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1、功與功率
1.一塊重量是2 N的石塊靜止在水平地面,一同學(xué)用與石塊接觸時(shí)平均大小為
10 N的力踢石塊,石塊在水平地面上滑行了1 m。則該同學(xué)對石塊所做的功是
( )
A.2 J B.10 J
C.12 J D.條件不足,無法計(jì)算
【解析】選D。一同學(xué)用10 N的力踢石塊,但是石塊在這個(gè)力的作用下移動(dòng)的距離未知,所以條件不足,無法確定。則D正確,A、B、C錯(cuò)誤。
2.用50 N的力拉一個(gè)質(zhì)量為10 kg的物體在水平地面上前進(jìn),如圖所示若物體前進(jìn)了10 m,如果物體與水平面間動(dòng)摩擦因數(shù)μ=0.1,物體克服摩擦力做了多少功(sin37°=0.6,cos37°=0.8
2、,g取10 m/s2) ( )
A.40 J B.50 J C.60 J D.70 J
【解析】選D。摩擦力大小f=μ(mg-Fsin37°);
故摩擦力做功W=-μ(mg-Fsin37°)L=-0.1×(10×10-50×0.6)×10 J=-70 J;故物體克服摩擦力做功70 J;故D正確,A、B、C錯(cuò)誤。
3.如圖所示,滑塊A和B疊放在固定的斜面體上,從靜止開始以相同的加速度一起沿斜面加速下滑。已知B與斜面體間光滑接觸,則在AB下滑的過程中,下列說法正確的是 ( )
A.B對A的支持力對A不做功
B.B對A的摩擦力對A做正功
C.B對A的作
3、用力對A做正功
D.B對A的作用力對A做負(fù)功
【解析】選B?；瑝KB對A的支持力豎直向上,A和B是一起沿著斜面下滑的,所以B對A的支持力與運(yùn)動(dòng)方向之間的夾角大于90°,因此B對A的支持力對A做負(fù)功,故A錯(cuò)誤;B對A的摩擦力是沿著水平面向左的,與運(yùn)動(dòng)方向之間的夾角小于90°,所以B對A的摩擦力對A做正功,故B正確;以A、B整體為研究對象,根據(jù)牛頓第二定律得,加速度a=gsinθ;隔離A分析,如圖所示:
則有:mgsinθ+Ffcosθ-FNsinθ=ma,解得:Ffcosθ=FNsinθ,Ff與FN的合力(即B對A的作用力)沿+y方向,其作用力方向與運(yùn)動(dòng)的方向垂直,B對A的作用力不做功,
4、故C、D錯(cuò)誤。
4.一個(gè)質(zhì)量為2 kg的物塊,沿傾角為37°的光滑斜面由靜止開始下滑,g取
10 m/s2,斜面足夠長。(sin37°=0.6,cos37°=0.8)
(1)求物塊下滑4 s時(shí)重力的瞬時(shí)功率。
(2)求在這4 s內(nèi)重力的平均功率。
【解析】(1)由牛頓第二定律得
mgsinθ=ma
解得a=gsin37°=6 m/s2
4 s末的速度為
v=at=24 m/s
瞬時(shí)功率為P=mgvsin37°=288 W
(2)4 s內(nèi)的位移為
x=at2=×6×42 m=48 m
4 s內(nèi)的平均功率為
== W=144 W
答案:(1)288 W (2)144
5、 W
情境:蹦床運(yùn)動(dòng)是目前國外最流行的燃脂訓(xùn)練,燃脂效果相當(dāng)于動(dòng)感單車,卻比動(dòng)感單車安全。蹦床運(yùn)動(dòng)要求運(yùn)動(dòng)員在一張繃緊的彈性網(wǎng)上蹦起、騰空并做空中動(dòng)作。利用傳感器記錄彈性網(wǎng)受到的壓力并在計(jì)算機(jī)上作出壓力F-時(shí)間t的圖像,如圖所示:
問題:(1)圖中的1.1 s到2.3 s彈性網(wǎng)處于什么狀態(tài)?2.3 s到4.3 s運(yùn)動(dòng)員處于什么狀態(tài)?請分析說明。
(2)若運(yùn)動(dòng)員質(zhì)量為40 kg,則運(yùn)動(dòng)員落回蹦床瞬間重力的功率約為多大?(g取
10 m/s2)
【解析】(1)由圖可知1.1 s到2.3 s運(yùn)動(dòng)員與彈性網(wǎng)之間的力先增大后減小,故彈性網(wǎng)處于壓縮狀態(tài);2.3 s到4.3 s運(yùn)動(dòng)員與彈性網(wǎng)之間的力為零,故運(yùn)動(dòng)員處于騰空狀態(tài)。
(2)由題圖可知運(yùn)動(dòng)員在空中的最長時(shí)間為:
t=4.3 s-2.3 s=2 s
根據(jù)運(yùn)動(dòng)的對稱性可知,從最高點(diǎn)落到彈性網(wǎng)的時(shí)間為:
=1 s,
落到彈性網(wǎng)的速度為:v=g=10 m/s
重力的瞬時(shí)功率為:P=mgv=4 000 W
答案:(1)見解析 (2)4 000 W
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2020年新教材高中物理 8.1 功與功率課堂檢測（含解析）新人教版必修2
