8.1功与功率 分层作业-2025-2026学年高一下学期物理人教版必修第二册

8.1 功与功率 分层作业 学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________ A层 1． 如图，甲、乙、丙图表示物体在力F的作用下沿水平方向发生了一段位移L，设这三种情形下力F和位移L的大小都是一样，三种情况拉力做功的大小关系为（　　） A． B． C． D． 2．小舞参加跳绳比赛，1分钟跳了120下，估算小舞克服重力做功的功率为（　　） A． B．5W C．50W D． 3．（多选）2025年10月，被称作“全球最快高铁”的复兴号CR450动车组在沪渝蓉高铁开展运用考核，质量约50t的CR450动车组牵引功率达11000kW，创造了时速453km的最新纪录。CR450动车组从起步到时速350km仅需4min40s，较现有时速350km的复兴号缩短了100s。CR450动车组的运动可看作匀变速直线运动，下列说法中正确的是（　　） A．CR450动车组的加速度约为0.35m/s2 B．CR450动车组的加速度约为0.26m/s2 C．CR450动车组以最大速度行驶时所受到的阻力约为8.74×104N D．CR450动车组以最大速度行驶时所受到的阻力约为1.13×105N 4．（多选）质量为的物体置于倾角为的斜面上，物体和斜面体间的动摩擦因数为。在外力作用下，斜面体沿水平面向左做直线运动，运动过程中物体与斜面体之间保持相对静止，下列说法正确的是（　　） A．斜面对物体的支持力一定做正功 B．物体对斜面的压力一定做功 C．斜面对物体的摩擦力一定做负功 D．物体对斜面的摩擦力可能不做功 5．卢氏县某同学用的水平拉力，将重的物体沿水平地面匀速拉动，求拉力做的功和物体受到的滑动摩擦力大小。 6．我国运动员陈文浩在2026年米兰冬奥会获得男子钢架雪车比赛第4名，刷新了我国选手此项目在境外参赛的最佳战绩，图甲为陈文浩的比赛画面。部分滑道示意图如图乙所示，AB段水平，BC段与水平面夹角。某次训练中，运动员推着钢架雪车从A点由静止出发做匀加速直线运动，到达B点时快速俯卧到雪车上后与雪车一起沿BC匀加速直线下滑，整个过程中其速率随时间变化关系图像如图丙所示。假设运动员和钢架雪车通过B点前后速度大小不变，雪车的平面始终与滑道平行，已知运动员和雪车的总质量，重力加速度大小g取，，求： (1)AB段的长度； (2)运动员在BC段运动过程中的加速度大小； (3)运动员和雪车在BC段运动过程中克服阻力所做的功。 B层 7．如图是一张机器人在罚球线上进行投篮时的频闪照片，照片记录了篮球在空中飞行并斜向下穿过篮筐中心的过程。已知篮球的质量为，抛出点离篮筐中心的水平距离为，竖直距离为，篮球穿过篮筐中心时，速度方向与水平面的夹角为，重力加速度大小取，不计空气阻力。该过程中，下列说法正确的是（　　） A．篮球抛出时，初速度的水平分速度大小为 B．篮球抛出时，重力的瞬时功率为 C．篮球在空中运动时间为 D．篮球抛出时初速度与水平面夹角的正切值为 8．（多选）物体受到水平推力F的作用在粗糙水平面上做直线运动。通过力和速度传感器监测到推力F、物体速度v随时间t变化的规律分别如图甲、乙所示。取，则下列说法正确的是（　　） A．第1.5s末推力F做功的瞬时功率为3W B．第2s内物体克服摩擦力做的功 C．前2s内推力F做功的平均功率为3W D．物体与水平面间的动摩擦因数 9．我国新能源汽车发展迅猛，已成为全球最大的新能源汽车产销国。质量的某新能源汽车在水平路面上以恒定加速度启动，其图像如图所示，其中OA段和BC段为直线。已知汽车动力系统的额定功率为，汽车所受阻力大小恒为，求： (1)汽车最大速度v2； (2)汽车匀加速的最大速度v1和匀加速的时间t1； (3)AB段汽车加速度为0.75m/s2时的速度v3大小。 C层 10．如图甲所示，平行于光滑斜面的轻弹簧劲度系数为k，一端固定在倾角为θ的斜面底端，另一端与物块A连接；两物块A、B质量均为m，初始时均静止。现用平行于斜面向上的力F拉动物块B，使B做加速度为a的匀加速运动，A、B两物块在开始一段时间内的v-t关系分别对应图乙中A、B图线（时刻A、B的图线相切，时刻对应A图线的最高点），重力加速度为g，则（　　） A．时刻，弹簧形变量为0 B．时刻，弹簧形变量为 C．从开始到时刻，拉力F逐渐增大 D．从开始到时刻，拉力F做的功比弹簧弹力做的功少 11．（多选）如图所示，水平路面上有一辆质量为的汽车，车厢中有一质量为的人正用恒力向前推车厢，在车以加速度向前加速行驶距离的过程中，下列说法正确的是（　　） A．人对车的推力做的功为 B．车对人做的功为 C．车对人的摩擦力做的功为 D．车对人的作用力大小为 12．动车组是几节自带动力的车厢加几节不带动力的车厢编成一组。假设有一动车组由六节车厢连接而成，每节车厢的总质量均为。其中第一节、第二节带动力，它们的额定功率（加速过程中，当所需总功率未达到第一节车厢的额定功率 P1时，仅第一节车厢提供动力），车在行驶过程中阻力恒为重力的0.1倍（取）求： (1)该动车组的最大行驶速度； (2)若动车组以的加速度匀加速启动，求时，第一节和第二节车厢之间的拉力。 