3、Ffh D．－4Ffh
答案：C
3．起重機(jī)的鋼索將重物由地面吊到空中某個(gè)高度，其速度圖象如圖1所示，則鋼索拉力的功率隨時(shí)間變化的圖象可能是( )
圖1
答案：B
圖2
4．如圖2所示，一輛小車靜止在光滑的水平導(dǎo)軌上，一小球用細(xì)繩懸掛在車上，由圖中位置無初速釋放，則小球在下擺到最低點(diǎn)的過程中，下列說法正確的是( )
A．繩對小球的拉力不做功
B．繩對小球的拉力做正功
C．繩對小球的拉力做負(fù)功
D．小球的合力不做功
解析：小球和小車組成的系統(tǒng)中，只有重力做功，整個(gè)運(yùn)動過程的機(jī)械能守恒，在球下擺過程中，車的機(jī)械能增加，球的機(jī)械能減少，故繩對小球的拉力做負(fù)功
4、．
答案：C
圖3
5．如圖3所示，均勻長直木板長L＝40 cm，放在水平桌面上，它的右端與桌邊相齊，木板質(zhì)量m＝2 kg，與桌面間的摩擦因數(shù)μ＝0.2，今用水平推力F將其推下桌子，則水平推力至少做功為(g取10 m/s2)( )
A．0.8 J B．1.6 J
C．8 J D．4 J
解析：將木板推下桌子即木塊的重心要通過桌子邊緣，水平推力做的功至少等于克服滑動摩擦力做的功，W＝Fs＝μmg＝0.2×20×＝0.8 J．故A是正確的．
答案：A
圖4
6．(2020·海淀區(qū)模擬)如圖4所示，滑雪者由靜止開始沿斜坡從A點(diǎn)自由滑下，然后在水平面上前進(jìn)至B點(diǎn)停下
5、．已知斜坡、水平面與滑雪板之間的動摩擦因數(shù)皆為μ，滑雪者(包括滑雪板)的質(zhì)量為m，A、B兩點(diǎn)間的水平距離為L.在滑雪者經(jīng)過AB段運(yùn)動的過程中，克服摩擦力做的功( )
A．大于μmgL
B．小于μmgL
C．等于μmgL
D．以上三種情況都有可能
圖5
解析：設(shè)斜坡與水平面的交點(diǎn)為C，BC長度為L1，AC水平長度為L2，AC與水平面的夾角為θ，如圖5所示，則滑雪者在水平面上摩擦力做功W1＝－μmgL1，在斜坡上摩擦力做功W2＝
－μmgcosθ·＝－μmgL2，所以在滑雪者經(jīng)過AB段過程中，摩擦力做功W＝W1＋W2＝－μmg(L1＋L2)＝－μmgL.所以滑雪者克服摩擦力所做
6、的功為μmgL.故選項(xiàng)C正確．
答案：C
圖6
7．如圖6所示，手持一根長為l的輕繩的一端在水平桌面上做半徑為r、角速度為ω的勻速圓周運(yùn)動，繩始終保持與該圓周相切，繩的另一端系一質(zhì)量為m的木塊，木塊也在桌面上做勻速圓周運(yùn)動，不計(jì)空氣阻力( )
A．手對木塊不做功
B．木塊不受桌面的摩擦力
C．繩的拉力大小等于mω3
D．手拉木塊做功的功率等于mω3r(l2＋r2)/l
圖7
解析：如圖7所示，設(shè)繩的拉力為FT，摩擦力為Ff，因木塊m做勻速圓周運(yùn)動
FTcosα＝mω2R
FTsinα＝Ff
R＝
cosα＝
由以上各式聯(lián)立可得：
FT＝，F(xiàn)f＝
可知B
7、、C錯(cuò)誤．
FT與木塊速度方向不垂直，手對木塊做功，A錯(cuò)誤，由P＝FT·ωR·sinα，得：P＝，所以D項(xiàng)正確．
答案：D
圖8
8．(2020·重慶模擬)一根質(zhì)量為M的直木棒，懸掛在O點(diǎn)，有一只質(zhì)量為m的猴子抓著木棒，如圖8所示．剪斷懸掛木棒的細(xì)繩，木棒開始下落，同時(shí)猴子開始沿木棒向上爬．設(shè)在一段時(shí)間內(nèi)木棒沿豎直方向下落，猴子對地的高度保持不變，忽略空氣阻力，則下列的四個(gè)圖中能正確反映在這段時(shí)間內(nèi)猴子做功的功率隨時(shí)間變化的關(guān)系的是( )
