1、1考点强化练 14 功和功率1.下列关于功的说法,正确的是( )A.力作用在物体上的一段时间内,物体运动了一段位移,该力一定对物体做功B.力对物体做正功时,可以理解为该力是物体运动的动力,通过该力做功,使其他形式的能量转化为物体的动能或用来克服其他力做功C.功有正、负之分,说明功是矢量,功的正、负表示力的方向D.当物体只受到摩擦力作用时,摩擦力一定对物体做负功2.关于功率的概念,下面的说法正确的是( )A.功率是描述力对物体做功多少的物理量B.由 P= 可知 ,功率与时间成反比C.由 P=Fv 可知只要 F 不为零,v 也不为零,那么功率 P 就一定不为零D.某个力对物体做功越快,它的功率就一
2、定大3.一人乘电梯从顶楼下降到底楼,在此过程中经历了先加速、后匀速、再减速的运动过程,则电梯对人的支持力做功情况是( )A.加速时做正功,匀速时不做功,减速时做负功B.加速时做正功,匀速和减速时都做负功C.始终做负功D.始终做正功4.赛车是一项技术性、挑战性和观赏性都很强的运动。一选手驾驶赛车以恒定的功率 P 从静止开始做加速运动,由功率的计算公式 P=Fv 可以判断,在赛车加速运动的过程中( )A.牵引力 F 越来越小B.牵引力 F 越来越大C.牵引力 F 保持不变D.牵引力 F 的大小变化无法判断5.在光滑的水平面上,用一水平拉力 F 使物体从静止开始移动 x,平均功率为 P,如果将水平拉
3、力增加为 4F,使同一物体从静止开始移动 x,则平均功率为( )A.2P B.4PC.6P D.8P6.(2018 浙江台州中学高三上学期第四次统练)如图将两根吸管串接起来,再取一根牙签置于吸管中,前方挂一张薄纸,用同样的力对吸管吹气,牙签加速射出,击中薄纸。若牙签开始是放在吸管的出口处附近,则牙签吹在纸上即被阻挡落地;若牙签开始时放在嘴附近,则牙签将穿入薄纸中,有时甚至射穿薄纸。下列正确的是( )A.两种情况下牙签击中薄纸时的速度相同B.两种情况下牙签在管中运动的加速度相同C.牙签开始放在吸管的出口处时,气体对其做功较多D.牙签开始放在近嘴处时,运动时惯性较大7.质量为 m 的汽车,其发动机
4、额定功率为 P。当汽车沿一个倾角为 的斜坡向上行驶时,受到的阻力为车重力的 k 倍,则车的最大速度为( )A. B. (+)2C. D. (+)8.下表列出了某种型号轿车的部分数据,试根据表中数据回答问题。长/mm宽/mm高/mm 4 8711 8351 460净重/kg 1 500传动系统 前轮驱动与挡变速发动机型式 直列 4 缸发动机排量(L) 2.2最高时速(km/h) 144100 km/h 的加速时间(s) 15额定功率(kW) 120右侧图为轿车中用于改变车速的挡位。手推变速杆到达不同挡位可获得不同的运行速度,从“15”逐挡速度增大,R 是倒车挡。若轿车要以最大动力上坡,变速杆应推
5、至哪一挡?该车以额定功率和最高速度运行时,轿车的牵引力为多大?( )A.“1”挡、3 000 NB.“5”挡、3 000 NC.“1”挡、2 000 ND.“5”挡、2 000 N9.假设摩托艇受到的阻力的大小正比于它的速率。如果摩托艇发动机的输出功率变为原来的 2 倍,则摩托艇的最大速率变为原来的( )A.4 倍 B.2 倍C. 倍 D. 倍3 210.质量为 1 kg 的物体静止于光滑水平面上,t=0 时刻起,物体受到向右的水平拉力 F 作用,第 1 s内 F=2 N,第 2 s 内 F=1 N。下列判断正确的是( )A.2 s 末物体的速度为 4 m/sB.2 s 内物体的位移为 3 m
