第八章機(jī)械能守恒定律1功與功率A級(jí)必備知識(shí)基礎(chǔ)練1.(2021北京朝陽(yáng)高一期末)關(guān)于功和功率,下列說法正確的是()A.恒力做功等于力的大小和位移大小的乘積B.某力的功率越大,表示力做的功越多C.汽車以一定功率行駛時(shí),牽引力隨速度的增大而減小D.一對(duì)相互作用力做功的代數(shù)和總為零2.(2021山東濰坊期中)某快遞公司分揀郵件的水平傳輸裝置示意圖如圖所示,皮帶在電動(dòng)機(jī)的帶動(dòng)下保持v=2m/s的恒定速度向右運(yùn)動(dòng),現(xiàn)將一質(zhì)量m=1kg的郵件輕放在皮帶上,郵件和皮帶間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ=0.1,皮帶兩端水平距離l=10m,重力加速度g取10m/s2,則郵件從皮帶左端運(yùn)動(dòng)到右端的過程中克服摩擦力做功的平均功率為()A.1W B.13W C.23W D3.滑板運(yùn)動(dòng)是青少年喜愛的一項(xiàng)運(yùn)動(dòng),一塊滑板由板面、滑板支架和四個(gè)輪子等部分組成。一位練習(xí)者踩著滑板在水平地面上向右減速滑行,若練習(xí)者的腳受到的摩擦力為Ff1,腳對(duì)滑板的摩擦力為Ff2,下列說法正確的是()A.Ff1做正功,Ff2做負(fù)功B.Ff1做負(fù)功,Ff2做正功C.Ff1、Ff2均做正功D.因?yàn)槭庆o摩擦力,Ff1、Ff2都不做功4.一輛正在路面上行駛的汽車,遇到前方有人橫穿馬路時(shí),司機(jī)緊急制動(dòng)后又經(jīng)過距離x停下來才避免了一場(chǎng)車禍的發(fā)生,緊急制動(dòng)后的減速過程中,若汽車與地面的摩擦力大小為Ff,則關(guān)于汽車與地面間摩擦力做的功,以下說法正確的是()A.摩擦力對(duì)汽車、地面均不做功B.摩擦力對(duì)汽車做Ffx的功,對(duì)地面做Ffx的功C.摩擦力對(duì)汽車、地面均做Ffx的功D.摩擦力對(duì)汽車做Ffx的功,對(duì)地面不做功5.(2021河南新鄉(xiāng)高一期中)如圖所示,質(zhì)量為m的小球(可視為質(zhì)點(diǎn))以初速度v0水平拋出,恰好垂直打在傾角為θ的斜面上。已知重力加速度為g,不計(jì)空氣阻力,則在小球從拋出到落在斜面上的過程中,重力做功的平均功率為()A.mgv0tanθ B.mgC.mgv0sinθ D.6.假設(shè)飛機(jī)在水平跑道上的滑跑是初速度為零的勻加速直線運(yùn)動(dòng),當(dāng)位移x=1.6×103m時(shí)才能達(dá)到起飛所要求的速度v=80m/s。已知飛機(jī)質(zhì)量m=7.0×104kg,滑跑時(shí)受到的阻力為自身重力的110,重力加速度g取10m/s2,在飛機(jī)滑跑過程中,求(1)飛機(jī)克服阻力所做的功;(2)牽引力的大小;(3)牽引力對(duì)飛機(jī)所做的功。B級(jí)關(guān)鍵能力提升練7.(多選)子彈以初速度v0水平射入靜止在光滑水平地面上的木塊,并最終留在木塊中與木塊一起以速度v勻速運(yùn)動(dòng)。如圖所示,已知子彈從剛射中木塊到子彈相對(duì)木塊靜止時(shí),木塊前進(jìn)的距離為L(zhǎng),子彈進(jìn)入木塊的深度為s,木塊對(duì)子彈的阻力可視為恒力,阻力大小為F阻,則下列說法正確的是()A.木塊對(duì)子彈的阻力做負(fù)功B.子彈對(duì)木塊的作用力做負(fù)功C.子彈對(duì)木塊的作用力做的功大小為F阻LD.子彈對(duì)木塊的作用力做的功大小為F阻(L+s)8.(2021福建廈門檢測(cè))如圖所示,我國(guó)自主研制的自航絞吸挖泥船“天鯤號(hào)”最大排距達(dá)15000m。若某段工作時(shí)間內(nèi),“天鯤號(hào)”的泥泵輸出功率恒為1.6×104kW,排泥量為1.6m3/s,排泥管的橫截面積為0.8m2,則泥泵對(duì)排泥管內(nèi)泥漿的推力為()A.5×106N B.8×106NC.5×107N D.8×107N9.(2021山東安丘檢測(cè))如圖所示,一輛車正沿平直路面行駛。車廂內(nèi)一個(gè)面向車前進(jìn)方向站立的人對(duì)車廂壁施加水平推力F,在車前進(jìn)s的過程中,人相對(duì)車靜止,下列說法正確的是()A.當(dāng)車勻速前進(jìn)時(shí),人對(duì)車做的總功為正功B.當(dāng)車加速前進(jìn)時(shí),人對(duì)車做的總功為負(fù)功C.當(dāng)車減速前進(jìn)時(shí),人對(duì)車做的總功為負(fù)功D.不管車如何運(yùn)動(dòng),人對(duì)車做的總功都為零10.(2021山西懷仁高一期末)設(shè)動(dòng)車運(yùn)行時(shí)受到的阻力與速度成正比,若動(dòng)車以速度v勻速行駛,發(fā)動(dòng)機(jī)的功率為P。