第八章 专项训练一 功与功率-【新课程能力培养】2025-2026学年高中物理必修第二册练习手册（人教版）

11.如图所示，质量为M=5kg的木板静止在 光滑的水平面上，木板的上端有一质量 为m=4kg的木块，以水平向左的恒力 F=15N作用于木块上。已知木块与木板 间的动摩擦因数=0.5，求4s内摩擦力 对木板做的功。 F 第11题图 专项训练一 1.在光滑的水平面上，用绳子系一小球做半 径为R的匀速圆周运动，若绳子拉力为 E,在小球经过子圆周的时间内，F所做 的功为() A.0 B.2 RF C.RF D.V2 RF 2.如图所示，某个力F=10N 作用于半径R=1m转盘的 边缘上，力F的大小保持不 变，但方向保持任何时刻均 第2题图 与作用点的切线一致。则圆 盘转动一周的过程中，力F做的功为 第八章机械能守恒定律。 12.如图所示，水平传送带始终以2m/s的 速度匀速运行，将一质量为2kg的工件 轻轻放在传送带上。工件与传送带之间 的动摩擦因数为=0.2，放手后，工件在 3s内摩擦力对工件做多少功？摩擦力对 传送带做多少功？（传送带足够长，g取 10m/s2) (R 第12题图 功与功率 A.0 B.20m J C.10J D.无法确定 3.如图示，质量为m的物体静 止在地面上，物体上面连一轻 弹簧。用手拉着弹簧上端将物 体缓慢提高h,若不计物体动 能的改变和弹簧的重力，则人 第3题图 做的功() A.等于mgh B.大于mgh C.小于mgh D.无法确定 4.质量为m、初速度为0的物体，在变化不 同的合外力作用下都通过位移x。下列各 种情况中合外力做功最多的是() 练(65 N 高中物理必修第二册（人教版） A 0 5.一辆汽车从静止出发在平直公路上加速前 进，如果汽车发动机功率一定，遇到的阻 力也一定，在达到最大速度之前() A.汽车的加速度大小不变 B.汽车的加速度不断增大 C.汽车的加速度不断减小 D.汽车的加速度大小跟速度成反比 6.如图所示，汽车停在缓坡上，要求驾驶员 在保证汽车不后退的前提下向上启动，这 就是汽车驾驶中的“坡道起步”。驾驶员 的正确操作是变速杆挂入低速挡，徐徐踩 下加速踏板，然后慢慢松开离合器，同时 松开手刹，汽车慢慢启动。下列说法正确 的是() am 第6题图 A.变速杆挂入低速挡，是为了增大汽车 的输出功率 B.变速杆挂入低速挡，是为了能够提供 较大的牵引力 C.徐徐踩下加速踏板，是为了让牵引力 对汽车做更多的功 (66)练 D.徐徐踩下加速踏板，是为了让汽车的 输出功率保持为额定功率 7.质量为2.0×103kg的汽车发动机的额定功 率为60kW,汽车从静止开始，以2ms2 的加速度做匀加速直线运动，达到额定功 率后保持功率不变，所受阻力恒为车重的 0.1倍，g取10m/s2。则() A.汽车匀加速运动的时间为15s B.汽车能达到的最大速度为20m/s C.3s末汽车的瞬时功率为3.6×10W D.当汽车的速度为12ms时，加速度为 2.5m/s2 8.一质量为m的汽车原来在平直路面上以 速度)匀速行驶，发动机的输出功率为 P。从某时刻开始，司机突然加大油门将 汽车发动机的输出功率提升至某个值并保 持不变，结果汽车在速度达到2，之后又 开始匀速行驶。若汽车行驶过程所受路面 阻力保持不变，不计空气阻力。下列说法 正确的是（) A.汽车加速过程的最大加速度为P v B.汽车加速过程的平均速度为3。 C.汽车速度从v增大到2过程中做匀加 速运动 D.汽车速度增大时发动机产生的牵引力 随之不断增大 9.(多选)以一定的初速度竖直向上抛出质 量为m的小球，它上升的最大高度为h, 空气阻力的大小恒为f。则从抛出点至回 到原出发点的过程中，各力做功的情况 正确的是() A.重力做的功为0 B.空气阻力做的功为-2fh C.空气阻力做的功为2fh D.物体克服重力做的功为-mgh 10.（多选)如图所示，重物P放在一长木 板OA上，将长木板绕O端转过一个小 角度的过程中，重物P相对于长木板始 终保持静止。关于长木板对重物P的 摩擦力和支持力做功的情况是() 05- □P A 第10题图 A.摩擦力对重物不做功 B.摩擦力对重物做负功 C.支持力对重物不做功 D.支持力对重物做正功 11.(多选)如图所示，摆球质量为m,悬线 长为L,把悬线拉到水平位置后放手。 设在摆球运动过程中空气阻力F阻的大 小不变，则下列说法正确的是() 第11题图 A.重力做功为mgL B.