1、第五章 第一节 功和功率课下作业时间45分钟满分100分一、选择题(本题共10小题，每题7分，至少一个答案正确，选不全得4分，共70分)1一人乘电梯从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情况是A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C加速和匀速时做正功，减速时做负功D始终做正功解析力与运动方向始终相同，故D选项正确答案D2(2013大连统考)起重机以1 m/s2的加速度将质量为1 000 kg的货物由静止开始匀加速向上提升，若g取10 m/s2，则在1 s内起重机对货物所做的功是A500 JB4 500 JC5
2、 000 J D5 500 J解析货物的加速度向上，由牛顿第二定律有Fmgma，起重机的拉力Fmgma11 000 N，货物的位移是xat20.5 m，做功为5 500 J.答案D3如图5113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，物块克服重力做功为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0解析由做功的条件可知：只要有力，并且物块沿力
3、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FN做正功，但摩擦力Ff方向始终和速度方向垂直，所以摩擦力不做功由动能定理Wmgh0，故支持力FN做功为mgh，B正确答案B4(2013太原模拟)将一个苹果斜向上抛出，苹果在空中依次飞过三个完全相同的窗户1、2、3.图5114中曲线为苹果在空中运行的轨迹若不计空气阻力的影响，以下说法正确的是A苹果通过第1个窗户所用的时间最短B苹果通过第1个窗户重力做的功最大C苹果通过第3个窗户重力的平均功率最小D苹果通过第3个窗户重力做功最小解析由WGmgh可知，苹果通过3个窗户重力做的功相等，选项B、D错误；斜抛运动在竖直方向上是匀减速运动，设苹果在竖直
4、方向上的平均速度为vy，y1y2y3，选项A正确；由Gmgy得，选项C正确答案AC5如图5115所示，质量为m的小球以初速度v0水平抛出，恰好垂直打在倾角为的斜面上，(不计空气阻力)则球落在斜面上时重力的瞬时功率为Amgv0tan B.C. Dmgv0cos 解析小球打在斜面上时的速度分解如图所示，则vy=，所以P=mgvy=，B正确答案B6(2013宝鸡模拟)汽车在一平直路面上匀速行驶，前方遇到一段泥泞的路面，导致汽车受到的阻力变大了，若汽车发动机的功率保持不变，经过一段时间后，汽车在泥泞的路面做匀速运动，则图5116中关于汽车的速度随时间变化关系正确的图象是解析汽车遇到一段泥泞的路面，导致
5、汽车受到的阻力变大，速度减小，由PFv，汽车牵引力F增大，汽车做加速度逐渐减小的减速运动，当牵引力与阻力重新平衡时，汽车做匀速运动，选项B正确答案B7如图5117所示，分别用力F1、F2、F3将质量为m的物体由静止沿同一光滑斜面以相同的加速度从斜面底端拉到斜面的顶端，此时三个力的功率分别为P1、P2、P3，则AP1P2P3 BP1P2P3CP3P2P1 DP1P2P3解析因三种情况加速度相同，则F1F2cos F3cos (为F3与斜面的夹角)，再由v可知，它们到达斜面顶端时的速度相同，而P1F1v，P2F2cos v，P3F3cos v，因此P1P2P3，故A对答案A8一质量为m的物体，同时
6、受几个力的作用而处于静止状态某时刻其中一个力F突然变为，则经过时间t时，合力的功率的大小是A. B.C. D.解析由于物体m受几个力的作用而处于静止状态，合力为零，当某时刻其中一个力F突然变为时，物体所受合力变为F合，物体在这个恒力作用下做匀加速直线运动，a，经过时间t，速度vat，合力的功率PF合v，B正确答案B9(2013石家庄期末联考)放在水平地面上的物体受到水平拉力的作用，在06 s内其速度与时间图象和拉力的功率与时间图象分别如图5118甲、乙所示，则物体的质量为(取g10 m/s2)A. kg B. kgC. kg D. kg解析物体在前2 s内做匀加速直线运动，由PFv，2 s末功
7、率为30 W，速度为6 m/s，因此前2 s内拉力F15 N；后4 s内做匀速直线运动，拉力的功率等于阻力的功率，拉力大小和阻力大小都是 N；再由前2 s内a3 m/s2，且F1Ffma得质量为 kg，B项正确答案B10(2013苏州模拟)如图5119所示，一质量为M、长为L的木板，放在光滑的水平地面上，在木板的右端放一质量为m的小木块，用一根不可伸长的轻绳通过光滑的定滑轮分别与m、M连接，木块与木板间的动摩擦因数为，开始时木块和木板静止，现用水平向右的拉力F作用在M上，在将m拉向木板左端的过程中，拉力至少做功为A2mgL B.mgLC(Mm)gL DmgL解析在拉力F的作用下，m、M缓慢匀速
8、运动，使m被拉到木板的左端的过程中，拉力做功最少，设此时绳的拉力为FT，则FTmg，FTmgF，当m到达M左端时，M向右运动的位移为，故拉力做功WFmgL，故D正确答案D二、计算题(本大题共2小题，共30分要有必要的文字说明和解题步骤，有数值计算的要注明单位) 11(14分)如图5120所示，建筑工人通过滑轮装置将一质量为100 kg的料车沿30角的斜面由底端匀速地拉到顶端，斜面长L4 m，若不计滑轮的质量和各处的摩擦力，g取10 N/kg，求这一过程中：(1)人拉绳子的力做的功；(2)物体的重力做的功；(3)物体受到的各力对物体做的总功解析(1)工人拉绳子的力：Fmgsin 工人将料车拉到斜
9、面顶端时，拉绳子的长度l2L，根据公式WFlcos ，得W1mgsin 2L2 000 J(2)重力做功：W2mghmgLsin 2 000 J(3)由于料车在斜面上匀速运动，则料车所受的合力为0，故W合0.答案(1)2 000 J(2)2 000 J(3)012(16分)(2013东北三校联考)质量为1.0103 kg的汽车，沿倾角为30的斜坡由静止开始向上运动，汽车在运动过程中所受摩擦阻力大小恒为2 000 N，汽车发动机的额定输出功率为5.6104 W，开始时以a1 m/s2的加速度做匀加速运动(g10 m/s2)求：(1)汽车做匀加速运动的时间t1；(2)汽车所能达到的最大速率；(3)
10、若斜坡长143.5 m，且汽车达到坡顶之前已达到最大速率，则汽车从坡底到坡顶需多少时间？解析(1)根据牛顿第二定律有：Fmgsin 30Ffma设匀加速的末速度为v，则有：PFvvat1代入数值，联立解得匀加速的时间为：t17 s(2)当达到最大速度vm时，有：P(mgsin 30Ff)vm解得汽车的最大速度为：vm8 m/s(3)汽车匀加速运动的位移为：x1at24.5 m在后一阶段牵引力对汽车做正功，重力和阻力做负功，根据动能定理有：Pt2(mgsin 30Ff)x2mvmv2又有x2xx1代入数值，联立求解得：t215 s所以汽车总的运动时间为：tt1t222 s.答案(1)7 s(2)8 m/s(3)22 s
