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作业12 功和功率
1.如下图甲为一女士站立在台阶式自动扶梯上正在匀速上楼,图乙为一男士站立在斜面式自动扶梯上匀速上楼.下列关于匀速上楼过程中两人所受力做功的判断正确的是
A. 图甲中支持力对人做正功 B. 图乙中支持力对人做正功
C. 图甲中摩擦力对人做负功 D. 图乙中摩擦力对人做负功
【答案】A
【解析】
甲图中支持力方向竖直向上,不受摩擦力,乙图中支持力垂直斜面,摩擦力沿斜面向上,根据支持力和摩擦力的方向与速度方向的关系确定做功情况。
解决本题的关键知道力与速度方向垂直,该力不做功,力与速度方向成锐角,该力做正功,力与速度方向成钝角,该力做负功。
甲图中,人匀速上楼,不受摩擦力,摩擦力不做功,支持力向上,与速度方向为锐角,则支持力做正功,故A正确,C错误;
乙图中,支持力与速度方向垂直,支持力不做功,摩擦力方向与速度方向相同,做正功,故B错误,D错误。
故选A。
2.(2021年河南省鹤壁市高级中学第一次段考物理试题)如图1所示,一自动扶梯以恒定的速度v1运送乘客上同一层楼,某乘客第一次站在扶梯上不动,第二次以相对扶梯v2的速度匀速往上走。两次扶梯运送乘客所做的功分别为W1、W2,牵引力的功率分别为P1、P2,则( )
图1
A.W1<W2,P1<P2 B.W1<W2,P1=P2
C.W1=W2,P1<P2 D.W1>W2,P1=P2
【答案】D
【解析】扶梯两次运送乘客的速度均为v1,扶梯所施加的力不变,由P=Fv知P1=P2;由于第二次所用的时间短,由W=Pt得W2<W1。故选项D正确。
3.(多选)位于水平面上的物体在水平恒力F1作用下,做速度为v1的匀速运动;若作用力变为斜向上的恒力F2,物体做速度为v2的匀速运动,且F1与F2功率相同。则可能有( )
图5
A.F2=F1,v1>v2 B.F2=F1,v1<v2
C.F2>F1,v1>v2 D.F2<F1,v1<v2
【答案】BD
【解析】设F2与水平方向成θ角,由平衡条件可知F1=μFN1…①,F2cos θ=μFN2…②,由题意可知FN1>FN2…③,由①②③可得F2cos θ<F1。由题意可知F1v1=F2v2cos θ<F1v2,故v1<v2,A、C错误。因cos θ<1,故F1v1<F2v2。而v2>v1,故F1、F2大小关系不能确定,B、D