高中物理 第七章 機械能守恒定律 3 功率課時作業(yè) 新人教版必修2

功率時間：45分鐘一、單項選擇題1關于功率，下列說法正確的是()A由PW/t可知，只要知道W和t的值就可以計算出任意時刻的功率B由PFv可知，汽車的功率一定與它的速度成正比C由PFv可知，牽引力一定與速度成反比D當汽車P一定時，牽引力一定與速度成反比解析：公式P所計算的應是時間t內(nèi)的平均功率，而公式PFv涉及三個物理量之間的關系，因此必須在一個物理量是確定不變的數(shù)值時，才能判斷另外兩個物量間的關系答案：D2一質(zhì)量為m的物體，從傾角為的光滑斜面頂端由靜止下滑，下滑時離地面的高度為h，如圖所示，當物體滑到斜面底端時，重力的即時功率為()AmgBmgsinCmgcos Dmgsin2解析：首先計算滑塊滑至斜面底端時的速度v.因為斜面是光滑斜面，因此物體在斜面上下滑的加速度為agsin.物體到斜面底端的速度為v 重力的即時功率為：PFvcosmgcos(90)mgsin.答案：B3設河水阻力跟船的速度的平方成正比，若船勻速運動的速度變?yōu)樵瓉淼?倍，則船的功率變?yōu)樵瓉淼?)A.倍 B2倍C4倍 D8倍解析：設船速原來為v，則阻力F阻kv2，由于勻速運動，則牽引力Fkv2.此時牽引力的功率P1kv2vkv3.同理可知，船速為2v時，牽引力的功率P2k(2v)3，則8.答案：D4質(zhì)量m5103 kg的汽車在水平路面上從靜止開始以加速度a2 m/s2勻加速運動，所受阻力f1.0103 N，啟動后第1 s末牽引力的瞬時功率是()A2 kW B11 kWC20 kW D22 kW解析：汽車做勻加速運動，牽引力恒定，由牛頓第二定律得牽引力的大小為Ffma(1.010351032)N11103N；汽車在第1 s末的瞬時速度v1at121 m/s2 m/s，所以在第1 s末牽引力的瞬時功率是P1Fv1111032 W22103 W22 kW.答案：D5汽車勻速駛上山坡，下列說法中錯誤的是()A汽車所受合外力對汽車所做的功為零B如發(fā)動機輸出功率為P，汽車上坡摩擦力為f，則汽車上坡的最大速度vmC摩擦力與重力對汽車做負功，支持力對汽車不做功D當發(fā)動機輸出功率為恒定時，車速越大，牽引力越小解析：對汽車受力分析如圖所示，因為汽車勻速運動，所受合外力為零，對汽車做功為零，A正確；由題設可知，汽車上坡的最大速度vm，故B錯；因為摩擦力和重力沿斜面向下的分力與汽車運動的方向相反，故做負功支持力的方向與速度方向垂直，不做功，C項正確；由PFv可知，在輸出功率恒定時車速與牽引力成反比，D選項正確答案：B二、多項選擇題6如圖所示是健身用的“跑步機”示意圖，質(zhì)量為m的運動員踩在與水平面成角的靜止皮帶上，運動員用力向后蹬皮帶，皮帶運動過程中受到的阻力恒為f，使皮帶以速度v勻速向后運動，則在運動過程中，下列說法正確的是()A人腳對皮帶的摩擦力是皮帶運動的動力B人對皮帶不做功C人對皮帶做功的功率為mgvD人對皮帶做功的功率為fv解析：皮帶之所以運動，是因為人對皮帶的摩擦力充當了動力，故A正確；皮帶勻速轉(zhuǎn)動，摩擦力大小與阻力相等，故人對皮帶做功的功率為Pfv.