2019_2020学年高中物理第7章机械能守恒定律第3节功率练习含解析新人教版必修2.doc

第3节功率一、选择题1关于功率的概念，下列说法中正确的是()A功率是描述力对物体做功多少的物理量B力做功时间越短，力的功率一定越大C力做功越多，力的功率一定越大D力对物体做功越快，力的功率一定越大解析：选D功率是描述力对物体做功快慢的物理量，做功越快，功率越大，A错误，D正确；力对物体做功时间短或者做功多，未必做功快，B、C错误2(2019·吉林实验期中)关于功率，下列说法正确的是()A由P知，力做功越多，功率就越大B由F知，功率一定时，速度越大，力越小C由PFv知，物体运动越快，功率越大D由WPt知，功率越大，力做功越多解析：选B根据P可知，机器做功越多，其功率不一定就越大，还要看时间，故A错误；根据F可知，当汽车以恒定功率运动时，牵引力与运动速率成反比，速度越大，牵引力越小，B正确；由PFv知，物体运动越快，功率不一定越大，还与牵引力大小有关，C错误；由WPt知，功率越大，力做功不一定越多，还与做功的时间有关，D错误3(2019·吉林实验期中)某汽车以相同的功率在甲、乙两水平路面上行驶，若该车行驶时受到甲、乙两路面的阻力分别为车重的k1、k2倍，则该车在甲、乙两水平路面上行驶的最大速度之比为()Ak1k2Bk2k1Ck12k22 Dk22k12解析：选B设汽车的功率为P，质量为m，则有Pk1mgv1k2mgv2，所以，故选项B正确4(2019·德化、永安、漳平三校联考)在平直公路上以一定速率(约为5 m/s)行驶的自行车所受阻力为车和人总重量的0.02倍，如图所示，(车和人的总质量约为100 kg)则骑车人的功率最接近于()A0.1 kW B1×103 kWC1 kW D10 kW解析：选A骑车时的牵引力Ff0.02mg0.02×1 000 N20 N，则骑车人的功率PFv20×5 W100 W0.1 kW，故A正确，B、C、D错误5质量为5 t的汽车，在水平路面上以加速度a2 m/s2启动，所受阻力为1.0×103 N，汽车启动后第1 s末的瞬时功率是()A2 kW B22 kWC1.1 kW D20 kW解析：选B根据牛顿第二定律得FFfma，则FFfma1 000 N5 000×2 N11 000 N汽车第1 s末的速度vat2×1 m/s2 m/s，所以PFv11 000×2 W22 000 W22 kW，故B正确，A、C、D错误6列车提速的一个关键技术问题是提高机车发动机的功率已知匀速运动时，列车所受阻力与速度的平方成正比，即fkv2.设提速前匀速运动速度为80 km/h，提速后匀速运动速度为120 km/h，则提速前与提速后机车发动机的功率之比为()A. BC. D解析：选C根据PFv，Ffkv2，得，故选项C正确7同一恒力按同样的方式施于物体上，使它分别沿着粗糙水平地面和光滑水平地面移动相同一段距离时，恒力做的功和平均功率分别为W1、P1和W2、P2，则二者的关系是() AW1W2、P1P2 BW1W2、P1P2CW1W2、P1P2 DW1W2、P1P2解析：选B恒力做的功仅由力、位移及二者夹角决定，由题意，很显然W1W2；沿粗糙面运动时，加速度小，通过相同位移所用时间长，即t1t2，根据P，则有P1P2，故选项B正确8(多选)一辆轿车在平直公路上运行，启动阶段轿车牵引力保持不变，而后以额定功率继续行驶，经过时间t0，其速度由零增大到最大值vm.