专题培优练(四) 功和功率的理解及应用
1.关于摩擦力做功,下列说法中正确的是( )
A.滑动摩擦力阻碍物体的相对运动,一定做负功
B.静摩擦力起着阻碍物体相对运动趋势的作用,一定不做功
C.静摩擦力和滑动摩擦力一定都做负功
D.静摩擦力可能对物体做正功
解析:选D 功的计算公式W=Flcos α中的l是指相对于地面的位移,滑动摩擦力(静摩擦力)仅起阻碍物体间的相对运动(相对运动趋势)的作用,它与物体对地“绝对位移”的方向既可能相同也可能相反,所以它可能做正功,也可能做负功,A、C错误;物体间有静摩擦力作用时两物体相对静止,但物体可以相对地面移动,所以静摩擦力也可能做功,B错误;物体间的静摩擦力可能是动力,也可能是阻力,因此可能做正功,也可能做负功,选项D正确。
2.物体m静止在倾角为θ的斜面上,斜面体沿水平方向向右匀速移动了距离s,如图所示,物体m相对斜面静止。则下列说法中不正确的是( )
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:选A 物体的受力及位移如图所示。
支持力FN与位移l的夹角α90°,故摩擦力做负功,选项C正确。合力为零,合力不做功,选项B正确,故符合题意的选项为A。
3.如图所示,演员正在进行杂技表演。由图可估算出他将一只鸡蛋抛出的过程中对鸡蛋所做的功最接近于( )
A.0.3 J B.3 J C.30 J D.300 J
解析:选A 由生活常识及题图知,一只鸡蛋的质量接近0.05 kg,上抛高度在0.6
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m左右,则人对鸡蛋做的功W=mgh=0.3 J,故选项A正确,选项B、C、D错误。
4.将动力装置分散安装在每节车厢上,使其既具有牵引力,又可以载客,这样的客车车辆叫做动车。而动车组是几节自带动力的车辆(动车)加几节不带动力的车辆(也叫拖车)编成一组,如图所示。假设动车组运行过程中受到的阻力与其所受重力成正比,每节动车与拖车的质量都相等,每节动车的额定功率都相等。若1节动车加3节拖车编成的动车组的最大速度为120 km/h,则9节动车加3节拖车编成的动车组的最大速度为( )
A.120 km/h B.240 km/h
C.360 km/h D.480 km/h
解析:选C 由P=4kmgv和9P=12kmgv′,解得v′=3v=360 km/h,故C正确。
5.如图所示,在加速向左运动的车厢中,一个人用力沿车前进的方向推车厢。已知人与车厢始终保持相对静止,那么人对车厢做功的情况是( )
A.做正功 B.做负功 C.不做功 D.无法确定
解析:选B 人随车厢加速运动,车厢对人的作用力的合力方向向左,由牛顿第三定律可知人对车厢的作用力的合力方向向右,所以人对车厢做负功,故B正确。
6.(多选)一物体自t=0时开始做直线运动,其速度图线如图所示。下列选项正确的是( )
A.在0~6 s内,物体离出发点最远为30 m
B.在0~6 s内,物体经过的路程为40 m
C.在0~4 s内,物体的平均速率为7.5 m/s
D.在5~6 s内,物体所受的合力做负功
解析:选BC 0~5 s内物体向正向运动,5~6 s内向负向运动,故5 s末离出发点最远,由面积法求出0~5 s内的位移l1=35 m,A错误;5~6 s内的位移l2=-5 m,总路程为40 m,B正确;由面积法求出0~4 s内的位移l=30 m,此段时间内路程等于位移的大小,故平均速率==7.5 m/s,C正确;由图像知5~6 s内物体加速运动,合力和位移同向,合力做正功,D错误。
7.(多选)如图所示,质量相同的两物体处于同一高度,A
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沿固定在地面上的光滑斜面下滑,B自由下落,最后到达同一水平面,则( )
A.重力对两物体做功相同
B.重力的平均功率相同
C.到达底端时重力的瞬时功率PAPA,故C正确。
8.汽车发动机的额定输出功率为P1,它在水平路面上行驶时受到的摩擦阻力大小恒定。汽车在水平路面上由静止开始运动,直到车速达到最大速度vm,汽车发动机的输出功率P随时间变化的图像如图所示。若在0~t1时间内,汽车发动机的牵引力是恒定的,则汽车受到的合力F合随时间变化的图像可能是( )
解析:选D 0~t1时间内牵引力是恒定的,故合力也是恒定的;输出功率在增大,当达到额定功率后,速度逐渐增大,牵引力逐渐减小,一直到等于摩擦力,故合力也一直减小直到等于零。
9.(多选)水平地面上有一木箱,木箱与地面之间的动摩擦因数为μ(0