假期作业17 功 功率-【快乐假期】2024年高一物理暑假大作业

　　假期作业１７　功　功率　　　　　　　　　 　　我国高铁技术处于世 界领先水平．和谐号动车组 是由动车和拖车编组而成 的,提供动力的车厢叫动 车,不提供动力的车厢叫拖 车．动车与拖车之间存在着相互作用力． (１)凡是受力作用的物体,一定有力对物体 做功． (　　) (２)只要物体受力,又在力的方向上发生了位 移,就一定有力对物体做功． (　　) (３)作用力做正功时,反作用力一定做负功． (　　) (４)力对物体做功的正负是由力和位移间的夹 角大小决定的． (　　) (５)物体做功越多,其功率越大． (　　) ◆[知识点一]　功 １．两个互相垂直的力F１ 与F２ 作用 在同一物体上,使物体运动,如图 所示,物体通过一段位移,力F１ 对 物体做功４J,力F２ 对物体做功３J,则力F１ 和F２ 的合力对物体做的功为 (　　) A．７J　　B．５J　　C．３．５J　　D．１J ２．力F大小相等,物体沿水平面运动的位移s 也相同,则F做功最小的是 (　　) ３．(２０２４􀅰青岛市第一中学 高一期末)如图是无人机 送货时的情景,其中无人 机对货物做负功的是 (　　) A．加速上升 B．减速上升 C．匀速下降 D．悬停空中 ４．如图所示,某同学用拖把 擦地板,他用力使拖把沿 水平地板向前移动一段 距离,在此过程中 (　　) A．该同学对拖把做负功 B．地板对拖把的摩擦力做负功 C．地板对拖把的支持力做负功 D．地板对拖把的支持力做正功 ◆[知识点二]　功率 ５．每年春节前温州农村都 有捣年糕的习俗,借此 来寓意“年年发财、步步 高升”．捣年糕时,一人 将“石杵”一起一落挥动,另一人在“石杵”挥 动的间隙迅速翻动米粉团,直到米粉团柔软 而有弹性．已知“石杵”质量为２０kg,每分钟 上下挥动２０下,每次重心上升的高度约为 ９０cm,则人挥动“石杵”做功的功率约为 (　　) A．６０W B．１２０W C１８０W D．５４０W ６．若飞艇在平流层水平匀速飞行时,所受空气阻 力与飞行速度成正比．当匀速飞行速度为v 时,动力系统的输出功率为P;当匀速飞行速 度为２v时,动力系统的输出功率为 (　　) A．P４ B． P ２ C．２P D．４P ７．如图所示,质量为 m 的物体放在光滑的水 平面上,两次用力拉物体,都是从静止开始, 以相同的加速度移动同样的距离,第一次拉 力F１ 的方向水平,第二次拉力F２ 的方向与 水平方向成α角斜向上,在此过程中,两力 的平均功率为P１ 和P２,则 (　　) A．P１＜P２ B．P１＝P２ C．P１＞P２ D．无法判断 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 ９３ ８．(２０２４􀅰南京市高一期末)共享电动车已经 成为我们日常生活中不可或缺的重要交通 工具,某共享电动车和驾驶员的总质量为 １００kg,电动车的额定功率为５６０ W．若电 动车从静止开始以额定功率在水平路面沿 直线行驶,行驶的最大速度为５􀆰６m/s,假 定行驶中所受阻力恒定,重力加速度g 取 １０m/s２．下列说法正确的是 (　　) A．电动车受到的阻力大小为１００N B．加速阶段,电动车的加速度保持不变 C．当电动车的速度为４m/s时,其加速度大 小为１􀆰４m/s２ D．若电动车从静止开始以２m/s２ 的加速度 匀加速启动,匀加速时间共２􀆰８s ９．如图所示为修建高层 建筑常用的塔式起重 机．在 起 重 机 将 质 量 m＝５×１０３ kg的重物 竖直吊起的过程中,重物由静止开始向上做 匀加速直线运动,加速度a＝０．２m/s２,当 起重机输出功率达到其允许的最大值时,保 持该功率直到重物做vm＝１．０２m/s的匀速 运动．取g＝１０m/s２,不计额外功．