练习题解析(人教版必修2)1.质量为m的木块放在光滑水平面上,在水平力F的作用下从静止开始运动,则开始运动时间t后F的功率是()。
A.22F tmB.222F tmC.2F tmD.22F tm2.一辆小车在水平路面上做匀速直线运动,从某时刻起,小车受到的牵引力F和阻力f随时间的变化规律如图所示,则小车所受的牵引力的功率随时间变化的规律是()。
3.近年我国高速铁路技术得到飞速发展,20XX年12月3日京沪杭高铁综合试验运行最高时速达到486.1千米,刷新了世界记录,对提高铁路运行速度的以下说法,错误的是()。
A.减少路轨阻力,有利于提高列车最高时速B.当列车保持最高时速行驶时,其牵引力与阻力大小相等C.列车的最高时速取决于其最大功率、阻力及相关技术D.将列车车头做成流线形,减小空气阻力,有利于提高列车功率4.如图所示是健身用的“跑步机”示意图,质量为m的运动员踩在与水平面成α角的静止皮带上,运动员用力向后蹬皮带,皮带运动过程中受到的阻力恒为f,使皮带以速度v 匀速向后运动,则在运动过程中,下列说法正确的是()。
A.人脚对皮带的摩擦力是皮带运动的动力B.人对皮带不做功C.人对皮带做功的功率为mg vD.人对皮带做功的功率为f v5.一辆小汽车在水平路面上由静止启动,在前5 s内做匀加速直线运动,5 s末达到额定功率,之后保持额定功率运动,其v t图象如图所示。
已知汽车的质量为m=2×103 kg,汽车受到地面的阻力为车重的0.1倍,g取10 m/s2,则()。
A.汽车在前5 s内的牵引力为4×103 NB.汽车在前5 s内的牵引力为6×103 NC.汽车的额定功率为60 kWD.汽车的最大速度为30 m/s6.纯电动概念车E1是中国馆的镇馆之宝之一。
若E1概念车的总质量为920 kg,在16 s内从静止加速到100 km/h(即27.8 m/s)。
受到恒定的阻力为1 500 N,假设它做匀加速直线运动,其动力系统提供的牵引力为____N。
功和功率练习题一、选择题1、讨论力F在下列几种情况下做功的多少[](1)用水平推力F推质量是m的物体在光滑水平面上前进了s.(2)用水平推力F推质量为2m的物体沿动摩擦因数为μ的水平面前进了s.(3)斜面倾角为θ,与斜面平行的推力F,推一个质量为2m的物体沿光滑斜面向上推进了s.[]A.(3)做功最多B.(2)做功最多C.做功相等D.不能确定2.关于摩擦力对物体做功,以下说法中正确的是[]A.滑动摩擦力总是做负功B.滑动摩擦力可能做负功,也可能做正功C.静摩擦力对物体一定做负功D.静摩擦力对物体总是做正功3.如图1所示,一个物体放在物体水平面上,在跟竖直方向成θ角的斜向下的推力F的作用下沿平面移动了距离s,若的质量为m,物体与地面之间的摩擦力大小为f,则在此过程中[]A.摩擦力做的功为fs B.力F做的功为FscosθC.力F做的功为FssinθD.重力做的功为mgs4.质量为m的物体静止在倾角为θ的斜面上,当斜面沿水平方向向右匀速移动了距离s时,如图2所示,物体m相对斜面静止,则下列说法中不正确的是[]A.摩擦力对物体m做功为零B.合力对物体m做功为零C.摩擦力对物体m做负功D.弹力对物体m做正功5.起重机竖直吊起质量为m的重物,上升的加速度是α,上升的高度是h,则起重机对货物所做的功是。
[]A.mgh B.mαhC.m(g+α)h D.m(g-α)h6.将横截面积为S的玻璃管弯成如图3所示的连通器,放在水平桌面上,左、右管处在竖直状态,先关闭阀门K,往左、右管中分别注在上述过程中,重力对液体做的功为。
[]上作用一个3N的水平拉力后,AB一起前进了4m,如图4 所示.在这个过程中B对A做的功[]A.4 J B.12 JC.0 D.-4J8.质量为m的物块A始终附着在楔形物块B的倾角为θ的斜面上,如图5所示,下列说法中正确的是[]A.若B向右匀速移动距离s,则B对A做的功为零B.若B向上匀速移动距离s,则B对A做的功为mgsC.若B向左以加速度a移动距离s,则B对A做的功为masD.若B向下以加速度a移动距离s,则B对A做的功为m(g+a)s9.关于一对相互作用力在作用过程中,它们的总功W和总冲量I,下列说法中正确的是[]A.W和I一定都等于零B.W一定等于零,I不可能为零C.W可能不等于零,I一定等于零D.W和I都可能不等于零10.把一个物体竖直向上抛出去,该物体上升的最大高度是h,若物体的质量为m,所受的空气阻力恒为f, 则在从物体被抛出到落回地面的全过程中[]A.重力所做的功为零B.重力所做的功为2mghC.空气阻力做的功为零D.空气阻力做的功为-2fh[]A.汽车在公路上的最大行驶速度为20m/s功率为32kW D.汽车做C中匀加速运动所能维持的时间为5s12.关于功率以下说法中正确的是[]A.据P=W/t可知,机器做功越多,其功率就越大B.据P=Fv可知,汽车牵引力一定与速度成反比C.据P=W/t可知,只要知道时间t内机器所做的功,就可以求得这段时间内任一时刻机器做功的功率D.根据P=Fv可知,发动机功率一定时,交通工具的牵引力与运动速度成反比。
功与功率练习一、单选题1.关于功的概念,下列说法中正确的是()A. 因为功有正负,所以功是矢量B. 力对物体不做功,说明物体一定无位移C. 滑动摩擦力可能做负功,也可能做正功D. 若作用力对物体做正功,则反作用力一定做负功【答案】C【解析】【分析】功有正负,但功是标量,计算公式为W=FS,受力与力的方向上位移的乘积。
本题主要考查了功的表达式,即力与在力的方向上通过的位移的乘积。
【解答A.功有正负,但功是标量,A错误;B.当力的方向和位移的方向垂直时,力不做功,但有位移,故B错误;C.摩擦力方向可以与位移方向相同,也可以相反,故可能做正功,也可能做负功,故C正确;D.一对相互作用力做功,可以出现都做正功,都做负功,一正一负或一个做功,一个不做功等各种情况,故D错误。
故选C。
2.我国自主研制的绞吸挖泥船“天鲲号”达到世界先进水平。
若某段工作时间内,“天鲲号”的泥泵输出功率恒为1×104kW,排泥量为1.4m3/s,排泥管的横截面积为0.7m2.则泥泵对排泥管内泥浆的推力为()A. 5×106NB. 2×107NC. 2×109ND. 5×109N【答案】A【解析】解:根据排泥量和排泥管的横截面积可求出排泥速度为:v=1.40.7m/s=2m/s,根据P=Fv可得:F=Pv =1×104kW2m/s=5×106N。
故A正确、BCD错误。
故选:A。
求出排泥速度,再根据P=Fv即可求得泥泵对排泥管内泥浆的推力。
本题主要是考查规律的计算,解答本题的关键是知道排泥速度的求解方法,根据P= Fv进行求解。
