高中物理大题集练——功和功率1、如图所示，传送带与水平面之间的夹角为θ=30°，其上A、B两点间的距离为L=5m，传送带在电动机的带动下以v=1m/s的速度匀速运动，现将一质量为m=10kg的小物体（可视为质点）轻放在传送带的A点，已知小物体与传送带之间的动摩擦因数μ=，在传送带将小物体从A点传送到B点的过程中，求：（g取10m/s2）（1）小物体从A到B所需时间；（2）传送带对小物体做的功；（3）电动机做的功．2、如图所示，质量为m的小球以初速度v0=下落d后，沿竖直平面内的固定轨道ABC运动，AB是半径为d的四分之一粗糙圆弧，BC是半径为的粗糙半圆弧，小球运动到AB圆弧的最低点B时所受弹力大小NB=5mg，且小球恰好能运动到C点，不计空气阻力，重力加速度为g．求：（1）小球在AB圆弧上运动过程中克服摩擦力做的功W1？（2）小球运动到BC圆弧上C点时的速度大小vC；（3）小球在圆弧BC上运动过程中，摩擦力对小球做的功W2．3、一物体静止在光滑水平面上，某时刻起受到水平面内两个互相垂直的恒力F1、F2的作用（俯视图如图所示），物体的位移大小x=1m。已知F1=6N，F2=8N。求：11\n（1）合力F的大小和方向；（2）F1对物体所做的功W1以及F对物体所做的功W。4、如图所示，长L=0.4m不可伸长的轻绳一端固定于O点，另一端系一质量m=0.05kg的小球，拉起小球至绳恰好伸直并处于水平后，在A点以竖直向下的初速度v0=2m/s释放，当小球运动至O点的正下方B点时，绳恰好断裂，小球继续运动并垂直打在同一竖直平面内且与水平面成θ=30°、无限大的挡板MN上的C点．g=10m/s2试求：小球从A点到C点重力做的功及在C点时重力的瞬时功率（用根号表示）5、如图所示，在距水平地面高为0.4m处，水平固定一根长直光滑杆，在杆上P点固定一定滑轮，滑轮可绕水平轴无摩擦转动，在P点的右边，杆上套有一质量m=2kg小球A，半径R=0.3m的光滑半圆形细轨道，竖直地固定在地面上，其圆心O在P点的正下方，在轨道上套有一质量也为m=2kg的小球B，用一条不可伸长的柔软细绳，通过定滑轮将两小球连接起来，杆和半圆形轨道在同一竖直面内，两小球均可看做质点，且不计滑轮大小的影响，（），现给小球A一个水平向右的合力F=55N。求：（1）把小球B从地面拉到P点正下方C点过程中，重力对小球B做的功？（2）把小球B从地面拉到P点正下方C点过程中，力F做的功？（3）小球B运动到P点正下方C点时，A.B两球的速度大小？11\n（4）小球B被拉到离地多高时与小球A速度大小相等？6、甲、乙两个小孩各乘一辆冰车在水平冰面上游戏.甲和他的冰车的质量共为M=30千克,乙和他的冰车的质量也是30千克.游戏时,甲推着一个质量为m=15千克的箱子,和他一起以大小为v0=2.0米/秒的速度滑行,乙以同样大小的速度迎面滑来.为了避免相撞,甲突然将箱子沿冰面推给乙,箱子滑到乙处时乙迅速把它抓住.若不计冰面的摩擦力,求(i)甲至少要以多大的速度(相对于地面)将箱子推出,才能避免他与乙相撞;(ii)甲在推出时对箱子做了多少功.7、如图，用跨过光滑定滑轮的缆绳将海面上一艘失去动力的小船沿直线拖向岸边。已知拖动缆绳的电动机功率恒为P，小船的质量为m，小船受到的阻力大小恒为f，经过A点时的速度大小为v0，小船从A点沿直线加速运动到B点经历时间为t1，A、B两点间距离为d，缆绳质量忽略不计。