1、第八章1请同学们认真完成练案 13一、选择题(本题共8小题,每题6分,共48分)1(2021福建省武平县第一中学高一月考)下列说法中正确的是(B)A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B力很大,位移很大,这个力所做的功可能等于0C机器做功越多,其功率越大D汽车上坡的时候,司机必须换高速挡,其目的是增大速度,得到较小的牵引力解析:力对物体做功的条件是,在力的方向发生了位移,力才对物体做功,所以只要物体受力的同时又有位移发生,则不一定有力对物体做功,所以A错误;力很大,位移很大,这个力所做的功可能等于0,因为如果这个力与位移方向垂直时,这个力做功就为0,所以B正确;机器做功越多,其
2、功率不一定越大,如果此功所用时间也很长时,功率则减小了,所以C错误;汽车上坡的时候,司机必须换低速挡,其目的是减小速度,得到较大的牵引力,所以D错误。2(2021广东省江门市二中高一下学期期末)下列情景中,纸箱、花盆、铁球和拖把受到的重力一定做功的是 (A)解析:往高处堆放纸箱时,物体有向上的位移,故重力做负功,A正确;水平移动花盆时,花盆没有竖直方向上位移,故重力不做功,B错误;没有提起铁球时,铁球没有位移,故重力不做功,C错误;水平移动的拖把,由于没有竖直方向上的位移,故重力不做功,D错误。3(2021辽宁省六校协作体高一下学期期中)如图甲为一女士站立在台阶式自动扶梯上正在匀速上楼,如图乙
3、为一男士站立在履带式自动人行道上正在匀速上楼。下列关于两人受到的力做功判断正确的是(A)A甲图中支持力对人做正功B乙图中支持力对人做正功C甲图中摩擦力对人做负功D乙图中摩擦力对人做负功解析:图甲中支持力竖直向上,对人做正功,A正确;图乙中支持力垂直履带斜向上,对人不做功,B错误;图甲中摩擦力为零,C错误;图乙中摩擦力沿履带向上,对人做正功,D错误。4(2021湖南长沙一中高一下学期期末)从空中以40 m/s的初速度平抛一重为10 N的物体,物体在空中运动 3 s 落地,不计空气阻力,g取10 m/s2,则物体落地前瞬间,重力的瞬时功率为(A)A300 WB400 WC500 WD700 W解析
4、:物体落地时竖直分速度vygt30 m/s,重物落地时重力的瞬时功率Pmgv cos mgvy,代入数据得P300 W,故A正确。5(2021吉林省实验中学高一下学期期中)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, 物块的重力做功为2 J。用FN表示物块受到的支持力,用Ff表示物块受到的摩擦力。在此过程中,以下判断正确的是(B)AFN和Ff对物块都不做功BFN对物块做功为2 J,Ff对物块不做功CFN对物块不做功,Ff对物块做功为2 JDFN和Ff对物块所做功的代数和为零解析:由题意可知,物体时刻处于平衡状态,所受合力
5、为零。故W合0,又知其摩擦力不做功Wf0,由W合WFNWG可得WFN2 J,故选项B正确。6(2021江苏省木渎高级中学高一月考)一艘摩托艇在水中沿直线匀速行驶,发动机的输出功率为P,摩托艇的速度为v,将摩托艇的输出功率增大为2P,此后摩托艇的最大速度为 v。已知摩托艇受到水的阻力f与其速度关系为fkvn,则n为(B)AB1CD2解析:由题意知,速度为v时,阻力f1,最大速度为v时,阻力f2f1,由此可知,速度增大倍,阻力也增大倍,因此阻力与速度成正比,即n1。故选B。7(多选)(2021福建龙岩市高一期末)某同学学习了直线运动中用vt图像求位移的方法,他用相同的方法,分析下图中图线和横轴围成
6、面积的意义,其中说法正确的是(BD)A若图像为st(位移时间)图像,面积反映速度大小B若图像为vt(速度时间)图像,面积反映位移大小sC若图像为Fx(力位移)图像,面积反映力的功率PD若图像为Pt(功率时间)图像,面积反映力做的功W解析:若图像为st(位移时间)图像,面积无任何意义,选项A错误;若图像为vt(速度时间)图像,因svt,则面积反映位移大小s,选项B正确;若图像为Fx(力位移)图像,因为WFx,可知面积反映力的功W,选项C错误;若图像为Pt(功率时间)图像,因为WPt,则面积反映力做的功W,选项D正确。8(多选)一辆轿车在平直公路上运行,启动阶段轿车牵引力保持不变,而后以额定功率继
7、续行驶,经过时间t0,其速度由零增大到最大值vm。若轿车所受的阻力f为恒力,关于轿车的速度v、牵引力F、功率P随时间t变化的情况,下列选项正确的是(BCD)解析:轿车以恒定的牵引力F启动,由a得,轿车先做匀加速运动,由PFv知,轿车的输出功率均匀增加,当功率达到额定功率时,牵引力逐渐减小,加速度逐渐减小,轿车做加速度逐渐减小的加速运动,当Ff时,速度达到最大,之后轿车做匀速运动,B、C、D正确,A错误。二、非选择题(共12分)9(12分)(2021麻城市第二中学高一月考)如图所示,光滑水平地面静止放着质量m10 kg的木箱,与水平方向成60的恒力F作用于物体,恒力F2.0 N。当木箱在力F作用
