2018-2019学年教科版必修二 功率 课时作业.docx

1、2.功率基础巩固1 下列说法中正确的是( )A.只要物体受力的同时又有位移发生, 则一定有力对物体做功B.力很大,位移很大,这个力所做的功一定很多C.机械做功越多,其功率越大D.汽车上坡的时候,司机必须换挡, 其目的是减小速度, 得到较大的牵引力解析 有力且在力的方向上有位移,力才做功, 选项 A 错误; 由 W=Flcos 知, F 大, l 大, 若 =90,W=0,选项 B 错误;做功多,用时间长,功率不一定大 ,选项 C 错误;由 P=Fv,可知 P 一定时, v 减小, F 增大, 选项 D正确 .答案 D2 关于功率公式 P= 和 P=Fv 的说法正确的是( )A.由 P= 知,只

2、要知道 W 和 t 就可以求出任意时刻的功率B.由 P=Fv 只能求某一时刻的瞬时功率C.由 P=Fv 知,汽车的功率与它的速度成正比D.从 P=Fv 知,当汽车发动机功率一定时,牵引力与速度成反比解析 P= 一般用于求一段时间内的平均功率, 选项 A 错误;公式 P=Fv 一般用于求瞬时功率, 但若 v 表示平均速度,则 P=Fv 求的是平均功率 ,选项 B 错误;如果 F 是变化的 ,功率与速度就不成正比,选项 C错误,选项 D 正确 .答案 D3 汽车以恒定功率沿公路做直线运动, 途中通过一块沙地 .汽车在公路及沙地上所受阻力均为恒力,且在沙地上受到的阻力大于在公路上受到的阻力 .汽车在

3、驶入沙地前已做匀速直线运动,它在驶入沙地到驶出沙地后的一段时间内,位移 x 随时间 t 的变化关系可能是( )解析 汽车由公路驶入沙地,受到的阻力变大, 汽车减速; 当汽车驶出沙地,受到的阻力变小,汽车的速度变大,稳定后的速度与驶进沙地前的速度相等, 在沙地的速度也不会为零, 因 x-t 图像斜率表示速度,故选项 A 正确 .答案 A4飞行员进行素质训练时,抓住秋千杆由水平状态开始下摆, 如图所示 .到达竖直状态的过程中,飞行员受到的重力的瞬时功率变化情况是( )A.一直增大 B.一直减小C.先增大后减小 D.先减小后增大解析 由于 PG=mgv 竖直 ,飞行员在摆动过程中, v 竖直 先由零

4、逐渐增大,后又逐渐减小到零, 故 PG 先增大后减小,选项 C 正确 .答案 C5 一个人用水平力拉一个重物, 若用的力是 100 N,重物在 0.5 s 内匀速前进 0.6 m,则人对重物做功的功率是( )A.300 W B.240 WC.120 W D.100 W解析 P= = W=120 W,选项 C 正确 . 1000.60.5答案 C6 质量为 5 t 的汽车在水平路面上由静止开始以 2.2 m/s2 的加速度做匀加速直线运动,所受阻力是1.0103 N,则汽车起动后第 1 s 末发动机的瞬时功率是( )A.2 kW B.11 kWC.20 kW D.26.4 kW解析 由牛顿第二定

5、律得 F-f=ma,所以 F=ma+f=1.2104 N.由 v=at 知汽车起动后第 1 s 末的速度为 v=2.2 m/s由 P=Fv 得第 1 s 末发动机的瞬时功率 P=1.21042.2 W=2.64104 W,选项 D 正确 .答案 D7一辆小车在水平路面上匀速前进,从某时刻起小车受到的牵引力和阻力随时间变化的规律如图所示,则作用在小车上的牵引力的功率随时间变化规律应是图中的( )解析 小车所受牵引力 Ff,合力恒定,做匀加速直线运动, v=v0+at,所以牵引力功率 P=Fv=Fv0+Fat,选项D 正确 .答案 D8 某汽车的质量为 5 000 kg,发动机的额定功率为 36

6、kW,在水平公路上匀速行驶时所受阻力为 2 400 N,则求:(1)汽车行驶中能达到的最大速度 .(2)汽车以额定功率启动,速度达到 v=10 m/s 时的加速度大小 .解析 (1)当汽车在额定功率下匀速运动时速度最大P 额 =Fv,F=f 阻所以 v= =15 m/s.额阻(2)当 v=10 m/s 时, P=FvF-f 阻 =ma联立可得 a=0.24 m/s2.答案 (1)15 m/s (2)0.24 m/s29如图所示,倾角为 30、长度为 10 m 的光滑斜面,一质量为 1.2 kg 的物体从斜面顶端由静止开始下滑,求物体滑到斜面底端时重力做功的瞬时功率是多少?整个过程中重力做功的平