解析：猴子對地的高度不變，所以猴子受力平衡．設(shè)猴子的質(zhì)量為m，木棒對猴子的作用力為F，則有F＝mg.設(shè)木棒重力為Mg，則木棒受合外力為F
8、＋Mg＝mg＋Mg，根據(jù)牛頓第二定律，Mg＋mg＝Ma，可見a是恒量，t時(shí)刻木棒速度v＝at.猴子做功的功率P＝mgv＝mgat，P與t為正比例關(guān)系，故B正確．
答案：B
二、計(jì)算題(3×12′＝36′)
圖9
9．如圖9所示，在光滑的水平面上，物塊在恒力F＝100 N作用下從A點(diǎn)運(yùn)動到B點(diǎn)，不計(jì)滑輪的大小，不計(jì)繩、滑輪間摩擦，H＝2.4 m，α＝37°，β＝53°，求拉力F所做的功．
解析：在功的定義式W＝Fscosθ中，s是指力F的作用點(diǎn)的位移．當(dāng)物塊從A點(diǎn)運(yùn)動到B點(diǎn)時(shí)，連接物塊的繩子在定滑輪左側(cè)的長度大小，s＝－，由于繩不能伸縮，故力F的作用點(diǎn)的位移大小等于s.而這里物塊移
9、動的位移大小為(Hcotα－Hcotβ)，可見本題力F作用點(diǎn)的位移大小不等于物塊移動的位移大?。?
根據(jù)功的定義式，有W＝Fs＝F(－)＝100 J.
答案：100 J
圖10
10．如圖10所示，水平傳送帶以2 m/s的速度勻速運(yùn)動，將一質(zhì)量為2 kg的工件輕輕放在傳送帶上(設(shè)傳送帶的速度不變)，如工件與傳送帶之間的動摩擦因數(shù)為0.2，則放手后工件在5 s內(nèi)的位移是多少？摩擦力對工件做功為多少？(g取10 m/s2)
解析：工件放在傳送帶上的瞬間，所受合外力為工件所受到的摩擦力，所以工件的加速度為a＝μg＝0.2×10 m/s2＝2 m/s2，經(jīng)過t＝＝1 s，
工件的速度與傳
10、送帶速度相同以后，工件就隨傳送帶一起做勻速直線運(yùn)動，所以工件在5 s內(nèi)的位移是x＝at2＋v(t總－t)＝×2×12 m＋2×(5－1) m＝9 m
在此過程中，只有在第1 s內(nèi)有摩擦力對工件做功，所以：
W＝Ff·at2＝μmg·at2＝0.2×2×10××2×12 J＝4 J.
答案：9 m 4 J
11．(2020·四川高考)圖11為修建高層建筑常用的塔式起重機(jī)．在起重機(jī)將質(zhì)量m＝5×103 kg的重物豎直吊起的過程中，重物由靜止開始向上做勻加速直線運(yùn)動，加速度a＝0.2 m/s2，當(dāng)起重機(jī)輸出功率達(dá)到其允許的最大值時(shí)，保持該功率直到重物做vm＝1.02 m/s的勻速運(yùn)動．取g
11、＝10 m/s2，不計(jì)額外功．求：
(1)起重機(jī)允許輸出的最大功率．
(2)重物做勻加速運(yùn)動所經(jīng)歷的時(shí)間和起重機(jī)在第2秒末的輸出功率．
解析：(1)設(shè)起重機(jī)允許輸出的最大功率為P0，重物達(dá)到最大速度時(shí)，拉力F0等于重力．
P0＝F0vm?、佟 0＝mg?、?
代入數(shù)據(jù)，有：P0＝5.1×104 W ③
(2)勻加速運(yùn)動結(jié)束時(shí)，起重機(jī)達(dá)到允許輸出的最大功率，設(shè)此時(shí)重物受到的拉力為F，速度為v1，勻加速運(yùn)動經(jīng)歷時(shí)間為t1，有：P0＝Fv1 ④
F－mg＝ma ⑤
v1＝at1 ⑥
由③④⑤⑥，代入數(shù)據(jù)，得：t1＝5 s ⑦
t＝2 s時(shí)，重物處于勻加速運(yùn)動階段，設(shè)此時(shí)速度為v2，輸出功率為P，則v2＝at ⑧ P＝Fv2 ⑨
由⑤⑧⑨，代入數(shù)據(jù)，得：P＝2.04×104 W ⑩
答案：(1)5.1×104 W (2)2.04×104 W
【紅對勾】2020高考物理 功 功率課時(shí)作業(yè)（通用）
