2018-2019學(xué)年高中物理 第七章 機(jī)械能守恒定律 課時提升作業(yè)十五 7.3 功率 新人教版必修2

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1、課時提升作業(yè) 十五 功率 (40分鐘　100分) 一、選擇題(本題共6小題,每小題6分,共36分) 1.關(guān)于功率,以下說法中正確的是 (　　) A.據(jù)P=可知,機(jī)器做功越多,其功率就越大 B.據(jù)P=Fv可知,汽車牽引力一定與速度成反比 C.據(jù)P=可知,只要知道時間t內(nèi)機(jī)器所做的功,就可求得這段時間內(nèi)任一時刻機(jī)器做功的功率 D.據(jù)P=Fv可知,發(fā)動機(jī)功率一定時,交通工具的牽引力與運(yùn)動速度成反比 【解析】選D。由P=可知,功率是單位時間內(nèi)所做的功,所以A錯。由P=求出的功率是t時間內(nèi)的平均功率,不是瞬時功率,所以C錯。由P=Fv知,當(dāng)功率一定時,牽引力與速度成反比,所以B錯

2、、D對。 2.(2018·昆明高一檢測)如圖是小孩滑滑梯的情景,假設(shè)滑梯是固定光滑斜面,傾角為30°,小孩質(zhì)量為m,由靜止開始沿滑梯下滑,滑行距離為s時,重力的瞬時功率為 (　　) A.mg　　　　　 B.mg C.mg　　 D.mg 【解析】選B。小孩的加速度a==g,由v2=2as得小孩滑行距離s時的速率v=,故此時重力的瞬時功率P=mgvsin 30°=mg,B正確。 3.某人用同一水平力F先后兩次拉同一物體,第一次使此物體從靜止開始在光滑水平面上前進(jìn)l距離,第二次使此物體從靜止開始在粗糙水平面上前進(jìn)l距離。若先后兩次拉力做的功分別為W1和W2,拉力做功的平均功率分別為

3、P1和P2, 則 (　　) A.W1=W2,P1=P2 B.W1=W2,P1>P2 C.W1>W2,P1>P2　　 D.W1>W2,P1=P2 【解析】選B。兩次拉物體用的力都是F,物體的位移都是l。由W=Fl可知W1=W2。物體在粗糙水平面上前進(jìn)時,加速度a較小,由l=at2可知用時較長,再由P=可知P1>P2。選項(xiàng)B正確。 4.某車以相同的功率在兩種不同的水平路面上行駛,受到的阻力分別為車重的k1和k2倍,最大速率分別為v1和v2,則 (　　) A.v2=k1v1　　 B.v2=v1 C.v2=v1 D.v2=k2v1 【解析】選B。汽車的阻力分別為Ff

4、1=k1mg,Ff2=k2mg,當(dāng)汽車以相同功率啟動達(dá)到最大速度時,有F=Ff,故由P=Fv可知最大速度v==,則=,有v2=v1,故選B。 【補(bǔ)償訓(xùn)練】 　　設(shè)飛機(jī)飛行中所受阻力與速率的平方成正比,如果飛機(jī)以速度v勻速飛行,其發(fā)動機(jī)功率為P,則當(dāng)發(fā)動機(jī)功率為8P時,飛機(jī)飛行的速度為 (　　) A.v　　　　B.2v　　　　C.4v　　　D.8v 【解析】選B。飛機(jī)勻速飛行時,應(yīng)有F=F阻=kv2,所以P=kv3,因此功率為8P時v′=2v,B正確。 5. 從距地面相同高度處,水平拋出兩個質(zhì)量相同的小球A和B,拋出A球的初速度為v0,拋出B球的初速度為2v0,若兩球運(yùn)動到落地的過程中