7、均功率是多少 ?(g 取 10 m/s2)解析 物体下滑时做匀加速直线运动,受力情况如图所示 .由牛顿第二定律 F=ma 得物体的加速度a= =gsin 30=10 m/s2=5 m/s2 12下滑到底端时的速度v= = m/s=10 m/s,22510此时重力的瞬时功率 P=Gvsin =mgvsin 30=1.21010 W=60 W12物体下滑过程中重力做的总功W=Gxsin =mgxsin 30=1.21010 J=60 J12物体下滑的时间 t= = s=2 s105重力做功的平均功率 = = W=30 W. 602答案 60 W 30 W能力提升1(多选)关于功率,下列说法正确的是

8、 ( )A.不同物体做的功相同,它们的功率一定相同B.物体做功越多,它的功率就越大C.物体做功越快,它的功率就越大D.发动机的额定功率与实际功率可能相等,也可能不相等解析 功率是表示力做功快慢的物理量,不仅与做功的多少有关, 而且跟做功所需的时间有关, 故选项 C正确,选项 A、B 错误;因额定功率是发动机正常工作的实际功率的最大值, 故发动机的实际功率可能等于额定功率,也可能小于额定功率, 故选项 D 正确 .答案 CD2 质量为 m 的物体,在水平力恒力 F 的作用下,在光滑水平面上从静止开始运动,则有( )A.力 F 对物体做功的瞬时功率保持不变B.力 F 对物体做功的瞬时功率跟时间 t

9、 成正比C.某时刻力 F 的瞬时功率小于从开始到此时刻这段时间内力 F 的平均功率D.某时刻力 F 的瞬时功率等于从开始到此时刻这段时间内力 F 的平均功率解析 物体的加速度 a= ,t 时刻的速度 v=at= ,t 时刻的功率 P=Fv=Fat= ,因为 F、 m 为定值,所以 P 2与 t 成正比,即 P 逐渐增大,故选项 A 错误,选项 B 正确;0 t 时间内 F 的平均功率 =F =F = ,而 t 时2 222刻 F 的瞬时功率 P=Fv ,故选项 C、D 错误.答案 B3 质量为 m 的物体从静止开始做加速度为 a 的匀加速直线运动,在运动时间为 t 的过程中合外力对它做功的平均

10、功率为( )A.ma2t B. ma2t12C.2ma2t D. ma2t22解析 物体所受的合外力为 F=ma,t 时间内位移为 x= at2.由 P= 可知,合外力做功的平均功率为 P= =12 = = ma2t,选项 B 正确 . 122 12答案 B4 如图所示,一个小孩站在船头,用同样大小的力拉绳 .在甲、乙两种情况中,经过相同的时间 t(船未碰撞),小孩做的功 W1、 W2 及功率 P1、 P2 的关系为( )A.W1W2,P1=P2 B.W1=W2,P1=P2C.W1W2,P1P2 B.W1W2,P1=P2 学 C.W1=W2,P1P2 D.W1=W2,P1=P2解析 由功的计算

11、公式得扶梯对人做功为 W=Fxcos ,式中 是扶梯对人的支持力(等于人的重力)和扶梯所在斜面的夹角 .由于第二次人沿扶梯向上走了一段距离, 所以第一次扶梯载人运动的距离要比第二次扶梯载人运动的距离长,即 x1x2,故 W1W2.两次扶梯运动的速率 v 不变,对人作用力不变 .根据P=Fvcos 知 P1=P2.选项 B 正确 .答案 B8 一个质量为 4 kg 的木块,沿倾角为 37的光滑斜面由静止开始下滑 .(g 取 10 m/s2,sin 37=0.6)求:(1)木块下滑 4 s 时重力的瞬时功率 .(2)在这 4 s 内重力的平均功率 .解析 (1)木块沿斜面匀加速下滑,由牛顿第二定律

12、得mgsin 37=ma 4 s 末木块的速度为 v=at 由 式解得 a=6 m/s2,v=24 m/s木块下滑 4 s 时重力的瞬时功率为P=mgvsin 37=210240.6 W=288 W.(2)木块在 4 s 内的位移为x= at2= 642 m=48 m12 12在这 4 s 内重力的平均功率为= = = W=144 W. 37 210480.64答案 (1)288 W (2)144 W9右图为修建高层建筑常用的塔式起重机 .在起重机将质量 m=5103 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 a=0.2 m/s2.当起重机输出功率达到其允许的最

13、大值时 ,保持该功率直到重物以 vm=1.02 m/s 的速度做匀速运动 .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 s 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,有P0=F0vm,F0=mg代入数据得 P0=5.1104 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,匀加速运动所经历的时间为 t1,有 P0=Fv1,F-mg=ma,v1=at1联立解得 t1=5 s当 t2=2 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 v2=at2,P=Fv2联立解得 P=2.04104 W.答案 (1)5.1104 W (2)5 s 2.04104 W