8、下由静止开始运动,求:(1)10 s内力F所做的功;(2)10 s末拉力F的瞬时功率。答案:(1)5 J;(2)1 W解析:(1)木箱受到重力、恒力F、水平面的支持力作用,设加速度大小为a,将拉力正交分解,根据牛顿第二定律得Fcos 60ma,代入解得a0.1m/s2,10 s内移动的距离是xat20.1102 m5 m根据功的定义式WFscos ,10 s内力F所做的功W25cos 60 J5 J。(2)10 s末木箱的速度为vat0.110 m/s1 m/s,根据PFvcos ,得10 s末拉力F的瞬时功率P21cos 60 W1 W。一、选择题(本题共4小题,每题7分,共28分)1如图甲
9、所示,静置于光滑水平面上坐标原点O处的小物块,在水平拉力F的作用下沿x轴方向运动,拉力F随物块所在位置坐标x的变化关系如图乙所示。已知纵、横坐标轴单位长度代表的数值相同,纵、横坐标单位均为国际单位,曲线部分为半圆,则小物块运动到x0处时拉力所做的功为(C)AFmx0B(FmF0)x0C(FmF0)x0F0x0DxF0x0解析:Fx图像的“面积”等于拉力做的功,则得到拉力做的功WF0x02F0x0x,由题图乙可知,FmF0,故W(FmF0)x0F0x0,选项C正确。2如图甲所示,滑轮质量、摩擦均不计,质量为2 kg的物体在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
10、可知,(g取10 m/s2)(B)A物体加速度大小为2 m/s2B4 s末F的功率大小为42 WCF的大小为21 ND4 s内F做功的平均功率为42 W解析:由速度时间图像可得加速度a0.5 m/s2,由牛顿第二定律:2FmgmaF10.5 N,4 s末F的功率PF2v10.522 W42 W,4 s内F做功的平均功率 W21 W。3(2020浙江温州九校高一下学期期末)如图所示,一根木棒沿水平桌面从A运动到B,若棒与桌面间的摩擦力大小为f,则棒对桌面的摩擦力做的功和桌面对棒的摩擦力做的功各为(C)Afs,fsBfs,fsC0,fsDfs,0解析:棒对桌面的摩擦力,和桌面对棒的摩擦力,为作用力
11、和反作用力,大小相等方向相反,从A运动到B的过程中,棒受到的摩擦力为f,位移为s,摩擦力做的是负功,所以桌面对棒的摩擦力做的功为fs,桌面受到的摩擦力的大小也为f,但桌面没动,位移是0,所以棒对桌面的摩擦力做的功为0,C项正确。4(多选)在训练运动员奔跑中下肢向后的蹬踏力量时,有一种方法是让运动员腰部系绳拖着汽车轮胎奔跑,如图所示,在一次训练中,运动员腰部系着不可伸长的轻绳拖着质量m11 kg的轮胎从静止开始沿着笔直的跑道加速奔跑,5 s后轮胎从轻绳上脱落,轮胎运动的vt图像如图乙所示。不计空气阻力。已知绳与地面的夹角为37,且sin 370.6,cos 370.8,g取10 m/s2。下列说
12、法正确的是(BCD)A轮胎与水平面间的动摩擦因数0.25B绳子拉力的大小为70 NC在07 s内,轮胎克服摩擦力做功为1 400 JD在2 s时,绳子拉力的瞬时功率为224 W解析:由乙图知a12 m/s2,a25 m/s2,则Fcos 37(mgFsin 37)ma1,mgma2由以上两式解得0.5,F70 N故A错,B对;前5 s克服摩擦力做功Wf1(mgFsin 37)l1850 J,后2 s克服摩擦力做功Wf2mgl2550 J,故WfWf1Wf 21 400 J,选项C正确;2 s时PFFvcos 37224 W,选项D正确。二、非选择题(共12分)5(12分)(2021江苏淮安市高
13、一月考)某重型气垫船,质量为5.0105 kg,最高时速为30 m/s,装有额定输出功率为9 000 kW的燃气轮机。假设该重型气垫船在海面航行过程所受的阻力Ff与速度v满足Ffkv(k为常数),求(1)题中的常数k的值为多少?(2)气垫船当以最高时速一半的速度匀速航行时,气垫船实际功率是多少?(3)气垫船以额定输出功率行驶50分钟,燃气轮机对气垫船做的功是多少?答案:(1)1.0104 Ns/m;(2)2.25106 W;(3)2.71010 J解析:(1)船达到最高时速时受力平衡,向前的牵引力等于向后的阻力FFf由PFv,得F又Ffkv联立并代入数据得k1.0104 Ns/m。(2)船以最高时速一半的速度匀速行驶时Ffk1.5105 N其中v为最高时速,此时船匀速航行,受力平衡,牵引力等于阻力FFf实际功率PF联立并代入数据得P2.25106 W。(3)由WPt得,气垫船以额定输出功率行驶50分钟,燃气轮机对气垫船做的功为W9106(5060) J2.71010 J。