3.在一个平直公路上,一辆质量为m的汽车在大小为F的恒定牵引力作用下从静止开始加速,当运动的位移为x时,牵引力的功率为P(P小于额定功率),则汽车受到的恒定阻力大小为()A. F−mP22xF2B. mP22xF2C. F−mP2xF2D. mP2xF2【答案】A【解析】解:当汽车位移为x时,汽车的速度为v=PF ,则汽车的加速度为a=v22x,设汽车所受阻力为f,由牛顿第二定律得:F−f=ma,联立解得f=F−mP22xF2,故A正确,BCD错误。
功和功率做功(1)功的定义:如果一个力作用在物体上,物体在这个力的方向上移动了一段距离,就说这个力对物体做了功。
(2)做功的两个必要因素:一个是作用在物体上的力,另一个是物体在这个力的方向上移动的距离。
(3)功的计算①公式:功等于力与物体在力的方向上移动的距离的乘积,即=W Fs 。
F 表示力,s 表示沿力的方向移动的距离,W 表示功。
②单位:功的单位为焦耳,简称焦,符号是J 。
不做功的三种情况(1)不劳无功(有距离无力):没有力作用在物体上,但是物体移动了距离。
(2)劳而无功(有力无距离):有力作用在物体上,但是物体在力的方向上没有移动距离。
例如:推而不动,提而不起。
(3)垂直无功:作用在物体上的力与物体移动的距离垂直。
功率(1)功率的意义:在物理学中,用功率表示做功的快慢。
(2)功率的定义:功与做功所用时间之比叫做功率,它在数值上等于单位时间内所做的功。
(3)功率的定义式:=tP W,P 的单位是瓦特(W ),W 的单位是焦耳(J ),t 的单位是秒(s ),单位要一一对应。
(4)功率的推导式:===t tP Fv W Fs,v 是速度,单位是米每秒(m/s )。
1.下列情况下,小桂对物理课本做了功的是()A.阅读静止在桌面上的物理课本B.水平推物理课本,但未推动C.物理课本自由下落的过程D.将物理课本从地面捡起的过程2.放学后,某同学背着重50N的书包沿水平路面走了200m,又登上大约10m高的四楼才回到家,则他在回家的过程中对书包所做的功约为()A.0J B.500J C.2000J D.2400J3.下列关于功和功率的说法,正确的是()A.机器的功率越大,做的功越多B.机器做的功越少,功率越小C.机器的功率越小,做功越慢D.挖掘机的功率越大,所挖的土就越多4.某机械的功率是2020W,表示这台机械()A.每秒做功2020J B.每秒做功2020WC.每秒的功率是2020W D.做功2020J5.某同学沿楼梯以快跑与慢走两种方式从一楼到四楼,下列有关说法正确的是() A.快跑比慢走克服重力做功多B.快跑比慢走能量转换得快C.慢走克服重力做功约为500J D.快跑的功率约为1500W6.小明用20N的水平推力推重为100N的箱子,箱子纹丝不动,这时小明对物体(选填“有”或“没有”)做功,小明再用40N的水平推力推着箱子在10s内沿水平地面匀速前进10m,则小明做了J的功,这个过程中重力对物体做功J。
高中物理功和功率练习题一、选择题(带“▲”为多项选择题)1.足球运动员一脚把足球踢出,足球沿水平地面运动,速度逐渐变小,在球离开运动员以后的运动过程中 () A .运动员对球做了功 B .球克服支持力做了功 C .重力对球做了功 D .球克服阻力做了功2.▲质量为m 的物体,受水平力F 的作用,在粗糙的水平面上运动,以下说法中正确的是( )A .如果物体做加速直线运动,F 一定对物体做正功B .如果物体做加速直线运动,F 也可能对物体做负功C .如果物体做减速直线运动,F 一定对物体做负功D .如果物体做匀速直线运动,F 一定对物体做正功3.质量为0.5kg 的小球从高空自由下落,经2s 落到地面,在小球下落过程中重力做功的平均功率是 () A .5W B .10WC .50W D .100W4.一物体由H 高处自由落下,当物体的动能等于势能时,物体所经历的时间为 () A .g H 2 B .g H C .g H 2 D .以上都不对5.一辆小车原先在平直公路上做匀速直线运动,从某时刻起,小车所受到的牵引力F 和阻力F 1随时间的变化规律如图(甲)所示,则作用在小车上的牵引力的功率随时间变化规律是图(乙)( )6.▲某物体做变速直线运动,则以下说法中不正确...的是( )A .若改变物体速度的是重力,物体的机械能不变B .若改变物体速度的是摩擦力,物体的机械能必定减少C .若改变物体速度的是摩擦力,物体的机械能可能增加D .在物体速度增加的过程中,物体的机械能必定增加7.▲质量为m 的汽车,发动机的功率恒为P ,摩擦阻力恒为F 1,牵引力为F ,汽车由静止开始,经过时间t 行驶了位移s 时,速度达到最大值v m ,则发动机所做的功为 ( )A .PtB .FsC .2m 12mvD .221m2mP PsF v 8.▲某人把原来静止于地面上的质量为2kg 的物体向上提起1m ,并使物体获得1m/s 的速度,取g =10m/s 2,则这过程中以下说法中正确的是 ( ) A .人对物体做的功为21J B .合外力对物体做的功为21J C .合外力对物体做功20J D .物体的重力势能增加20J9.放在光滑水平面上的静止物体,在水平拉力F 1作用下,移动距离s 时做功W。
高考物理《电功、电功率》真题练习含答案1.[2024·江苏省五市十一校阶段联测]电阻R 的两端的电压为U 时,在t 时间内产生的热量为Q ,若在电阻R 两端加的电压为2U ,则在t 时间内产生的热量为( )A .4QB .2QC .Q 2D .Q 4答案:A解析:电阻R 的两端的电压为U 时,在t 时间内产生的热量为Q ,则Q =I 2Rt =U 2Rt ,若在电阻R 两端加的电压为2U ,则在t 时间内产生的热量为Q′=I′2Rt =(2U )2R t =4U 2R t=4Q ,A 正确.2.把6个相同的电灯接成如图甲、乙所示两电路,通过调节供电电压与变阻器R 1、R 2的阻值,使两组电灯均能正常发光,并且两电路消耗的总电功率也相同,则R 1、R 2大小满足( )A .R 2=9R 1B .R 2=6R 1C .R 2=3R 1D .R 1=R 2 答案:A解析:设每个灯泡正常发光时的电流为I ,则题图甲中总电流为3I ,题图乙中总电流为I ,要使两电路消耗的总电功率也相同,需使P R1=P R2,即(3I)2R 1=I 2R 2,故R 2=9R 1,A 正确.3.[2024·河北省张家口市张垣联盟联考]如图所示电路中电阻R 1、R 2、R 3的阻值相等,A 、B 间电压恒定.开关S 接通后和接通前电阻R 2的电功率之比( )A .12B .23C .49D .14答案:C解析:设A 、B 间电压为U ,根据题意有R 1=R 2=R 3=R ,开关S 接通前电阻R 2的电功率为P 1=(U R 1+R 2 )2R 2=U 24R ,R 2、R 3的并联电阻为R 并=R 2R 3R 2+R 3 =R 2 ,开关S 接通后电阻R 2两端的电压为U 1=U R 1+R 并 R 并=U 3 ,开关S 接通后电阻R 2的电功率为P 2=U 21R 2 =U 29R ,开关S 接通后和接通前电阻R 2的电功率之比P 2P 1 =49,C 正确.4.