求：(1)小船从A点运动到B点的全过程克服阻力做的功Wf；(2)小船经过B点时的速度大小v1；8、如图所示为自动灌溉的喷射装置的截面图。主要由水泵、喷嘴竖直细输水管和喷头组成。喷头的喷嘴离地面高度为h，喷嘴的长度为r，水泵启动后，水从水池通过输水管道压到喷嘴并沿水平方向喷出，在地面上的落点与输水管道中心的水平距离为R，此时喷嘴每秒中喷出的水的质量为m，忽略水池中水泵与地面的高度差，不计水进入水泵时的速度以及空气阻力，重力加速度为g。11\n（1）求水从喷嘴喷出时的速度v和水泵的输出功率p；（2）若要浇灌离输出管道中心2R处的蔬菜，求此时水泵的输出功率p1。9、如图所示的木板由倾斜部分和水平部分组成，两部分之间由一段圆弧面相连接，在木板的中间有位于竖直面内的光滑圆槽轨道，斜面的倾角为，现有10个质量均为m、半径均为r的均匀刚性球，在施加于1号球的水平外力F的作用下处于静止状态，力F与圆槽在同一竖直面内，此时1号球球心距它在水平槽运动时的球心的高度差为h。现撤去力F使小球开始运动，直到所有小球均运动到水平槽内，重力加速度为g，求：（1）水平外力F的大小（2）1号球刚运动到水平槽时的速度（3）整个运动过程中，2号球对1号球所做的功10、一劲度系数k=800N/m的轻质弹簧两端分别连接着质量均为12kg的物体A、B，将它们竖直静止放在水平面上，如图所示。现将一竖直向上的变力F作用在A上，使A开始向上做匀加速运动，经0.40s物体B刚要离开地面，取g="10"m/s2，试求这0.40s内力F所做的功。11\n11、图中电源电动势E=12V，内电阻r=0.5Ω．将一盏额定电压为8V，额定功率为16W的灯泡与一只线圈电阻为0.5Ω的直流电动机并联后和电源相连，灯泡刚好正常发光，通电100min．问：（1）电源提供的能量是多少？（2）电流对灯泡和电动机所做的功各是多少？（3）灯丝和电动机线圈产生的热量各是多少？（4）电动机的效率为多少？12、质量为500t的机车以恒定的功率由静止出发．经5min行驶2.25km．速度达到的最大值54km/h，设阻力恒定且取g=10m/s2，求：（1）机车的功率；（2）机车的速度为36km/h时的加速度。13、消防车的供水系统主要由水泵、输水管道和水枪组成。如图所示，消防水枪离地高度为H，建筑物上的火点A距地面高为h=60m，水枪与火点的水平距离为x，水泵的功率为P，整个供水系统的效率η=0.6。假设水从水枪水平射出，不计空气阻力，取g=10m/s2。11\n（1）若H=80m，水枪出水速度v0=30m/s，水枪每秒出水量m0="60"kg，水枪正中起火点A，求水泵的功率P；（2）当完成高层灭火后，还需要对散落在火点正下方地面上的燃烧物进行灭火，将水枪竖直下移至H´=45m，假设供水系统的效率η不变，水枪出水口的横截面积不变，水泵功率应调整为P´，则P´应为多大？14、如图所示，质量为lkg的薄木板静止在光滑水平桌面上，薄木板上有一质量为0.5kg的小铁块，它离木板的左端距离为0.5m，铁块与木板间动摩擦因数为0.1．现用水平拉力向右以2m/s2的加速度将木板从铁块下抽出，求：（不计铁块大小，铁块不滚动，取g=10m/s2）（1）将木板从铁块下抽出需要多长时间？（2）水平拉力对木板做的功．