第8章 第1课时 功与功率（word版）-【精英1号】2025年高中物理学考笔记·专题提升训练

第八章　机械能守恒定律 第1课时　功与功率 【基础对点练】 知识点一　功的理解和计算 1．[2023·浙江湖州·高一期末]如图所示，缆车的车厢始终保持水平，车厢内某游客站立不动且未扶扶手，下列说法正确的是(　　) A．在加速上升阶段支持力对该游客做正功 B．在匀速上升阶段支持力对该游客不做功 C．在减速上升阶段支持力对该游客做负功 D．整个上升过程中支持力对该游客不做功 【答案】A 【解析】依题意，可知人在整个上升过程中，所受支持力均不为0，根据功的定义W＝Flcos α， 由于支持力方向与人位移方向的夹角小于90°，所以支持力对该游客一直做正功，故选A。 2.一张桌子始终静止在水平地面上，一根木棒沿着水平桌面从 A 运动到 B，发生的位移为 x，如图所示。若棒与桌面间的摩擦力大小为 Ff，则棒对桌面的摩擦力和桌面对棒的摩擦力做的功各为(　　) A．－Ff·x，－Ff·x B．Ff·x，－Ff·x C．－Ff·x，0 D．0，－Ff·x 【答案】D 【解析】棒对桌面的摩擦力和桌面对棒的摩擦力为作用力和反作用力，大小相等，方向相反，从A运动到B的过程中，棒受到的摩擦力为Ff，位移为x，摩擦力做的是负功，所以桌面对棒的摩擦力做的功为－Ffx，桌面受到的摩擦力的大小也为Ff，但桌面没动，位移是0，所以棒对桌面的摩擦力做的功为0。故选D。 知识点二　功率 3．关于功率，下列说法正确的是(　　) A．根据P＝ 可知，机械做功越多，其功率就越大 B．根据P＝Fv可知，汽车的牵引力一定与其速度成反比 C．根据P＝可知，只要知道时间t内所做的功，就可知任意时刻的功率 D．根据P＝Fv可知，发动机的功率一定时， 交通工具的牵引力与运动速度成反比 【答案】D 【解析】做功越多，功率不一定大，功率大，说明做功快，故A错误；当功率保持不变时，牵引力与速度成反比，故B错误，D正确；知道时间t内所做的功，就能知道这段时间内的平均功率，任意时刻的功率不能确定，故C错误。故选D。 4．[2023·浙江湖州·高一期末]如图所示，某同学到超市购物，用大小为20 N、方向与水平面成60°角斜向上的拉力拉购物篮，使其以1 m/s的速度在水平地面上匀速前进，则(　　) A．前进6 s内拉力所做的功为120 J B．前进6 s内拉力的平均功率为20 W C．6 s末拉力做功的瞬时功率为10 W D．前进6 s内重力的平均功率为10 W 【答案】C 【解析】前进6 s内拉力所做的功为 W＝Flcos 60°＝F·vt·cos 60°＝60 J， 平均功率为＝＝10 W，A、B错误；6 s末拉力做功的瞬时功率为P＝Fvcos 60°＝10 W， C正确；由于重力始终与位移垂直，做功为零，故前进6 s内重力的平均功率为0，D错误。故选C。 知识点四　机车启动的简单问题 5．“复兴号”动车在世界上首次实现了速度350 km/h自动驾驶功能，成为我国高铁自主创新的又一重大标志性成果。已知一列质量为m的动车，以恒定功率P在平直轨道上行驶，当其达到最大速度vm时，其阻力Ff可表示为(　　) A．Ff＝Pvm B．Ff＝ C．Ff＝ D．Ff＝ 【答案】C 【解析】当动车达到最大速度vm时，动车受力平衡，即 F＝Ff，P＝Fvm，解得Ff＝。故选C。 6．把动力装置分散安装在每节车厢上，使其既具有牵引动力，又可以载客，这样的客车车辆叫作动车。而几节自带动力的车辆(动车)加几节不带动力的车辆(也叫拖车)编成一组，就是动车组，如图所示。假设动车组运行过程中受到的阻力与其所受重力成正比，每节动车与拖车的质量都相等，每节动车的额定功率都相等。若1节动车加4节拖车编成的动车组的最大速度为120 km/h；则6节动车加4节拖车编成的动车组的最大速度为(　　) A．120 km/h B．240 km/h C．360 km/h D．480 km/h 【答案】C 【解析】设每节车厢所受的阻力为Ff，若1节动车加4节拖车编成的动车组的最大速度为120 km/h，则P＝Fvm＝5Ffvm，设6节动车加4节拖车编成的动车组的最大速度为vm′，牵引力等于阻力时速度最大，则有6P＝10Ffvm′。