如图所示,一个电阻R 和一个灯泡L 串联接在电压恒为U 的电源上,电路中的电流为I.电阻两端的电压为U 1,电功率为P 1;灯泡两端的电压为U 2,电功率为P 2,则下列关系式正确的是( )A .P 1=UIB .U 2=U -IRC .P 2=U 2RD .U 1=U -IR 答案:B解析:电阻的电功率为P 1=U 1I ,故A 错误;电阻两端的电压为U 1=IR ,灯泡两端的电压为U 2=U -U 1=U -IR ,故B 正确,D 错误;灯泡的电功率为P 2=U 2I ,故C 错误. 5.电路图如图甲所示,图乙是电路中的电源的路端电压随电流变化的关系图像,滑动变阻器的最大阻值为15 Ω,定值电阻R 0=3 Ω.以下说法中正确的是( )A .电源的内阻为10 ΩB .当R =10.5 Ω时电源的输出功率最大C .当R =4.5 Ω时电源的输出功率最大D .当R =7.5 Ω时R 消耗的功率最大 答案:C解析:根据闭合电路欧姆定律可得U =-Ir +E 可知UI 图像的纵轴截距等于电动势,则有E =20 V ,UI 图像的斜率绝对值等于内阻,则有r =⎪⎪⎪⎪ΔU ΔI =20-52 Ω=7.5 Ω,A 错误;设电路外电阻为R 外,则电源的输出功率为P =I 2R 外=(E R 外+r )2R 外=E 2R 外+r 2R 外+2r ,可知当外电阻R 外=r =7.5 Ω时,电源的输出功率最大,则有R =R 外-R 0=7.5 Ω-3 Ω=4.5 Ω,B 错误,C 正确;R 消耗的功率为P R=I 2R =(ER +R 0+r)2R =E 2R +(R 0+r )2R+2(R 0+r ),可知当R =R 0+r =10.5 Ω时,R 消耗的功率最大,D 错误.6.一台电动机线圈的电阻为0.4 Ω,当电动机正常工作时,通过线圈的电流为5 A ,则这台电动机正常工作2 s 产生的焦耳热为( )A .20 000 JB .2 000 JC .200 JD .20 J 答案:D解析:由焦耳定律可知Q =I 2rt ,代入数据可得2 s 产生的焦耳热为Q =I 2rt =20 J ,D 正确.7.(多选)如图所示为某品牌的电动车,质量为m =60 kg ,驱动电动机正常工作的额定输入电流I =6 A ,额定输入电压为45 V ,电动车电池的容量为18 000 mA ·h .电动车行驶时所受阻力大小为车所受重力的0.05;该电动车在水平地面上由静止开始以额定功率运行t =5 s 通过x =15 m 的距离,速度达到v =5 m /s ,忽略电动机转动时的摩擦,重力加速度g =10 m /s 2.下列说法正确的是( )A .电池能使电动机以额定电流运行的最长时间为120 minB .驱动电动机的输出功率为230 WC .驱动电动机的内阻为56 ΩD .电动车能达到的最大速度为8 m /s 答案:CD解析:电池能使电动机以额定电流运行的最长时间为t =q I =18 000 mA ·h6 000 mA =3 h =180min ,A 错误;由动能定理Pt -kmgs =12 mv 2,解得P =240 W ,B 错误;根据IU =P +I 2r ,解得驱动电动机的内阻为r =56 Ω,C 正确;电动车能达到的最大速度v m =Pkmg =2400.05×600m /s =8 m /s ,D 正确.。
第一讲 机械功一、选择题1.关于功的概念,下列说法正确的是.关于功的概念,下列说法正确的是 ( ) A .力对物体做功多,说明物体的.力对物体做功多,说明物体的位移位移一定大一定大B .力对物体做功少,说明物体的受力一定小.力对物体做功少,说明物体的受力一定小C .力对物体不做功,说明物体一定无位移.力对物体不做功,说明物体一定无位移D .力对物体做的功等于力的大小、位移的大小及位移和力的夹角的.力对物体做的功等于力的大小、位移的大小及位移和力的夹角的余弦余弦三者的乘积三者的乘积 2.下列说法中错误的是.下列说法中错误的是 ( ) A .功是.功是矢量矢量,正、负表示方向,正、负表示方向B .功是.功是标量标量,正、负表示外力对物体做功,还是物体克服外力做功,正、负表示外力对物体做功,还是物体克服外力做功C .力对物体做正功还是做负功取决于力和位移的方向关系.力对物体做正功还是做负功取决于力和位移的方向关系D .力对物体做的功总是在某过程中完成的,所以功是一个过程量.力对物体做的功总是在某过程中完成的,所以功是一个过程量3.在光滑水平面上和粗糙水平面上推车,如果所用的推力相等、位移也相等,则推力对.在光滑水平面上和粗糙水平面上推车,如果所用的推力相等、位移也相等,则推力对小车小车做的功是做的功是 ( ) A .在粗糙水平面上的较大.在粗糙水平面上的较大B .在光滑水平面上的较大.在光滑水平面上的较大C .两种情况下推力做的功相等.两种情况下推力做的功相等D .做功的大小决定于两车通过该位移的时间.做功的大小决定于两车通过该位移的时间 4.如图所示,一物体分别沿AO 、BO 轨道由静止滑到底端,物体与轨道间的动摩擦因数相同,物体克服摩擦力做功分别为W 1和W 2,则,则 ( ) A .W 1>W 2B .W 1=W 2C .W 1<W 2D .无法比较.无法比较5.下列关于做功的说法正确的是.下列关于做功的说法正确的是 ( ) A .凡是受力作用的物体,一定有力对物体做功.凡是受力作用的物体,一定有力对物体做功B .凡是发生了位移的物体,一定有力对物体做功.凡是发生了位移的物体,一定有力对物体做功C .只要物体受力的同时又有位移发生,则一定有力对物体做功.只要物体受力的同时又有位移发生,则一定有力对物体做功D .只要物体受力,又在力的方向上发生了位移,则一定有力对物体做功.只要物体受力,又在力的方向上发生了位移,则一定有力对物体做功6.2010年土耳其举重世界锦标赛的比赛中,运动员从地面举起杠铃,举过头顶并坚持3 3 s s ,不动则算成功.下列说法中错误的是不动则算成功.下列说法中错误的是 ( ) A .举起杠铃的过程中,运动员的支持力对杠铃做了功.举起杠铃的过程中,运动员的支持力对杠铃做了功 B .举着杠铃3 s 不动,运动员的支持力对杠铃也做了功不动,运动员的支持力对杠铃也做了功C .举起杠铃的过程中,杠铃的重力对杠铃也做了功.举起杠铃的过程中,杠铃的重力对杠铃也做了功D .举着杠铃3 s 不动,杠铃的重力对杠铃不做功不动,杠铃的重力对杠铃不做功7.关于摩擦力做功,以下说法正确的是.关于摩擦力做功,以下说法正确的是 ( ) A .滑动摩擦力阻碍物体的相对运动,所以一定做负功.滑动摩擦力阻碍物体的相对运动,所以一定做负功B .