人教版 (2019)必修 第二册1 功与功率当堂达标检测题

第八章　机械能守恒定律　　　

1　功与功率

A级 必备知识基础练

1.(2021北京朝阳高一期末)关于功和功率,下列说法正确的是(　　)

A.恒力做功等于力的大小和位移大小的乘积

B.某力的功率越大,表示力做的功越多

C.汽车以一定功率行驶时,牵引力随速度的增大而减小

D.一对相互作用力做功的代数和总为零

2.(2021山东潍坊期中)某快递公司分拣邮件的水平传输装置示意图如图所示,皮带在电动机的带动下保持v=2 m/s的恒定速度向右运动,现将一质量m=1 kg的邮件轻放在皮带上,邮件和皮带间的动摩擦因数μ=0.1,皮带两端水平距离l=10 m,重力加速度g取10 m/s2,则邮件从皮带左端运动到右端的过程中克服摩擦力做功的平均功率为(　　)

A.1 W B. W C. W D.2 W

3.滑板运动是青少年喜爱的一项运动,一块滑板由板面、滑板支架和四个轮子等部分组成。一位练习者踩着滑板在水平地面上向右减速滑行,若练习者的脚受到的摩擦力为Ff1,脚对滑板的摩擦力为Ff2,下列说法正确的是(　　)

A.Ff1做正功,Ff2做负功

B.Ff1做负功,Ff2做正功

C.Ff1、Ff2均做正功

D.因为是静摩擦力,Ff1、Ff2都不做功

4.一辆正在路面上行驶的汽车,遇到前方有人横穿马路时,司机紧急制动后又经过距离x停下来才避免了一场车祸的发生,紧急制动后的减速过程中,若汽车与地面的摩擦力大小为Ff,则关于汽车与地面间摩擦力做的功,以下说法正确的是(　　)

A.摩擦力对汽车、地面均不做功

B.摩擦力对汽车做-Ffx的功,对地面做Ffx的功

C.摩擦力对汽车、地面均做-Ffx的功

D.摩擦力对汽车做-Ffx的功,对地面不做功

5.(2021河南新乡高一期中)如图所示,质量为m的小球(可视为质点)以初速度v0水平抛出,恰好垂直打在倾角为θ的斜面上。已知重力加速度为g,不计空气阻力,则在小球从抛出到落在斜面上的过程中,重力做功的平均功率为(　　)

A.mgv0tan θ B.

C. D.mgv0cos θ

6.假设飞机在水平跑道上的滑跑是初速度为零的匀加速直线运动,当位移x=1.6×103 m时才能达到起飞所要求的速度v=80 m/s。已知飞机质量m=7.0×104 kg,滑跑时受到的阻力为自身重力的,重力加速度g取10 m/s2,在飞机滑跑过程中,求:

(1)飞机克服阻力所做的功;

(2)牵引力的大小;

(3)牵引力对飞机所做的功。

B级 关键能力提升练

7.(多选)子弹以初速度v0水平射入静止在光滑水平地面上的木块,并最终留在木块中与木块一起以速度v匀速运动。如图所示,已知子弹从刚射中木块到子弹相对木块静止时,木块前进的距离为L,子弹进入木块的深度为s,木块对子弹的阻力可视为恒力,阻力大小为F阻,则下列说法正确的是(　　)

A.木块对子弹的阻力做负功

B.子弹对木块的作用力做负功

C.子弹对木块的作用力做的功大小为F阻L

D.子弹对木块的作用力做的功大小为F阻(L+s)

8.(2021福建厦门检测)如图所示,我国自主研制的自航绞吸挖泥船“天鲲号”最大排距达15 000 m。若某段工作时间内,“天鲲号”的泥泵输出功率恒为1.6×104 kW,排泥量为1.6 m3/s,排泥管的横截面积为0.8 m2,则泥泵对排泥管内泥浆的推力为(　　)

A.5×106 N B.8×106 N

C.5×107 N D.8×107 N

9. (2021山东安丘检测)如图所示,一辆车正沿平直路面行驶。车厢内一个面向车前进方向站立的人对车厢壁施加水平推力F,在车前进s的过程中,人相对车静止,下列说法正确的是(　　)

A.当车匀速前进时,人对车做的总功为正功

B.当车加速前进时,人对车做的总功为负功

C.当车减速前进时,人对车做的总功为负功

D.不管车如何运动,人对车做的总功都为零

10.(2021山西怀仁高一期末)设动车运行时受到的阻力与速度成正比,若动车以速度v匀速行驶,发动机的功率为P。则当动车发动机功率为4P时,其匀速行驶的速度为(　　)

