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1、課時作業(yè)(十二) 功與功率
A組:基礎(chǔ)落實練
1.如圖所示,同一物塊分別先后放在水平面和固定斜面上,在兩個大小相等的推力F1、F2作用下運動,F(xiàn)1、F2方向分別平行于水平面和斜面.若物塊在推力作用下通過的位移大小相等,則推力F1、F2對物塊所做的功( )
A.相等
B.與物塊和接觸面間的粗糙程度有關(guān)
C.在水平面上推力所做的功較多
D.在斜面上推力所做的功較多
解析:根據(jù)題意可知F1=F2,s1=s2,θ1=θ2,根據(jù)功的計算公式W=Fscos θ可知W1=W2,故A項正確.
答案:A
2.[2019·河北邢臺二中月考](多選)如圖所示,用輕繩拉著一個質(zhì)量為m的小球,使
2、小球在光滑的水平桌面內(nèi)做勻速圓周運動,關(guān)于小球受到的各力的做功情況,下列說法中正確的是( )
A.重力對小球不做功
B.支持力對小球做正功
C.拉力對小球不做功
D.向心力對小球做正功
解析:小球受到重力、桌面的支持力和繩的拉力做勻速圓周運動,豎直方向重力和支持力平衡,重力、支持力均與運動方向垂直,所以重力、支持力對小球都不做功,故A項正確,B項錯誤;拉力方向與運動方向垂直,所以拉力對小球也不做功,故C項正確;在水平方向上,繩的拉力提供向心力,向心力時刻指向圓心也與運動方向垂直,所以向心力對小球也不做功,故D項錯誤.
答案:AC
3.如圖所示,一小孩和一大人都以水平的力勻速
3、推動相同的木箱在相同的路面上走相同的位移(推箱的速度大小如圖中所注),比較此過程中兩人分別對木箱做功的多少( )
A.大人做的功多 B.小孩做的功多
C.大人和小孩做的功一樣多 D.條件不足,無法判斷
解析:因為木箱勻速運動,所以推力等于摩擦力,根據(jù)Ff=μFN=μmg可知,小孩和大人所用的推力大小相等,又因為沿推力方向所走的位移相同,所以做功一樣多,C選項正確.
答案:C
4.從空中以40 m/s的初速度平拋一重為10 N的物體,物體在空中運動3 s落地,不計空氣阻力,g取10 m/s2,則物體落地前瞬間,重力的瞬時功率為( )
A.300 W B.400 W
4、
C.500 W D.700 W
解析:物體落地瞬間vy=gt=30 m/s,所以PG=Gvy=300 W,故A正確.
答案:A
5.如圖所示是甲、乙兩物體做功與所用時間的關(guān)系圖象,那么甲物體的功率P甲與乙物體的功率P乙相比( )
A.P甲>P乙 B.P甲
5、隨時間變化的規(guī)律是下圖中的( )
解析:車所受的牽引力和阻力恒定,所以車做勻加速直線運動,牽引力的功率P=Fv=F(v0+at),故選項D正確.
答案:D
7.(多選)如圖所示,四個相同的小球在距地面相同的高度以相同的速率分別豎直下拋、豎直上拋、平拋和斜拋,不計空氣阻力,則下列關(guān)于這四個小球從拋出到落地過程的說法中正確的是( )
A.小球飛行過程中單位時間內(nèi)的速度變化相同
B.小球落地時,重力的瞬時功率均相同
C.從開始運動至落地,重力對小球做功相同
D.從開始運動至落地,重力對小球做功的平均功率相同
解析:因為拋體運動的加速度恒為g,所以選項A正確;小球落地時豎直
6、方向速度大小不同,B錯誤;WG=mgh,選項C正確;從拋出到落地所用時間不等,所以D錯誤.
答案:AC
8.起重機以1 m/s2的加速度將質(zhì)量為1 000 kg的貨物由靜止開始勻加速向上提升,若g取10 m/s2,則在1 s內(nèi)起重機對貨物所做的功是( )
A.500 J B.4 500 J
C.5 000 J D.5 500 J
解析:貨物的加速度向上,
由牛頓第二定律有:F-mg=ma
起重機的拉力F=mg+ma=11 000 N
貨物的位移是l=at2=0.5 m
做功為W=Fl=5 500 J.故D正確.