静摩擦力虽然阻碍物体间的相对运动,但不做功虽然阻碍物体间的相对运动,但不做功C .静摩擦力和滑动摩擦力不一定都做负功.静摩擦力和滑动摩擦力不一定都做负功D .一对相互作用力,若作用力做正功,则反作用力一定做负功.一对相互作用力,若作用力做正功,则反作用力一定做负功8.如图所示,如图所示,稳站在商店自动扶梯的水平踏板上的人,稳站在商店自动扶梯的水平踏板上的人,稳站在商店自动扶梯的水平踏板上的人,随扶梯斜向上随扶梯斜向上做加速运动,则在此过程中做加速运动,则在此过程中 ( ) A .人只受到重力和踏板的支持力作用.人只受到重力和踏板的支持力作用B .人受到的重力和踏板的支持力大小相等方向相反.人受到的重力和踏板的支持力大小相等方向相反C .支持力对人做正功.支持力对人做正功D .支持力对人做功为零.支持力对人做功为零9.一个人乘电梯从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,则电梯支持力对人做功的情况是则电梯支持力对人做功的情况是 ( ) A .加速时做正功,匀速时不做功,减速时做负功.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.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.加速和匀速时做正功,减速时做负功D .始终做正功.始终做正功10.以一定的初速度竖直向.以一定的初速度竖直向上抛上抛出一小球,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 .FhD .-2FhαC.μmgs cos α-μsin αD.μmgs cos αcos α+μsin11.关于作用力与反作用力.关于作用力与反作用力做功做功的关系,下列说法中正确的是的关系,下列说法中正确的是 ( ) A .当作用力做正功时,反作用力一定做负功.当作用力做正功时,反作用力一定做负功B .当作用力不做功时,反作用力也不做功.当作用力不做功时,反作用力也不做功C .作用力与反作用力所做的功一定是大小相等、正负相反的.作用力与反作用力所做的功一定是大小相等、正负相反的 D .作用力做正功时,反作用力也可能做正功.作用力做正功时,反作用力也可能做正功12.如图所示,A 、B 叠放着,A 用绳系在固定的墙上,用力F 将B 拉着右移,用T 、f AB 和f BA 分别表示分别表示绳子绳子的拉力、A 对B 的摩擦力和B 对A 的摩擦力,则下面正确的叙述是( ) A .F 做正功,f AB 做负功,f BA 做正功,T 不做功不做功B .F 和f BA 做正功,f AB 和T 做负功做负功C .F 做正功,f AB 做负功,f BA 和T 不做功不做功D .F 做正功,其他力都不做功做正功,其他力都不做功13.如图所示,用力拉一质量为m 的物体,使它沿水平地面匀速移动距离s .若物体和地面间的动摩擦因数为μ,则此力对物体做的功为,则此力对物体做的功为 ( ) A .μmgs B.μmgs cos α+μsin α14.一滑块在水平地面上沿.一滑块在水平地面上沿直线直线滑行,t =0时其速度为1 m/s.从此刻开始在滑块运动方向上再从此刻开始在滑块运动方向上再施加一水平作用力F ,力F 和滑块的速度v 随时间的变化规律分别如图随时间的变化规律分别如图 (a)、(b)所示.设在第1秒内、第2秒内、第3秒内力F 对滑块做的功分别为W 1、W 2、W 3,则以下关系式正确的是关系式正确的是 ( ) A .W 1=W 2=W 3B .W 1<W 2<W 3C .W 1<W 3<W 2D .W 1=W 2<W 3二、非选择题 15.如图所示,水平地面上的物体质量为2 2 kg kg ,在方向与水,在方向与水平面平面成37°角、大小为10 10 N N 的拉力F 作用下移动2 m ,已知物体与水平地面间的动摩擦因数为0.2.在这一过程中,物体所受的各力做功多少?在这一过程中,物体所受的各力做功多少?合力合力做功多少?(g 取10 m/s 2,sin37°=0.6,cos37°=0.8) 16.一个质量m =150 kg 的雪橇,受到与水的雪橇,受到与水平方平方向成θ=37°角斜角斜 向左上方500 N 的拉力F作用,在水平地面上移动的距离l =5 m 如图所示体与地面间的滑动摩擦力F 阻=100 N ,求合外力对物体所做的总功.合外力对物体所做的总功.17.如图1-1-16所示,所示,一辆一辆一辆拖车拖车通过光滑的定滑轮将一重物G 匀速提升,匀速提升,当拖车从当拖车从A 点水点水 平移动到B 点时,点时,位移位移为s ,绳子由竖直变为与竖直成θ的角度,求拖车对重物所做的功.求拖车对重物所做的功.α故W =Fs cos α=μmgs cos αcos α+μsin α. 14. 解析:选B.根据W =Fs 得:第1 s 内,W 1=F 1·12s =1×12s =12s ;第2 s 内,W 2=F 2×12s =3×12s =32s ;第3 s 内,W 3=F 3s =2×s =2s .故W 1<W 2<W 3,B 正确.正确. 第一讲 机械功 答案一、选择题1.解析:选D.力对物体做的功W =Fs cos α,功的大小由力的大小、位移的大小及位移和力的夹角的夹角的余弦余弦三者共同决定,做功的多少并不是由其中一者来决定的,故A 、B 、C 均错.均错. 2.解析:选A.功是功是标量标量,功的正负不代表功的大小,也不表示功的方向,而是说明力是动力还是阻力,故选项A 错误,B 正确.由公式W =Fs cos α知,C 、D 正确.正确.3.解析:选C.因为力对物体做的功,其大小即等于力的大小和物体在力的方向上发生位移大小的小的乘积乘积,而与其他因素无关.在光滑水在光滑水平面平面上和在粗糙水平面上的两种情况下,作用力、物体位移的大小均相等,故力所做的功也必相等,故C 选项正确.选项正确.4.解析:选B.设轨道水平部分的长度为x ,对于倾角为θ的轨道,的轨道,斜面斜面长L =x /cos θ,物体所受摩擦力大小f =μmg ·cos θ,物体克服摩擦力所做的功W =f ·L =μmg cos θ·x cos θ=μmgx .由于两轨道水平部分相等,所以W 1=W 2. 5.解析:选D.力和在力的方向上发生的位移是做功的两个不可缺少的因素.力和在力的方向上发生的位移是做功的两个不可缺少的因素. 6.解析:选B.运动员在举起杠铃的过程中,运动员的支持力及杠铃的重力方向都有位移,所以此过程支持力、重力都做功;举着杠铃3 s 不动,力没有了位移,此时运动员的支持力、重力不做功.重力不做功.7.解析:选C.摩擦力可以是动力,故摩擦力可做正功;一对作用力,可以都做正功,也可以都做负功,故A 、B 、D 都是错误的.都是错误的.8.解析:选C.