1、【 精品教育资源文库 】 配餐作业 (十四 ) 功 功率 A 组 基础巩固题 1通过认真学习，同学们掌握了丰富的物理知识。下列说法正确的是 ( ) A汽车在光滑的水平面上运动时，驾驶员通过操作方向盘，可以使汽车转弯 B在某一过程中，只要物体的位移为 0，任何力对该物体所做的功就为 0 C物体的速度为 0 时，其加速度可能不为 0 D静摩擦力对受力物体可以做正功，滑动摩擦力对受力物体一定做负功 解析 汽车在水平面上转弯时，向心力的来源是静摩擦力，所以在光滑水平面上，通过操作方向盘，不能使汽车转弯， A 项错误； B 项容易片面地理解为 W Fx， 因为位移 x 0，所以 W 0，但该公式只适用
2、于恒力做功，例如汽车绕操场一圈回到出发点，虽然汽车的位移为零，但牵引力对汽车做了功，牵引力做的功为牵引力乘以路程， B 项错误；物体的速度与加速度没有必然联系，例如汽车启动的瞬间，虽然汽车的速度为 0，但加速度不为 0， C项正确；摩擦力可以对物体做正功、做负功或不做功， D 项错误。 答案 C 2.如图所示，木板可绕固定水平轴 O 转动。木板从水平位置 OA 缓慢转到 OB 位置，木板上的物块始终相对于木板静止。在这一过程中，物块的重力势能增加了 2 J。用 N 表示物块受到的支持力，用 f 表示 物块受到的摩擦力。在此过程中，以下判断正确的是 ( ) A N 和 f 对物块都不做功 B N
3、 对物块做功为 2 J， f 对物块不做功 C N 对物块不做功， f 对物块做功为 2 J D N 和 f 对物块所做功的代数和为零 解析 由做功的条件可知：只要有力，并且物块沿力的方向有位移，那么该力就对物块做功。由受力分析知，支持力 N 做正功，但摩擦力 f 方向始终和速度方向垂直，所以摩擦力不做功。由动能定理知 WN WG 0，故支持力 N 做功为 2 J。 答案 B 3 (多选 )中国版 “ 野牛 ” 级重型气垫船，自重达 540 吨，最高时速为 108 km/h，装有M 70 大功率燃气轮机，该机额定输出功率为 8 700 kW。假设 “ 野牛 ” 级重型气垫船在海面航行过程所受的
4、阻力 f 与速度 v 成正比，即 f kv。下列说法正确的是 ( ) A “ 野牛 ” 级重型气垫船的最大牵引力为 2.910 5 N B在额定输出功率下以最高时速航行时，气垫船所受的阻力为 2.910 5 N C以最高时速一半的速度匀速航行时，气垫船发动机的输出功率为 4 350 kW D由题中所给数据，能计算阻力 f 与速度 v 的比值 k 解析 由 P Fv 可知当输出功率最大且匀速运动时牵引力与阻力相等，此时 F f2.910 5 N，在此之前牵引力都比这一值大， A 项错， B 项对；因为气垫船所受阻力与速度成正比，因此 P Fv kv2，即以最大速度的一半匀速航行时，牵引力的功率为
5、 2 175 kW， C【 精品教育资源文库 】 项错；当输出功率最大且匀速运动时牵引力与阻力相等，由 P Fv kv2 可求 k 879 10 3 Nsm 1， D 项对。 答案 BD 4 (多选 )一质点在光滑水平面上处于静止状态，现对该质点施加水平力 F，力 F 随时间 t 按如图所示的正弦规律变化，力 F 的方向始终在同一直线上，在 0 4 s 内，下列说法正确的是 ( ) A第 2 s 末，质点距离出发点最远 B第 2 s 末，质点的动能最大 C 0 2 s 内，力 F 瞬时功率一直增大 D 0 4 s 内，力 F 做功为零 解析 从图象可以看出在前 2 s 力的方向和运动的方向相
