高中物理71追寻守恒量能量72功课时作业新人教版必修.docx
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高中物理71追寻守恒量能量72功课时作业新人教版必修
2019-2020年高中物理7.1追寻守恒量-能量7.2功课时作业新人教版必修
一、单项选择题
1.下面列举的情况中所做的功不为零的是( )
A.举重运动员,举着杠铃在头上方停留3s,运动员对杠铃做的功
B.木块在粗糙水平面上滑动,支持力对木块做的功
C.一个人用力推一个笨重的物体,但没推动,人的推力对物体做的功
D.自由落体运动中,重力对物体做的功
解析:
A选项,举重运动员举着杠铃在头上方停留3s的时间内,运动员对杠铃施加了竖直向上的支持力,但杠铃在支持力方向上没有位移,所以运动员对杠铃没有做功;B选项,木块滑动过程中,在支持力方向上没有位移,故支持力对木块没有做功,C选项,推而不动,只有力而没有位移,做的功等于零,D选项,重力竖直向下,物体的位移也竖直向下,故重力对物体做了功,D选项正确。
答案:
D
2.如图所示,一小孩和一大人都以水平的力匀速推动相同的木箱在相同的路面上走相同的位移(推箱的速度大小如图中所注),比较此过程中两人分别对木箱做功的多少( )
A.大人做的功多
B.小孩做的功多
C.大人和小孩做的功一样多
D.条件不足,无法判断
解析:
因为木箱匀速运动,所以推力等于摩擦力,根据Ff=μFN=μmg可知,小孩和大人所用的推力大小相等,又因为沿推力方向所走的位移相同,所以做功一样多,C选项正确。
答案:
C
3.人用20N的水平恒力推着小车在粗糙的水平面上前进了5.0m,人放手后,小车又前进了2.0m才停下来,则在小车运动过程中,人的推力所做的功为( )
A.100JB.140J
C.60JD.无法确定
解析:
人的推力作用在小车上的过程中,小车的位移是5.0m,故该力做功为
W=Flcosα=20×5.0×cos0°J=100J
故A正确。
答案:
A
4.起重机以1m/s2的加速度将质量为1000kg的货物由静止开始匀加速向上提升,若g取10m/s2,则在1s内起重机对货物所做的功是( )
A.500JB.4500J
C.5000JD.5500J
解析:
货物的加速度向上,
由牛顿第二定律有:
F-mg=ma
起重机的拉力F=mg+ma=11000N
货物的位移是l=
at2=0.5m
做功为W=Fl=5500J。
故D正确。
答案:
D
5.如图所示,一物体(可视为质点)以一定的速度沿水平面由A点滑到B点,摩擦力做功W1;若该物体从A′沿两斜面滑到B′(此过程物体始终不会离开斜面),摩擦力做的总功为W2,若物体与各接触面的动摩擦因数均相同,则( )
A.W1=W2B.W1>W2
C.W1 解析: 设AB间距离为L,则由A滑到B点,摩擦力做的功为W1=-μmgL,由A′滑到B′摩擦力做的功为W2=-μmgcosα·x上-μmgcosβ·x下=-μmgL,故W1=W2。 答案: A 二、多项选择题 6.一个力对物体做了负功,则说明( ) A.这个力一定阻碍物体的运动 B.这个力不一定阻碍物体的运动 C.这个力与物体运动方向的夹角α>90° D.这个力与物体运动方向的夹角α<90° 解析: 由功的表达式W=Flcosα知,只有当α>90°时,cosα<0,力对物体做负功,此力阻碍物体的运动,故A、C对。 答案: AC 7.在下列事例中,哪些属于动能和势能相互转化、而动能和势能的总和是保持不变的( ) A.游乐园中的海盗船,如果没有摩擦和空气阻力,船在摇摆过程中的运动 B.在不计空气阻力的情况下,将一小球竖直上抛,小球从抛出点到落回抛出点的运动过程 C.物体以一定的速度沿粗糙的固定斜面上滑而达到一定的高度 D.自行车从斜坡顶端由静止滑下 解析: 在没有摩擦和空气阻力的条件下,海盗船在摆动时势能和动能相互转化,每次摇摆都能达到相同的高度,总能量保持不变。 在不计空气阻力的情况下,小球竖直上抛的运动是动能转变为势能、势能又转变为动能的过程,总能量保持不变;物体沿粗糙斜面运动和自行车沿斜坡下滑,是动能和势能相互转化,但动能和势能的总和减小,因为摩擦,物体的动能和势能会消耗一部分。 