人随扶梯向上加速运动时,受踏板支持力、静摩擦力(水平向右)和重力作用,人处于超重状态,支持力大于重力,故A 、B 错误;支持力与位移方向夹角小于90°,支持力对人做正功,C 正确,D 错误.错误.9.解析:选D.电梯对人的支持力的方向始终向上,人的位移的方向也始终向上,两者之间方向相同,由力对物体做功的向相同,由力对物体做功的表达式表达式W =Fs cos α可知,支持力始终对人做正功,故D 正确. 10.解析:选D.小球从抛出到落回到抛出点的过程中,虽然物体的位移为零,但空气阻力做的功并不为零.因为小球上升和下落过程中空气阻力虽然大小不变,但其方向发生了变化,不是恒力,不能直接用W =Fs cos α计算.如果把运动的全过程分成两段,上升过程中空气阻力大小、方向均不变,可求出阻力做的功W 1=Fh cos180°=-Fh ;下降过程做功W 2=Fh cos180°=-Fh ,所以全过程中空气阻力做功W =W 1+W 2=-2Fh . 11.解析:选D.功的正负决定于力与位移方向间的夹角大小.作用力与反作用力的大小相等、方向相反,遵循方向相反,遵循牛顿牛顿第三定律,但力与位移的夹角与牛顿第三定律是无关的,也就是说:作用力与反作用力各自做不做功或做什么样的功并没有必然的关系.作用力与反作用力做的功可以相等也可以不相等,做功的正负可以相同也可以不相同.故A 、B 、C 错误,D 正确.正确.12.解析:选C.据W =Fs cos α可知,在拉力F 的作用下,物体B 右移,F 对物体B 做正功.A 对B 的摩擦力的方向与物体B 移动的方向相反,故f AB 对物体B 做负功.物体A 在T 的方向上没有发生位移,因此,T 对物体A 并不做功.同样,B 对A 的摩擦力对物体A 也不做功.只有选项C 正确.正确.13.解析:选D.物体受力分析如图所示,由物体受力分析如图所示,由平衡条件平衡条件得水平方向上:F cos α=f竖直方向上:N +F sin α=G =mg又因为f =μN以上三式联立解得F =μmg cos α +μsinθ-s tan θ)=答案:Gs (1-cos θ)sin θ(10×0.8-2.8)N =5.2 N (s sin。
功与功率物理练习题高中一、选择题1. 下列关于功的说法,正确的是:A. 功是矢量,其方向与力的方向相同B. 功是标量,其正负表示动力做功还是阻力做功C. 功的大小与物体运动的速度有关D. 功的大小与物体运动的位移无关2. 下列关于功率的说法,正确的是:A. 功率是描述物体做功快慢的物理量B. 功率越大,物体做功越多C. 功率与物体做功的时间成反比D. 功率与物体做功的力成正比3. 一物体受到一恒力作用,沿力的方向移动了5m,该力所做的功为25J。
则该恒力的大小为:A. 5NB. 10NC. 15ND. 20N4. 一台机器在10秒内做了1000J的功,其功率为:A. 100WB. 200WC. 1000WD. 10000W二、填空题1. 功的计算公式是______,其中F表示______,s表示______。
2. 功率的大小等于单位时间内所做的______。
3. 在国际单位制中,功的单位是______,功率的单位是______。
三、计算题1. 一物体受到一恒力作用,沿力的方向移动了10m,该力所做的功为50J。
求该恒力的大小。
2. 一台汽车以100N的力行驶了200m,求汽车所做的功。
3. 一台电动机在5秒内做了1000J的功,求电动机的功率。
4. 一人用50N的力把一物体从地面抬高2m,求人对物体所做的功。
四、应用题1. 一辆载重汽车以8m/s的速度匀速行驶,已知汽车所受阻力为4000N,求汽车的功率。
2. 一台起重机以1m/s的速度匀速提升重物,已知重物的质量为2t,求起重机提升重物时的功率。
3. 一人用200N的力将一物体沿斜面向上推动,斜面倾角为30°,物体在斜面上移动了5m。
求人对物体所做的功。
4. 一台水泵在10分钟内将1000kg的水抽到10m的高度,求水泵所做的功。
五、判断题1. 功是能量转化的量度,所以它总是正值。
()2. 物体在恒力作用下移动的距离越大,该力所做的功就越多。
功和功率考点01 功和功率1. (2024年高考广东卷)如图所示,探测器及其保护背罩通过弹性轻绳连接降落伞。
在接近某行星表面时以60m/s 的速度竖直匀速下落。
此时启动“背罩分离”,探测器与背罩断开连接,背罩与降落伞保持连接。
已知探测器质量为1000kg ,背罩质量为50kg ,该行星的质量和半径分别为地球的110和12。
地球表面重力加速度大小取210m/s =g 。
忽略大气对探测器和背罩的阻力。
下列说法正确的有( )A. 该行星表面的重力加速度大小为24m/sB. 该行星的第一宇宙速度为7.9km/sC. “背罩分离”后瞬间,背罩的加速度大小为280m/s D. “背罩分离”后瞬间,探测器所受重力对其做功的功率为30kW 【参考答案】.AC【名师解析】本题考查万有引力,宇宙速度,牛顿运动定律,功率及其相关知识点。
由GM=gR 2可得行星表面g’大小为g ’=22''M RM R g=110·22·10==4m/s 2,A 正确;由第一宇宙速度公式可得行星的第一宇宙速度为×7.9 km/s ,B 错误;根据题述,探测器、背罩通过弹性轻绳连接降落伞,在某行星表面时以v=60m/s 竖直匀速下落,可知所受空气阻力f=(M+m )g’=4200N ,探测器与背罩断开瞬间,由牛顿第二定律,f-mg’=ma ,解得背罩的加速度大小为a=80m/s 2,C 正确;探测器与背罩断开瞬间,探测器受重力做功功率为P=Mg ’v=1000×4×60W=240kW ,D 错误。
【关键点拨】探测器与背罩断开瞬间,探测器做自由落体运动,背罩和降落伞受到向上的空气阻力和重力,利用牛顿第二定律计算其加速度。
2.(2024年高考福建卷)在水平面上,用两根绳子拉一木板,绳子与水平方向夹角为θ = 22.5°,每条绳子上拉力F = 250N ,在15s 内木板匀速前进20m 。
功和功率经典练习题【例1】下面列举的哪几种情况下所做的功是零()A .卫星做匀速圆周运动,地球引力对卫星做的功B .平抛运动中,重力对物体做的功C .举重运动员,扛着杠铃在头上的上方停留10s ,运动员对杠铃做的功D .木块在粗糙水平面上滑动,支持力对木块做的功【例2】一个质量m=2 kg 的物体,受到与水平方向成37°角斜向上方的力F 1=10 N 作用,在水平地面上移动的距离L=2 m,物体与地面间的滑动摩系数为μ=0.2,求外力对物体所做的总功.10.4J【例3】起重机将质量为100kg 的重物竖直向上移动了2 m ,(不计阻力,g 取9.8 m/s 2) (1)若将重物匀速提高,则拉力对重物做功W= _____J ,重力对物体做功W G =____J(2)若将重物匀加速提高,加速度a 1 = 0.2m/s 2,则拉力对重物做功W= ______J ,重力对物体做功W G = _________J (3)若将重物匀减速下降,加速度大小a 2 =0.2m/s 2,则拉力对重物做功W= ____J ,重力对物体做功W G = _______J【例4】如图所示,质量为M 的长木板放在光滑的水平面上,一个质量为m 的滑块以某一速度沿木板表面从A 端滑到B 端,在木板上前进了L ,而木板前进了s 。