5、重力的平均功率分別為和,落地時重力的瞬時功率分別為PA和PB,則 A.<;PA

6、升重物,直到以最大速度v2勻速上升,重物上升的高度為h,則整個過程中,下列說法正確的是 (　　) A.鋼繩的最大拉力為 B.鋼繩的最大拉力為mg C.重物勻加速的末速度為 D.重物勻加速運(yùn)動的加速度為-g 【解析】選D。加速過程重物處于超重狀態(tài),鋼繩拉力較大,勻速運(yùn)動階段鋼繩的拉力為,故A錯誤;加速過程重物處于超重狀態(tài),鋼繩拉力大于重力,故B錯誤;重物勻加速運(yùn)動的末速度不是運(yùn)動的最大速度,此時鋼繩對重物的拉力大于其重力,故其速度小于,故C錯誤;重物勻加速運(yùn)動的末速度為v1,此時的拉力為F=,由牛頓第二定律得:a==-g,故D正確。 二、計(jì)算題(本題共2小題,共24分。要有必要的文字

7、說明和解題步驟,有數(shù)值計(jì)算的要注明單位) 7.(10分)將質(zhì)量為20 kg的物體從靜止開始以1 m/s2的加速度豎直提升2 m。求在此過程中拉力做功的平均功率為多少?到達(dá)2 m高處時拉力做功的瞬時功率多大(g取10 m/s2)? 【解析】由F-mg=ma得拉力大小 F=mg+ma=220 N。 物體上升2 m所需時間t==2 s, 故拉力做功的平均功率 P=== W=220 W。 到達(dá)2 m高處時拉力做功的瞬時功率 P′=Fv=Fat=220×1×2 W=440 W。 答案:220 W　440 W 8.(14分)(2018·衡陽高一檢測)如圖所示,一地鐵列車從甲站由靜止啟動

8、后做直線運(yùn)動,先勻加速運(yùn)動t1=10 s達(dá)到速度大小v=54 km/h,再勻速運(yùn)動t2=100 s,接著勻減速運(yùn)動t3=12 s到達(dá)乙站停車。列車在運(yùn)行過程中所受的阻力大小恒為Ff=1×105 N,列車在減速過程中發(fā)動機(jī)停止工作,求: (1)列車勻速運(yùn)動過程中克服阻力所做的功W。 (2)列車的質(zhì)量m。 (3)列車在勻加速階段牽引力的平均功率。 【解析】(1)已知v=54 km/h=15 m/s 列車在勻速階段的位移為:x=vt2=1 500 m 列車勻速運(yùn)動過程中克服阻力所做的功為: W=Ffx=1.5×108 J (2)設(shè)列車勻減速階段的加速度大小為a′,由牛頓第二定律

9、有:Ff=ma′ 又:a′= 解得m=8×104 kg (3)設(shè)列車在勻加速階段的加速度大小為a,由牛頓第二定律有:F-Ff=ma 又:a= 該階段牽引力的平均功率為=F 解得:=1.65×106 W。 答案:(1)1.5×108 J　(2)8×104 kg (3)1.65×106 W 1.(8分)一輛汽車以功率P1在平直公路上勻速行駛,駕駛員突然減小油門,使汽車的功率減小為P2并繼續(xù)行駛。若整個過程中阻力恒定不變,汽車發(fā)動機(jī)的牽引力將 (　　) A.保持不變 B.不斷減小 C.突然減小,再增大,后保持不變 D.突然增大,再減小,后保持不變 【解析】選C。由P1

10、=Fv知,當(dāng)汽車以功率P1勻速行駛時,F=Ff,加速度a=0。若突然減小油門,汽車的功率由P1減小到P2,則F突然減小。整個過程中阻力Ff恒定不變,即F

