課時(shí)分層作業(yè)(十五)　功和功率基礎(chǔ)性題組1．如圖所示，在水平雪面上雪橇受與水平方向成α角的拉力F作用，沿直線勻速前進(jìn)了s的距離．下列說法正確的是(　　)A．拉力做功為FsB．地面對(duì)雪橇的支持力做正功C．重力對(duì)雪橇做負(fù)功D．外力對(duì)雪橇做的總功是零2.[人教版必修第二冊(cè)改編]如圖所示，質(zhì)量為m的小車在與豎直方向成α角的恒定拉力F作用下，沿水平地面向左運(yùn)動(dòng)一段距離l.在此過程中，小車受到的阻力大小恒為F阻，重力加速度為g，則(　　)A．拉力對(duì)小車做功為Fl cos αB．支持力對(duì)小車做功為Fl sin αC．阻力對(duì)小車做功為－F阻lD．重力對(duì)小車做功為mgl3.無論是遠(yuǎn)海島礁建設(shè)，還是超大型疏浚及填海造陸工程，都離不開鋼鐵巨輪——重型絞吸船．我國自主研制的自航絞吸挖泥船“天鯤號(hào)”性能達(dá)到世界先進(jìn)水平，其遠(yuǎn)程輸送能力達(dá)15 000米，居世界第一．若某段工作時(shí)間內(nèi)，“天鯤號(hào)”的泥泵輸出功率恒為1.6×104 kW，排泥量為1.6 m3/s，排泥管的橫截面積為0.8 m2，則泥泵對(duì)排泥管內(nèi)泥漿的推力為(　　)A．5×106 N　　　　　　B．8×106 NC．5×107 N    D．8×107 N4.[2022·山東菏澤一模]在搶險(xiǎn)救災(zāi)工作中常見到直升機(jī)的身影．如圖為直升機(jī)搶救傷員的情景，直升機(jī)懸停在空中，用繩索將傷員由靜止向上吊起，繩索對(duì)傷員做功的功率恒定，則在傷員加速上升的過程中(不計(jì)空氣阻力)(　　)A．繩索對(duì)傷員的拉力越來越大B．傷員克服重力做功的功率恒定C．傷員運(yùn)動(dòng)的速度變化越來越慢D．合力對(duì)傷員做功的功率越來越大5.一物體在水平拉力F的作用下沿水平面運(yùn)動(dòng)．已知拉力F隨物體運(yùn)動(dòng)位移x的變化情況如圖所示．則在0～8 m的運(yùn)動(dòng)過程中，拉力F做的功為(　　)A．6 J    B．18 JC．20 J    D．22 J6．[2021·浙江6月，8]大功率微波對(duì)人和其他生物有一定的殺傷作用．實(shí)驗(yàn)表明，當(dāng)人體單位面積接收的微波功率達(dá)到250 W/m2時(shí)會(huì)引起神經(jīng)混亂，達(dá)到1 000 W/m2時(shí)會(huì)引起心肺功能衰竭．現(xiàn)有一微波武器，其發(fā)射功率P＝3×107 W．若發(fā)射的微波可視為球面波，則引起神經(jīng)混亂和心肺功能衰竭的有效攻擊的最遠(yuǎn)距離約為(　　)A．100 m　25 m        B．100 m　50 mC．200 m　100 m        D．200 m　50 m7.[2021·浙江6月，11]中國制造的某一型號(hào)泵車如圖所示，表中列出了其部分技術(shù)參數(shù)．已知混凝土密度為2.4×103 kg/m3，假設(shè)泵車的泵送系統(tǒng)以150 m3/h的輸送量給30 m高處輸送混凝土，則每小時(shí)泵送系統(tǒng)對(duì)混凝土做的功至少為(　　) 發(fā)動(dòng)機(jī)最大輸出功率(kW)332最大輸送高度(m)63整車滿載質(zhì)量(kg)5.4×104最大輸送量(m3/h)180A.1.08×107 J              B．5.04×107 JC．1.08×108 J              D．2.72×108 J
