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1、第五章机械能守恒定律 课时作业16 功 功率时间：45分钟总分值：100分一、选择题(8864)1用力将重物竖直提起，先是从静止开始匀加速上升，紧接着匀速上升如果前后两过程的运动时间相同，不计空气阻力，那么()A加速过程中拉力做的功比匀速过程中拉力做的功大B匀速过程中拉力做的功比加速过程中拉力做的功大C两过程中拉力做的功一样大D上述三种情况都有可能解析：应先分别求出两过程中拉力做的功，再进行比拟重物在竖直方向上仅受两个力作用，重力mg、拉力F.匀加速提升重物时，设拉力为F1，物体向上的加速度为a，根据牛顿第二定律得F1mgma拉力F1所做的功W1F1s1m(ga)at2m(ga)at2匀速提升
2、重物时，设拉力为F2，根据平衡条件得F2mg匀速运动的位移s2vtattat2所以匀速提升重物时拉力F2所做的功W2F2s2mgat2比拟、式知：当ag时，W1W2；当ag时，W1W2；当ag时，W1W2，故D选项正确答案：D2以一定的初速度竖直向上抛出一个小球，小球上升的最大高度为h，空气阻力的大小恒为Ff，那么从抛出点至落回到原出发点的过程中，空气阻力对小球做的功为()A0BFfhC2Ffh D4Ffh答案：C3起重机的钢索将重物由地面吊到空中某个高度，其速度图象如图1所示，那么钢索拉力的功率随时间变化的图象可能是()图1答案：B图24如图2所示，一辆小车静止在光滑的水平导轨上，一小球用细
3、绳悬挂在车上，由图中位置无初速释放，那么小球在下摆到最低点的过程中，以下说法正确的选项是()A绳对小球的拉力不做功B绳对小球的拉力做正功C绳对小球的拉力做负功D小球的合力不做功解析：小球和小车组成的系统中，只有重力做功，整个运动过程的机械能守恒，在球下摆过程中，车的机械能增加，球的机械能减少，故绳对小球的拉力做负功答案：C图35如图3所示，均匀长直木板长L40 cm，放在水平桌面上，它的右端与桌边相齐，木板质量m2 kg，与桌面间的摩擦因数0.2，今用水平推力F将其推下桌子，那么水平推力至少做功为(g取10 m/s2)()A0.8 J B1.6 JC8 J D4 J解析：将木板推下桌子即木块的
4、重心要通过桌子边缘，水平推力做的功至少等于克服滑动摩擦力做的功，WFsmg0.2200.8 J故A是正确的答案：A图46(海淀区模拟)如图4所示，滑雪者由静止开始沿斜坡从A点自由滑下，然后在水平面上前进至B点停下斜坡、水平面与滑雪板之间的动摩擦因数皆为，滑雪者(包括滑雪板)的质量为m，A、B两点间的水平距离为L.在滑雪者经过AB段运动的过程中，克服摩擦力做的功()A大于mgLB小于mgLC等于mgLD以上三种情况都有可能图5解析：设斜坡与水平面的交点为C，BC长度为L1，AC水平长度为L2，AC与水平面的夹角为，如图5所示，那么滑雪者在水平面上摩擦力做功W1mgL1，在斜坡上摩擦力做功W2mg
5、cosmgL2，所以在滑雪者经过AB段过程中，摩擦力做功WW1W2mg(L1L2)mgL.所以滑雪者克服摩擦力所做的功为mgL.应选项C正确答案：C图67如图6所示，手持一根长为l的轻绳的一端在水平桌面上做半径为r、角速度为的匀速圆周运动，绳始终保持与该圆周相切，绳的另一端系一质量为m的木块，木块也在桌面上做匀速圆周运动，不计空气阻力()A手对木块不做功B木块不受桌面的摩擦力C绳的拉力大小等于m3D手拉木块做功的功率等于m3r(l2r2)/l图7解析：如图7所示，设绳的拉力为FT，摩擦力为Ff，因木块m做匀速圆周运动FTcosm2RFTsinFfRcos由以上各式联立可得：FT，Ff可知B、C
6、错误FT与木块速度方向不垂直，手对木块做功，A错误，由PFTRsin，得：P，所以D项正确答案：D图88(模拟)一根质量为M的直木棒，悬挂在O点，有一只质量为m的猴子抓着木棒，如图8所示剪断悬挂木棒的细绳，木棒开始下落，同时猴子开始沿木棒向上爬设在一段时间内木棒沿竖直方向下落，猴子对地的高度保持不变，忽略空气阻力，那么以下的四个图中能正确反映在这段时间内猴子做功的功率随时间变化的关系的是()解析：猴子对地的高度不变，所以猴子受力平衡设猴子的质量为m，木棒对猴子的作用力为F，那么有Fmg.设木棒重力为Mg，那么木棒受合外力为FMgmgMg，根据牛顿第二定律，MgmgMa，可见a是恒量，t时刻木棒
7、速度vat.猴子做功的功率Pmgvmgat，P与t为正比例关系，故B正确答案：B二、计算题(31236)图99如图9所示，在光滑的水平面上，物块在恒力F100 N作用下从A点运动到B点，不计滑轮的大小，不计绳、滑轮间摩擦，H2.4 m，37，53，求拉力F所做的功解析：在功的定义式WFscos中，s是指力F的作用点的位移当物块从A点运动到B点时，连接物块的绳子在定滑轮左侧的长度大小，s，由于绳不能伸缩，故力F的作用点的位移大小等于s.而这里物块移动的位移大小为(HcotHcot)，可见此题力F作用点的位移大小不等于物块移动的位移大小根据功的定义式，有WFsF()100 J.答案：100 J图1
8、010如图10所示，水平传送带以2 m/s的速度匀速运动，将一质量为2 kg的工件轻轻放在传送带上(设传送带的速度不变)，如工件与传送带之间的动摩擦因数为0.2，那么放手后工件在5 s内的位移是多少？摩擦力对工件做功为多少？(g取10 m/s2)解析：工件放在传送带上的瞬间，所受合外力为工件所受到的摩擦力，所以工件的加速度为ag0.210 m/s22 m/s2，经过t1 s，工件的速度与传送带速度相同以后，工件就随传送带一起做匀速直线运动，所以工件在5 s内的位移是xat2v(t总t)212 m2(51) m9 m在此过程中，只有在第1 s内有摩擦力对工件做功，所以：WFfat2mgat20.
9、2210212 J4 J.答案：9 m 4 J11(高考)图11为修建高层建筑常用的塔式起重机在起重机将质量m5103 kg的重物竖直吊起的过程中，重物由静止开始向上做匀加速直线运动，加速度a0.2 m/s2，当起重机输出功率到达其允许的最大值时，保持该功率直到重物做vm1.02 m/s的匀速运动取g10 m/s2，不计额外功求：(1)起重机允许输出的最大功率(2)重物做匀加速运动所经历的时间和起重机在第2秒末的输出功率解析：(1)设起重机允许输出的最大功率为P0，重物到达最大速度时，拉力F0等于重力P0F0vmF0mg代入数据，有：P05.1104 W(2)匀加速运动结束时，起重机到达允许输出的最大功率，设此时重物受到的拉力为F，速度为v1，匀加速运动经历时间为t1，有：P0Fv1Fmgmav1at1由，代入数据，得：t15 st2 s时，重物处于匀加速运动阶段，设此时速度为v2，输出功率为P，那么v2atPFv2由，代入数据，得：P2.04104 W答案：(1)5.1104 W(2)2.04104 W