6、同，物体经历了一个加速度逐渐增大的加速运动和加速度逐渐减小的加速运动，第 2 s 末，拉力 F 方向反向，速度方向不变，所以 2 s 后，质点离出发点距离还在增大，故 A 项错误；第 2 s 末，拉力 F 方向反向，速度方向不变，物体要做减速运动，所以第 2 s 末，质点的速度最大，动能最大，故 B 项正确； 0 1 s 内，速度在增大，力 F 增大， 根据瞬时功率 P Fv 得力 F 瞬时功率一直增大， 12 s 内，速度在增大，但是随时间变化速度增大变慢，而力 F 随时间减小变快，所以力 F 瞬时功率有减小的过程，故 C 项错误； 0 4 s 内，初末速度都为零，根据动能定理得合力做功为零
7、，所以力 F 做功为零，故 D 项正确。 答案 BD 5 (多选 )如图所示，光滑水平地面上固定一带有光滑定滑轮的竖直杆，用轻绳一端系着小滑块，另一端绕过定滑轮，现用恒力 F1水平向左拉滑块的同时，用恒力 F2拉右侧绳端，使滑块从 A 点由静止开始向右运动，经过 B 点后到达 C 点，若 AB BC，则滑块 ( ) A从 A 点至 B 点 F2做的功等于从 B 点至 C 点 F2做的功 B从 A 点至 B 点 F2做的功小于从 B 点至 C 点 F2做的功 C从 A 点至 C 点 F2做的功可能等于滑块克服 F1做的功 【 精品教育资源文库 】 D从 A 点至 C 点 F2做的功可能大于滑块
8、克服 F1做的功 解析 由题意知，滑块从 A 点至 B 点时右侧绳端的位移大于滑块从 B 点至 C 点时右侧绳端的位移， F2是恒力，则滑块从 A 点至 B 点 F2做的功大于从 B 点至 C 点 F2做的功， A、 B 项错误；滑块从 A 点至 C 点过程中，可能先加速后减速，滑块在 C 点速率大于或等于零，根据动能定理得知，滑块从 A 点运动到 C 点过程中动能的变化量 大于或等于零，总功大于或等于零，则从 A 点至 C 点 F2做的功大于或等于滑块克服 F1做的功， C、 D 项正确。 答案 CD 6 (多选 )如图所示，轻绳一端受到大小为 F 的水平恒力作用，另一端通过定滑轮与质量为
9、m、可视为质点的小物块相连。开始时绳与水平方向的夹角为 。当小物块从水平面上的 A 点被拖动到水平面上的 B 点时，位移为 L，随后从 B 点沿斜面被拖动到定滑轮 O 处， BO间距离也为 L。小物块与水平面及斜面间的动摩擦因数均为 ，若小物块从 A 点运动到 O点的过程中， F 对小物块做的功为 WF，小物块在 BO 段运动过程中克服摩擦力做的功为 Wf，则以下结果正确的是 ( ) A WF FL(cos 1) B WF 2FLcos C Wf mgL cos2 D Wf FL mgLsin2 解析 小物块从 A 点运动到 O 点，拉力 F 的作用点移动的距离 x 2Lcos ，所以拉力 F
10、做的功 WF Fx 2FLcos ， A 项错误， B 项正确；由几何关系知斜面的倾角为 2 ，所以小物块在 BO 段受到的摩擦力 f mg cos2 ，则 Wf fL mgL cos2 ， C 项正确， D 项错误。 答案 BC 7 当前我国 “ 高铁 ” 事业发展迅猛。假设一辆高速列车在机 车牵引力和恒定阻力作用下，在水平轨道上由静止开始启动，其 v t 图象如图所示，已知在 0 t1时间内为过原点的倾斜直线， t1时刻达到额定功率 P，此后保持功率 P 不变，在 t3时刻达到最大速度 v3，以后匀速运动。下述判断正确的是 ( ) A从 0 至 t3时间内，列车一直做匀加速直线运动 【
