功與功率知識總結及練習

2022-06-21 05:24:04 字數 3797 閱讀 1967

功與功率

功的基本定義考察

1.一人乘電梯從1樓到20樓,在此過程中經歷了先加速,後勻速,再減速的運動過程,則電梯支援力對人做功情況是

a.加速時做正功,勻速時不做功,減速時做負功

b.加速時做正功,勻速和減速時做負功

c.加速和勻速時做正功,減速時做負功

d.始終做正功

2.某物體同時受到三個力作用而做勻減速直線運動,其中f1與加速度a的方向相同,f2與速度v的方向相同,f3與速度v的方向相反,則

a.f1對物體做正功 b.f2對物體做正功

c.f3對物體做負功 d.合外力對物體做負功

3.一滑塊在水平地面上沿直線滑行,時其速度為1m/s。從此刻開始在滑塊運動方向上再施加一水平作用力f,力f和滑塊的速度v隨時間的變化規律分別如圖9-1中圖a和圖b所示。設在第1秒內、第2秒內、第3秒內力f對滑塊做的功分別為w1、、w2、w3,則以下關係式正確的是

a.w1=w2=w3 b.w1 c.w14.如圖1所示,用力拉一質量為m的物體,使它沿水平勻速移動距離s,若物體和地面間的摩擦因數為μ,則此力對物體做的功為( )

a.μmgs

b.μmgs/(cosα+μsinα)

c.μmgs/(cosα-μsinα)

d.μmgscosα/(cosα+μsinα)

5.物體沿直線運動的v-t關係如圖所示,已知在第1秒內合外力對物體做的功為w,則

a.從第1秒末到第3秒末合外力做功為4w。

b.從第3秒末到第5秒末合外力做功為-2w。

c.從第5秒末到第7秒末合外力做功為w。

d.從第3秒末到第4秒末合外力做功為-0.75w。

合力做功

6.如圖所示,兩個互相垂直的力f1與f2作用在同一物體上,使物體通過一段位移過程中,力f1對物體做功4j,力f2對物體做功3j,則力f1與f2的合力對物體做功為

a. 7jb. 1jc. 5jd. 3.5j

7.如圖3所示,質量為m的物體p放在光滑的傾角為θ的直角劈上,同時用力f向右推劈,使p與劈保持相對靜止,在前進的水平位移為s的過程中,劈對p做的功為

圖3   a.f·sb.mgsinθ·s/2

c.mgcosθ·sd.mgtanθ·s

變力做功

8.如圖3所示,ab為1/4圓弧軌道,半徑為0.8m,bc是水平軌道,長l=3m,bc處的摩擦係數為1/15,今有質量m=1kg的物體,自a點從靜止起下滑到c點剛好停止。求物體在軌道ab段所受的阻力對物體做的功。

9.用鐵鎚將一鐵釘擊入木塊,設木塊對鐵釘的阻力與鐵釘進入木塊的深度成正比,即f=kx,在鐵鎚擊打第一次後,鐵釘進入木塊的深度為d。求(1)鐵鎚對鐵釘做功的大小 (2)若鐵鎚對鐵釘每次做功相等,求擊打第二次時,鐵釘還能進入的深度。

10.如圖,定滑輪至滑塊的高度為h,已知細繩的拉力為f(恆定),滑塊沿水平面由a點前進s至b點,滑塊在初、末位置時細繩與水平方向夾角分別為α和β。求滑塊由

a點運動到b點過程中,繩的拉力對滑塊所做的功

11.乙個圓柱形的豎直的井裡存有一定量的水,井的側面和底部是密閉的.在井中固定插著一根兩端開口的薄壁圓管,管和井共軸,管下端未觸及井底.在圓管內有一不漏氣的活塞,它可沿圓管上下滑動.

開始時,管內外水面相齊,且活塞恰好接觸水面,如圖12所示.現用捲揚機通過繩子對活塞施加乙個向上的力f,使活塞緩慢向上移動.已知管筒半徑r= 0.

100 m,井的半徑r=2r,水的密度ρ=1.00×103 kg/m3,大氣壓p0=1.00×105 pa.

求活塞上公升h=9.00 m的過程中拉力f所做的功.(井和管在水面以上及水面以下的部分都足夠長.