15、一个质量m=6kg的物体，初速度v0=2m/s,受到水平方向的拉力F=10N，如图所示，在水平地面上移动的距离L=2m，物体与地面间的滑动摩擦力f=4N，求：（1）拉力和摩擦力对物体所做的功；（2）合外力对物体所做的功；（3）在此过程中物体获得的速度大小。11\n16、某兴趣小组对一辆自制遥控小车的性能进行研究.他们让这辆小车在水平地面上由静止开始运动,并将小车运动的全过程记录下来,通过数据处理得到如图所示的v t图象(除2～10s时间段图象为曲线外,其余时间段图象均为直线),已知在小车的运动过程中,2～14s时间内小车牵引力的功率保持不变,14s末停止遥控让小车自由滑行,小车的质量m＝1.0kg,可以认为小车在整个过程中受到的阻力大小不变.求: (1)小车所受阻力f的大小;(2)小车匀速行驶阶段的功率P;(3)小车在加速运动过程中位移s的大小.17、某兴趣小组制作了一“石炮”，结构如图所示。测得其长臂的长度l＝4.8m，石块“炮弹”的质量m＝10.0kg，初始时长臂与水平面间的夹角α＝30°。在水平地面上演练，将石块装在长臂末端的开口箩筐中，对短臂施力，使石块升高并获得速度，当长臂转到竖直位置时立即停止转动，石块即被水平抛出，熟练操作后，石块水平射程稳定在x＝19.2m。不计空气阻力，长臂和箩筐的质量忽略不计，重力加速度g取10m／s²。求：（1）要达到上述射程人要做多少功；（2）把“石炮”移到离水平地面多高的“城墙”边缘可将水平射程提高50%。18、如图所示，电阻不计足够长的光滑平行金属导轨与水平面夹角，导轨间距，所在平面的正方形区域abcd内存在有界匀强磁场，磁感应强度为T，方向垂直斜面向上．甲、乙金属杆质量均为kg、电阻相同，甲金属杆处在磁场的上边界，乙金属杆距甲也为，其中11\nm．同时无初速释放两金属杆，此刻在甲金属杆上施加一个沿着导轨的外力F，保持甲金属杆在运动过程中始终与乙金属杆未进入磁场时的加速度相同．（取m/s2）（1）乙金属杆刚进入磁场后做匀速运动，分析甲金属杆所在的位置并计算乙的电阻R为多少？（2）以刚释放时，写出从开始到甲金属杆离开磁场，外力F随时间t的变化关系，并说明F的方向．（3）若从开始释放到乙金属杆离开磁场，乙金属杆中共产生热量J，试求此过程中外力F对甲做的功．19、如图所示，两个截面积均为S的圆柱形容器，左右两边容器高均为，右边容器上端封闭，左边容器上端是一个可以在容器内无摩擦滑动的轻活塞（重力不计），两容器由装有阀门的极细管道（体积忽略不计）相连通。开始时阀门关闭，左边容器中装有热力学温度为的理想气体，平衡时活塞到容器底的距离为，右边容器内为真空。现将阀门缓慢打开，活塞便缓慢下降，直至系统达到平衡，此时被封闭气体的热力学温度为T，且＞。求此过程中外界对气体所做的功。（已知大气压强为P0）20、汽车发动机的额定功率为30KW，质量为1000kg，当汽车在水平路面上行驶时受到阻力为车重的0.1倍()，求：（1）汽车在路面上能达到的最大速度；（2）若汽车以额定功率启动，当汽车速度为5m/s时的加速度；（3）若汽车从静止开始保持2m/s211\n的加速度作匀加速直线运动，达到额定输出功率后，汽车保持功率不变又加速行驶了200m，直到获得最大速度后才匀速行驶。求汽车从静止到获得最大行驶速度所用的总时间.答案1、答案2、答案3、答案4、答案5、答案6、答案7、答案11\n8、答案9、答案10、答案11、答案12、答案13、答案14、答案15、答案16、答案11\n17、答案18、答案19、答案20、答案11
