2019高中物理 第四章 机械能和能源 功率与机车的启动练习（基础篇）教科版必修2.doc

1功率与机车的启动功率与机车的启动( (基础篇基础篇) )一、选择题： 1、关于功率概念，下列说法中正确的是（ ） A力对物体做的功越多，力做功的功率越大 B功率是描述物体做功快慢的物理量 C从公式 PFv 可知，汽车的发动机功率可以随速度的不断增大而提高 D当轮船航行时，如果牵引力与阻力相等时，合外力为零，此时发动机的实际功率为零，所以船行驶的 速度也为零 2、一质量为 m 的木块静止在光滑的水平面上，从 t=0 开始，将一个大小为 F 的水平恒力作用在该木块上， 在 t=t1时刻力 F 的功率是（ ）AF mt212BF mt212 2 CF mt21DF mt2123、汽车以额定功率从静止开始行驶时，一定是（ ） A速度变大，加速度也变大 B速度变小，加速度也变小 C速度变大，而加速度变小 D速度最大时，牵引力一定也最大 4、功率大的机器和功率小的机器相比较，则有（ ） A功率大的做功较多 B功率小的做功时间短 C功率大的在相同的时间内所做的功较多 D功率大的汽车比功率小的汽车行走的距离大5、汽车由静止开始做匀加速直线运动，速度达到0v的过程中的平均速度为1v；若汽车由静止开始满功率行驶，速度达到0v的过程中的平均速度为2v，且两次历时相同，则（ ）A12vv B12vv C12vv D条件不足，无法判断6、汽车以速率 v1沿一斜坡向上匀速行驶，若保持发动机功率不变，沿此斜坡向下匀速行驶的速率为 v2， 则汽车以同样大小的功率在水平路面上行驶时的最大速率为（设三情况下汽车所受的阻力相同） （ ）A1 2v vB121()2vvC1 2122v v vvD1 212v v vv7、水平地面上有一木箱，木箱与地面之间的动摩擦因数为 (01)现对木箱施加一拉力 F，使木 箱做匀速直线运动设 F 的方向与水平面夹角为 ，如图所示在 从 0°逐渐增大到 90°的过程中，木 箱的速度保持不变，则（ ）2AF 先减小后增大 BF 一直增大 CF 的功率减小 DF 的功率不变 8、如图所示是一种清洗车辆用的手持式喷水枪。设枪口截面积为 0.6 cm2，喷出水的速度为 20 m/s。当它工作时，估计水枪的平均功率约为(水的密度为 1×103 kg/m3)（ ）A12 W B120 WC240 WD1200 W9、如图，车向右运动，站在汽车上的人用手向前推车的力为 F，脚对车的摩擦力为 f，下列说法正确的是（ ）A当车匀速运动时，F 和 f 对车做功的代数和为正功B当车加速运动时，F 和 f 对车做功的代数和为正功C当车减速运动时，F 和 f 对车做功的代数和为正功D不管车做何种运动，F 和 f 的总功和总功率都为零10、一起重机的钢绳由静止开始匀加速提起质量为m的重物，当重物的速度为v1时，起重机达到额定功率P以后起重机保持该功率不变，继续提升重物，直到达到最大速度v2为止，则整个过程中，下列说法正确的是(重力加速度为g) （ ）A钢绳的最大拉力为 mg， B钢绳的最大拉力为2P vC重物的平均速度大小为12 2vv+D. 重物匀加速运动的加速度1Pgmv-二、解答题： 1、质量为 0.5kg 的物体从高处自由落下，在下落的头 2 s 内重力对物体做的功是 ，这 2s 内重力做 功的平均功率是 ，2s 末重力对物体做功的瞬时功率是 。2、质量为 m 的小球做自由落体运动，从开始下落计时，在连续相等的时间 t 内，求： (1)重力做功的平均功率之比为多少? (2)每段时间末重力的瞬时功率之比为多少?3、质量为 m 的物体从静止开始由斜面顶端滑到底端，速度达到 v，若斜面倾角为，长为 S，计算下滑 过程中重力的平均功率和物体到达底端时重力的瞬时功率。