1.选C AB一起沿固定的光滑斜面由静止开始下滑,加速度为gsin θ。由于A速度增大,由动能定理,A所受的合外力对A做功,B对A的摩擦力做正功,B对A的弹力做负功,选项A、B错误C正确。A对B不做功,选项D错误。
2.选D 阻力与小球速度方向始终相反,故阻力一直做负功,W=-Fh+(-Fh)=-2Fh,D正确。
3.选B 根据功的计算公式W=Fx,速度时间图像与时间轴围成的面积代表位移x,对照力F随时间变化的图像和速度时间图像。在0~1 s,力F1=1 N,x1= m=0.5 m,做功W1=F1x1=0.5 J。在1~2 s,力F2=3 N,x2=m=0.5 m,做功W2=F2x2=1.5 J,在2~3 s,力F3=2 N,x3=1×1 m=1 m,做功W3=F3x3=2 J,所以有W3>W2>W1,选项B对。
4.选C F,F=mgsin θ+μmgcos θ,F的方向变为竖直向上,仍沿斜面保持原来的速度匀速运动,F=mg,θ和μ的具体数值,F如何变化,选项A、BF的方向变为竖直向上后,摩擦力不再做功,力F的功率将减小,选项C正确D错误。
5.选B 小球落在斜面上时重力的瞬时功率为P=mgvy,而vytan θ=v0,所以P=,B正确。
6.选A 由F-Ff=ma可知,因汽车牵引力F保持恒定,故汽车做匀加速直线运动,C错误;由v=at可知,A正确;而x=at2,故B错误;由WF=F·x=F·at2可知,D错误。
7.选D F-Ff=ma,P=Fv:a=·-,,=k=40,P,a=0,=0.05:vm=20 m/s,vm=,Ff,。
8.选B 提升30个货箱到离地12 m高的平台上,克服重力所做的总功一定,机械的输出功率越大,所用时间越短,由Pm图像可知,每次提升15 kg即每次提升3个货箱时,机械功率最大,Pm=25 W,由Pm=3mg·v可得v== m/s= m/s,每次提升过程对应的时间t==72 s,故所需的总时间t总=10t=720s,B正确。
9.选B 0~t1时间内重物匀加速上升,此过程中F1-mg=ma1,P1=F1v。可见F1恒定,起重机功率P1随v均匀增大;t1~t2时间内,重物匀速上升,F2=mg,P2=mgv,大小不变,但匀加速过程的末时刻功率大于mgv,故A、D均错误;t2~t3时间内,重物减速上升,mg-F3=ma3,P3=F3v,此过程中F3不变,P3随v均匀减小,但匀速运动末时刻功率大于匀减速开始时刻的功率,故B正确,C错误。
10.选C P=Fv,v t图像和P t图像可得30=F·6,10=Ff·6,:F=5 N,Ff= N,D;0~6 s(4+6)×6× m=30 m,A;0~6 sW=F·x1+Ff·x2=5×6×2× J+×6×4 J=70 J,B,C。
11.解析:(1)在0~2 s内,拉力等于4 N,最大静摩擦力等于4 N,故物体静止。
在2~4 s内,拉力F=8 N,由牛顿第二定律得
F-μmg=ma
解得a=2 m/s2
位移为x1=a(Δt)2=4 m
4 s末物体的速度大小v=aΔt=4 m/s
4 s末拉力的瞬时功率P=F v=8×4 W=32 W
(2)在4~6 s内,拉力等于4 N,滑动摩擦力等于4 N,故物体做匀速直线运动。
位移x2=vΔt=4×2 m=8 m
在6~8 s内,拉力仍然是F=8 N,物体的加速度大小仍为a=2 m/s2。
位移x3=vΔt+a(Δt)2=12 m
拉力所做的功W=Fx3=8×12 J=96 J
(3)8 s内拉力做功W=0+8×4 J+4×8 J+96 J=160 J
平均功率==20 W
答案:(1)32 W (2)96 J (3)20 W