8.1 功与功率(练案)-【成才之路】2024-2025学年高中新课程物理必修第二册同步学习指导(人教版2019)

练案[16] 第八章1.功与功率 4.物体在两个相互垂直的力F,、F2作用下运动， 基础巩固练 力F,对物体做功6J,力F,对物体做功8J,则 1.某快递小哥搬运一批总质量为50kg的货物， F,、F,的合力对物体做的功为 () 以2m/s的速度沿水平方向匀速走了8m,重 A.14J B.10J 力加速度g=10m/s2,则匀速运动过程中此人 对货物做的功为 ( C.2 J D.-2J A.400J B.1000J 5.如图所示，质量为m的同学在做仰卧起坐运 C.0 D.100J 动。若该同学上半身的质量约为全身质量的 2.如图所示的三种情况下，物体在力F的作用下 水平发生了一段位移1。设这三种情形下力F 子，地在时间1内做了a个仰卧起坐，每次上半 和位移！的大小都是一样的。关于这三种情 身重心上升的距离均为h,则t时间内该同学 形下力F对物体做的功，下列说法正确的是 克服重力做的功W和相应的功率P约为 F 卧起坐 0=150N 9=30° 甲 乙 A.甲图中，力F对物体做负功 B.乙图中，力F对物体做功为Fleos30° A.W=mgh,p=mgh C.甲图和丙图中，力F对物体做功相同 D.甲图和乙图中，力F对物体做功相同 B.W=nmgh,p mgh 3.春季健身节中，某校男生进行拉轮胎训练，如 图所示，质量为m的轮胎在与水平面成0角的 5 nmgh,P=3nmgh C.W=- 5t 恒定拉力F作用下，沿水平地面向前移动了一 段距离1。已知轮胎与地面间的动摩擦因数为 D.W= 5 mgh.P=3mgh 5t 4,重力加速度为g,则以下关于轮胎受到的各 力做功说法正确的是 ( 6.如图为打桩机工作的示意图。打桩机重锤的 质量为m,从距离木桩顶端高h处自由下落击 打木桩，重力加速度为g。则重锤() A.重力做功为mg B.支持力做功为mglsin0 C.拉力做功为F1cos0 D.滑动摩擦力做功为-mgl 192 A.自由下落过程中重力的平均功率为mg√gh 9.如图所示，两个完全相同的小球从水平地面上 B.自由下落过程中重力的平均功率为mg√2gh 方同一点0分别以初速度、2水平抛出、落 在地面上的位置分别是A,B,O'是0在地面上 C.击打木桩前瞬间，重力的瞬时功率为mg√gh 的竖直投影，且O'A:AB=1:2。若不计空气 D.击打木桩前瞬间，重力的瞬时功率为 阻力，则两小球 () mg√2gh 能力提升练 VBA44477KK7777777777774772747747 7.如图，篮球运动员站在广场上的某一喷泉水柱 旁边，虚线“1”“2”“3”所在水平面分别是地 A.初速度大小之比为1：2 面、运动员的头顶、该水柱最高点所在的水平 B.落地瞬间重力的瞬时功率不相同 面。若喷管管口直径为6cm。根据图中信息 C.重力做功的平均功率不相同 和生活经验，估算一个喷管喷水消耗的功率与 D.重力对两个小球做功相同 哪个最接近 10.如图所示，一恒力F通过一固定在物体上的 滑轮拉物体沿光滑水平面前进了位移s,在运 -3 动过程中，F与水平方向保持0角，则拉力对 物体所做的功为 ( ---1 A.3 kW B.15 kW )a VVZMM39BKKKA00444024000700444080024008600 C.30 kW D.45 kW A.Fscos 0 B.2Fscos 0 8.如图所示，质量为m的物体静止在倾角为0的 C.Fs(1 +cos 0) 斜面体上，物体与斜面间的动摩擦因数为4， D.Fscos? 现使斜面体水平向左匀速运动距离【，物体始 11.(多选)一物体在水平恒力F的作用下沿水 终与斜面体保持相对静止。则在斜面体水平 平面运动，撤去F后物体在摩擦力的作用 向左匀速运动距离！的过程中 下减速到静止，其-4图像如图所示。则下列 说法正确的是 () A.摩擦力对物体做的功为-mglcos0 2 B.斜面体对物体的支持力的功率为 A.0~to内F、f做功大小之比为3：1 mglsin 0cos'0 B.0~o内F、f做功大小之比为1：1 C.重力对物体做的功为mgd C.0~3。内F、f做功大小之比为3：1 D.斜面体对物体做的功为零 D.0~3o内F、f做功大小之比为1：1 -193 12.如图所示，质量M=10kg、长为L=1.1m的 (2)合力对滑块做功为多少？ 长木板放在光滑的水平面上，可视为质点的 质量为m=4kg的滑块放在长木板的最左 侧，t=0时刻在滑块上施加水平向右的恒力 20N,经过一段时间滑块到达长木板的最右 侧，已知滑块与长木板之间的动摩擦因数μ= 0.2,g=10m/s2。