34、质量 m=5t 的汽车从静止出发，以 a=1ms2的加速度沿水平直路做匀加速运动，汽车所受的阻力等于 车重的 0.06 倍，求汽车在 10s 内的平均功率和 10s 末的瞬时功率。(取 g=10ms2)5、质量为 m、额定功率为 P 的汽车在平直公路上行驶，若汽车行驶时所受阻力大小不变，并以额定功率 行驶，汽车最大速度为 v1，当汽车以速率 v2(v2f,5故 F>f，因此 F 和 f 对车做功的代数和为正功；由 BC 分析知 D 选项错误。10、D解析：匀加速提升重物时钢绳的拉力最大，且等于匀加速结束时的拉力，即1PFmamgmgv，故 AB 错；因重物匀加速运动结束以后做的是变加速运动，因此重物的平均速度大小不等于12 2vv；重物做匀加速运动的加速度1FmgFPaggmmv，故 D 正确。 二、解答题： 1、100J，50W，100W 解析：物体在下落的头 2 s 内的位移 x=21at2=21×10×4=20(m)，重力在 2s 内对物体所做的功为：W=mgx=5×20=100(J)重力在 2s 内对物体做功的平均功率：10050()2WPWt物体在 2s 末的速度 v=at=10×2=20(m/s)，因此 2s 末重力对物体做功的瞬时功率为 P=mgv=5×20=100（W）2、解析：(1)重力在连续相等时间内所做的功为 mgh1、mgh2、mgh3mghn依题意11mghPt，22mghPt，33mghPt，nnmghPt，所以123123nnPPPPhhhh:，又h1、h2、h3hn为自由落体在连续相等时间内的位移由匀变速运动性质知：h1:h2:h3:hn1:3:5:(2n-1)(nl、2、3、)，所以1P:2P:3P:nP1:3:5:(2n-1)(n1、2、3、)(2)由 Pmgv 知每段时间末，重力的瞬时功率比等于每段时间末的速度之比，则有1P:2P:3P:nPv1:v2:v3:vn1:2:3:n(n1、2、3、)3、 解析：物体下滑过程中，重力和位移方向如图：6重力对物体做功 w=mglsin，下滑时间 t=l v=2l/v，则sinsin 2 /2WmglvmgPtl v，式中2v为物体下滑的平均速度的大小，因此也可以直接以 p=mgvsin=mg2vsin计算。物体滑到斜面底端时，重力和速度方向如图：此时重力的瞬时功率 p=mgvsin。 说明：功和功率的计算中，很容易遗漏力与位移，力与速度的夹角的余弦值，建议计算时画出两个方向 的草图。 4、解析： 汽车在水平方向受到两个力：牵引力 F 和阻力 f根据牛顿第二定律算出牵引力，结合运动学 公式算出 10s 内的位移和 10s 末的速度即可求解 设汽车的牵引力为 F，阻力 f=kmg=0.06mg由牛顿第二定律 F-f=ma 得F=m（0.06g+a）=5×103（0.06×10+1）N=8×103N 汽车在 t=10s 内的位移和 10s 末的速度分别为vt=at=1×10ms=10ms 所以汽车在 10s 内的平均功率和 10s 末的功率分别为Pt=Fvt=8×103×10W=8×104W5、 解析：速度最大时，牵引力最小，在数值上等于阻力，所以1Pfv。以速率 v2运动时，由牛顿第二定律有 Ff=ma其中1Pfv，2PFv12211 2()11()P vvPam vvmv v6、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00maxPF v 70Fmg 代入数据，有：4 05.1 10 WP (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：01PFv Fmgma 11vat 由得：0 15s()Ptma gat2 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2vat 2PFv 由，得：Pm(g+a)at2.04×104 W