答案: AB 8.(xx·海南中学高一检测)某物体同时受到三个力作用而做匀减速直线运动,其中F1与加速度a的方向相同,F2与速度v的方向相同,F3与速度v的方向相反,则( ) A.F1对物体做正功B.F2对物体做正功 C.F3对物体做负功D.合外力对物体做负功 解析: 物体做匀减速直线运动,F1与加速度a的方向相同,则与速度的方向相反,则F1做负功,A错。 F2与速度v的方向相同,则F2做正功,B对。 F3与速度v的方向相反,则F3做负功,C对。 合力的方向与速度方向相反,则合力做负功,D对。 答案: BCD 9.质量为m的物体静止在倾角为θ的斜面上,斜面沿水平方向向右匀速移动了距离x,如图所示,物体m相对斜面静止。 则下列说法正确的是( ) A.重力对物体m做正功 B.合力对物体m做功为零 C.摩擦力对物体m做负功 D.支持力对物体m做正功 解析: 物体的受力及位移如图所示。 支持力FN与位移x的夹角α<90°,故支持力做正功,D正确。 重力垂直位移,故它不做功,A错误.摩擦力Ff与x夹角β>90°,故摩擦力做负功,C正确。 合力为零,合力不做功,B正确。 答案: BCD 三、非选择题 10. 如图所示,平行于斜面向上的拉力F使质量为m的物体匀加速地沿着长为L,倾角为α的斜面的一端向上滑到另一端,物体与斜面间的动摩擦因数为μ。 求作用在物体上各力对物体所做的总功。 解析: 选物体为研究对象,其受力如图所示: 解法一: 拉力F对物体所做的功为: WF=FL。 重力mg对物体所做的功为: WG=mgLcos(90°+α)=-mgLsinα。 摩擦力对物体所做的功为: Wf=FfLcos180°=-FfL=-μmgLcosα。 弹力FN对物体所做的功为: WN=FNLcos90°=0。 故各力的总功: W=WF+WG+Wf+WN=FL-mgLsinα-μmgLcosα 解法二: 物体受到的合力: F合=F-Ff-mgsinα=F-mgsinα-μmgcosα 所以合力做的功: W合=F合L=FL-mgLsinα-μmgLcosα 答案: FL-mgLsinα-μmgLcosα 11.如图所示,在距水平地面高为0.4m处,水平固定一根长直光滑杆,在杆上P点固定一定滑轮,滑轮可绕水平轴无摩擦转动,在P点的右边,杆上套有一质量m=2kg的小球A。 半径R=0.3m的光滑半圆形细轨道,竖直地固定在地面上,其圆心O在P点的正下方,在轨道上套有一质量也为m=2kg的小球B。 用一条不可伸长的柔软细绳,通过定滑轮将两小球连接起来。 杆和半圆形轨道在同一竖直面内,两小球均可看作质点,且不计滑轮大小的影响,g取10m/s2。 现给小球A一个水平向右的恒力F=55N。 求: (1)把小球B从地面拉到P点正下方C点过程中,重力对小球B做的功。 (2)把小球B从地面拉到P点正下方C点过程中,力F做的功。 解析: (1)取竖直向上为正方向,WG=-mgR=-2×10×0.3J=-6J。 (2)如图, 由几何知识可知: = = m=0.5m WF=F( - )=55×(0.5-0.1)J=22J。 答案: (1)-6J (2)22J 12. 如图所示,升降机内斜面的倾角θ=30°,质量为2kg的物体置于斜面上始终不发生相对滑动,在升降机以5m/s的速度匀速上升4s过程中(g取10m/s2),求: (1)斜面对物体的支持力所做的功; (2)斜面对物体的摩擦力所做的功; (3)物体重力所做的功; (4)合外力对物体所做的功。 解析: 物体处于升降机内随升降机一起匀速运动过程中,物体处于受力平衡状态,物体受到的所有的力都要做功,因此先由平衡状态求出Ff、FN,由位移公式求出x,然后由功的公式求各力所做的功。 受力分析如图所示。 由平衡条件得 Ffcosθ-FNsinθ=0, Ffsinθ+FNcosθ-G=0, 代入数据得 Ff=10N,FN=10 N。 由功的公式得: (1)斜面对物体支持力所做的功 WN=FNxcosθ=FNvtcosθ =10 ×5×4×cos30°J =300J。 (2)斜面对物体的摩擦力所做的功 Wf=Ffxsinθ=10×5×4×sin30°J=100J。 (3)物体重力做的功 WG=Gxcos180°=-20×5×4J=-400J。 (4)合外力对物体做的功 方法一 W合=WN+Wf+WG=0。 方法二 W合=F合xcosα=0。 答案: (1)300J (2)100J (3)-400J (4)0 2019-2020年高中物理7.3功率课时作业新人教版必修 一、单项选择题 1.(xx·连云港高一检测)关于功率,下列说法中正确的是( ) A.功率是描述做功快慢的物理量,在国际单位制中,其单位是焦耳(J) B.功率是描述做功快慢的物理量,在国际单位制中,其单位是瓦特(W) C.功率是描述做功多少的物理量,在国际单位制中,其单位是焦耳(J) D.功率是描述做功多少的物理量,在国际单位制中,其单位是瓦特(W) 解析: 功率是表示做功快慢的物理量,功率越大,表示做功越快。 功率的国际单位是瓦特,故B正确。 答案: B 2.汽车上坡的时候,司机必须换挡,其目的是( ) A.减小速度,得到较小的牵引力 B.增大速度,得到较小的牵引力 C.减小速度,得到较大的牵引力 D.增大速度,得到较大的牵引力 解析: 汽车在上坡时,汽车的牵引力除了需要克服阻力以外,还要克服重力在沿斜坡向下的分力,所以需要增大牵引力,由F引= ,在功率P不变时要增大牵引力F,必须减小速度v。 答案: C 3.飞行员进行素质训练时,抓住秋千杆由水平状态开始下摆,如图所示,在到达竖直状态的过程中飞行员受到的重力的瞬时功率变化情况是( ) A.一直增大 B.一直减小 C.先增大后减小 D.先减小后增大 解析: 根据功率P=Fv可知,飞行员所受到的重力的瞬时功率PG=mgvy;开始下摆时,vy=0,PG=0;竖直状态时,vy″=0,PG=0;中间状态时,vy′≠0,PG≠0;所以重力的瞬时功率先增大,后减小,选项C正确。 答案: C 4.课外活动时,王磊同学在40s的时间内做了25个引体向上,王磊同学的体重大约为50kg,每次引体向上大约升高0.5m,试估算王磊同学克服重力做功的功率大约为( ) A.100WB.150W C.200WD.250W 解析: 每次引体向上克服重力做的功约为 W1=mgh=50×10×0.5J=250J 40s内的总功W=nW1=25×250J=6250J 40s内的功率P= = W≈156W。 答案: B 5.(xx·佛山高一检测)某同学的质量为50kg,所骑自行车的质量为15kg,设该同学在平直路面上正常骑行时脚踏自行车的功率为40W。 若人与车受到的阻力是其重力的0.02倍,则正常骑行自行车时的速度大小约为( ) A.3m/sB.4m/s C.13m/sD.30m/s 解析: 设正常骑行自行车时阻力为F、速度为v,则有F=0.02×(50+15)g=0.02×65×10N=13N,由P=Fv,代入数值有v= = m/s≈3m/s,故A正确。 答案: A 二、多项选择题 6.关于力对物体做功的功率,下面说法正确的是( ) A.力对物体做功越多,这个力的功率就越大 B.力对物体做功的时间越短,这个力的功率就越大 C.力对物体做功少,其功率也可能很大;力对物体做功多,其功率也可能较小 D.功率是表示做功快慢的物理量,而不是表示做功多少的物理量 解析: 功率P= ,表示单位时间内所做的功。 当t一定时,W越大,P越大;当W一定时,t越小,P越大。 只强调两个因素中的一个,而不说明另一个因素的情况的说法是错误的,故A、B错误。 如果W较小,但当t很小时,P也可能很大;如果W较大,但当t很大时,P也可能较小,所以C正确。 由P= 可知P是表示做功快慢的物理量,P越大反映的是单位时间内做的功越多,也就是做功越快,所以D正确。 答案: CD 7.(xx·昆明高一检测)质量为3kg的物体,从高45m处自由落下(g取10m/s2),那么在下落的过程中( ) A.前2s内重力做功的功率为300W B.前2s内重力做功的功率为675W C.第2s末重力做功的功率为600W D.第2s末重力做功的功率为900W 解析: 前2s物体下落h= gt2=20m,重力做功的功率P1= = W=300W,A对,B错;2s末物体的速度v=gt=20m/s,此时重力的功率P2=mgv=600W,C对,D错。 