1、课时作业15功和功率一、单项选择题1如图所示，在向右加速运动的车厢中，一人用力向前推车厢(人与车厢始终保持相对静止)，则下列说法正确的是( )A人对车厢做正功 B人对车厢做负功C车厢对人做正功 D推力对车厢做正功2解放前后，机械化生产水平较低，人们经常通过“驴拉磨”的方式把粮食颗粒加工成粗面来食用。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，驴拉磨转动一周所用时间约为10 s，则驴拉磨转动一周的平均功率约为( )A0 B50 W C50 W D100 W3如图所示，2012年10号台风“达维”向西偏北转西北方向移动，逐渐向江苏北部到山东半岛南部沿海靠近，于8月2日夜间在
2、江苏盐城到山东青岛一带沿海登陆。受其影响，下午6时左右到达沂水县，水平风速达到40 m/s。一块质量为2 kg的石块从灵泉山顶无初速被吹下悬崖，假设山高2 000 m，若风速不变，不计空气阻力，取g10 m/s2，则下列说法中正确的是( )A石块做平抛运动B石块下落过程中加速度恒定不变C石块落到地面时与初始位置的水平距离小于800 mD石块落地时重力的瞬时功率为400 W4(2012福建厦门质量检查)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。设汽车行驶时所受的阻力恒定，则下面四个图象中，哪个图象正确表示了司
3、机从减小油门开始，汽车的速度与时间的关系( )5.(2012安徽理综)如图所示，在竖直平面内有一半径为R的圆弧轨道，半径OA水平、OB竖直，一个质量为m的小球自A的正上方P点由静止开始自由下落，小球沿轨道到达最高点B时恰好对轨道没有压力。已知AP2R，重力加速度为g，则小球从P到B的运动过程中( )A重力做功2mgR B机械能减少mgRC合外力做功mgR D克服摩擦力做功mgR二、非选择题6.如图所示，水平的传送带以速度v顺时针运转，两传动轮M、N之间的距离为l=10 m，若在M轮的正上方，将一质量为m=3 kg的物体轻放在传送带上，已知物体与传送带之间的动摩擦因数=0.3，在以下两种情况下物
4、体由M处传送到N处的过程中，传送带对物体的摩擦力做了多少功？(g取10 m/s2)(1)传送带速度v=6 m/s；(2)传送带速度v=9 m/s。7如图甲，质量m2 kg的物体静止在水平面上，物体跟水平面间的动摩擦因数0.2。从t0时刻起，物体受到一个水平力F的作用而开始运动，F随时间t变化的规律如图乙，6 s后撤去拉力F。(取g10 m/s2)求：(1)第4 s末物体的速度；(2)物体运动过程中拉力F做的功。8(2012安徽合肥模拟)高速连续曝光照相机可在底片上重叠形成多个图象。现利用这架照相机对MD2000家用汽车的加速性能进行研究，如图所示为汽车做匀加速直线运动时三次曝光的照片，图中的标
5、尺单位为米，照相机每两次曝光的时间间隔为1.0 s。已知该汽车的质量为2 000 kg，额定功率为72 kW，汽车运动过程中所受的阻力始终为1 600 N。(1)求该汽车加速度的大小。(2)若汽车由静止以此加速度开始做匀加速直线运动，匀加速运动状态最多能保持多长时间？(3)求汽车所能达到的最大速度。参考答案1A2.D3C解析：石块水平方向做加速运动，故不属于平抛运动，A错；竖直方向加速度恒为g，水平方向加速度不断变化，B错；根据t20 s，水平方向最大速度为40 m/s，在这个过程中平均速度小于40 m/s，水平位移st800 m，C对；落地时竖直方向vygt200 m/s，石块落地时瞬时功率
6、Pmgvy4 000 W，D错。4B解析：本题需要结合公式PFv和FFfma求解。在司机减小了油门前，PF0v0Ffv0，即摩擦力FfF0；减小了油门瞬间，汽车的功率立即减小一半，即PF1v0，可见，牵引力F1F0，又F1Ffma1即F0F0ma1可得，a1F0/2m，符号表示加速度方向与速度方向相反，汽车做减速运动；之后一段时间内，发动机功率保持P不变，速度继续减小，根据PFv可知，牵引力F逐渐增大，由FFfma即FF0ma可知，加速度a逐渐减小，方向与速度方向相反；之后，当汽车减速到v2v0时，由PFv2，即F0v0Fv0，可得牵引力FFfF0，汽车又恢复了匀速直线运动。考虑到v-t图象的
7、斜率表示加速度，综合以上分析，可知本题答案为B。5D解析：小球从P点运动到B点的过程中重力做功为mgR，选项A错误；设小球通过B点时的速度为vB，根据小球通过B点时刚好对轨道没有压力，说明此刻刚好由重力提供向心力，对小球通过B点瞬间应用牛顿第二定律有mg，解得vB，设小球从P点运动到B点的过程中克服摩擦力做功为W，对此过程由动能定理有mgRW1,2)mv，联立解得WmgR，选项D正确；上述过程合外力做功为W合mgRWmgR，选项C错误；小球机械能减少量等于小球克服摩擦力所做的功，即EW1,2)mgR，选项B错误。6答案：(1)54 J(2)90 J解析：物体在传送带上加速运动时ag3 m/s2
8、。刚好加速运动10 m时速度v0 m/s2 m/s。(1)由于v6 m/sv02 m/s，所以物体从M至N的过程中一直加速，摩擦力做功WFlmgl910 J90 J。7答案：(1)12 m/s(2)336 J解析：(1)在04 s内，设物体的加速度为a1,4 s末速度为v，则根据牛顿第二定律F1mgma1va1t1联立式得v12 m/s(2)前4 s的位移s1a1ts124 m由图象得46 s物体做匀速直线运动，位移大小为s2vt2联立式得s224 m物体运动过程中拉力F做的功为WF1s1F2s2联立式得W336 J8答案：(1)1.0 m/s2(2)20 s(3)45 m/s解析：(1)汽车做匀加速直线运动，据运动学公式，有s1v0TaT2v1v0aTs2v1TaT2由以上几式可得，ss2s1aT2a m/s21.0 m/s2。(2)做匀加速直线运动的汽车所受合力为恒力，由牛顿第二定律得：FFfma，所以FmaFf3 600 N，随着速度的增大，汽车的输出功率增大，当达到额定功率时，匀加速运动的过程结束，由PFv得v1 m/s20 m/s，由匀加速运动公式vat得：t20 s。(3)当汽车达到最大速度时，有FFf1 600 N。由PFv，得v m/s45 m/s。
