1、习题课:功和功率课后篇巩固提升基础巩固1.关于摩擦力做功,下列说法中正确的是()A.滑动摩擦力阻碍物体的相对运动,一定做负功B.静摩擦力起着阻碍物体的相对运动趋势的作用,一定不做功C.静摩擦力和滑动摩擦力一定都做负功D.滑动摩擦力可以对物体做正功解析摩擦力总是阻碍物体间的相对运动或相对运动趋势,而且摩擦力对物体既可以做正功,也可以做负功,还可以不做功。综上所述,只有D正确。答案D2.一个小球做自由落体运动,在第1 s内重力做功为W1,在第2 s内重力做功为W2;在第1 s末重力的瞬时功率为P1,在第2 s末重力的瞬时功率为P2,则W1W2及P1P2分别等于()A.11,11B.12,13C.1
2、3,12D.14,12答案C3.(多选)用竖直向上的拉力F将一个质量为m的物体从静止开始,以加速度a向上匀加速提起,经t时间,物体上升的高度为h。则t时间末,作用力F的瞬时功率为()A.FatB.FhtC.F(F-mg)tmD.F2tm解析t时间末,物体的速度为v=at,故t时间末,力F的瞬时功率为P=Fv=Fat。又由于a=F-mgm,故F的瞬时功率也可表示为P=F(F-mg)tm。故A、C正确。答案AC4.(多选)如图所示,一子弹以水平速度射入放置在光滑水平面上原来静止的木块,并留在木块当中,在此过程中子弹钻入木块的深度为d,木块的位移为l,木块与子弹间的摩擦力大小为F,则()A.F对木块
3、做功为FlB.F对木块做功为F(l+d)C.F对子弹做功为-FdD.F对子弹做功为-F(l+d)解析木块的位移为l,由W=Flcos得F对木块做功为Fl,子弹的位移为l+d,木块对子弹的摩擦力的方向与位移方向相反,故木块对子弹的摩擦力做负功,W=-F(l+d)。故A、D正确。答案AD能力提升1.(多选)如图所示,某汽车在平直公路上启动时发动机功率P随时间t变化的图象,P0为发动机的额定功率。已知在t2时刻汽车的速度已经达到最大vm,汽车所受阻力大小与速度大小成正比。由此可得()A.在t3时刻,汽车速度一定等于vmB.在t1t2时间内,汽车一定做匀速运动C.在t2t3时间内,汽车一定做匀速运动D
4、.在发动机功率达到额定功率前,汽车一定做匀加速运动解析已知在t2时刻汽车的速度已经达到最大vm,此后汽车做匀速直线运动,速度不变,所以在t3时刻,汽车速度一定等于vm,故A正确。0t1时间内汽车的功率均匀增加,汽车所受阻力不变,牵引力不变,汽车做匀加速直线运动;汽车的功率在t1时刻达到额定功率,根据P=Fv,速度继续增大,牵引力减小,则加速度减小,则在t1t2时间内汽车做加速度减小的加速运动,故B错误。在t2t3时间内,汽车已达到最大速度,且功率保持不变,汽车一定做匀速直线运动,故C正确。由此分析知,在发动机功率达到额定功率前,汽车先做匀加速运动,后做加速度减小的变加速运动,故D错误。答案AC
5、2.一个物块在光滑水平面上处于静止状态,某时刻起受到方向水平向右、大小为3 N的拉力F1和水平向左的拉力F2作用,F2从6 N逐渐减小到零。该过程中,拉力F1的瞬时功率P随时间t变化的关系图象可能是下面四幅图中的()解析F2从6N逐渐减小到零,物体所受合外力先向左后向右,由牛顿第二定律可知,物体的加速度先逐渐减小到零再从零反向逐渐增大,最大值相等,物体先做加速度减小的加速运动,后做加速度增大的减速运动,根据速度时间图象的斜率表示加速度,故速度时间图象的斜率先减小后增大,根据功率的公式P=Fv可知,拉力F1保持不变,瞬时功率先增大后减小,瞬时功率时间图象的斜率先减小后增大,C选项正确,A、B、D
6、选项错误。答案C3.如图所示,一个物体自光滑圆弧面下滑后冲上水平粗糙传送带,传送带顺时针匀速转动,则物体受到的摩擦力对物体做功情况不可能是()A.不做功B.先做负功后不做功C.先做负功后做正功D.先做正功后不做功解析A项当物体的速度等于传送带速度时,则物体不受摩擦力,此时摩擦力不做功,故A正确;B项若刚开始物体的速度大于传送带的速度,摩擦力向左,则摩擦力做负功,物体做减速运动,当两者速度相等时,摩擦力不做功,故B正确;C项由B项可知如果摩擦力做了负功后,物体速度减小,当速度减小到与传送带相等时,摩擦力就不做功了,速度不变,一直运动,之后摩擦力不可能做正功,故C错误;D项当物体的速度小于传送带速
7、度时,出现相对滑动,则物体要受到向右的滑动摩擦力,摩擦力做正功,速度增大,当两者速度相等时,摩擦力不做功,故D正确;本题选不可能的。答案C4.如图甲所示,在风洞实验室里,一根足够长的细杆水平固定,某金属小球穿在细杆上静止于细杆左端,现有水平向右的风力F作用于小球上,风力F随时间t变化的F-t图象如图乙所示,小球沿细杆运动的v-t图象如图丙所示,g取10 m/s2,求05 s内风力所做的功。解析由题图丙可知02s为匀加速阶段,a=v-0t1=22m/s2=1m/s202s内的位移x1=12at12=1214m=2m,25s内的位移x2=vt2=23m=6m,则风力做功为W=F1x1+F2x2=1
8、8J。答案18 J5.某探究性学习小组对一辆自制遥控车的性能进行研究。他们让这辆小车在水平地面上由静止开始运动,并将小车运动的全过程记录下来,通过数据处理得到如图所示的v-t图象,已知小车在0t1时间内做匀加速直线运动,t110 s时间内小车牵引力的功率保持不变,7 s末达到最大速度,在10 s末停止遥控让小车自由滑行,小车质量m=1 kg,整个运动过程中小车受到的阻力Ff大小不变。求:(1)小车所受阻力Ff的大小。(2)在t110 s内小车牵引力的功率P。(3)求出t1的值及小车在0t1时间内的位移。解析(1)在10s末撤去牵引力后,小车只在阻力Ff作用下做匀减速运动,由图象可得减速时加速度
9、的大小为a=2m/s2则Ff=ma=2N。(2)小车做匀速运动阶段即710s内,设牵引力为F,则F=Ff由图象可知vm=6m/s解得P=Fvm=12W。(3)设t1时间内的位移为x1,加速度大小为a1,t1时刻的速度大小为v1,则由P=F1v1得F1=4N,F1-Ff=ma1得a1=2m/s2,则t1=v1a1=1.5s,x1=12a1t12=2.25m。答案(1)2 N(2)12 W(3)1.5 s2.25 m6.如图所示,水平传送带正以v=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,不计物块的大小,g取10 m/s2,则把这个物块从A端传送到B端的过程中,摩擦力对物块做功的平均功率是多少?1 s时,摩擦力对物块做功的功率是多少?传送带克服摩擦力做功的功率是多少?解析物块受向右的摩擦力为Ff=mg=0.1210N=2N,加速度为a=Ffm=g=0.110m/s2=1m/s2,当物块与传送带相对静止时,物块的位移为x=v22a=2221m=2m摩擦力做功为W=Ffx=22J=4J,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端运动到B端所用的时间为t=va+l-xv=21s+8-22s=5s,则物块在被传送过程中所受摩擦力的平均功率为