則當(dāng)動(dòng)車發(fā)動(dòng)機(jī)功率為4P時(shí),其勻速行駛的速度為()A.2v B.3v C.4v D.8v11.(2021陜西商洛高一期末)一質(zhì)量m=1kg的物體置于水平面上,t=0時(shí)物體的初速度大小v1=4m/s,物體受到恒定的水平拉力作用,物體運(yùn)動(dòng)的速度v與時(shí)間t的關(guān)系圖像如圖所示,已知在t1=8s時(shí)撤去水平拉力。求:(1)物體受到的摩擦力大小;(2)在0~10s內(nèi)物體克服摩擦力所做的功;(3)6s末水平拉力的瞬時(shí)功率。1功與功率1.C恒力做功等于力的大小和位移大小以及力和位移夾角的余弦的乘積,故A錯(cuò)誤;某力的功率越大,表示力做功越快,故B錯(cuò)誤;由P=Fv可知,汽車以一定功率行駛時(shí),牽引力隨速度的增大而減小,故C正確;一對(duì)相互作用力分別作用在兩個(gè)物體上,可以對(duì)兩個(gè)物體都做正功,比如兩個(gè)帶同種電荷的小球靠排斥力相互遠(yuǎn)離的過程,因此總功可以不為零,故D錯(cuò)誤。2.B郵件勻加速的加速度a=μg=1m/s2,加速時(shí)間t1=va=21s=2s,加速位移x1=12at12=12×1×22m=2m,余下8m,勻速時(shí)間t2=82s=4s,勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)摩擦力為零不做功,加速過程中Wf=μmg·x1=0.1×1×10×2J=23.B由題意可知練習(xí)者和滑板一起向右減速滑行,即加速度方向向左,由牛頓第二定律可知,練習(xí)者的腳受到的摩擦力Ff1方向向左,由牛頓第三定律可知,滑板受到腳的摩擦力Ff2方向向右,人和滑板一起向右運(yùn)動(dòng),根據(jù)力與位移的方向關(guān)系以及功的概念可知,練習(xí)者的腳受到的摩擦力Ff1做負(fù)功,腳對(duì)滑板的摩擦力Ff2做正功,A、C、D錯(cuò)誤,選項(xiàng)B正確。4.D地面的位移為零,摩擦力對(duì)地面不做功;汽車位移為x,摩擦力對(duì)汽車做功W=Ffx。選項(xiàng)D正確。5.B如圖所示,由于v垂直于斜面,所以有tanθ=v0vy,落在斜面上豎直方向的平均速度vy=vy2,重力的平均功率P=mg6.答案(1)1.12×108J(2)2.1×105N(3)3.36×108J解析(1)飛機(jī)克服阻力所做的功Wf=F阻·xF阻=0.1mg解得Wf=1.12×108J。(2)飛機(jī)做勻變速直線運(yùn)動(dòng),有v2=2ax由牛頓第二定律,有FF阻=ma聯(lián)立解得a=2m/s2F=2.1×105N。(3)在滑跑階段,牽引力所做的功W=Fx解得W=3.36×108J。7.AC木塊對(duì)子彈的阻力向左,子彈向右運(yùn)動(dòng),所以木塊對(duì)子彈的阻力做負(fù)功,子彈對(duì)木塊的作用力向右,木塊向右運(yùn)動(dòng),所以子彈對(duì)木塊的作用力做正功,子彈對(duì)木塊的作用力做的功W=F阻L,A、C正確。8.B根據(jù)排泥管每秒鐘排出的泥漿體積V=Sv解得v=2m/s,根據(jù)泥泵輸出功率大小P=Fv解得F=8×106N,故B正確。9.B當(dāng)車勻速前進(jìn)時(shí),人對(duì)車廂的推力F做的功W=Fs,人對(duì)車廂的摩擦力方向與運(yùn)動(dòng)方向相反,靜摩擦力對(duì)車廂做功W1=Ff1s,人處于平衡狀態(tài),根據(jù)作用力與反作用力的關(guān)系可知,F=Ff1,則人對(duì)車做的總功為零,故A錯(cuò)誤;當(dāng)車加速前進(jìn)時(shí),人處于加速狀態(tài),車廂對(duì)人的靜摩擦力向右且大于車廂壁對(duì)人的作用,根據(jù)牛頓第三定律可知,人對(duì)車廂的靜摩擦力Ff2向左,靜摩擦力做的功為W2=Ff2s,人對(duì)車廂的推力F方向向右,做的功為W'=Fs,因?yàn)镕f2>F,所以人對(duì)車做的總功為負(fù)功,故B正確;同理可以證明當(dāng)車減速前進(jìn)時(shí),人對(duì)車做的總功為正功,故C錯(cuò)誤;由上述分析可知D錯(cuò)誤。10.A動(dòng)車以速度v勻速行駛,發(fā)動(dòng)機(jī)的功率為P,則滿足P=fv,f=kv;當(dāng)動(dòng)車發(fā)動(dòng)機(jī)功率為4P時(shí),其勻速行駛的速度設(shè)為v',則有4P=f'v',f'=kv',解得v'=2v,選項(xiàng)A正確。11.答案(1)4N(2)224J(3)31.5W解析(1)根據(jù)題圖可知,8~10s內(nèi)物體的加速度大小a=ΔvΔt=4該時(shí)間段已經(jīng)撤去拉力,故物體只受摩擦力,根據(jù)牛頓第二定律,物體受到的摩擦力大小F