不計活塞質量,不計摩擦,重力加速度g取10 m/s2)

12.一輛車通過一根跨過定滑輪的繩pq提公升井中質量為m的物體,如圖12所示.繩的p端拴在車後的掛鉤上.設繩的總長不變,繩的質量、定滑輪的質量和尺寸、滑輪上的摩擦都忽略不計.

開始時,車在a點,左右兩側繩都已繃緊並且是豎直的,左側繩長為h.提公升時,車向左加速運動,沿水平方向從a經過b駛向c.設a到b的距離也為h,車過b點時速度為vb.

求車由a移到b的過程中,繩q端的拉力對物體做的功是多少?

相互作用力做功

13.相互作用力之間所做的功並無直接聯絡。可能情況如下:

1 相互作用力都做正功

兩車分離

2 相互作用力都做負功

兩車相向運動

3 相互作用力中,其中乙個做正功,另乙個做負功

整體做加速運動時a、b之間的摩擦力

4 相互作用力都不做功

整體水平運動時a、b之間的彈力

⑤ 相互作用力中,其中乙個做正功,另乙個不做功

自由落體中球與地球之間引力

⑥ 相互作用力中,其中乙個做負功,另乙個不做功

豎直上拋中球與地球之間引力

功率的計算

14.一質量為m的木塊靜止在光滑的水平面上,從t=0開始,將乙個大小為f的水平恒力作用在該木塊上,在時刻力f的功率是:( )

ab. cd.

15.如圖所示,在三個相同的光滑斜面上,分別將質量均為m的物體以相同的加速度自底端由靜止開始拉上斜面,當拉至頂端時,拉力f1,f2,f3的功率分別為p1,p2,p3,則( )

ab.cd. 無法比較

16.水平地面上有一木箱,木箱與地面之間的動摩擦因數為。現對木箱施加一拉力f,使木箱做勻速直線運動。設f的方向與水平面夾角為,如圖,在從0逐漸增大

到90°的過程中,木箱的速度保持不變,則

先減小後增大

一直增大

的功率減小

的功率不變

17.質量為m的物體靜止在光滑水平面上,從t=0時刻開始受到水平力的作用。力的大小f與時間t的關係如圖所示,力的方向保持不變,則

a.時刻的瞬時功率為

b.時刻的瞬時功率為

c.在到這段時間內,水平力的平均功率為

d. 在到這段時間內,水平力的平均功率為

18.圖示為修建高層建築常用的塔式起重機。在起重機將質量m=5×103 kg的重物豎直吊起的過程中,重物由靜止開始向上作勻加速直線運動,加速度a=0.2 m/s2,當起重機輸出功率達到其允許的最大值時,保持該功率直到重物做vm=1.

02 m/s的勻速運動。取g=10 m/s2,不計額外功。求:

(1) 起重機允許輸出的最大功率。

(2) 重物做勻加速運動所經歷的時間和起重機在第2秒末的輸出功率。

機車啟動問題

19.汽車發動機的額定功率為60kw,汽車的質量為5t,汽車在水平路面上行駛時,阻力是重力的0.1倍,g=10 (1)汽車保持額定功率不變從靜止啟動後,①汽車所能達到的最大速度是多大?②當汽車的加速度為2時速度多大?

③當汽車速度為6m/s時加速度多大?(2)若汽車從靜止開始,保持以0.5的加速度做勻加速直線運動,這一過程能維持多長時間?

20.質量為m = 4000kg的卡車,額定輸出功率為p=60 kw。當它從靜止出發沿坡路前進時,每行駛100 m,公升高5m,所受阻力大小為車重的0.1倍,取g=10 m/s2 .

試求:(1)卡車能否保持牽引力為8000 n不變在坡路上行駛?

(2)卡車在坡路上行駛時能達到的最大速度為多大?這時牽引力為多大?

(3)如果卡車用4000 n牽引力以12m/s的初速度上坡,到達坡頂時,速度為4 m/s,那麼卡車在這一段路程中的最大功率為多少?平均功率是多少?

21.汽車發動機的功率為60 kw,汽車的質量為4 t,當它行駛在坡度為0.02的長直公路上時,如圖8-4,所受阻力為車重的0.1倍(g=10 m/s2),求:

(1)汽車所能達到的最大速度vm=?

(2)若汽車從靜止開始以0.6 m/s2的加速度做勻加速直線運動,則此過程能維持多長時間?

(3)當汽車勻加速行駛的速度達到最大值時,汽車做功多少?

(4)在10 s末汽車的即時功率為多大?

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