求： 丽+F 同M LBEA6B1AKK6K4161441644664414446414482 (1)摩擦力对长木板做功为多少？ -194一直做负功，故D正确，A、B、C错误 2.ACD人随电梯向上匀速运动时只受重力和竖直向上的支持 g亚=入√受AB精误落地时重方的瞬时功率P 力，不受摩擦力：重力与速度方向的夹角大于90°，所以重力做 mg=mg√2gh,C错误，D正确。故选D。 负功：支持力方向与速度方向闻的夹角小于90°，支持力做正能力提升练 功：人受的合力为零，所以合力做功为零，选项A、C、D正确，B7.A运动员的身高约为L8m,根据自由落体运动的特点可知 错误。 水柱的高度约为人身高的4倍，即7.2m,根据运动学公式有 3.B物体做匀速直线运动，合力为零，则物体所受的滑动摩擦 2=2动，解得0=12ms,一-个喷管喷水清耗的功率P=号。 力大小为F,=F=5.0N,物体对水平地而的压力大小 F、=mg=10N,由F,=F、得4=0.5，故A错误：拉力做功为 =pgh5=102×10×7.2×m×0.03×12W=2441.7W, W,==5.0×5」=25J,故B正确：合力为0，则合力做功为 估算出的一个喷管喷水消耗的功率与3kW最接近。故选A 0,故C错误：摩擦力做功为W,=-F=-5.0×5J=-25J,8.D物体处于静止，对物体受力分析可得，在垂直斜面方向： 故D错误 Fx=mgc0s0,沿斜面方向：F,=ngsin9,位移水平向左，故支 4.AC在小孩沿斜面下滑的过程中，根据牛顿第二定律得 持力做功W、=F、·Isin 0=mnglsin 0·cos0,B错误：摩擦力 mngsin37°-wngeo%37°=ma.可得a=3.6m/。2,A正确：克服摩 做功：W,=F,·los9=-mglsin·cos0,重力做功为零，A 擦力所做的功W=ngLeos37°=240J,B错误：根据L= C错误：由于匀速运动，所以斜面体对物体作用力的合力与速 之，可得小孩从斜面顶端滑到底端的时间1= 3,重力做 度方向垂直，则斜面体对物体做的总功为0，D正确。故选D。 的功W=mglsin0=600J,因此平均功率P=”=360W,C正 确：小孩滑到底端时的速度r==6m/s,滑到斜面底端时重 力的瞬时功率P。=mgvsin37°=720W,D错误。 练案[16] 用其 基础巩固练 9.D 根据平抛运动规律么=之矿则小球运动时间相同，根据 1.C由题意可知，人对货物的作用力大小等于货物的重力，方 向竖直向上，故人对货物的作用力与位移相互垂直，因此人对 =则兰-器分放A箭误：落地瞬间5，竖直速度 货物做功为零，故C正确，A,B、D错误。故选C 2.C根据功的计算公式W=s0,式中0为力F的方向与位 相同，根据重力的瞬时功率P=mg,则落地瞬间重力的瞬时 移（方向之间的夹角，因此可知甲、乙、丙图中力F所做的功 功率相同，B错误：小球下落距离相同，根据W=mgh则重力 分别为Wm=F1cms30°，W2=-Feos30°，W属=cos30°，则 做功相同，且运动时甸相同，根据P=”则重力的平均功率 可知，甲，丙两种情况力对物体做功相同且都做正功.乙图中 相同，故C错误，D正确。故选D 力对物体做负功。故选C: 10.C绳上的拉力大小等于F,定滑轮受到两侧绳的拉力作用： 3.C重力与水平位移垂直，重力做功为零，A错误：支持力与水 其做的总功等于拉力F对物体所做的功，即W=F©os8+ 平位移垂直，支持力做功为零，B错误：根据做功公式W= F=F(1+s8),故选C。 Fcs0,C正确：竖直方向Fn0+F、=mg,摩擦力做功为W,= 11.AD由图像可知0-内，。~3。内的加速度大小之比为 -uF、l,联立解得W=-4(mg-in)l,D错误。放选C。 4.A功是标量，合力对物体做的功为W=W+W2=6J+8J= 2-子，位移之比为空=之，由牛顿第二定律可知.0~6内 4 14J,故选A 有F-f=m1,。-3内有f=ma,可得F=3,所以0-a内 5.C由于每次上半身重心上升的距离均为h,上半身的质量约 为全身质量的子，时间1内做了n个仰卧起坐，所以，由克服 P/微动大小之北受会=子0内P政动大小之 重力做功的公式可得甲=子mgh。由功率公式P。里可得 比导回片做选0 p=3nmgh 12.