11、B.t1～t2時間內(nèi)電動車牽引力做功為m-m C.t1～t2時間內(nèi)電動車的平均速度為(v1+v2) D.在全過程中,t1時刻的牽引力及其功率都是最大值,t2～t3時間內(nèi)牽引力最小 【解析】選D。0～t1時間內(nèi)電動車做勻加速運(yùn)動,牽引力F大小恒定,但電動車的速度v逐漸增大,所以其功率逐漸增大,選項(xiàng)A錯誤;t1～t2時間內(nèi),牽引力做正功,摩擦力做負(fù)功,合外力做功之和等于動能的改變量,所以選項(xiàng)B錯誤;根據(jù)“面積”法求位移,t1～t2時間內(nèi)汽車的位移x>(v1+v2)(t2-t1),所以平均速度=>(v1+v2),選項(xiàng)C錯誤;在全過程中t1時刻的斜率最大,加速度a1也最大,根據(jù)F1=Ff+ma1

12、可知,此時牽引力F1最大,此時的功率P1也是在0～t1時間內(nèi)最大的,在t1時刻之后,電動車的功率保持P1不變,所以P1是整個過程中的最大值,在t2～t3時間內(nèi)牽引力等于摩擦力,牽引力在整個過程中最小,選項(xiàng)D正確。 3.(8分)(多選)如圖甲所示,小物塊靜止在傾角θ=37°的粗糙斜面上?，F(xiàn)對物塊施加一個沿斜面向下的推力F,力F的大小隨時間t的變化情況如圖乙所示,物塊的速率v隨時間t的變化規(guī)律如圖丙所示,sin37°=0.6,cos37°=0.8,重力加速度g取10 m/s2。下列說法正確的是(　　) A.物塊的質(zhì)量為1 kg B.物塊與斜面間的動摩擦因數(shù)為0.7 C.0～3 s時間內(nèi)

13、力F做功的平均功率為0.32 W D.0～3 s時間內(nèi)物塊克服摩擦力做的功為5.12 J 【解析】選A、D。由速度圖象知在1～3 s時間內(nèi),物塊做勻加速直線運(yùn)動,則0.8 N+mgsinθ-μmgcosθ=ma,a= m/s2=0.4 m/s2。在3～4 s時間內(nèi),物塊勻速運(yùn)動,受力平衡,則μmgcosθ-mgsinθ=0.4 N,解得m=1 kg,μ=0.8,選項(xiàng)A正確,B錯誤;0～1 s時間內(nèi),物塊靜止,力F不做功,1～3 s時間內(nèi),力F=0.8 N,物塊的位移x=×0.4×22 m=0.8 m,0～3 s內(nèi)力F做功的平均功率為= W=0.213 W,選項(xiàng)C錯誤;0～3 s時間內(nèi)物

14、塊克服摩擦力做的功為μmgcosθ·x=5.12 J,選項(xiàng)D正確。 4.(16分)高速連續(xù)曝光照相機(jī)可在底片上重疊形成多個圖像?，F(xiàn)利用一架照相機(jī)對某家用汽車的加速性能進(jìn)行研究,如圖為汽車做勻加速直線運(yùn)動時三次曝光的照片,圖中汽車的實(shí)際長度為4 m,照相機(jī)每兩次曝光的時間間隔為2.0 s。已知該汽車的質(zhì)量為1 000 kg,額定功率為90 kW,汽車運(yùn)動過程中所受的阻力始終為1 500 N。 (1)試?yán)脠D示,求該汽車的加速度。 (2)若汽車由靜止開始以此加速度做勻加速運(yùn)動,勻加速運(yùn)動狀態(tài)最多能保持多長時間? (3)汽車所能達(dá)到的最大速度是多大? 【解析】(1)由題圖可得汽車在第1個2.0 s時間內(nèi)的位移x1=9 m,第2個2.0 s時間內(nèi)的位移 x2=15 m 汽車的加速度a==1.5 m/s2。 (2)由F-Ff=ma得,汽車牽引力 F=Ff+ma=(1 500+1 000×1.5)N=3 000 N 汽車做勻加速運(yùn)動的末速度 v== m/s=30 m/s 勻加速運(yùn)動保持的時間 t== s=20 s。 (3)汽車所能達(dá)到的最大速度 vm== m/s=60 m/s。 答案:(1)1.5 m/s2　(2)20 s　(3)60 m/s 8