1、第一节 功与功率一、选择题(本题共8小题，每题6分，共48分)1如图所示，下列过程中人对物体做了功的是(C)A小华用力推石头，但没有推动B小明举起杠铃后，在空中停留3秒的过程中C小红提着书包，随电梯一起匀速上升的过程中D小陈将冰壶推出后，冰壶在水平冰面上滑行了5米的过程中解析：A、B选项所述情景中，位移都为零，D中冰壶滑行时，不受人的推力，故人对物体不做功，只有C选项所述情景，人对物体做功。2一位同学将一本掉在地板上的物理必修2课本慢慢捡回到课桌上，则该同学对教科书做功大约为(取重力加速度g10 m/s2)(C)A0.04 JB0.4 JC4 JD40 J解析：课本重约5 N，课桌高约为0.8
2、 m，则WFl4 J，故选C。3关于功率的概念，以下说法正确的是(D)A功率是描述力对物体做功多少的物理量B由PW/t可知，功率与时间成反比C由PFv可知只要F不为零，v也不为零，那么功率P就一定不为零D某个力对物体做功越快，它的功率就一定大解析：功率是描述物体做功快慢的物理量，所以A错、D对；功率与时间没有直接关系B错；当Fv时，P0，所以C错，正确选项为D。4一只苹果从楼上某一高度自由下落，苹果在空中依次经过三个完全相同的窗户1、2、3。图中直线为苹果在空中的运动轨迹。若不计空气阻力的影响，以下说法正确的是(D)A苹果通过第三个窗户所用的时间最长B苹果通过第一个窗户的平均速度最大C苹果通过
3、第三个窗户重力做的功最多D苹果通过第一个窗户重力做功的平均功率最小解析：由于自由落体运动是初速度为零的匀加速直线运动，由公式vgt可知，速度越来越大，由平均速度公式可知，苹果通过第一个窗户的平均速度最小，通过第一个窗户所用时间最长，故A、B错误；由功的定义式可知，苹果通过三个窗户的过程中重力做的功相等，故C错误；由平均功率公式Fv可知，苹果通过第一个窗户的过程中重力做功的平均功率Pmgv最小，故D正确。5载人飞行包是一个单人低空飞行装置，如图所示，其发动机使用汽油作为燃料提供动力，可以垂直起降，也可以快速前进，若飞行包(包括人)在竖直匀速降落的过程中(空气阻力不可忽略)，下列的说法正确的是(C
4、)A发动机对飞行包做正功B飞行包的重力做负功C空气阻力对飞行包做负功D飞行包的合力做负功解析：飞行包(包括人)在竖直匀速降落的过程中，发动机的动力向上，则发动机对飞行包做负功，故A错误。高度下降，飞行包的重力做正功，故B错误。空气阻力竖直向上，与位移方向相反，则空气阻力对飞行包做负功，故C正确。飞行包匀速运动，合力为零，则飞行包的合力不做功，故D错误。故选C。6(2020四川雅安高一期末)质量为m的汽车，启动后沿平直路面行驶，如果发动机的功率恒为P，且行驶过程中受到的摩擦阻力大小一定，汽车速度能够达到的最大值为v，那么当汽车的车速为时，汽车的瞬时加速度的大小为(B)A B CD解析：当汽车匀速
5、行驶时，据PFv知，摩擦阻力FfF。当汽车的速度为时，根据PF，得引力F，由牛顿第二定律得加速度a。7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。下面四个图像中，哪个图像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(C)解析：功率减小一半后，汽车做加速度越来越小的减速运动，最终匀速运动。8(多选)如图所示为测定运动员体能的一种装置。运动员质量为m1，绳拴在腰间沿水平方向跨过滑轮(不计滑轮质量及摩擦)，下悬一质量为m2的重物，人用力蹬传送带而人的重心不动，使传送带以速率v匀速向右运动。下面是人对传送带做
6、功的四种说法，其中正确的是(AC)A人对传送带做功B人对传送带不做功C人对传送带做功的功率为m2gvD人对传送带做功的功率为(m1m2)gv解析：人在水平方向受绳子拉力和摩擦力作用而处于平衡状态，FfFTm2g。由牛顿第三定律得人对传送带的摩擦力为FfFf，方向向右，所以人对传送带做正功，做功的功率为PFfvm2gv，A、C正确。二、非选择题9(12分)如图所示，质量为20 kg的小孩坐在雪橇上，现用一个与水平方向成37、大小为60 N的力F拉着雪橇沿水平地面从静止开始以a0.5 m/s2的加速度做匀加速直线运动，已知雪橇的质量为20 kg，求2 s内雪橇上各力做的功？合力做的功是多少？解析：
7、2 s内雪橇的位移lat21 m 重力和支持力做功为零拉力F做功WFFlcos6010.8 J48 J雪橇所受合力为F合ma400.5 N20 N合外力对物体做的功W合F合l201 J20 J摩擦力做的功WfW合WF20 J48 J28 J答案：重力和支持力做功为零拉力做功48 J摩擦力做功28 J合力做功20 J一、选择题(本题共4小题，每题7分，共28分)12020年国庆小长假，雪晴同学旅游到一家农家乐餐厅就餐时发现，店内竟有真驴拉磨磨玉米面，如图所示，假设驴拉磨的平均用力大小为500 N，运动的半径为1 m，则驴拉磨转动一周所做的功为(D)A0B500 JC500 JD1 000 J解析
8、：由于F的方向保持与作用点的速度方向一致，因此F做功不为零，可否定A答案。由于F的方向保持与作用点的速度方向一致，因此可把圆周划分成很多小段研究，如图所示，当各小段的弧长si足够小(si0)时，在这si内F的方向几乎与该小段的位移方向重合。故WFFs1Fs2Fs3F2R1 000 J。(这等效于把曲线拉直)2(2020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
9、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，所受合力为零。故W合0，又知其摩擦力不做功Wf0，由W合WFWG可得WF2 J，故选项B正确。3(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
10、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。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sin370.6，cos370.8，g取10 m/s2。下列说法正确的是(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 N
11、C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Fcos37(mgFsin37)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(mgFsin37)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PFFvcos37224 W，选项D正确。二、非选择题5(12分)图示为修建高层建筑常有的塔式起重机。在起重机将质量m5103 kg的重物竖直吊起的过程中，重物由静止开始向上做匀加速直线运动
12、，加速度a0.2 m/s2，当起重机输出功率达到其允许的最大值时，保持该功率直到重物做v m1.02 m/s的匀速运动。取g10 m/s2，不计额外功。求：(1)起重机允许输出的最大功率。(2)重物做匀加速运动所经历的时间和起重机在第2秒末的输出功率。答案：(1)5.1104 W(2)5 s2.04104 W解析：(1)设起重机允许输出的最大功率为P0，重物达到最大速度时，拉力F0等于重力。P0F0v mP0mgv m代入数据，有：P05.1104 W(2)匀加速运动结束时，起重机达到允许输出的最大功率，设此时重物受到的拉力为F，速度为v1，匀加速运动经历时间为t1，有：P0Fv1Fmgmav1at1由，代入数据，得：t15 st2 s时，重物处于匀加速运动阶段，设此时速度为v2，输出功率为P，则v2atPFv2由，代入数据，得：P2.04104 W