(1)3.2J(2)18J 5t 故选C 解析：(1)分别对滑块，长木板受力分析， 6.D物体做自由落体运动，由速度一位移公式得2=2gh,落地 滑块与长木板之间的摩擦力f=∫”=wmg=0.2×4×10N= 速度r=2g动，下落过程重力的平均功率P=mgr= 8N. 249 由牛顿第二定律得对滑块：F-∫=ma1,解得4，== 则F假功(+)2故毒D 20-8m/82=3m/, 提升点2 4 对长木板：”=Ma, 典题2：C匀加速直线运动的加速度为a=点：号： 5 L8 解得a=M=0m/公=0.8m/g, 4m/。2,根据牛顿第二定律得F-∫=m,解得牵引力为F= f+mm=0.1×1×10N+1×103×4N=5×103N,故A错误： 设F作用时阿：后滑块到达长木板的最右侧， 额定功率为P=F=5000×20W=100000W=100kW。当 滑块与长木板之同的位移关系为方㎡=宁，广+L,解得！ 车的速度是25m/%时，牵引力F=号=10000N=4000N, 25 =15, 车的加速度a'=-_4000-0.1×1×10 m/s2=3m/s2, 长木板的位移为西=20=2×0.8×m=0.4m,摩擦 1×103 故B带误，C正确：当牵引力与阻力相等时，速度最大，最大速 力对长木板做的功W,=f”·与=8×0.4J=3,2J。 =P=P=100ms,故D错误。故选C (2)由第(1)问可知，清块的位移为=，f=子×3× 度为。=下=了 跟踪训练4：B汽车以恒定的加速度启动则有F-∫=ma,此过 m=1.5m. 程汽车的牵引力不变，汽车的实际功率为P专=Fm,"=,由 所以力F对清块缴的功W。=F·x1=20×1.5J=30J,摩擦 此可知，汽车的实际功率随速度的增大而增大，当实际功率等 力对滑块微的功W=∫·，m%180°=-8×1.5J=-12J,合 于额定功率后，汽车牵引力的功率不再发生变化，此刻有P= 力对滑块做功为W=W,+W=(30-12)小=18J。 ,=此后汽车的牵引力随速度的增大而减小，直到 专题强化4变力做功和机车启动问题 牵引力的大小等于阻力后，汽车开始做匀速直线运动，此时的 提升点1 速度为=片放选B 典题1：A“驴拉磨”过程中，炉做的是圆周运动，任意时刻力的 方向都在发生变化，属于变力做功的情况，可将驴转动一圈的 课堂效果反馈 路程分割成无数个小段，当将曲线进行切割，切割成极小段 1.B滑动摩擦力F=mg-20N,物体先加速运动，当推力减 小到20N时，加速度藏小为零，之后推力逐渐减小，物体做加 时，将趋近于直线，进行累加，从而得到“驴拉磨”一周所做的 速度增大的减速运动，当推力诚小为零后，物体做匀减速运 功为W=F·2πr=300×2×1.5×mJ=2800J.故选A。 动，选项A、C错误：F-x图像中图线与横轴所围的面积表示推 跟踪训练1：C在F-x图像中，图线与x轴所围面积的代数和就 表示力F在这段位移内所做的功，面积W=S=牙F。:之 力微的功，F=号×10×4J=2001,选项B正确.D错误。故 2 选B。 平f,故选C。 2.A轻绳对滑块做的功为变力做功，可以通过转换研究对象， 将变力做功转化为但力做功：因轻绳对滑块做的功等于拉力 跟踪训练2：AB因力对绳做的功等于绳对物体做的功，划物块 F对轻绳做的功，面拉力F为恒力，W=F·△，△为轻绳拉滑 从A到C过程中力F做的功为F=F(OA-OC),故A正确； 块过程中力F的作用点移动的位移，大小等于定滑轮左侧绳 乙图Fx的面积代表功，则全过程中F做的总功为W=15× 长的缩短量，由题图及几何知识可知，△w>Ac,故W,>W, 6J+(-3)×6J=72J.故B正确：丙图中，绳长为R.若空气 A正确。 阻力∫大小不变，可用微元法得小球从A运动到B过程中空 3.A将圆弧分成很多小段，山，…山，拉力F在每小段上做的 气阻为做的功为W=,2婴。-弓，放C错误：图T 功为W,,W2,,W。,因拉力F大小不变，方向始终与小球的 4 运动方向成37°角，所以W,=F0s37°，W,=F2os37”, 中，F始终保持水平，当F为恒力时将小球从P拉到Q,F做 W.=风cos37°，放W,=W,+W2+…+W。=Fcos37°(L+ 的功是W=sin9,而F缓慢将小球从P拉到Q,F为水平方 向的变力，F做的功不能用力乘以位移计算，故D错误。故 4+…+1)=Fom37°.5=10×0.8×号×6(J)= 3 选AB 16π(』).故A正确，B错误：同理可得小球克服摩擦力做的功 跟踪训练3：D开始时弹簧的压缩量无=学，此时R=0,当A =mg·号=8).故C,D错误。故选A 物块恰好离开地面时弹簧伸长量为=学，此时R=2mg,4.C“南昌舰”在海面上航行的过程中由功率公式得F= r -250