求: (１)起重机允许输出的最大功率; (２)重物做匀加速运动所经历的时间和起重 机在第２s末的输出功率． １．(２０２４􀅰天台平桥中学高 一期中)如图所示,小明 同学将手臂与水平面成 θ角倾斜地捧着一硬皮本,又将一手机盒放 在硬皮本上,手臂、硬皮本、手机盒始终保持 相对静止．已知手机盒质量为m,重力加速 度为g,当他保持手臂的姿势不变,匀速水 平向前运动了距离x的过程中 (　　) A．手机盒所受的重力对手机盒做功mgx B．手 机 盒 所 受 的 支 持 力 对 手 机 盒 做 功 mgxcosθ C．手 机 盒 所 受 的 合 力 对 手 机 盒 做 功 mgxsinθ D．手 机 盒 所 受 的 摩 擦 力 对 手 机 盒 做 功 －mgxsinθcosθ ２．滑水运动是一项 非常刺激的水上 运动．研究表明, 在进行滑水运动 时,水对滑板的作用力FN 垂直于板面,大 小为kv２,其中v为滑板速率(水可视为静 止)．如图所示,某次运动中,在水平牵引力 作用下,当滑板和水面的夹角θ＝３７°时,滑 板做匀速直线运动,相应的k＝５４kg/m,人 和滑板的总质量为m＝１０８kg,试求:(重力 加速度g＝１０m/s２,sin３７°＝０．６,忽略空气阻 力) (１)水平牵引力的大小F; (２)滑板的速率v; (３)水平牵引力的功率P． 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 ０４ 假期作业１７ 情景辨析 (１)×　(２)√　(３)×　(４)√　(５)× 技能提升 １．A　[当有多个力对物体做功时,总功就等于各个力对物体 做功的和．由于力F１ 对物体做功４J,力F２ 对物体做功３J, 所以F１ 与F２ 的合力对物体做的总功W＝３J＋４J＝７J,故 选 A．] ２．D　[A图中,拉力做功为:W＝Fs;B图中,拉力做功为:W＝ Fscos３０° ＝ ３２Fs ;C图中,拉力做功为:W＝Fscos３０°＝ ３２Fs ; D图中,拉力做功为:W ＝Fscos６０°＝ １２Fs ,D 图中拉力 F 做功最小,故选 D．] ３．C　[加速上升时,位移向上,无人机对货物的拉力向上,则 无人机对货物做正功,选项 A 错误;减速上升,位移向上,无 人机对货物的拉力向上,则无人机对货物做正功,选项 B错 误;匀速下降,位移向下,无人机对货物的拉力向上,则无人 机对货物做负功,选项 C正确;悬停空中,位移为零,无人机 对货物的拉力向上,则无人机对货物不做功,选项 D错误．] ４．B　[由做功得计算公式W＝Fscosθ可知,θ为力的方向与位 移方向的夹角,在该同学将拖把向前推的过程中,力与位移 的夹角小于９０°,故可知该同学对拖把做正功,故 A 错误;地 板对拖把的摩擦力与拖把的位移方向相反,故地板对拖把的 摩擦力做负 功,故 B 正 确;地 板 对 拖 把 的 支 持 力 与 拖 把 垂 直,不做功,故 C、D错误．] ５．A　[挥动“石杵”一次所做的功:W＝mgh＝２０×１０×０．９J＝１８０J; １min内做的总功:W总 ＝nW＝２０×１８０J＝３６００J, 则人挥动“石 杵”做 功 的 平 均 功 率:􀭺P＝W 总t ＝ ３６００ ６０ W＝ ６０W,故 A正确,B、C、D错误．] ６．D　[根据P＝Fv和F＝Ff＝kv,可得P＝kv２,速度加倍,则 功率变为原来的４倍,选项 D正确．] ７．B　[两次拉力作用下,物体都从静止开始,以相同的加速度 移动同样的距离,则物体两次运动时间相同．由牛顿第二定 律知,F１＝F２cosα,又因为W＝Flcosα,故W１＝W２,做功的 时间又相同,平均功率相同,故选项B正确．] ８．A　[依题意,可得电动车受到的阻力大小为Ff＝ P vm ＝５６０５．