若滑块与木板间的动摩擦系数为μ,则摩擦力对滑块做的功为多少?对木板做的功多少?【例5】如图,在光滑的水平面上,物块在恒力F=100 N 的作用下从A 点运动到B 点,与滑轮的质量及绳、滑轮间的摩擦,H=2.4 m,α=37°,β=53°.求拉力F 做的功.100J【例6】质量为0.5kg 的物体从高处自由下落,在下落的前2s 内重力对物体做的功是多少?这2s 内重力对物体做功的平均功率是多少?2s 末重力对物体做功的瞬时功率是多少?(g 取10 m/s 2)100J,50W,100W【例7】卡车在平直公路上从静止开始加速行驶,经时间t 前进距离s ,速度达到最大值v m 。
一、功、功率1. 关于作用力与反作用力做功的关系, 下列说法中正确的是( )(A)当作用力做正功时, 反作用力一定做负功(B)当作用力不做功时, 反作用力也不做功(C )作用力与反作用力所做的功一定是大小相等、正负相反的(D)作用力做正功时, 反作用力也可以做正功2.如图所示, 两个互相垂直的力F1和F2作用在同一物体上, 使物体运动, 物体发生一段位移后, 力F1对物体做功为4J, 力F2xkb 对物体做功为3J, 则力F1与F2的合力对物体做功为( )(A )7J (B )5J (C )3.5J (D )1J3. 如图所示, 质量为m 的物体在与水平方向成θ角的拉力作用下, 在水平面上匀速移动位移s.已知物体与平向间的动摩擦因数为μ, 则外力做功大小为( )(A )μmgs (B )μmgscosθ(C )θμθμsin cos mgs +(D )θμθθμsin cos mgscos + 4. 一列火车在恒定功率的牵引下由静止从车站出发, 沿直轨道运动, 行驶5min 后速度达到20m /s, 设列车所受阻力恒定, 则可以判定列车在这段时间内行驶的距离( )(A )一定大于3km (B )可能等于3km(C )一定小于3km (D )以上说法都不对5. 如图所示, 劈a 放在光滑的水平面上, 斜面光滑, 把b 物体放在斜面的顶端由静止开始滑下, 则在下滑过程中, a 对b 的弹力对b 做的功为W1对a 的弹力对a 做的功为W2, 下列关系中正确的是( )(A)W1=0, W2=0(B)W1≠0, W2=0(C)W1=0, W2≠0(D)W1≠0, W2≠06. 如图所示, 甲、乙两个容器形状不同, 现有两块完全相同的金属块用细线系着分别浸没入同样深度, 这时两容器的水面相平齐, 如果将金属块匀速提升一段位移, 但仍浸没在水面以下, 不计水的阻力, 则( )(A)在甲容器中提升时, 拉力做功较多(B)在乙容器中提升时, 拉力做功较多(C)在两个容器中提升时, 拉力做功相同(D )做功多少无法比较7.设在平直公路上以一定速度行驶的自行车, 所受阻力约为车、人总重力的0.02倍, 则骑车人的最接近于( )(A )10-1kW (B )10-3kW(C )1kW (D )10kW8. 汽车在平直公路上行驶, 它受到的阻力大小不变, 若发动机的功率保持恒定, 汽车在加速行驶的过程中, 它的牵引力F 将______, 加速度a 将(选填“增大”或“减小”)9.如图所示,水平传送带正以v=2m/s的速度运行,两端的距离为l=10m.把一质量为m=1kg 的物体轻轻放到传送带上,物体在传送带的带动下向右运动.如物体与传送带间的动摩擦因数μ=0.1,则把这个物体从传送带左端传送到右端的过程中,摩擦力对其做了多少功?摩擦力做功的平均功率有多大?10. 某校物理兴趣小组决定举行遥控赛车比赛。
功和功率一、单项选择题( 本题包含 39小题 )1.(05宜昌市)以下事例中,重力做功的是()A. 冰球在水平的冰面上转动B . 皮划艇在宁静水面快速滑行C. 跳水运动员下落D. 举重运动员把杠铃举起停在空中静止不动2.以下列图,四幅图是小新提着包回家的状况,小新提书包的力不做功的是哪幅图( )3.(05柳州、北海)在图中的几个状况中所提到的力没有做功的是( )4.以下各种状况中做功的是()A. 用竖直向上的力提水桶在水平面行走B . 用水平力推重物在水平川面上行走C. 运动员举高 1800牛的杠铃坚持 10秒钟D. 水球重 50牛,沿圆滑水平面运动10米5.用三种方法来提升同一个重物: a. 用不计摩擦的定滑轮将重物提升 h ; b. 沿圆滑斜面将重物提升h;c. 用手直接将重物提升 h. 其中做功大小是: ()A.a 方式做功最少B .b 方式做功最少C .c 方式做功最少D. 三种方式做功同样多6.(04湖北宜昌)汽车在平直道路上做匀速直线运动,以下说法中正确的选项是()A.汽车的牵引力为零B.汽车所受的摩擦力为零C.汽车牵引力所做的功为零D.汽车所受的合力为零7.(04山西)以下估测中,基本吻合实质状况的是()A. 人正常步行的速度约5m/s,B. 某同学走路时对地面的压强约 1.5 ×103PaC.中学生的体重约 50ND.把一个鸡蛋举高1m做的功约 0.5J8.某学生用 40牛的力将重 60牛的铅球抛出 5米远,则铅球在空中运动过程中,人对铅球所做的功是:( )A. 200焦B. 300焦C. 0焦D. 500焦9.重50N的重物,在 10N水平力的作用下,沿水平方向搬动了5m,那么重力对重物做的功是( )A.50JB.250JC.0D.上述都不对10.(05大连)在2000年9月22日悉尼奥运会上,我国运动员丁美媛获得女子75kg 以上级举重金牌,她的挺举成绩是165kg 。
高中功和功率试题及答案一、选择题1. 一个物体受到10N的力,移动了2m的距离,如果力的方向与位移的方向相同,那么这个力对物体做的功是多少?A. 10JB. 20JC. 30JD. 40J2. 功率是描述什么的物理量?A. 物体运动的快慢B. 做功的快慢C. 物体的质量D. 物体的体积3. 一个物体以恒定功率运动,如果它的运动速度增大,那么它的加速度将如何变化?A. 增大B. 减小C. 不变D. 无法确定二、计算题4. 一辆汽车以恒定功率100kW行驶,如果汽车的质量为1500kg,假设汽车受到的阻力为车重的0.05倍,求汽车达到最大速度时的速度。
5. 一个质量为5kg的物体从静止开始下滑,下滑过程中受到的摩擦力为10N,如果物体下滑的高度为3m,求物体下滑过程中重力做的功和摩擦力做的功。