联立两式解得vm′＝360 km/h。故C正确，A、B、D错误。故选C。 【能力综合练】 7．[2023·浙江衢州·高一阶段练习]负重爬楼是消防队员的日常训练项目之一。某次“10层负重登顶”比赛中，质量为70 kg的消防员背着约30 kg的重物，在50 s内由地面冲上了10层楼顶(每层楼高约为3 m)，如图所示。下列说法正确的是(　　) A．楼梯对消防员的支持力做正功 B．消防员对重物做功约为9000 J C．消防员克服自身重力做功约为3.0×104 J D．消防员登楼的平均功率约为180 W 【答案】B 【解析】整个过程中，支持力的作用点没有发生位移，楼梯对消防员的支持力不做功，故A错误；重物重力势能增加ΔEp＝mg·Δh＝30×10×30 J＝9000 J，则消防员对重物做功约为9000 J，故B正确；消防员重力势能增加为ΔEp1＝m1g·Δh＝70×10×30 J＝21000 J，则消防员克服自身重力做功约为21000 J，故C错误；消防员登楼的平均功率约为P＝ W＝600 W，故D错误。故选B。 8．如图所示，重力为G的物块，沿倾角为θ的固定斜面向下运动。当运动到某位置时，其速度大小为v，此时物块所受重力的瞬时功率为(　　) A．Gv B．Gvcos θ C．Gvtan θ D．Gvsin θ 【答案】D 【解析】此时物块所受重力的瞬时功率为 P＝Gvcos (90°－θ)＝Gvsin θ，故选D。 9．中国版“野牛”级重型气垫船，自重达540吨，最高速度为108 km/h，装有“M­70”大功率燃气轮机，该机额定输出功率为8700 kW。假设“野牛”级重型气垫船在海面航行过程中所受的阻力Ff与速度v成正比，即Ff＝kv。则下列说法正确的是(　　) A．“野牛”级重型气垫船的最大牵引力为2.9×105 N B．在额定输出功率下以最高速度航行时，气垫船所受的阻力为2.9×105 N C．以最高速度一半的速度匀速航行时，气垫船发动机的输出功率为4350 W D．从题中给出的数据，不能计算阻力Ff与速度v的比值k 【答案】B 【解析】在额定功率下以最大速度航行时，牵引力大小等于阻力大小F＝＝＝2.9×105 N，则在额定功率下加速过程中，牵引力将大于2.9×105 N，A错误，B正确；以最高速度一半的速度匀速航行时，气垫船受到的阻力Ff＝kv＝k×＝1.45×105 N，由于匀速运动，所以牵引力等于阻力，则功率P＝F＝Ff＝2175 kW，C错误；根据k＝＝ N·s/m＝9.67×103 N·s/m，所以从题中给出的数据，能计算阻力与速度的比值，D错误。故选B。 10．[2023·浙江宁波·高一期中]如图所示，用F＝8 N的水平拉力，使物体从A点由静止开始沿光滑水平面做匀加速直线运动到达B点，已知A、B之间的距离s＝8 m。 (1)拉力F在此过程中所做的功是多少？ (2)若物体从A到B刚好用时t＝4 s，求拉力F做功的平均功率及t＝4 s时的瞬时功率。 【答案】(1)64 J　(2)16 W，32 W 【解析】(1)拉力F在此过程中做的功为W＝Fs＝64 J； (2)拉力F做功的平均功率为P＝＝16 W， 设物体在t＝4 s时的速度大小为v，则根据运动学规律可得s＝vt＝8 m，解得v＝4 m/s，拉力F在t＝4 s时的瞬时功率为P＝Fv＝32 W。 11．[2023·浙江嘉兴·高一阶段练习]质量为2 kg的玩具汽车，额定功率为8 W，在水平桌面上行驶的最大速率可达2 m/s。 (1)汽车受到水平桌面的阻力大小是多少？ (2)汽车在该桌面上由静止开始以a＝0.5 m/s2做匀加速直线运动，求此时汽车的牵引力。 (3)汽车在该桌面上由静止开始以a＝0.5 m/s2做匀加速直线运动，当汽车速度为0.8 m/s时汽车的输出功率是多少？ 【答案】(1)4 N　(2)5 N　(3)4 W 【解析】(1)汽车匀速运动时，牵引力等于阻力 F阻＝＝ N＝4 N； (2)汽车做匀加速直线运动时的牵引力F牵－F阻＝ma， 解得F牵＝5 N； (3)当速度v＝0.8 m/s时的功率为 P＝F牵v＝5×0.8 W＝4 W。 学科网（北京）股份有限公司 $$