绳的拉力做功为0 C.空气阻力F做功为-mgL D.空气阻力F做功为-弓Fl 第八章机械能守恒定律。 12.汽车发动机的功率为60kW,汽车的质量 为4t,当它行驶在坡度为sina=0.02的长 直公路上时，如图所示，所受阻力为车 重的0.1倍(g取10m/s2),求： (1)汽车所能达到的最大速度vm (2)若汽车从静止开始以0.6m/s2的加 速度做匀加速直线运动，则此过程 能维持多长时间？ (3)当汽车以0.6m/s2的加速度匀加速 行驶的速度达到最大值时，汽车做 功多少？ 第12题图 练(673×号4m9m,故mn=空x91上1001。 12.4J,-8J【解析】工件先做匀加速运动，a= g=2ms2,工件速度达2ms,用时t=”=1s,工件位 移xF2=1m,传送带位移-2m,再匀速运动2s, 匀速运动时摩擦力为0，所以摩擦力对工件做功W,= umg1=4J;摩擦力对传送带做功W=umg=-8J。 "专项训练一功与功率 1.A【解析】绳子拉着小球在水平面上做匀速圆周 运动，绳子的拉力提供向心力，所以绳子拉力的方向始 终与速度方向垂直，不做功，所以在小球经过}圆周的 过程中，F所做的功为0，故A正确，B、C、D错误。 2.B【解析】转一周通过的轨迹长度为x=2mr=2π， 力F所做的功：W=Fx=10x2mJ=20mJ。 3.B【解析】物体缓缓上升阶段F=G,人所做的功 W=W=mgh,但物体离开地面前人已经在做功，因此人 做的功大于mgh。 4.C【解析】F-x图像中，图像与坐标轴围成的面 积表示力F所做的功，由图像可知，C图像中围成的面 积最大，所以C中合外力做功最多。 5.C【解析】发动机的功率P保持恒定，汽车所受 阻力f保持不变，根据P=得F户？，根据牛顿第二定 弹得L. m=m一，速度不断增大，则加速度不断减 小，当F∫时速度达到最大值，所以在达到最大速度之 前汽车的加速度不断减小，故C正确 6.B【解析】由功率公式P-v可知，在功率一定的 情况下，当速度减小时，汽车的牵引力就会增大，此时 更容易上坡；故换低速挡，增大牵引力，故A错误，B 正确；徐徐踩下加速踏板，发动机的输出功率增大，根 据PF可知，目的是增大牵引力，故C、D错误。 7.C【解析】设汽车匀加速启动阶段结束时的速度 为v1,由牛顿第二定律得F-f=ma,可得F=6×103N,由 P餐=f,可得三0ms=I0ms,加速时间 号s58,故A错误；光车达到最大行驶速度时。牵引 参考答案与解析⊙ P_60x103 力和阻力相等，所以v=号ox20x10ms-306, 故B错误；3s末处于匀加速阶段，速度为v=at=2x3m/s= 6m/s,P=Fv=6×103×6W=3.6×104W,故C正确；当速 度为12s时，大于匀加速运动的最大速度，此时处于 恒定功率启动阶段，设牵引力为F,加速度为a',由F =P=x10N=5xI0N,由F'-f=ma',得a=1.5ms2, 12 故D错误。 8.A【解析】设汽车所受的阻力为f,则开始时，P= ;加大油门后，P=子2；则P=2P;汽车在开始加大油 2Pf 门时的加速度最大，最大加速度为a三” m m，故 A正确；汽车若做匀加速运动，则平均速度为+2，=3 2=2； 而汽车随速度的增加，由P=可知牵引力减小，则加 速度减小，即汽车做加速度减小的加速运动，则平均速 度不等于子，故B、C、D结误。放选A, 9.AB【解析】由于重力做功只与物体的初末位置 有关，所以从抛出点至回到原出发点的过程中，重力做 功为0，故A正确，D错误；空气阻力对物体做功与物 体经过的路径有关，上升和下降空气阻力做的功都是h, 所以空气阻力做的总功为-2，故B正确；C错误。 10.AD【解析】物块在转动的过程中，运动方向垂 直木板，物块相对于木板并没有滑动，所以物块受到的 摩擦力对物块做的功为0；支持力对物块做正功。 11.ABD【解析】如图所示，小球在重力方向上的 位移为L,所以W。=mgL,故A正确；因为拉力F在运 动过程中始终与运动方向垂直，故不 ∠∠ 做功，即Wm=0,故B正确；F翻所做 的总功等于每个小弧段上F阻所做功的 代数和，即Wm=-(F△x+F△x2+…) r-Ak tmg =宁fL,故C错误，D正确。放第1题答图 选ABD。 12.