2022年高中物理 第7章 機械能守恒定律 3 功率課時作業(yè) 新人教版必修2

2022年高中物理 第7章 機械能守恒定律 3 功率課時作業(yè) 新人教版必修21關(guān)于功率的概念，下列說法中正確的是()A功率是描述力對物體做功多少的物理量B力做功時間越短，力的功率一定越大C力做功越多，力的功率一定越大D力對物體做功越快，力的功率一定越大【解析】功率是描述力對物體做功快慢的物理量，做功越快，功率越大，A錯誤，D正確；力對物體做功時間短或者做功多，未必做功快，B、C錯誤【答案】D2將質(zhì)量為m的物體置于光滑的水平面上，用水平恒力F作用于m上，使之在光滑的水平面上沿力F的方向移動距離s，此過程中恒力F做功為W1，平均功率為P1，再將另一質(zhì)量為M(M>m)的物體靜置于粗糙水平面上，用該水平恒力F作用其上，使之在粗糙的水平面上沿力F的方向移動同樣距離s，此過程中恒力F做功為W2，平均功率為P2.則兩次恒力F做功和平均功率的關(guān)系是()AW1>W2P1>P2BW1<W2P1<P2CW1W2P1>P2DW1W2P1<P2【解析】兩次水平恒力相等，位移相等，根據(jù)WFs知，恒力F所做的功相等在光滑水平面上運動的加速度大，根據(jù)位移時間公式知，在光滑水平面上的運動時間短，根據(jù)P知，P1P2.故C正確，A、B、D錯誤【答案】C3一小球以初速度v0水平拋出，不計空氣阻力，小球在空中運動的過程中重力做功的功率P隨時間t變化的圖象是()【解析】設(shè)經(jīng)過時間t小球速度大小為v，其方向與豎直方向(或重力方向)成角，由功率公式PFvcos 知，此時重力的功率Pmgvcos mgvymg·gtmg2t，A 對【答案】A4一質(zhì)量為m的木塊靜止在光滑的水平地面上，大小為F、方向與水平面成角的恒力作用在該木塊上，經(jīng)過時間t，力F的瞬時功率為()A.B.C.D【解析】對木塊受力分析可知，木塊受重力、支持力和力F的作用，由牛頓第二定律可得，F(xiàn)cos ma，所以a，t時刻的速度為v1at，所以瞬時功率PFv1cos ，A 正確【答案】A5一輛汽車在水平公路上行駛，設(shè)汽車在行駛過程中所受阻力不變，汽車的發(fā)動機始終以額定功率輸出關(guān)于牽引力和汽車速度，下列說法中正確的是()A汽車加速行駛時，牽引力不變，速度增大B汽車加速行駛時，牽引力增大，速度增大C汽車加速行駛時，牽引力減小，速度增大D當牽引力等于零時，速度達到最大值【解析】汽車的發(fā)動機輸出功率恒定，即P一定，則由公式PFv可得出v增大，此時F減小，但由于合外力方向與汽車運動方向一致，因此汽車速度仍在增大；當汽車受到的牽引力和阻力相等時，汽車速度達到最大值，而后做勻速直線運動，故C正確【答案】C6雨滴在空中運動時所受阻力與其速度的平方成正比，若有兩個雨滴從高空中落下，其質(zhì)量分別為m1、m2，落至地面前均已做勻速直線運動，則其重力功率之比為()Am1m2 B.C.D【解析】當重力與阻力相等時，雨滴做勻速直線運動，此時重力的功率Pmgv，而mgFfkv2，則Pmg·，所以：，故D正確【答案】D7(xx·重慶高考)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()Av2k1v1Bv2v1Cv2v1Dv2k2v1【解析】汽車的阻力分別為f1k1mg，f2k2mg，當汽車以相同功率啟動達到最大速度時，有Ff，故由PFv可知最大速度v，則，有v2v1，故選B.【答案】B8. (多選)(xx·金溪高一檢測)如圖7­3­3所示，在天花板上的O點系一根細繩，細繩的下端系一小球?qū)⑿∏蚶良毨K處于水平的位置，由靜止釋放小球，小球從位置A開始沿圓弧下落到懸點的正下方的B點的運動過程中，下面說法正確的是()圖7­3­3A小球受到的向心力在逐漸變大B重力對小球做功的平均功率為零C重力對小球做功的瞬時功率逐漸增大D由于細線的拉力方向始終與小球的速度方向垂直，所以拉力對小球做的功為零【解析】小球下落時，速度越來越大，由F向m，可知向心力逐漸增大，A對；重力做功不為零，所以重力做功的平均功率不為零，B錯；A點時，小球速度為零，所以重力的瞬時功率為零，B點時，重力與速度方向垂直，所以重力的瞬時功率為零，所以，重力的瞬時功率先增大后減小，C錯；由WFlcos 可知，D對【答案】AD9一位同學在二樓教室窗口把一個籃球用力水平拋出，籃球落地時重力的瞬時功率約為()A5 WB50 WC500 WD5 000 W【解析】此題為估算題，二樓教室窗口到地面的高度大約為4 m左右，一個籃球的質(zhì)量大約有0.6 kg左右，籃球落地時的豎直分速度v1 m/s9 m/s.