答案：AD7如圖所示，在外力作用下某質(zhì)點運動的vt圖象為正弦曲線，從圖中可以判斷()A在0t1時間內(nèi)，外力做正功B在0t1時間內(nèi)，外力的功率逐漸增大C在t1時刻，外力的功率最大D在t1t3時間內(nèi)，外力做的總功為零解析：在0t1時間內(nèi)，力與速度同向，力做正功；t0和tt1時刻，外力的功率為零，表明在0t1時間內(nèi)，外力的功率先增大后減小，A對，B、C錯；在t1t3時間內(nèi)，外力先做負功，后做正功，由對稱性知，總功為零，D對答案：AD8質(zhì)量為m的物體靜止在光滑水平面上，從t0時刻開始受到水平力的作用力的大小F與時間t的關系如圖所示，力的方向保持不變，則()A3t0時刻的瞬時功率為B3t0時刻的瞬時功率為C在t0到3t0這段時間內(nèi)，水平力的平均功率為D在t0到3t0這段時間內(nèi)，水平力的平均功率為解析：由題意和Ft圖象知，物體在3t0時刻的瞬時速度vt2t0t0，所以3t0時刻的瞬時功率P3F0vt，故選項B正確、A錯誤物體在0到2t0時間內(nèi)發(fā)生的位移x1(2t0)2，故F0在這段位移上做的功W1F0x1.物體在2t0到3t0時間內(nèi)發(fā)生的位移x22t0t0t，故3F0在這段位移上做的功W23F0x2，因此在t0到3t0這段時間內(nèi)，水平力做的總功WW1W2，水平力的平均功率，故選項D正確、C錯誤答案：BD三、非選擇題9如圖所示，將質(zhì)量為m的小球以初速度v0從A點水平拋出，正好垂直于斜面落在斜面上B點，已知斜面的傾角為.求：(1)小球落到斜面上B點時重力做功的瞬時功率是多少？(2)小球從A到B過程中重力做功的平均功率是多少？解析：(1)將小球落在斜面上時的速度進行正交分解，如圖所示小球在豎直方向上的分速度為vyv0cot，所以小球落到斜面上B點時重力做功的瞬時功率為Pmgvymgv0cot.(2)小球從A到B過程中重力做功的平均功率為mgymg(0vy)mgv0cot.答案：(1)mgv0cot(2)mgv0cot10起重機的鋼絲繩在10 s內(nèi)將4 t重的貨物向上吊起15 m高(1)如果貨物是勻速上升，求起重機對貨物做功的功率(2)如果貨物是從靜止開始勻加速上升，求起重機對貨物做功的平均功率以及該起重機的額定功率的最小值(g取10 m/s2)解析：(1)勻速上升時，起重機對貨物向上的拉力F1mg4104 N拉力做的功W1F1l410415 J6105 J，拉力的功率P16104 W.(2)貨物勻加速上升時，加速度a m/s20.3 m/s2，起重機對貨物的拉力F2m(ga)4103(100.3) N4.12104 N拉力做的功W2F2l4.1210415 J6.18105 J，拉力的平均功率6.18104 W；額定功率的最小值即實際功率的最大值，也就是10 s末的實際功率10 s末的速度vat0.310 m/s3 m/s，拉力的最大功率 PmaxF2v4.121043 W1.236 105 W，所以該起重機的額定功率的最小值是1.236105 W.答案：(1)6104 W(2)6.18104 W1.236105 W11一雜技運動員騎摩托車沿一豎直圓軌道做特技表演，若車的速率恒為20 m/s，人與車的質(zhì)量之和為200 kg，輪胎與軌道間的動摩擦因數(shù)為0.1，車通過最低點時，發(fā)動機功率為12 kW，求車通過最高點時發(fā)動機的功率(g取10 m/s2)解析：如圖所示，摩托車做圓周運動時，在最高點和最低點時彈力與重力在一條直線上，它們的合力充當向心力，所有各點切向合力均為零由功率公式及勻速圓周運動規(guī)律可得最低點最高點聯(lián)立可得：P24 kW.答案：4 kW