三、简答题6. 解释为什么说功率是描述做功快慢的物理量,并给出一个生活中的例子。
答案一、选择题1. B. 20J解析:功的计算公式为W = F × s,其中F为力,s为位移。
根据题目,W = 10N × 2m = 20J。
2. B. 做功的快慢解析:功率是单位时间内完成的功的量度,即P = W/t。
3. B. 减小解析:根据功率公式P = F × v,当功率恒定时,速度增大,力F 将减小,根据牛顿第二定律F = ma,加速度a将减小。
二、计算题4. 解:首先计算阻力F = 0.05 × m × g,其中m为质量,g为重力加速度,取g = 9.8m/s²。
阻力F = 0.05 × 1500kg × 9.8m/s² = 735N。
功率P = F × v,所以v = P / F = 100000W / 735N ≈136m/s。
5. 解:重力做的功W_gravity = m × g × h = 5kg × 9.8m/s² × 3m = 147J。
高三物理功和功率试题1.如图所示,一质量为m的小球套在光滑竖直杆上,轻质弹簧一端固定于O点,另一端与该小球相连,小球在A处时弹簧处于原长。
现将小球从A点由静止释放,沿竖直杆运动到B点,已知OA长度小于OB长度。
在小球由A到B的过程中A.加速度大小等于重力加速度g的位置有两个B.加速度大小等于重力加速度g的位置有三个C.小球运动到与O点等高的位置时,弹簧弹力的功率不为零D.弹簧弹力对小球先做正功再做负功【答案】B【解析】在A处由于弹簧处于原长状态,弹力为零,在竖直方向上只受重力,所以加速度大小等于重力加速度,当小球运动到与O点等高的位置时,弹力沿水平方向,在竖直方向上没有分力,故小球在竖直方向仍只受重力作用,加速度等于重力加速度,弹簧从A到B过程中先是被压缩,后伸长,所以还在存一个位置,弹簧的弹力为零,在此位置加速度等于重力加速度,故加速度大小等于重力加速度g的位置有三个,A错误;B正确;小球运动到与O点等高的位置时,弹力沿水平方向,速度为竖直方向,两者垂直,所以弹力的功率为零,C错误;在刚开始运动过程中弹簧被压缩,弹力方向与运动方向的夹角大于九十度,弹力做负功,过了与O点等高位置,弹簧仍处于压缩状态,但是弹力方向与速度方向夹角小于九十度,此过程做正功,等小球到了与A关于关于O点对称点后,弹簧恢复原长,此后弹簧处于拉伸状态,拉力方向与速度方向夹角大于九十度,故做负功;故D错误;【考点】考查了功和功率,2.汽车越来越成为我们生活的必需品,提高汽车运动速率的有效途径是增大发动机的功率和减小阻力因数(设阻力与汽车运动速率的平方成正比,即F=kv2,k是阻力因数)。
当发动机的额定功率为P0时,汽车运动的最大速率为vm,如果要使汽车运动的最大速率增大到2vm,则下列办法可行的是A.阻力因数不变,使发动机额定功率增大到4P0 B.发动机额定功率不变,使阻力因数减小到k/4 C.阻力因数不变,使发动机额定功率增大到2P0 D.发动机额定功率不变,使阻力因数减小到k/8【答案】D【解析】当发动机的额定功率为P0时,物体运动的最大速率为vm,有P=fvm=kvm3,则k=.阻力因数不变,使发动机额定功率增大到4P0,有4P=kv3,则v=,A错误.发动机额定功率不变,使阻力因数减小到k/4,则有P0=kv3/4,v=vm,B错误.阻力因数不变,使发动机额定功率增大到2P0,则有2P=kv3,解得v=vm,C错误;发动机额定功率不变,使阻力因数减小到k/8,有P0=kv3/8,解得v=2vm,D正确。
高中物理功和功率练习题一、选择题(带“▲”为多选题)1.足球运动员一脚把足球踢出,足球沿水平地面运动,速度逐渐变小,在球离开运动员以后的运动过程中 ( ) A .运动员对球做了功 B .球克服支持力做了功 C .重力对球做了功 D .球克服阻力做了功2.▲质量为m 的物体,受水平力F 的作用,在粗糙的水平面上运动,下列说法中正确的是( )A .如果物体做加速直线运动,F 一定对物体做正功B .如果物体做加速直线运动,F 也可能对物体做负功C .如果物体做减速直线运动,F 一定对物体做负功D .如果物体做匀速直线运动,F 一定对物体做正功3.质量为0.5kg 的小球从高空自由下落,经2s 落到地面,在小球下落过程中重力做功的平均功率是 ( ) A .5W B .10W C .50W D .100W4.一物体由H 高处自由落下,当物体的动能等于势能时,物体所经历的时间为 ( ) A .g H 2 B .g H C .g H 2 D .以上都不对5.一辆小车原先在平直公路上做匀速直线运动,从某时刻起,小车所受到的牵引力F 和阻力F 1随时间的变化规律如图(甲)所示,则作用在小车上的牵引力的功率随时间变化规律是图(乙)( )6.▲某物体做变速直线运动,则下列说法中不正确...的是( )A .若改变物体速度的是重力,物体的机械能不变B .若改变物体速度的是摩擦力,物体的机械能必定减少C .若改变物体速度的是摩擦力,物体的机械能可能增加D .在物体速度增加的过程中,物体的机械能必定增加7.▲质量为m 的汽车,发动机的功率恒为P ,摩擦阻力恒为F 1,牵引力为F ,汽车由静止开始,经过时间t 行驶了位移s 时,速度达到最大值v m ,则发动机所做的功为 ( )A .PtB .FsC .2m 12mvD .221m2mP PsF v 8.▲某人把原来静止于地面上的质量为2kg 的物体向上提起1m ,并使物体获得1m/s 的速度,取g =10m/s 2,则这过程中下列说法中正确的是 ( ) A .人对物体做的功为21J B .合外力对物体做的功为21J C .合外力对物体做功20J(甲) (乙) A B C DmF 图2 D .物体的重力势能增加20J9.放在光滑水平面上的静止物体,在水平拉力F 1作用下,移动距离s 时做功W 。
如拉力改为F 2,与水平方向间夹角为30°,使物体移动距离2s 时做功也是W ,则F 1和F 2的大小之比为 ( ) A .2∶1 B .2∶1 C .3∶1 D .3∶110.▲如图所示,质量均为m 的小球A 、B 用长为L 的细线相连,放在高为h 的光滑水平桌面上(L >2h ),A 球刚好在桌边。
从静止释放两球,若A 、B 两球落地后均不再弹起,则下面说法中正确的是 ( ) A .A 球落地前的加速度为2gB .B 球到达桌边的速度为2ghC .A 、B 两落地的水平距离为2hD .绳L 对B 球做的功为12mgh二、填空题11.在水平地面上铺着n 块砖,每块砖的质量为m ,厚度为h ,如将砖一块一块地叠放起来,至少需做的功为_________。
12.某地强风的风速约为v =20 m/s ,设空气密度为ρ=1.3 kg/m 3,如果把通过横截面积为S=20m 2的风的动能全部转化为电能,则电功率的大小约为_________W (取一位有效数字)。