6、C.第 1 s 末拉力的瞬时功率最大D.第 2 s 末拉力的瞬时功率最大11.放在粗糙水平面上的物体受到水平拉力的作用,在 06 s 内其速度与时间的图象和该拉力的功率与时间的图象分别如图甲、乙所示。下列说法错误的是( )A.06 s 内物体的位移大小为 30 mB.06 s 内拉力做的功为 70 JC.合外力在 06 s 内做的功与 02 s 内做的功相等D.滑动摩擦力的大小为 5 N12.质量 m=20 kg 的物体,在大小恒定的水平外力 F 的作用下,沿水平面做直线运动。02 s 内 F 与运动方向相反,24 s 内 F 与运动方向相同,物体的 v-t 图象如图所示。g 取 10 m/s
7、2,则( )3A.拉力 F 的大小为 100 NB.物体在 4 s 时拉力的瞬时功率为 120 WC.4 s 内拉力所做的功为 480 JD.4 s 内物体克服摩擦力做的功为 320 J13.一辆正沿平直路面行驶的车厢内,一个面向车前进方向站立的人对车厢壁施加水平推力 F,在车前进 s 的过程中,下列说法正确的是( )A.当车匀速前进时,人对车做的总功为正功B.当车加速前进时,人对车做的总功为负功C.当车减速前进时,人对车做的总功为负功D.不管车如何运动,人对车做的总功都为零14.(20172018 学年浙江诸暨中学高二上学期期中)在检测某款电动车性能的某次实验中,质量为8102 kg 的电动
8、车由静止开始沿平直公路行驶,达到的最大速度为 15 m/s,利用传感器测得此过程中不同时刻电动车的牵引力 F 与对应的速度 v,并描绘出 F-图象(图中 AB、BO 均为直线)。假设电动车行驶中所受的阻力恒定,求此过程中:(1)电动车的额定功率;(2)电动车由静止开始运动,经过多长时间,速度达到 2 m/s?4考点强化练 14 功和功率1.B 力作用在物体上的一段时间内,物体运动了一段位移,如果在力方向上的位移为零,该力就不做功,A 错误;功是标量,做正功表示该力是物体运动的动力,B 正确,C 错误;摩擦力作动力时就做正功,D 错误。2.D 功率是描述力对物体做功快慢的物理量,A 错误;P=
9、是功率的比值法定义式,B 错误;P=Fv 的适用条件是 F 与 v 在同一方向上,如果二者垂直,F 不为零,v 也不为零,那么功率 P 却为零,C错误;D 正确。3.C 根据力对物体做功的定义 W=Fscos (其中公式中 是力 F 与位移 s 间的夹角),可知若0 90,则力 F 做正功;若 =90,则力 F 不做功;若 90 180,则力 F 做负功(或者说物体克服力 F 做了功)。人乘电梯从顶楼下降到底楼,在此过程中,他虽然经历了先加速,后匀速,再减速的运动过程,但是支持力的方向始终向上,与位移方向相反,即 =180,所以支持力始终做负功,C 正确。4.A 赛车以恒定的功率 P 运动,由
10、功率的计算公式 P=Fv 可以判断,在赛车加速运动的过程中,速度 v 增加,牵引力 F 越来越小,故选 A。5.D 设第一次运动时间为 t,则其平均功率表达式为 P= ;第二次加速度为第一次的 4 倍,由x= at2可知时间为 ,其平均功率为 =8P,D 正确。12 2 42=86.B 牙签在管中运动时,受到的作用力相同,则加速度相同,选项 B 正确;牙签开始时放在近嘴处时,牙签加速的距离较大,则到达出口处时的速度较大,击中薄纸时的速度也较大,选项 A 错误;牙签开始放在吸管的出口处时,牙签在管中的位移较小,则气体对其做功较小,选项 C 错误;物体的惯性只与质量有关,与其他因素无关,选项 D