A.2v B.3v C.4v D.8v

11.(2021陕西商洛高一期末)一质量m=1 kg的物体置于水平面上,t=0时物体的初速度大小v1=4 m/s,物体受到恒定的水平拉力作用,物体运动的速度v与时间t的关系图像如图所示,已知在t1=8 s时撤去水平拉力。求:

(1)物体受到的摩擦力大小;

(2)在0~10 s内物体克服摩擦力所做的功;

(3)6 s末水平拉力的瞬时功率。

1　功与功率

1.C　恒力做功等于力的大小和位移大小以及力和位移夹角的余弦的乘积,故A错误;某力的功率越大,表示力做功越快,故B错误;由P=Fv可知,汽车以一定功率行驶时,牵引力随速度的增大而减小,故C正确;一对相互作用力分别作用在两个物体上,可以对两个物体都做正功,比如两个带同种电荷的小球靠排斥力相互远离的过程,因此总功可以不为零,故D错误。

2.B　邮件匀加速的加速度a=μg=1 m/s2,加速时间t1= s=2 s,加速位移x1=×1×22 m=2 m,余下8 m,匀速时间t2= s=4 s,匀速运动时摩擦力为零不做功,加速过程中Wf=μmg·x1=0.1×1×10×2 J=2 J,平均功率P= W= W,选项B正确。

3.B　由题意可知练习者和滑板一起向右减速滑行,即加速度方向向左,由牛顿第二定律可知,练习者的脚受到的摩擦力Ff1方向向左,由牛顿第三定律可知,滑板受到脚的摩擦力Ff2方向向右,人和滑板一起向右运动,根据力与位移的方向关系以及功的概念可知,练习者的脚受到的摩擦力Ff1做负功,脚对滑板的摩擦力Ff2做正功,A、C、D错误,选项B正确。

4.D　地面的位移为零,摩擦力对地面不做功;汽车位移为x,摩擦力对汽车做功W=-Ffx。选项D正确。

5.B　如图所示,由于v垂直于斜面,所以有tan θ=,落在斜面上竖直方向的平均速度,重力的平均功率=mg,联立可得,故选B。

6.答案 (1)1.12×108 J　(2)2.1×105 N　(3)3.36×108 J

解析 (1)飞机克服阻力所做的功

Wf=F阻·x

F阻=0.1mg

解得Wf=1.12×108 J。

(2)飞机做匀变速直线运动,有v2=2ax

由牛顿第二定律,有F-F阻=ma

联立解得a=2 m/s2

F=2.1×105 N。

(3)在滑跑阶段,牵引力所做的功W=Fx

解得W=3.36×108 J。

7.AC　木块对子弹的阻力向左,子弹向右运动,所以木块对子弹的阻力做负功,子弹对木块的作用力向右,木块向右运动,所以子弹对木块的作用力做正功,子弹对木块的作用力做的功W=F阻L,A、C正确。

8.B　根据排泥管每秒钟排出的泥浆体积V=Sv解得v=2 m/s,根据泥泵输出功率大小P=Fv解得F=8×106 N,故B正确。

9.B　当车匀速前进时,人对车厢的推力F做的功W=Fs,人对车厢的摩擦力方向与运动方向相反,静摩擦力对车厢做功W1=-Ff1s,人处于平衡状态,根据作用力与反作用力的关系可知,F=Ff1,则人对车做的总功为零,故A错误;当车加速前进时,人处于加速状态,车厢对人的静摩擦力向右且大于车厢壁对人的作用,根据牛顿第三定律可知,人对车厢的静摩擦力Ff2向左,静摩擦力做的功为W2=-Ff2s,人对车厢的推力F方向向右,做的功为W'=Fs,因为Ff2>F,所以人对车做的总功为负功,故B正确;同理可以证明当车减速前进时,人对车做的总功为正功,故C错误;由上述分析可知D错误。

10.A　动车以速度v匀速行驶,发动机的功率为P,则满足P=fv,f=kv;当动车发动机功率为4P时,其匀速行驶的速度设为v',则有4P=f'v',f'=kv',解得v'=2v,选项A正确。

11.答案 (1)4 N　(2)224 J　(3)31.5 W

解析 (1)根据题图可知,8~10 s内物体的加速度大小

a==4 m/s2

该时间段已经撤去拉力,故物体只受摩擦力,根据牛顿第二定律,物体受到的摩擦力大小Ff=ma

解得Ff=4 N。

(2)根据题图可知,0~10 s内物体的位移大小

x=×8 m+×2 m=56 m

0~10 s内物体克服摩擦力所做的功Wf=Ffx

解得Wf=224 J。

(3)0~8 s内物体的加速度大小a'==0.5 m/s2

6 s时的速度大小v=v1+a't2=7 m/s

根据牛顿第二定律有F-Ff=ma'

解得F=4.5 N。

6 s时水平拉力的瞬时功率P=Fv=31.5 W。