11、精品教育资源文库 】 B t2时刻的加速度大于 t1时刻的加速度 C在 t3时刻以后，机车的牵引力为零 D该列车所受的恒定阻力大小为 Pv3解析 0 t1时间内，列车做匀加速运动， t1 t3时间内，加速度变小，故 A、 B 项错；t3以后列 车做匀速运动，牵引力等于阻力，故 C 项错；匀速运动时 f F 牵 Pv3，故 D 项正确。 答案 D 8 一物体在粗糙的水平面上受到水平拉力作用，在一段时间内的速度随时间变化情况如图所示。则拉力的功率随时间变化的图象可能是 (g 取 10 m/s2)( ) 解析 由图知在 0 t0 时间内，物体做初速度为零的匀加速运动， v at；由牛顿第二定律得 F
12、 f ma，则拉力的功率 P Fv (f ma)v (f ma)at；在 t0时刻以后，物体做匀速运动， v 不变，则 F f， P Fv fv， P 不变，故 D 项正 确。 答案 D B 组 能力提升题 9列车在空载情况下以恒定功率 P 经过一平直的路段，通过某点时速率为 v，加速度大小为 a1；当列车满载货物再次经过同一点时，功率和速率均与原来相同，但加速度大小变为 a2。重力加速度大小为 g。设阻力是列车重力的 k 倍，则列车满载与空载时的质量之比为( ) A.kg a1kg a2B.kg a2kg a1C. P kg a2v kg a1D.P kg a1v kg a2解析 由 P F
13、v、 F f ma 及 f kmg 得 m Pv( )kg a ，由题干知空载与满载货物时通过同一点时功率和速率均相同，即 P、 v 不变，所以 m2m1 kg a1kg a2， A 项正确。 【 精品教育资源文库 】 答案 A 10 (多选 )两实心小球甲和乙由同一种材料制成，甲球质量大于乙球质量。两球在空气中由静止下落，假设它们运动时受到的阻力与球的半径成正比，与球的速率无关。若它们下落相同的距离，则 ( ) A甲球用的时间比乙球长 B甲球末速度的大小大于乙球末速度的大小 C甲球加速度的大小小于乙球加速度的大小 D甲球克服阻力做的功大于乙球克服阻力做的功 解析 设 f kR，则由牛顿第二
14、定律得 F 合 mg f ma，而 m 43 R3 ，故 a gk43 R2 ，由 m 甲 m 乙 、 甲 乙 可知 a 甲 a 乙 ，故 C 项错误；因甲、乙位移相同，由 v22ax 可知， v 甲 v 乙 ， B 项正确；由 x 12at2可知， t 甲 f 乙 ，则 W 甲克服 W 乙克服 ， D 项正确。 答案 BD 11 如图所示，一长为 L 的轻杆一端固定在光滑铰链上，另一端固定一质量为 m 的小球。一水平向右的拉力作用于杆的中点，使杆以角速度 匀速转动，当杆与水平方向成 60 时，拉力的功率为 ( ) A mgL B. 32 mgL C.12mgL D. 36 mgL 解析 由于杆做匀速转动，拉力的功率等于克服重力做功的功率， P mgL cos60 12mgL ， C 项正确。 答案 C 12.为了缓解城市交通拥堵问题，某市交通部门在禁止行人步行的十字路口增设了长度为 12 m 的 “ 直行待行区 ” 。如图所示，当其他车道的车辆右转时，直行道上的车辆可以提前进入 “ 直行待行区 ” ；当直行绿灯亮起时，可从 “ 直行待行区 ” 直行通过十字路口。如果该路段的限速为 60 km/h，从提示进入 “ 直行待行区 ” 到直行绿灯亮起的时间为 4 s。现某汽车司