8.如圖，某小學(xué)舉行拍皮球比賽，一參賽者將皮球從0.8 m高度處以一定的初速度豎直向下拋出，皮球碰地反彈后恰好可以返回原來高度，此時(shí)參賽者立即用手豎直向下拍皮球，使皮球獲得一個(gè)速度，之后皮球又恰能回到原來高度，如此反復(fù)．已知皮球每次碰地反彈的速率均為碰地前瞬間速率的0.8倍，皮球的質(zhì)量為0.5 kg，重力加速度取10 m/s2，不計(jì)空氣阻力和球與手、地面的接觸時(shí)間．求：(1)皮球來回運(yùn)動(dòng)一次的時(shí)間；(2)參賽者拍皮球過程中做功的平均功率．       綜合性題組9．一輛小車原先在平直公路上做勻速直線運(yùn)動(dòng)，從某時(shí)刻起，小車所受到的牽引力F牽和阻力Ff隨時(shí)間t的變化規(guī)律如圖所示，則下列選項(xiàng)符合作用在小車上的牽引力的功率隨時(shí)間變化規(guī)律的是(　　)10．據(jù)統(tǒng)計(jì)我國每年有超過2億輛機(jī)動(dòng)車，排放超過4千萬噸污染物，這些日益增多的污染物不斷地危害著地球，未來以發(fā)展新能源汽車為主．以氫為燃料的某品牌新能源城市公交汽車銘牌如表所示，該汽車空載時(shí)在水平公路上行駛的最大速度vm＝20 m/s.已知汽車在水平公路上行駛時(shí)，受到的阻力大小不變，重力加速度g取10 m/s2.求： 品牌車型空載質(zhì)量核定載客* * * *E126 000 kg41～50座車長車高續(xù)航里程最大輸出功率12 000 mm3 215 mm315 km60 kW(1)該汽車空載時(shí)，在水平公路上以最大速度行駛時(shí)受到的阻力大??；(2)該汽車空載時(shí)在水平公路上以0.5 m/s2的加速度運(yùn)動(dòng)，從靜止開始勻加速啟動(dòng)的最長時(shí)間？         11．如圖所示，一質(zhì)量m＝2×103 kg、額定功率P＝72 kW的汽車，當(dāng)它行駛在傾角為α(sin α＝0.08)的長直公路上時(shí)，所受摩擦阻力大小為車重的，不計(jì)空氣阻力，重力加速度大小g取10 m/s2.(1)求汽車在長直公路上行駛的最大速度vm；(2)若汽車從靜止開始以大小a＝0.6 m/s2的加速度勻加速啟動(dòng)，求該勻加速過程的時(shí)間t.       課時(shí)分層作業(yè)(十五)　功和功率1．解析：根據(jù)功的定義式可知，拉力做的功為W1＝Fs cos α，A錯(cuò)誤；雪橇受到的重力和支持力與雪橇的位移垂直，做功為零，B、C錯(cuò)誤；因?yàn)檠┣磷鰟蛩僦本€運(yùn)動(dòng)，所以合力為零，則外力對(duì)雪橇做的總功為零，D正確．答案：D2．解析：根據(jù)力做功的公式W＝Fl cos θ，其中θ為力與位移的夾角，所以拉力做功為W＝Fl sin α，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；支持力、重力不做功，選項(xiàng)B、D錯(cuò)誤；阻力做功W阻＝－F阻l，選項(xiàng)C正確．答案：C3．解析：由于功率大小P＝Fv，而每秒鐘排泥管排出泥漿的體積(排泥量)Q＝Sv，聯(lián)立并代入數(shù)據(jù)，解得F＝8×106 N，故B正確，A、C、D錯(cuò)誤．答案：B4．解析：繩索對(duì)傷員的拉力做功的功率不變，而傷員加速上升，速度增大，由P＝Fv可知，繩索對(duì)傷員的拉力F越來越小，A項(xiàng)錯(cuò)誤；由P1＝mgv可知，傷員克服重力做功的功率不斷增大，B項(xiàng)錯(cuò)誤；由F－mg＝ma可知，傷員運(yùn)動(dòng)的加速度越來越小，速度變化得越來越慢，C項(xiàng)正確；合力對(duì)傷員做功的功率(F－mg)v＝P－mgv，由于P不變，速度越來越大，則合力對(duì)傷員做功的功率越來越小，D項(xiàng)錯(cuò)誤．