13.一个倾角为30º的光滑斜面长为L 高为h ,一质量为m 的物体从顶端静止开始下滑,当所用时间是滑到底端的时间的一半时,重力做功为___________,重力做功的瞬时功率为___________,重力做功的平均功率为___________。
14.如图所示,劲度系数为k 1的轻质弹簧两端分别与质量为m 1,m 2的物块1、2拴接,劲度系数为k 2的轻质弹簧上端与物块2拴接,下端压在桌面上(不拴接),整个系统处于平衡状态.现施力将物块1缓慢地竖直上提,直到下面那个弹簧的下端刚脱离桌面.在此过程中,物块2的重力势能增加了________,物块1的重力势能增加了________。
三、计算题(共36分。
要求写出必要的文字说明、主要方程式和重要演算步骤,有数值计算的要明确写出数值和单位,只有最终结果的不得分。
)15.(10分)如图2所示,质量m =10kg 的物体放在水平面上,物体与水平面间动摩擦因数为μ=0.4,取g =10m/s 2,今用大小为F =50N 的水平恒力作用于物体,使物体由静止开始作匀加速直线运动,经t =8s 后撤去F ,求: (1)力F 所做的功: (2)8s 末物体的动能;(3)物体从开始运动直到最终静止的整个过程中克服摩擦力所做的功。
hLA B16.(10分)两个人要将质量M=1000 kg的小车沿一小型铁轨推上长l=5 m、高h=1 m的斜坡顶端。
已知车在任何情况下所受的摩擦阻力恒为车重的0.12倍,两人能发挥的最大推力各为800 N。
在不允许使用别的工具的情况下,两人能否将车刚好推到坡顶?如果能,应如何办?(g=10 m/s2)17.(16分)额定功率为8W的玩具汽车,质量为2kg,汽车在水平桌面上由静止开始以a=0.5m/s2做匀加速直线运动,在运动过程中汽车的最大速率可达2m/s,求:(1)汽车牵引力为多大?匀加速运动过程可维持多长时间?(2)汽车在匀加速运动过程中,牵引力、摩擦力对其各做多少功?参考答案一、选择题1.D 【解析】足球沿地面运动,受重力mg 、支持力F N 和阻力F 1作用。
运动员对足球不再有力,不可能对球做功;重力与支持力与运动方向垂直,不做功;阻力与运动方向相反,球克服阻力做了功,一部分动能转化为内能。
2.AD 【解析】在粗糙的水平面上,如果物体做加速运动,F 一定与运动方向相同,F 一定对物体做正功;物体做减速运动,F 可能与运动方向相同,也可能与运动方向相反,F 对物体做功的情况不定;3.C 【解析】根据自由落体规律知,小球2s 下落的高度为20m ,重力做的功为W =mgh =100J ,所以小球下落过程中重力做功的平均功率是P =50W 。
4.B 【解析】物体由H 高处自由落下,当物体的动能等于势能时,应下落高度的一半,所以有:21122H gt =,得t =gH 。
5.C 【解析】开始以初速度v 0匀速运动,某时刻起由甲图知加速度恒定a =mfF -,加速度恒定,速度v =v 0+at ,则牵引力的功率P =Fv ,即P =F v 0+Fat ,所以C 项正确。
6.BD 【解析】若改变物体速度的是重力,只引起动能和重力势能的转化,物体的机械能不变,A 正确;若改变物体速度的是摩擦力,物体的机械能不一定减少,如摩擦力可以使物体加速,B 错,C 正确;物体的速度增加,动能增加,物体的机械能不一定增加,D 错。
本题选择的是不正确的选项。
7.AD 【解析】发动机的功率恒为P ,经过时间t ,发动机做的功为W =Pt ,当达到最大速度时,有1m PFvF v ,解得:1mPF v ,1m Pv F ,从功能关系的角度,整个过程中发动机做的功应等于克服阻力做的功与物体获得的动能之和,则22121m122m mP Ps W mv F s F v =+=+。
8.AD 【解析】在这一过程中人克服重力做功20J ,物体的重力势能增加20J ,D 正确;物体的动能增加1J ,根据动能定理合外力对物体做的功为1J ,B 、C 错误;人对物体做的功等于物体增加的机械能,即人对物体做的功为21J ,A 正确。
9.D 【解析】根据题意及功的计算公式有:W =F 1s =F 2·2s cos30º,得F 1和F 2∶1。
10.ACD 【解析】A 球落地前以两球整体为对象,根据牛顿第二定律有,求得加速度为2g,A 正确;从释放到A 球落地,根据机械能守恒,有:2122mgh mv =⨯,解得:v 两球落地后均不再弹起,所以A 、B 两落地的水平距离为△s=vt,B 错,C 正确。
绳L 对B 球做的功等于B 球获得的动能,W =21122mv mgh =,D 正确。
二、填空题11.12n (n -1)mgh 12.1×10513.14mgh14.m 2221)(k m m +g 2; m 1(m 1+m 2)(2111k k +)g 2三、计算题15.(10分)【解析】(1)根据牛顿第二定律 F -μmg =ma (2分)解得:a =1m/s 2由运动学公式有:s =12at 2=32m (1分) 根据功的公式 W =Fs =1600J (1分)(2)由运动学公式有: v =at =8m/s (2分)所以:E K =12mv 2=320J (1分)(3)对整个过程用动能定理:Fs -W F =0(2分)解得:W F =Fs =1600J 。
(1分)16.(10分)【解析】车沿斜坡运动时所受阻力为F μ=Mg sin α+kMg =1000×10×51N +0.12×1000×10 N=3200 N (3分) 而两人的推力合力最大为:F =800×2 N=1600 N <F μ(1分)所以,如果两人直接沿斜坡推物体,不可能将物体推到坡顶。
但因物体在水平面上所受阻力为F μ′=kMg =0.12×1000×10 N=1200 N ,故可先在水平面上推一段距离后再上斜坡。
(2分)设在水平面上先推s 的距离,则据动能定理有 Fs +Fl -kMg (l +s )-Mgh =0(3分)即(1600-1200)(5+s )-103×10×1=0 解得:s =20 m 。
(1分)17.(16分)【解析】(1)玩具汽车先匀加速,后变加速,最终匀速运动。
设牵引力为F 1,摩擦力为F 2,则P =F 2v m (2分) 解得:F 2=4N根据牛顿第二定律有:F 1-F 2=ma (2分) 得:F 1=F 2+ma =5N设匀加速运动能达到的最大速度为v m ′,则:P =F 1 v m ′(2分) 解得:v m ′=1.6m/s 又v m ′=at (2分)所以,匀加速运动过程可维持的时间t=m v a '=3.2s (2分)(2)匀加速运动的位移为:s =12at 2=2.56m (2分)故汽车在匀加速运动过程中牵引力做的功为:W 1=F 1 s =12.8J (2分)摩擦力做的功为:W2=-F2 s=-10.24J。
(2分)。