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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=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=,在传送带将小物体从A 点传送到 B 点的过程中, 求:( g 取 10m/s 2) (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: (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=30 、无限大的挡板 MN 上的 C 点g=10m/s 2 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? (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。 (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12 kg 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/s 2,试求这 0.40s 内力 F 所做的功。 11、图中电源电动势 E=12V,内电阻 r=0.5 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0.5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/s 2,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=0.6 。假设水从水枪水平射 出,不计空气阻力,取g=10m/s 2。 (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/s 2 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/s 2) (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。 16、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 vt 图象(除 210s 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 ,214s 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m1.0kg,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l4.8m, 石块“ 炮弹” 的质量 m10.0 kg,初始时长臂与水平面间的夹角 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x19.2 m 。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 10ms2。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m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/s 2) (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/s 2 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 8、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 17、答案 18、答案 19、答案 20、答案
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