作业(十七) 功和功率-【精讲精练】2024-2025学年高中物理必修第二册知能达标训练（人教版2019）

作业（十七） 功和功率 [基础训练] 6.放在粗糙水平地面上的物体受到水平拉力的作 1.质量为m的汽车，其发动机额定功率为P,当它 用，在0~6s内其速度与时间的图像和该拉力的 开上一个倾角为0的斜坡时，受到的阻力为车重 功率与时间的图像如图甲、乙所示。下列说法正 力的k倍，则车的最大速度为 确的是 ( ) ( A B. Pcos 0 ↑ms) P/ mgsin 0 mg (k+sin 0) 30 C.Pcos D 10 mg 'mg(k+sin 0) 6 t/s 2.关于摩擦力对物体做功，以下说法正确的是 甲 A.0一6s内物体的位移大小为20m A.滑动摩擦力总是做负功 B.0~6s内拉力做功为100J B.滑动摩擦力可能做负功，也可能做正功 C.滑动摩擦力的大小为5N C.静摩擦力对物体一定做负功 D.0~6s内滑动摩擦力做功为一50J D.静摩擦力对物体总是做正功 7.质量为m的汽车行驶在平直公路上，在运动中所 3.一个物体在粗糙的水平面上运动，先使物体向右 受阻力不变。当汽车加速度为a、速度为v时发 滑动距离1，再使物体向左滑动1，正好回到起点， 动机的功率为P1;当功率为P2时，汽车行驶的最 来回所受摩擦力大小都为F,则整个过程中摩擦 大速度应为 力做功为 P:v A.0 B.-2Fl A.P Pv B.P.mav C.-F l D.无法确定 Pv P2v 4.以恒定功率行驶的汽车，若加速过程中受到的阻 C.P2 D.P-mav 力不变，则牵引力F、加速度a和速度v的变化情 .. [能力提升] 况是 ( 8.汽车在平直公路上以速度匀速行驶，发动机功 A.F、a、v均增大，最后达到稳定 率为P,快进入闹市区时，司机减小了油门，使汽 B.F、v不断增大，a减小，最后做匀速运动 车的功率立即减小一半并保持该功率继续行驶。 C.v不断变大，F,a变小，最后做匀速运动 下面哪个图像正确表示了从司机减小油门开始， D.F,a不变，v不断增大 汽车的速度与时间的关系 5.(多选)(2024·湖南岳阳校考)有一辆质量为m 的汽车在平直公路上行驶，设汽车在运动中所受 阻力∫大小不变，某段时间汽车以恒定的加速度 a做匀加速运动。匀加速过程中，当汽车的速度 为时对应的发动机功率为P,下列说法正确 9.(多选)如图所示，一子弹 的是 ( 以水平速度射入放置在光 A.汽车受到的阻力f=P 滑水平面上原来静止的木 块，并留在木块当中，在此过程中子弹钻入木块 B.汽车受到的阻力f=卫 的深度为d,木块的位移为l,木块与子弹间的摩 C.当汽车额定功率为2P时，能达到的最大速度 擦力大小为F,则 2Pv A.F对木块做功为F vo-p-mav B.F对木块做功为F(I十d) D.当汽车额定功率为2P时，能达到的最大速度 C.F对子弹做功为一Fd Um=2v : D.F对子弹做功为一F(l十d) 33 。物理·必修第二册（配RJ版》 10.(多选)(2024·陕西西安校考)质量为m的汽车：12.如图所示为修建高层建 由静止开始在水平地面上做加速度大小为a的 筑常用的塔式起重机。 匀加速直线运动，经过时间。发动机达到额定 在起重机将质量m= 功率，接着汽车保持额定功率不变做变加速直 5×103kg的重物竖直吊 线运动，然后以最大速度匀速运动。已知汽车： 起的过程中，重物由静 运动过程中所受的阻力恒为「，下列说法正确： 止开始向上做匀加速直线运动，加速度a= 的是 ( 0.2m/s,当起重机输出功率达到其允许的最大 A.汽车做匀加速直线运动时受到的牵引力大小 值时，保持该功率直到重物做v.=1.02m/s的 为ma 匀速运动。g取10m/s,不计额外功，求： B.