答案: AC 8.(xx·肇庆高一检测)提高物体(例如汽车)运动速率的有效途径是增大发动机的功率和减小阻力因数(设阻力与物体运动速率的平方成正比,即F阻=kv2,k是阻力因数)。 当发动机的额定功率为P0时,物体运动的最大速率为vm,如果要使物体运动的速率增大到2vm,则下列办法可行的是( ) A.阻力因数不变,使发动机额定功率增大到8P0 B.发动机额定功率不变,使阻力因数减小到 C.阻力因数不变,使发动机额定功率增大到4P D.发动机额定功率不变,使阻力因数减小到 解析: 根据P=Fv可知,当发动机的额定功率为P0时,物体运动的最大速率为vm,则P0=kv vm=kv ;如果要使物体运动的速率增大到2vm,若阻力因数不变,需使发动机额定功率增大到8P0,选项A正确,C错误;若发动机额定功率不变,需使阻力因数减小到 ,选项B错误,D正确;故选A、D。 答案: AD 9.(xx·杭州高一检测)如图所示为一汽车在平直的公路上由静止开始运动的速度图象,汽车所受阻力恒定。 图中OA为一段直线,AB为一曲线,BC为一平行于时间轴的直线,则( ) A.OA段汽车发动机的功率是恒定的 B.OA段汽车发动机的牵引力恒定 C.AB段汽车发动机的功率可能是恒定的 D.BC段汽车发动机的功率是恒定的 解析: OA为一段直线,说明OA段汽车做匀加速直线运动,牵引力不变,根据P=Fv可知,速度增大,牵引力不变,功率增大,故A错误,B正确;AB为一曲线,斜率逐渐减小,则加速度逐渐减小,牵引力减小,根据P=Fv可知,牵引力减小,速度增大,功率可能不变,故C正确;BC为一平行于时间轴的直线,则汽车做匀速直线运动,牵引力等于阻力,不变,速度也不变,根据P=Fv可知,功率不变,故D正确。 答案: BCD 三、非选择题 10.一辆电动自行车的铭牌上给出了如下技术指标: 规格 车型 26型电动自行车 整车质量 30kg 最大载重 120kg 额定输出功率 120W 额定电压 40V 额定电流 3.5A 质量为M=70kg的人骑此电动自行车沿平直公路行驶,所受阻力F阻恒为车和人总重的 ,g取10m/s2。 则在电动自行车正常工作时,人骑车行驶的最大速度为多少? 解析: 从电动自行车铭牌上获得的有用信息有: 整车质量为30kg,额定输出功率为120W。 分析知电动自行车在额定功率下行驶时,当牵引力与阻力相等时,即F=F阻时速度达到最大值。 设车的质量为m,由题意知,地面对车的阻力为F阻=k(M+m)g,当车达到最大速度时,应有P=Fvmax=k(M+m)·gvmax,解得vmax=6m/s。 答案: 6m/s 11.(xx·桂林高一检测)质量为2×103kg的汽车,发动机输出功率为30×103W。 在水平公路上能达到的最大速度为15m/s,设阻力恒定。 求: (1)汽车所受的阻力F阻。 (2)汽车的速度为10m/s时,加速度a的大小。 (3)若汽车从静止开始保持2m/s2的加速度做匀加速直线运动,则这一过程能持续多长时间? 解析: (1)由于匀速运动,所以牵引力F=F阻 由P=Fv得 F阻= =2×103N (2)由牛顿第二定律有: F-F阻=ma 又P=Fv 解得: a= =0.5m/s2 (3)由牛顿第二定律有: F-F阻=ma v2= =5m/s 所以t= =2.5s 答案: (1)2×103N (2)0.5m/s2 (3)2.5s 12.一杂技运动员骑摩托车沿一竖直圆轨道做特技表演,若车的速率恒为20m/s,人与车的质量之和为200kg,轮胎与轨道间的动摩擦因数为μ=0.1,车通过最低点时,发动机功率为12kW,求车通过最高点时发动机的功率。 (g取10m/s2) 解析: 如图所示,摩托车做圆周运动时,在最高点和最低点时弹力与重力在一条直线上,它们的合力充当向心力,所有各点切向合力均为零。 由功率公式及匀速圆周运动规律可得 最低点 最高点 联立可得: P2=4kW。 答案: 4kW
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