11、错误。7.D 当牵引力最小时,汽车达到最大速度,汽车匀速运动时,受力平衡,此时牵引力最小,由于汽车是沿斜坡向上行驶的,对汽车受力分析可知,汽车的牵引力 F=f+mgsin =kmg+mgsin =mg(k+sin ),由功率 P=Fv 可知车的最大速度 vm= ,故 D 正确。= (+)8.A 由 F= 可知:v 越小,F 越大,所以车以最大动力上坡时 ,应推至“1”挡;由 P=Fv 得:F=N=3 000 N,故选项 A 正确。=120 0001443.69.D 设 f=kv,当阻力等于牵引力时,速度最大,输出功率变化前,有 P=Fv=fv=kvv=kv2,变化后有 2P=Fv=kvv=kv
12、2,联立解得 v= v,D 正确。210.C 由牛顿第二定律知第 1 s 内物体的加速度大小为 2 m/s2,第 2 s 内物体的加速度大小为1 m/s2,则第 1 s 末物体的速度大小为 v1=a1t1=2 m/s,第 2 s 末物体的速度大小为 v2=v1+a2t2=3 m/s,选项 A 错误;2 s 内物体的位移为 x= a1 =3.5 m,选项 B 错误;第 1 s 末拉力的瞬时12 12+(12+12222)功率为 P1=F1v1=4 W,第 2 s 末拉力的瞬时功率为 P2=F2v2=3 W,选项 C 正确,选项 D 错误。11.D 由 v-t 图象面积表示相应时间内的位移,得 A
13、 项正确;02 s 内,物体做匀加速运动,设拉力为 F1,由 P1=F1v,得 F1= N=5 N,W1=F1x1=5 J=30 J,26 s 内,W 2=P2t2=104 J=40 J,所以306 26206 s 内 W=W1+W2=70 J,B 项正确;由 v-t 图象得 02 s 内物体做匀加速运动,26 s 内物体做匀速运动,由动能定理可得 C 项正确;26 s 内,F f=F 拉 = N= N,D 项错误。=106 53512.B 由 v-t 图象斜率的意义得 02 s 物体加速度大小为 a1= =5 m/s2,24 s 内加速度大小1t1为 a2= =1 m/s2,滑动摩擦力为 F
14、f,由牛顿第二定律得 F+Ff=ma1,F-Ff=ma2,解之得 F=60 N,Ff=40 22N,A 项错;4 s 时拉力的功率 P=Fv=120 W,B 项正确;4 s 内拉力所做功为 WF=-Fx1+Fx2=-60 210 J+60 22 J=-480 J,C 项错;4 s 内物体克服摩擦力做功 Wf=Ffx1+Ffx2=480 J,D12 12项错。13.B 当车匀速前进时,人对车厢的推力 F 做的功为 WF=Fs,静摩擦力做的功为 Wf=Ffs,人处于平衡状态,则 F=Ff,故人对车做的总功为零,A 项错误;当车加速前进时,人处于加速状态,车厢对人的静摩擦力 Ff向右且大于车厢壁对人
15、的作用力 F,人对车厢的静摩擦力做的功 Wf=-Ffs,人对车厢的推力 F 做的功为 WF=Fs,所以人对车做的总功为负功,故 B 项正确;同理可以证明当车减速前进时,人对车做的总功为正功,故 C 项、D 项错误。14.答案 (1)6 kW (2)1 s解析 注意横坐标为 ,启动过程中速度从小变大,即图象应“从右向左”看。1(1)分析图线可知:电动车由静止开始做匀加速直线运动,达到额定功率后,做牵引力逐渐减小的变加速直线运动,达到最大速度后做匀速直线运动。最大速度:v max=15 m/s最小牵引力:F min=400 N恒定阻力:f=F min=400 N额定功率:P=F minvmax=6 kW(2)汽车先以恒定牵引力行驶,再以额定功率行驶,由题可知,汽车以恒定牵引力行驶中,由 v=可知 ,达到的最大速度 v=3 m/s故速度为 2 m/s 时,汽车仍以恒定牵引力行驶,a= ,得:a=2 m/s 2-由 v=at 得,t= s=1 s。1=22