若所受阻力Ff为恒力，关于轿车的速度v、牵引力F、功率P随时间t变化的情况正确的是()解析：选BCD汽车以恒定的牵引力F启动，由a得，物体先做匀加速运动，由PFv知，轿车输出功率增加，当功率达到额定功率时，牵引力减小，加速度减小，物体做加速度逐渐减小的加速运动，当FFf时，速度达到最大，之后物体做匀速运动，选项B、C、D正确9如图甲所示，滑轮质量、摩擦均不计，质量为2 kg的物体在F作用下由静止开始向上做匀加速运动，其速度随时间的变化关系如图乙所示，由此可知(g取10 m/s2)()A物体加速度大小为2 m/s2B4 s末F的功率大小为42 WCF的大小为21 ND4 s内F做功的平均功率为42 W解析：选B由速度时间图象可得物体加速度a0.5 m/s2，由牛顿第二定律：2Fmgma得F10.5 N，4 s末F的功率PF·2v10.5×2×2 W42 W，4 s内F做功的平均功率 W21 W，故选项B正确，A、C、D错误10(多选)如图所示，是汽车牵引力F和车速倒数的关系图象，若汽车质量为2×103 kg，由静止开始沿平直公路行驶，阻力恒定，最大车速为30 m/s，则以下说法正确的是()A汽车的额定功率为6×104 WB汽车运动过程中受到的阻力为6×103 NC汽车先做匀加速运动，然后再做匀速直线运动D汽车做匀加速运动的时间是5 s解析：选AD由图象可知，汽车先做牵引力恒定的匀加速运动，再做额定功率恒定的变加速运动，P额F·v2×103×30 W6×104 W，A正确，C错误；当汽车速度最大时牵引力Ff2×103 N，B错误；汽车匀加速运动的加速度a2 m/s2，汽车刚达到额定功率时的速度v10 m/s，所以汽车做匀加速运动的时间t5 s，D正确二、非选择题11某型号汽车发动机的额定功率为60 kW，在水平路面上行驶时受到的阻力是1 800 N，求在额定功率下，汽车行驶的速度为15 m/s时，汽车受到的牵引力大小和汽车行驶的最大速度解析：由PF引·v知F引 N4 000 N，在以额定功率P60 kW行驶时，汽车受到的阻力是F1 800 N，汽车匀速行驶，速度最大，此时FF引，由于PFvmax，所以vmax m/s33.3 m/s.答案：4 000 N33.3 m/s12如图所示，位于水平面上的物体A，在斜向上的恒定拉力作用下，由静止开始向右做匀加速直线运动已知物体质量为10 kg，F的大小为100 N，方向与速度v的夹角为37°，物体与水平面间的动摩擦因数为0.5，g10 m/s2.求：(1)第2 s末，拉力F对物体做功的功率是多大？(2)从运动开始，物体前进12 m过程中拉力对物体做功的功率？(sin 37°0.6，cos 37°0.8)解析：(1)物体对水平面的压力FNmgFsin 37°100 N100×0.6 N40 N，由牛顿第二定律得物体的加速度a m/s26 m/s2，第2 s末，物体的速度vat12 m/s，拉力F对物体做功的功率PFvcos 37°960 W.(2)从运动开始，前进12 m用时t s2 s，该过程中拉力对物体做功WFlcos 37°100×12×0.8 J960 J，拉力对物体做功的平均功率P W480 W.答案：(1)960 W(2)480 W13如图所示为修建高层建筑常用的塔式起重机在起重机将质量m5×103 kg的重物竖直吊起的过程中，重物由静止开始向上做加速直线运动，加速度a0.2 m/s2，当起重机输出功率达到其允许的最大值时，保持该功率直到重物做vm1.02 m/s的匀速运动g取10 m/s2，不计额外功求： (1)起重机允许输出的最大功率；(2)重物做匀加速运动所经历的时间和起重机在第2秒末的输出功率解析：(1)设起重机允许输出的最大功率为P0，重物达到最大速度时，拉力F0等于重力P0F0vm，P0mgvm，代入数据，有：P05.1×104 W(2)匀加速运动结束时，起重机达到允许输出的最大功率，设此时重物受到的拉力为F，速度为v1，匀加速运动经历时间为t1，有：P0Fv1，Fmgma，v1at1，由，代入数据，得：t15 s，t2 s时，重物处于匀加速运动阶段，设此时速度为v2，输出功率为P，则v2at，PFv2，由，代入数据，得：P2.04×104 W.答案：(1)5.1×104 W(2)5 s2.04×104 W6