巩固练习功率与机车的启动基础.pdf

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1、高中物理 高中物理【巩固练习】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（）A.Fmt212 B.Fmt2122 C.Fmt21 D.Fmt212 3、汽车以额定功率从静止开始行驶时，一定是（）A速度变大，

2、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

3、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 v B121()2vv C1 2122v vvv D1 212v vvv 7、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()AF 先减小后增大 高中物理 高中物理 BF 一直增大 CF 的功率减小 DF 的功率不变 8、（2015 武汉二中期末考）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，

4、估计水枪的平均功率约为(水的密度为 1103 kg/m3)（）A、12 W B、120 W C、240 W D、1200 W 9、（2015 孝感高级中学期末考）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、（2015 孝感高级中学期末考）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

5、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2Pv C重物的平均速度大小为122vv 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、

6、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。高中物理 高中物理 4、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(v2v1)行驶时，它的加速度是多少？6、修建高层建筑时常用的有塔式起重机在起重机将质

7、量 m5103 kg 的重物竖直吊起的过程中，重物由静止开始向上做匀加速直线运动，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max1.02m/sv的匀速运动g 取 10m/s2，不计额外功，求 (1)起重机允许输出的最大功率(2)重物做匀加速直线运动所经历的时间和起重机在第 2 秒末的输出功率 【答案与解析】一、选择题：1、B 解析：功率是描述物体做功快慢的物理量，不仅与做功的多少有关，还与做功的时间有关，选项 A 错误，B 正确；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，但其功率不能超过额定功率，选项 C 错误；当轮船航行时

8、，如果牵引力与阻力相等时，合外力为零，但此时发动机的功率不为零，而等于 Fv=fv,所以选项 D 错误。2、C 解析：求瞬时功率要用 P=Fv，根据牛顿第二定律 F=ma，再由匀加速运动的速度公式 v=at1 可 得 瞬 时 功率 P=Fmt21。3、C 解析：当汽车的功率恒定时，由公式 P=Fv 可知，随着运动速度的增加，汽车的牵引力减小，由牛顿第二定律Ffam知汽车的加速度也减小。当加速度减小到零时，汽车的速度达最大值，此时的牵引力应是最小。说明：不要受生活直觉的影响，把力与运动（速度）直接联系起来，认为汽车开得快时牵引力大，开得慢时牵引力小。应该注意：这里的基本点是功率恒定，力与运动速度

9、必须受它的制约。4、C 解析：由功率的定义可知，功率大，不一定做功多，功率小，不一定做功少；做功的多少取决于功率和时间的乘积功率大而做功时间少，做的功就可能很少；功率小而做功的时间长也可以做很多功，选 C 5、B 解析：两种运动的 v-t 图像如图所示a 表示匀加速的过程，b 表示满功率行驶过程，由 v-t 图像与横轴构成的面积为位移的大小知baxx，根据平均速度的定义xvt，知12vv 6、C 解析：设汽车的质量为 m，斜坡倾角为，汽车沿斜坡匀速向上和匀速向下时的牵引力分别为 F1、F2，阻力大小为 f，根据力平衡条件和功率公式可知 高中物理 高中物理 若汽车沿水平路面行驶，达最大车速时牵引

10、力等于阻力，即 或 所以 7、AC 解析：木箱受力情况如图所示，木箱一直做匀速运动 cosFN；FsinNG 由解出cossinGF 故角从 0增大到 90的过程中，F 先减小后增大，A 项正确，B 项错误 coscoscossin1tanGvGvPFv 故角从 0增大到 90的过程中，P 在减小，C 项正确，D 项错误 8、C 解析：ts 时间内喷水的质量为 m，mVSvt，水枪在 ts 内做功为2211()22WmvSvt v，故水枪的功率为：233341()1120.6(20)24021 10102Svt vWPSvwwtt，故选 C。9、C 解析：首先对车受力分析，车受到人给它水平向右

11、的推力 F，水平向左的摩擦力 f，发动机的牵引力 F牵，地面给车的动摩擦力 f地，根据牛顿第三定律，人受到水平向左的推力 F及水平向右的摩擦力 f，且 F=F、f=f，受力分析图如下。因车子受力较多，比较 F 与 f 做功情况时，选择以人为研究对象能使问题更简便。当车匀速运动，F=f，故 F=f，由于车的位移一定，则 F 和 f 对车做功的代数和为零；当车加速运动，因Ff,故 Ff,故 Ff，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。高中物理 高中物理 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；

12、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122vv；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=21104=20(m)，重力在 2s 内对物体所做的功为：W=mgx=520=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=102=20(m/s)，因此 2s 末重力对物体做功的瞬时功率为 P=mgv=520=100（W）2、解析：(1)重力在连续相等时间内所做的功为 mgh1、mgh2、

13、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：高中物理 高中物理 重力对物体做功 w=mglsin，下滑时间

14、t=lv=2l/v，则sinsin2/2WmglvmgPtl 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

15、103（0.0610+1）N=8103N 汽车在 t=10s 内的位移和 10s 末的速度分别为 vt=at=110ms=10ms 所以汽车在 10s 内的平均功率和 10s 末的功率分别为 Pt=Fvt=810310W=8104W 5、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，2PFv 12211 2()11()P vvPam vvmv v 6、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 0Fmg 代入数据，有：405.1 10 WP 高中物理 高中物理 (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：015s()Ptma ga 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 2vat 2PFv 由，得：Pm(g+a)at2.04104 W