(1)12.5ms(2)13.9s(3)4.16x10J 【解析】(1)汽车在坡路上行驶，受力分析由牛顿 第二定律得F-kmg-mgsin o&=ma;当a=0时速度最大， 此时F=kmg+mgsin&=4800N,又因P=Fm,所以Bm= p=60x10m/s=12.5mse kmg+mgsin a 4800 57 高中物理必修第二册（人教版） (2)汽车从静止开始，以a=0.6m/s2匀加速行驶， 由牛顿第二定律得F-kmg-mgsin=ma,所以F'=ma+ kmg+mgsin o=4×10×0.6+4800=7.2×103(N),保持这一牵 引力，汽车可达到匀加速行驶的最大速度”，有=P 60x103 7.2x103 ≈8.33(ms),汽车的行驶时间1=”=83s≈ a0.6 13.9s。 (3)汽车匀加速运动的位移s==57.82m,汽车 2a 做功W=Fs=4.16x10J。 >"2.重力势能 1.B【解析】重力势能具有相对性，其大小或正负与 参考平面的选取有关，所以在地面以上某高度的物体的重 力势能不一定为正值，A错误；重力势能是地球和物体共 同具有的，B正确：重力势能的大小取决于物体质量和所 在的高度两个因素，C错误；若选取离地面某高度处为参 考平面，物体在那一高度的重力势能为0，D错误。 2.A【解析】物体克服重力所做的功等于重力势能 的增加，A正确；重力对物体不做功，重力势能不变， 但不一定为0，B错误；重力势能等于0，只能说明物 体在参考平面上，不影响其对别的物体做功，故C错 误；物体匀速上升，手的支持力大小等于物体的重力， 二者移动的距离相同，所以手的支持力做的功等于克服 重力做的功，也等于物体重力势能的增加量，而不是等 于二者的和，故D错误。 3.C【解析】重力做功与运动路径无关，A、B错误； 小球的重力势能的减少量等于重力做功，与参考面无关。 4.D【解析】要考虑运动员重心的变化高度，起跳 时站立，离地面0.9m,平落在50cm的垫子上，重心 下落了约0.4m,重力做功WG-mgh=200J。故选D。 5.A【解析】第2s内石块的位移A=15x27× 10x2m-15x1-7×10x1P）m-0m,故石块的重力在 第2s内不做功，A错误，B正确；石块上升到最高点的 时间仁=1.5s,故3s末，石块又落回到抛出点，前3s 内，重力势能的变化为0，C正确：前3s内，石块的重 力先做负功再做正功，直到3s末，重力做功为O,D正确。 6.C【解析】弹簧的弹性势能与弹簧的劲度系数、 弹簧的形变量有关，故C正确。 58 7.B【解析】弹力做正功时，弹性势能减少，弹力 做负功（克服弹力做功）时，弹性势能增加，当弹力不 做功时，弹性势能不变，故B正确。 8.D【解析】由功的计算公式W=Flcos0知，恒力 做功时，做功的多少与物体的位移成正比，而弹簧对物 体的弹力是一个变力，故A、B错误：物体压缩弹簧的 过程中，弹簧的弹力与弹力作用点的位移方向相反，所 以弹力做负功，弹簧的压缩量增大，弹性势能增大，故 C错误，D正确。 9.B【解析】只要v>,a、b就有相对运动，弹簧 就会被压缩，弹力做负功，弹性势能增加，当v=时， a、b相距最近，弹簧的形变量最大，弹性势能最大，故 B正确。 10.(1)mgLsin 0 (2)-2umgLcos 0,0,0 【解析】(1)上升过程中Wc=-mgLsin 0,木块的 重力势能增加△E,=mgLsin0。 (2)上升过程和返回过程滑动摩擦力大小相等，与 运动的方向相反，总是做负功。所以全过程滑动摩擦力 做的功是W=-F·2L=-2 mgLcos0；由于物体又回到了出 发点，所以重力做的功W。0,全过程重力势能没有变化。 11.减少了mgL 【解析】重力对小球a做的功为W=2mgL,重力对 小球b做的功为W=-mgL,则重力对由a、b组成的系 统所做的总功为Wc=W1+W2=2mgL+(-mgL)=mgL,因为 W。>O,所以系统的重力势能减少，且减少了mgL。 12.8(h-h) 【解析】本题可以采用“等效法”来解决，连接两 桶间的阀门打开后到两桶水面高度相等，这一过程中可 以等效为大部分水没有迁移，只是左桶中虚线上方的水 移到右方桶中虚线下方的空缺处，重心下降了：子(h: ha),被移动部分的水的质量mpV=P,》s,则重力 2 所做的功W=meh=子pes-haR。 3.动能和动能定理 1.B【解析】物体的运动方向不变时，其速度大小 可能变化，其动能可能变化，故A错误；物体的速度发 生变化时，其动能不一定变化，比如匀速圆周运动，其 速度变化，而动能却不变，B正确；速率变化，物体的