汽车做匀加速直线运动的距离为2a, (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 C.汽车的额定功率为(ma+f)at。 在第2秒末的输出功率。 D.汽车的最大速度为ma 11.如图所示是一学生骑 车爬坡的情形，假如 他骑车时的最大功率 是1200W,车和学 生的总质量是75kg,斜坡倾角为30°，运动过程 中受到的摩擦阻力恒为60N,则此学生骑车上 坡的最大速度是多少？假如他在水平路面上骑 车，最大速度可达到多少？ 34(2)以A星球为研究对象，做匀速圆周运动的向心力 11.BD本题考查瞬时功率、平均功率的理解与应用，除 来源于B星及C星的万有引力，即 理解两种功率的概念及意义外，还要注意瞬时功率与 Gm2 +× 时刻对应，平均功率与一段时间对应。20时刻速度大 T,2 2 21 小2=a1·210= m1030时刻的速度大小为购 联立两式解得M-3 2十a2to ·2+3E m48 _5Fo0,3o时刻力F ·t0 2m2L图 答案(I)√Gm (2) 3D,所以醉时功奉P=3,·防-15E,,B正痛，A 作业（十六）功与功率 错误；0~31。时间段，水平力对物体微功W=Fa1+ 1.B力对物体是否做功，关键要看是否符合做功的两个 因素。 3F海=R,×号片(2，P+,("）·w= 2.BC根据受力分析知FN=mg一Fsin0,F(=Fv= : 25F,21o2 平均功率P=W-25F,,D正确，C错误。 r(mg一Fsin0),由于支持力、重力与雪旋的位移垂直， 2m 6m 故这两个力不做功，A错误，B正确：由功的计算式得拉 I2.解析(1)推力F对物体做功 力做功WFr=Fleos0,C正确：摩擦力做功W=一Fl= W=Fs1·cos37°=10×2×0.8J=16J. 一r(ng-Fsin0)l,D错误。 (2)撤去推力F前，F=Fsin37°+mg 3.AC对人匀速时受力平衡，则F=F:,即A正确：加速 时对人有F(一F=ma>0,即B错误：减逸时F一F(= :: =uFNI W1=-f1s=-u(Fsin 37+mg)s ma>0,即C正确，D错误。 =-0.2×(10×0.6+2×10)×2J=-10.4J 4.C功的大小与物体质量及运动情况无关，由于两种情 撒去推力F后，f2=FN=mg 况下，力的大小相同，位移也相同，故力下F做的功均为 W2=-f2s2=-mgs2=-0.2×2×10×1.6J W=Fx,即W1=W2,应选C。 =-6.4J。 5.A对物体受力分析可知，物体只受力F的作用，由牛 : 全过程中摩擦力对物体做功W=W1十W2=一16.8J。 顿第二定律可得a=E 答案(1)16J(2)-16.8J ! 13.解析(1)木块所受的合外力 F合=mgsin0-mgcos0=mg(sin0-acos0)=2×10 t1时刻的速度为v=al= ×(0.6-0.5X0.8)N=4N。 彩在山时同内的羊均选度为日=号一宁·点 木块的加婆度a--号mg=2mg,前25内木 所以在1时间内力F的平均功率 P==F名·品1=品 F2 共的位移1=2a2-号×2X2m=4m 重力在前2s内做的功为W=nglsin0=2×10×4X 故A正确，BCD错误。 0.6J=48J. 6.B由于拉力相同而又通过相同的位移，根据W=F(可 知拉力对物体做的功一样多，但由于沿光滑水平面前进 (2)重力在前2s内的平均功率为P=W=48W= 2 时间短，所以P1>P2,故B正确。 24W. 7.B木箱的加速度a=Fcos a=0.1m/s,4s末的速度 (3)木块在2s末的速度v=at=2×2m/s=4mfs 2s末重力的瞬时功率P=mgvsin0=2×10X4× v=at=0.4m/s,则醉时功率P=Fvcos a=0.4W,B正 0.6W=48W. 