答案：C5．解析：0～2 m力F做功W1＝F1x1＝2 N×2 m＝4 J；2～4 m力F做功W2＝F2x2＝－1 N×2 m＝－2 J；4～8 m力F做功W3＝F3x3＝4 N×4 m＝16 J；這個(gè)運(yùn)動(dòng)過程中F做的總功為W＝W1＋W2＋W3＝4 J＋(－2 J)＋16 J＝18 J，選項(xiàng)B正確，A、C、D錯(cuò)誤．答案：B6．解析：設(shè)微波有效攻擊范圍為r時(shí)單位面積接收微波功率為P′＝＝解得r＝則引起神經(jīng)混亂時(shí)有r1＝＝≈100 m引起心肺功能衰竭時(shí)有r2＝＝≈50 m，B正確，A、C、D錯(cuò)誤．答案：B7．解析：泵車的泵送系統(tǒng)以150 m3/h的輸送量給30 m高處輸送混凝土，每小時(shí)泵送系統(tǒng)對(duì)混凝土做的功W＝ρVgh＝2.4×103×150×10×30 J＝1.08×108 J，C正確．答案：C8．解析：(1)設(shè)皮球被手拍出時(shí)的速率為v0，碰地前瞬間的速率為v，則皮球剛反彈回來時(shí)的速率為0. 8v，皮球向上運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為t1，向下運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為t2，根據(jù)運(yùn)動(dòng)學(xué)規(guī)律可得02－(0.8v)2＝－2gh0＝0.8v－gt1＝2ghv＝v0＋gt2皮球來回運(yùn)動(dòng)一次的時(shí)間為t＝t1＋t2聯(lián)立解得t＝0.6 s.(2)每次拍皮球時(shí)，參賽者對(duì)皮球做的功W＝參賽者拍皮球過程中做功的平均功率＝聯(lián)立解得＝ W答案：(1)0.6 s　(2) W9．解析：若小車開始以初速度v0做勻速運(yùn)動(dòng)，某時(shí)刻起根據(jù)牛頓第二定律并結(jié)合題圖知，加速度恒為a＝，速度v＝v0＋at，則牽引力的功率P＝F牽v＝F牽v0＋F牽at，即功率與時(shí)間為一次函數(shù)關(guān)系，選項(xiàng)C正確，A、B、D錯(cuò)誤．答案：C10．解析：(1)根據(jù)P＝Fv，當(dāng)達(dá)到最大速度時(shí)F＝f則f＝＝ N＝3 000 N(2)該汽車空載時(shí)在水平公路上以0.5 m/s2的加速度運(yùn)動(dòng)，則由牛頓第二定律F－f＝ma解得F＝6 000 N達(dá)到額定功率時(shí)的速度v＝＝ m/s＝10 m/s根據(jù)v＝at可得t＝＝ s＝20 s答案：(1)3 000 N　(2)20 s11．解析：(1)汽車在長直公路上行駛時(shí)所受阻力Ff＝kmg＋mg sin α代入相關(guān)已知數(shù)據(jù)解得：Ff＝3.6×103 N當(dāng)汽車達(dá)到最大速度時(shí)，加速度為零，此時(shí)有F＝Ff由功率P＝Fvm聯(lián)立解得：vm＝20 m/s(2)汽車從靜止開始以a＝0.6 m/s2勻加速行駛，根據(jù)牛頓第二定律，有F′－Ff＝ma解得：F′＝4.8×103 N當(dāng)汽車的實(shí)際功率等于額定功率時(shí)，勻加速運(yùn)動(dòng)的速度達(dá)到最大，設(shè)勻加速行駛的最大速度為v′m，有P＝F′v′m由速度公式有v′m＝at故代入已知相關(guān)數(shù)據(jù)，可求得勻加速行駛的時(shí)間t＝25 s.答案：(1)20 m/s　(2)25 s

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