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“四翼”检测评价(十三) 功与功率
组—重基础·体现综合
1.(2022·南京一中高一检测)如图所示,下列过程中人对物体做了功的是( )
A.小华用力推石头,但没有推动
B.小明举起杠铃后,在空中停留3秒的过程中
C.小超提着书包,随电梯一起匀速上升的过程中
D.小陈将冰壶推出后,冰壶在水平冰面上滑行了5米的过程中
解析:选C A、B选项所述情景中,位移都为零,D中冰壶滑行时,不受人的推力,故人对物体不做功,只有C选项所述情景人对物体做了功。
2.(多选)质量为3 kg的物体,从高45 m处自由落下(g取10 m/s2),那么在下落的过程中( )
A.前2 s内重力做功的功率为300 W
B.前2 s内重力做功的功率为675 W
C.第2 s末重力做功的功率为600 W
D.第2 s末重力做功的功率为900 W
解析:选AC 前2 s物体下落高度h=gt2=20 m,前2 s内重力做功的功率P1== W=300 W,A正确,B错误;2 s末物体的速度v=gt=20 m/s,此时重力的功率P2=mgv=600 W,C正确,D错误。
3.(2021·山东学考)某款新能源汽车正在进行爬坡实验,速度的大小为v,如图所示。保持发动机输出功率不变,为使牵引力变为原来的2倍,速度的大小应变为( )
A.0.25v B.0.5v
C.2v D.4v
解析:选B 设汽车牵引力为F,由功率的公式P=Fv,发动机功率不变,为使牵引力变为原来的2倍,F′=2F,v′==,所以速度大小应变为0.5v,B正确。
4.如图所示,飞行员进行素质训练时,抓住秋千杆由水平状态开始下摆,到达竖直状态的过程,飞行员所受重力的瞬时功率变化情况是( )
A.一直增大
B.一直减小
C.先增大后减小
D.先减小后增大
解析:选C 由P=mgvcos α可知,初状态P1=0,最低点P2=0,中间状态P>0,所以飞行员所受重力的瞬时功率变化情况是先增大后减小,故C正确。
5.(2022·山东烟台二中期末)将两个质量相同的物体从同一高度分别自由下落和水平抛出。当它们落到地面上时,下列说法正确的是( )
A.落地时重力的瞬时功率相同
B.运动全过程中重力做的功不同
C.落地时速度相同
D.运动全过程中重力的平均功率不同
解析:选A 两物体竖直方向都是自由落体运动,下落高度相等,由vy=知两者落地时竖直方向速度相等。重力瞬时功率为P=mgvy,两者质量又相同,所以落地时重力的瞬时功率相同,故A正确;两者运动过程下落高度相同,重力大小相等,由WG=mgh知重力做功相同,故B错误;两者落地时竖直方向速度相同,平抛物体落地时水平方向还有速度,所以两者落地时速度不同,故C错误;运动全过程两者重力做功相同,运动时间相等,由P=知重力的平均功率相同,故D错误。
6.(2022·兰州一中高一期末)有一根轻绳拴了一个物体,如图所示,若整体以加速度a向下做减速运动,则作用在物体上的各力做功的情况是( )
A.重力做正功,拉力做负功,合外力做负功
B.重力做正功,拉力做负功,合外力做正功
C.重力做正功,拉力做正功,合外力做正功
D.重力做负功,拉力做负功,合外力做正功
解析:选A 物体向下运动,重力方向与位移方向的夹角为0°,故重力做正功;拉力方向向上,与位移方向的夹角为180°,故拉力做负功;物体做减速运动,加速度方向向上,合外力方向向上,与位移方向的夹角为180°,故合外力做负功,A正确,B、C、D错误。
7.(选自鲁科版新教材课后练习)跳绳是一种健身运动。一位同学在原地跳绳过程中,离开地面后竖直方向的速率—时间图像如图所示。若已知t0和跳绳者的质量m,重力加速度为g,不计阻力,请估算:
(1)跳绳者重心上升的最大高度;
(2)跳绳者克服重力做功的平均功率。
解析:(1)由题意可知,该同学离地上升的时间
t1=×t0=t0,
该同学重心上升的最大高度h=gt12=gt02。
(2)每完成一次跳绳该同学克服重力做功WG=mgh,对应时间为t0,故克服重力做功的平均功率为P==mg2t0。
答案:(1)gt02 (2)mg2t0
组—重应用·体现创新
8.如图所示,质量为50 kg的同学在做仰卧起坐。若该同学上半身的质量约为全身质量的,她在1 min内做了50个仰卧起坐,每次上半身重心上升的距离均为0.3 m,g取10 m/s2,则她在1 min内克服重力做的功W和相应的平均功率P约为( )
A.W=4 500 J,P=75 W B.W=450 J,P=7.5 W
C.W=3 600 J,P=60 W D.W=360 J,P=6 W
解析:选A 每次上半身重心上升的距离均为0.3 m,上半身质量约为全身质量的,则她每一次仰卧起坐克服重力做的功约为W′=m