确。 答案(1)48J(2)24W(3)48W 8.AC重力对物体B做功为mgh,重力对物体A做功为 作业（十七）功和功率 mng sin日·x=mgh,A正确：A、B两物体运动时间不同， 1.D根据功率公式可得P=Fv 平均功率不同，B错误；到底端时2=2gh,A2= 随着速度支大，牵引力F变小，由aF-可知a变小， 2gsin日·x=2gh,A、B两物体到达底端时速度大小相 等，但方向不同，D错误；到底端时A的除时功率PA= 直到F一∫汽车速度达到最大值。汽车在斜面上，牵引 (mgsin0)·A,B的龄时功率PB=mgeB,显然PA< 力还需要克服重力沿斜面向下的分量，因此根据P= PB,C正确。 (mgsin 0f)v,f=kmg P 9.A物体匀速运动时，合力为0，合力对物体做功为0，故 可得v= mg(k+sin 0) A正确： 故D正确，ABC错误 物体在水平方向移动，在重力方向上没有位移，所以重 2.B将小物块轻轻放在匀速运动的传送带上，小物块相 力对物体做功为零，故B错误： 对于传送带运动，滑动摩擦力充当动力，传送带对小物 摩擦力沿斜面向上，与位移的夹角为180°一0，根据平衡 块的摩擦力微正功，故A错误，B正确：静摩擦力作用的 条件可得f=mgsin0 物体间无相对滑动，但不代表没发生位移，所以可以做 所以摩擦力对物体微功为W:=fLcos(180°一0) 正功、负功或不做功，CD错误」 =-mgLsin 0cos 0 3.B由题意可知，物体运动过程可分两段，两段内摩擦力 即物体克服摩擦力做功为ngLsin dcos0,故C错误： 做功均为负功，即W一一F,则全程摩擦力所做的功 支持力垂直斜面向上，与位移的夹角为90°一0，则弹力 W慧=一2F, 对物体做功WN=ngcos0·Lcos(90°一0)= 4.C根据P=F可知，发动机的功率不变，汽车加速行 ngLsin0cos0,故D错误。 10.A摩擦力方向平行皮带向上，与物体运动方向相同， 驶的过程中，速度增大，则牵引力减小，根据a=F上， 故摩擦力做正功，A正确，B错误：支持力始终垂直速 阻力不变，加速度减小，最后做匀速直线运动，故ABD 度方向，不做功，C错误：合力为零，不做功，D错误。 错误，C正确。 43 @© EBC根据P=Fm,则率引力F=,因为此时做加速运 12.解析(1)设起重机允许输出的最大功率为P。,重物 : 达到最大速度时，拉力F。等于重力。 动，根据牛频第二定律F-了=ma,= 一a,故A错 Po=FoUmFo=mg, 误，B正确：当牵引力等于阻力时，汽车速度最大，则m 代入数据解得Po=5.1×10W。 =2p (2)匀加速运动结束时，起重机达到允许输出的最大功 2P 2Pv ,p二ma,故C正确D错误。 率，设此时重物受到的拉力为F,速度为，匀加速运 -1a 动经历时间为t1,有Po=F1· 1 F-mg=ma, 6.D在0~6s内物体的位移大小为x=2×(4+6)×6m =at1, =30m,故A错误：P-t图线与时间轴国成的面积表示 代入数据解得t1=5s。 拉力做功的大小，则拉力微功W影-合×2×30J+10× : 2=2s时，重物处于匀加速运动阶段，设此时速度为 2,输出功率为P,则 4J=70J,故B错误：在2~6s内，v=6m/s,P=10W, v2=at2,P=Fv2, 物体做匀速运动，摩擦力厂=F,得∫F三马 N. 代入数据解得P=2.04×104W 答案(1)5.1×10W(2)5s2.04×104W 故C错误；在0一6s内物体的位移大小为30m,滑动摩 作业（十八）重力势能 馨力微负功，脚W=-号×30J=-50,D正确 1.D位置确定，再选择零势面后，物体的重力势能才确 7.D对汽车受力分析，设受到的阻力的大小为「，由牛顿 定，A错误：如果物体位于零势面下方，它与零势面距离 第二定律可得F一f=ma,所以F-f十ma,所以功率 越大，重力势能越小，B错误：重力势能的正、负表示大 P,=Fm=(什ma),解得f-B-ma,当功率恒为P, 小，一3」比一5J大，C错误，D正确。 :2.BC若A,B等高，从A到B,小球在竖直方向上的位 移为零，故重力做功为零，A错误，B正确：小球下落的 时，设最大选度为，则P=F=,所以=P 高度最大为R,故若轨道粗糙，重力做功最多是mgR,故 C正确，D错误。 P”,故ABC错误，D正确。 P-mav 3.C根据重力做功与重力势能变化的关系得WG= 8.C汽车在匀速行驶时牵引力等于阻力，而当功率减半 一△E。 时速度不变，由此可知牵引力减半，故阻力大于牵引力， 当重力对物体微正功时，重力势能一定减小 车将减速，因功率恒定，故做加速度减小的减速运动，而 根据动能定理得W合=△Ex 牵引力变大，由a=二F知加地度逐渐减小。当牵引 当重力对物体做正功时，物体可能还受到其他的力做 功，所以对物体做的总功可能是正功，也有可能是负功， 力等于阻力后，汽车将做匀速运动，由以上分析可知C 也有可能为0，所以物体的动能可能增加，也有可能减 项正确。 小，也有可能不变，故ABD错误，C正确。 9.AD木块的位移为l,由W=Flcos a得F对木块做功 4.D由功的公式可知重力做正功，由重力做功与重力势 为FL,子弹的位移为1十d,木块对子弹的摩擦力的方向 能的变化关系可知重力势能减小，D正确。 与位移方向相反，故木块对子弹的摩擦力做负功，W= :5.C前后两段提起的过程中，绳的重力势能的增加量是 一F(l十d),故AD正确。 不同的，应分别分析定量计算。提起前半段人对绳做的 10.BC汽车做匀加速直线运动时，根据牛頓第二定律可 功增加了绳的重力势能，即W1=△El,△Epl= 得F1一f=ma,解得汽车受到的牵引力大小为F1一f 1 十ma,故A错误：汽车做匀加速直线运动的距离为x mg·片-名m8:桃起后年段人时运微的功又增加 =2a1.2,故B正确：1o时刻汽车的逵度为=ao,此 了绳的重力势能W=△e-m-号mL 时汽车功率达到额定功率，则有P每一F11 8mgL,所以W1:W2=1:3 (f十ma)ato,故C正确；当牵引力等于阻力时，汽车微 句速运动，速度达到最大，则有m=P 6.B取桌面为零势能面，小球触地前瞬间的重力势能为 E,=一mgh,故B正确，ACD错误。 (f+ma)a0,故D错误。 7.ABD人一直在下落，故重力对人做正功，人的重力势 能不断减小，AB正确：橡皮绳不断仲长，弹力对人做负 11.解析如图所示，学生骑车 功，使樟皮绳的弹性势能不断增加，故C错误，D正确。 上披的过程受到总的阻力 mgsin 0 8.C设物体开始下落时离地面的高度为a,物体下落h 是F组=mgsin0+f 435N 0 时的重力势意E,=mg。一=m8a。一后)= 当学生骑车达到最大速度 1 时，一定做匀速运动，此时它受到的合力为零，即F 之m,所以E,与0的关系困像为抛物线的一部分， =F但 且开口向下，C正确。 由P=F,得学生骑车上坡的最大速度 9,D正确地画出物体在翻倒的过程中的示意图，是解答问 Pmns≈2.8ms 题的关键，推力对物体所做的功，增加了物体的重力势能， 若自行车在平直的公路上行驶，他受到的阻力∫=60N 即W=aEa,=mg(停。-)=2-m, 2 达到最大速度时匀速运动，必有F'=「 故选D 且P=Pmax 10.B小球做加速度先减小到0后逐渐增大的变速运动， 所以最大车建可达到xP学=1200 小球速度先增大后减小，故AD错误；小球的重力势能 60 ms=20m8. 逐渐减小，由于弹簧的压缩量逐渐增大，因此弹簧的弹 答案2.8m/s20m/s 性势能逐渐增大，故B正确，C错误。