试卷第1页，共3页 试卷第1页，共3页 学科网（北京）股份有限公司 参考答案 题号 1 2 3 4 7 8 10 11 答案 C C AC ABD B AD D AC 1．C 【详解】根据恒力做功公式 W=FLcos 可知，。 故选C。 2．C 【详解】普通中学生质量约，重力 跳绳时每次重心上升高度约，总时间，跳绳次数 总克服重力做功 克服重力做功的功率 故选C。 3．AC 【详解】AB．由题可知，CR450动车组的加速到 所用时间 因此CR450动车组的加速度的大小为，故A正确，B错误； CD．CR450动车组以最大速度行驶时所受到的阻力等于动车的牵引力，则有，故C正确，D错误。 故选AC。 4．ABD 【详解】AB．由功的计算公式可知，斜面对物体的支持力方向垂直斜面向上，与位移的方向夹角小于90°，斜面对物体的支持力一定做正功，同理物体对斜面的压力一定做负功，故AB正确； CD．摩擦力是否存在需要讨论：当加速度较小时，摩擦力沿斜面向上，即时，摩擦力沿斜面向上，做负功；当加速度较大时，摩擦力沿斜面向下，即时，摩擦力沿斜面向下，做正功；当时，摩擦力不存在，不做功，故D正确，C错误； 故选ABD。 5．， 【详解】已知拉力的大小为，物体在拉力方向上移动的距离，拉力做功为 物体沿水平地面匀速运动，因此受力平衡，故滑动摩擦力大小 6．(1)12.5m (2) (3)1792J。 【详解】（1）在图像中，图像与坐标轴围成的面积表示位移，所以段的长度为 解得。 （2）在图像中，图像的斜率表示物体的加速度，则有 解得。 （3）BC段，对运动员和钢架雪车，根据牛顿第二定律有 解得 在段运动员和钢架雪车的位移为 解得 根据功的计算公式 解得。 7．B 【详解】AC．设篮球抛出时，竖直方向分速度为，水平方向的分速度为，进入篮筐时竖直方向分速度大小为，根据题意有 水平方向 取竖直向上为正方向，竖直方向， 联立解得，，，故AC错误； B．篮球抛出时，重力的瞬时功率为，故B正确； D．篮球抛出时初速度与水平面夹角的正切值为，故D错误。 故选B。 8．AD 【详解】A．第1.5s末推力F=3N，速度v=1m/s，则F做功的瞬时功率为P=Fv=3W，A正确； B．由图可知2-3s内物体匀速运动，则物体受摩擦力f=2N，则第2s内物体的位移为 则克服摩擦力做的功，B错误； C．前2s内推力F做功为 推力F做功的平均功率为，C错误； D．1-2s内物体的加速度 则 解得m=0.5kg 则，即物体与水平面间的动摩擦因数，D正确。 故选AD。 9．(1) (2)， (3) 【详解】（1）当牵引力等于阻力时，汽车达到最大行驶速度，则有 可得 （2）当匀加速阶段刚结束时汽车的功率刚好达到额定功率P ，根据牛顿第二定律有 解得牵引力为 由 解得匀加速阶段的末速度为 匀加速的时间为 （3）AB段汽车加速度为0.75m/s2时，根据牛顿第二定律有 解得 BC段汽车的功率已经达到额定功率，则有 解得 10．D 【详解】AB．图像的斜率表示加速度，所以由题图可知，时刻物块A的加速度为0，则对物块A进行受力分析可知，此时物块A受力平衡，则有 解得此时弹簧的形变量为，故AB错误； C．时刻以后，A、B两物块分离，之后物块B只受重力、支持力、拉力三个力的作用，则对物块B列牛顿第二定律方程有 由于物块B的加速度恒定，所以时刻以后拉力F不再变化，故C错误； D．开始A、B两物块静止时，根据平衡关系有 解得此时弹簧的形变量（压缩量）为 时刻A、B两物块分离，此时对物块A列牛顿第二定律方程有 解得 所以此时弹簧的形变量（压缩量）为 由于，解得 从开始到时刻，弹簧的形变量减小，则由胡克定律可知，弹簧的弹力随形变量的减小而均匀减小，所以从开始到时刻，弹簧弹力的平均值为 从开始到时刻，对A、B两物块整体列牛顿第二定律方程有 解得 所以力随弹簧形变量的减小而均匀增大。开始时有 时刻有 所以从开始到时刻，拉力F的平均值为 即从开始到时刻，拉力F的平均值比弹簧弹力的平均值小，所以拉力F做的功比弹簧弹力做的功少，故D正确。 故选D。 11．AC 【详解】A．人对车的推力为，在力方向上车行驶了，则推力做的功为，故A正确； B．人受到车对人的推力、摩擦力、支持力，支持力不做功，所以摩擦力与推力对人做的功即为车对人做的功，由牛顿第二定律可知二力的合力向左，大小为，车向前运动了，故车对人做的功为，故B错误； C．人在水平方向受到的反作用力和车对人向左的摩擦力，则 可得 则车对人的摩擦力做的功为，故C正确； D．竖直方向车对人的作用力大小为，则车对人的作用力，故D错误。 故选AC。 12．(1) (2) 【详解】（1）对整列动车，当前两节都输出额定功率且总牵引力等于总阻力时，动车速度最大。 前两节都输出额定功率 牵引力等于总阻力 联立解得该动车组的最大行驶速度 （2）当时，该动车组的行驶速度 假设只有第一节车厢提供动力，输出功率为，则 得 故假设成立，即时只有第一节车厢提供动力。 设第一节和第二节车厢之间拉力的值为，对后五节车厢由牛顿第二定律得 其中 解得 答案第1页，共2页 答案第1页，共2页 学科网（北京）股份有限公司 $