重力的瞬時功率Pmgv154 W，故本題選B.【答案】B10(多選)(xx·溫州高一檢測)如圖7­3­4所示是一輛質(zhì)量m6×103 kg的公共汽車在t0和t4 s末兩個時刻的兩張照片當t0時，汽車剛啟動(汽車的運動可看成勻加速直線運動)圖丙是車內(nèi)橫桿上懸掛的手拉環(huán)經(jīng)放大后的圖象，測得10°.根據(jù)題中提供的信息，可以估算出的物理量有(tan 10°0.176 3)()圖7­3­4A4 s內(nèi)汽車的位移B4 s末汽車的速度C4 s內(nèi)汽車牽引力所做的功D4 s末汽車合外力的功率【解析】根據(jù)圖丙，通過對手拉環(huán)受力分析，結(jié)合牛頓第二定律可知，汽車的加速度為agtan 1.76 m/s2，所以t4 s末汽車的速度vat7 m/s，選項B可估算；根據(jù)圖甲、乙可知，汽車在4 s內(nèi)的位移lat214 m，選項A可估算；因為4 s末汽車的瞬時速度可求出，汽車的合外力Fma也可求出，所以汽車在4 s末的瞬時功率為PFv也可估算，即選項D可估算；因為不知汽車與地面間的摩擦力，所以無法估算4 s內(nèi)汽車牽引力所做的功【答案】ABD11如圖7­3­5所示，一輛質(zhì)量為2.0×103 kg的汽車在平直公路上行駛，若汽車行駛過程中所受阻力恒為f2.5×103 N，且保持功率為80 kW.求：7­3­5(1)汽車在運動過程中所能達到的最大速度；(2)汽車的速度為5 m/s時的加速度；(3)汽車的加速度為0.75 m/s2時的速度【解析】(1)因汽車勻速直線運動時速度最大 ，由PF·vm和Ff得：vm32 m/s.(2)設(shè)v15 m/s時牽引力為F1則PF1·v1F1fmaa6.75 m/s2.(3)設(shè)a20.75 m/s2時牽引力為F2F2fma2PF2·v2v220 m/s.【答案】(1)32 m/s(2)6.75 m/s2(3)20 m/s12汽車的質(zhì)量為4×103 kg，額定功率為30 kW，運動中阻力大小恒為車重的0.1倍汽車在水平路面上從靜止開始以8×103 N的牽引力出發(fā)(g取10 m/s2)求：(1)汽車所能達到的最大速度vm.(2)汽車能保持勻加速運動的最長時間tm.(3)汽車加速度為0.6 m/s2時的速度v.(4)在勻加速運動的過程中發(fā)動機做的功W.【解析】(1)汽車在水平路面上勻速行駛時，此時達到最大速度，汽車的功率達到額定功率P額，則有F牽F阻，P額F牽vmF阻vm，所以vm，代入數(shù)據(jù)得vm7.5 m/s.(2)當汽車以恒定的牽引力啟動，即以加速度a勻加速啟動，根據(jù)牛頓第二定律可得：F牽F阻ma，又由vat知汽車的速度不斷增加，所以可得：汽車的輸出功率將不斷增大，當P出P額時，汽車功率不再增加，此時汽車的勻加速運動將結(jié)束，設(shè)速度為vt，則有P額F牽vtF牽atm，tm，代入數(shù)據(jù)可解得tm3.75 s.(3)汽車的加速度為0.6 m/s2時的牽引力FF阻ma，代入數(shù)據(jù)可解得F6.4×103 N<8×103 N.說明勻加速運動過程已經(jīng)結(jié)束，此時汽車的功率為P額，所以由P額F牽v可得v m/s4.7 m/s.(4)汽車在勻加速運動過程中，發(fā)動機做的功，也就是牽引力所做的功為：WF牽xmF牽t.代入數(shù)據(jù)可得W5.6×104 J.【答案】(1)7.5 m/s(2)3.75 s(3)4.7 m/s(4)5.6×104 J