答案:D
B組:能力提升練
9.[2019·吉林
7、榆樹一中檢測]一個小孩站在船頭,按圖甲、乙兩種情況用同樣大小的力拉輕繩,經(jīng)過相同的時間t(船未碰撞),小孩所做的功W1、W2及在時間t內(nèi)小孩拉繩的功率P1、P2的關(guān)系為( )
A.W1>W2,P1=P2
B.W1
8、 kg的木塊在傾角θ=37°的斜面上由靜止開始下滑,木塊與斜面間的動摩擦因數(shù)為μ=0.5,已知sin 37°=0.6,cos 37°=0.8,g取10 m/s2,則木塊前2 s內(nèi)重力做功的平均功率和2 s末重力做功的瞬時功率分別為( )
A.48 W, 24 W
B.24 W, 48 W
C.24 W, 12 W
D.12 W, 24 W
解析:木塊所受的合外力F合=mgsin θ-μmgcos θ=mg(sin θ-μcos θ)=2×10×(0.6-0.5×0.8)N=4 N,木塊的加速度a==m/s2=2 m/s2,前2 s內(nèi)木塊的位移x=at2=×2×22 m=4
9、m,重力在前2 s內(nèi)做的功W=mgxsin θ=2×10×0.6×4 J=48 J,重力在前2 s內(nèi)做功的平均功率==W=24 W.木塊在2 s末的速度v=at=2×2 m/s=4 m/s,則2 s末重力做功的瞬時功率P=mgvsin θ=2×10×0.6×4 W=48 W.
答案:B
11.
(多選)如圖所示,質(zhì)量為m=2 kg的小球,以v0=15 m/s的初速度,朝著一個傾角為θ=37°的斜面平拋出去,它落到斜面上時的速度方向剛好和斜面垂直,則( )
A.該小球落到斜面上的瞬間重力對小球做功的瞬時功率為400 W
B.該小球落到斜面上的瞬間重力對小球做功的瞬時功率為200
10、W
C.整個平拋運動過程中重力對小球做功的平均功率為400 W
D.整個平拋運動過程中重力對小球做功的平均功率為200 W
解析:小球落到一傾角為θ的斜面上時,其速度方向與斜面垂直,故小球擊中斜面前瞬間,速度方向與豎直方向的夾角為θ,有cot θ=,解得vy=20 m/s,此時重力做功的功率為P=mgvy=2×10×20 W=400 W,選項A正確,B錯誤;平拋運動的時間為t==2 s,下降的高度為h=gt2 =20 m,重力做功的平均功率P==W=200 W,選項C錯誤,D正確.
答案:AD
12.小球在空中某處從靜止開始自由下落,與水平地面碰撞后上升到空中某一高度處,此過程中小球
11、速度隨時間變化的關(guān)系如圖所示,已知小球質(zhì)量為1 kg,整個過程中所受的阻力大小不變,求:
(1)小球下落的加速度大?。?
(2)小球初始位置距地面的高度.
(3)此過程小球克服阻力所做的功.
解析:(1)小球由靜止開始下落,從題圖可知下落的加速度大小
a==m/s2=8.0 m/s2.
(2)下落的高度h=at2=×8.0×0.52 m=1 m.
(3)由圖象的面積表示位移可知:0.5~0.75 s內(nèi)小球上升的高度h′=0.375 m
小球上升過程的加速度大小a′== m/s2=12.0 m/s2
由牛頓第二定律可知:
小球下落過程mg-F阻=ma
小球上升過程mg+F阻=ma′
解得:F阻=2 N
由于上升和下落過程中,阻力一直做負功,故整個過程小球克服阻力所做的功W=F阻(h+h′)=2×(1+0.375) J=2.75 J.
答案:(1)8.0 m/s2 (2)1 m (3)2.75 J
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