６N ＝１００N,故 A正确;加速阶段,根据牛顿第二定律有Pv －Ff ＝ma,速度增大,则电动车的加速度逐渐减小,故 B错误;根 据P vＧFf＝ma ,当电动车的速度为４m/s时,其加速度大小 为a＝Pmv－ Ff m＝ ５６０ １００×４－ １００ １００( ) m/s ２＝０􀆰４m/s２,故 C错 误;若电动车从静止开始以２m/s２ 的加速度匀加速启动,根 据牛顿第二定律有F－Ff＝ma,可得此过程的牵引力大小F ＝３００N,当功率达到额定功率时,匀加速运动结束,此时速 度大小为v＝PF ＝ ５６０ ３００m /s＝２８１５ m /s,则所用时间为t＝va ＝１４１５s ,故 D错误．] ９．解析:(１)设起重机允许输出的最大功率为P０,重物达到最 大速度时,拉力F０ 等于重力．即 P０＝F０vm　① F０＝mg　② 由①②式,代入数据解得P０＝５．１×１０４W．　③ (２)重物做匀加速运动结束时,当起重机达到允许输出的最 大功率时,设此时重物受到的拉力为F,速度为v１,匀加速运 动经历的时间为t１,有P０＝Fv１　④ F－mg＝ma　⑤ v１＝at１　⑥ 由③④⑤⑥式,代入数据解得t１＝５s　⑦ t＝２s时,重物处于匀加速运动阶段,设此时速度为v２,起重 机输出功率为P,则 v２＝at　⑧ P＝Fv２　⑨ 由⑤⑧⑨式,代入数据解得P＝２．０４×１０４ W． 答案:(１)５．１×１０４ W　(２)５s　２．０４×１０４ W 素养培优 １．D　[手机盒在重力的方向上位移为零,则重力做功为零,A 错误;手机盒所受支持力为 mgcosθ,则支持力做功为 W＝ FNxcos(９０°－θ)＝mgxcosθsinθ,B错误;匀速水平向前运 动,合力为零,合力对手机盒做功为零,C错误;手机盒所受 摩擦力为mgsinθ,则摩擦力做功为Wf＝Ffxcos(１８０°－θ) ＝－mgxcosθsinθ,D正确．] ２．解析:(１)以滑板和运动员整体为研究对 象,其受力如答图所示．由共点力平衡条 件可得 FNcosθ＝mg　① FNsinθ＝F　② 联立①②,解得F＝８１０N． (２)由FN＝ mg cosθ ,FN＝kv２,得v＝ mg kcosθ＝５m /s． (３)水平牵引力的功率P＝Fv＝４０５０W． 答案:(１)８１０N　(２)５m/s　(３)４０５０W 假期作业１８ 情景辨析 (１)×　(２)√　(３)×　(４)√　(５)× 技能提升 １．D　[只要物体运动,则物体一定具有动能,故 A 正确;动能 是标量,表示大小,故动能均为正值,故 B正确;由动能的定 义可知,一定质量的物体,动能变化时,速度一定变化,故 C 正确;速度为矢量,速度的变化可能是速度方向在变化,故一 定质量的物体,速度变化时,动能可能不变化,故 D错误．] ２．B　[子弹的动能Ek１＝ １ ２m１v１ ２＝１２×０􀆰０１×８００ ２J＝３２００J, 运动员的动能Ek２＝ １ ２m２v２ ２＝１２×６２×１０ ２J＝３１００J,所 以子弹的动能较大,故B正确．] ３．BD　[重力做功WG＝－mgh＝－１０J,即重力势能增加１０J,选 项 D对;由动能定理:WF－mgh＝ １ ２mv ２,Wf＝１２J,即人对 物体做功１２J,选项 A 错误;由动能定理知 W 合 ＝１２mv ２＝ １ ２×１×２ ２J＝２J,选项B正确,C错误．] ４．BC　[对全过程由动能定理可知 WF－Wf＝０,故 WF∶Wf ＝１∶１,故 C正确,D 错误;根据恒力做功公式得 WF＝Fs, Wf＝fs′,由题图可知s∶s′＝１∶４,所以F∶f＝４∶１,故 A 错误,B正确．] ５．B　[依题意,根据动能定理可得(F－Ff)l＝ １ ２mv ２－０,Ff＝ ０􀆰１mg,即(２􀆰１×１０５－０􀆰１×７􀆰０×１０４×１０)×１􀆰６×１０３＝ １ ２×７􀆰０×１０ ４×v２,解得v＝８０m/s．] 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 ７７