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
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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