[K12学*]2017_2018学年高中物理第七章机械能守恒定律课时作业13功率新人教版必修2

发布于:2021-06-21 11:57:28

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课时作业(十三) 功 率
一、单项选择题 1.关于功率,以下说法中正确的是( )

A.据 P= 可知,机器做功越多,其功率就越大 B.据 P=Fv 可知,汽车牵引力一定与速度成反比 C.据 P= 可知,只要知道时间 t 内机器所做的功,就可以求得这段时间内任一时刻机器 做功的功率 D.根据 P=Fv 可知,发动机功率一定时,交通工具的牵引力与运动速度成反比 解析:P= 表明,功率不仅与物体做功的多少有关,同时还与做功所用的时间有关,A 错 误;由 P= 求出来的是*均功率,C 错误;在 P=Fv 中,当功率一定时,在一定阶段汽车的 牵引力与速度成反比,但当牵引力等于阻力时,速度不变牵引力也不再变化,D 正确;还有一 种情况,当牵引力一定时,速度增加,功率也增加,在这种情况下牵引力 F 是不变的,B 错误. 答案:D 2.如图所示,一自动扶梯以恒定的速度 v1 运送乘客上同一层楼,某乘客第一次站在扶梯 上不动,第二次以相对扶梯 v2 的速度匀速往上走.两次扶梯运送乘客所做的功分别为 W1、W2, 牵引力的功率分别为 P1、P2,则( )

W t

W t

W t

W t

A.W1<W2,P1<P2

B.W1<W2,P1=P2

C.W1=W2,P1<P2 D.W1>W2,P1=P2 解析:扶梯两次运送乘客的速度均为 v1,扶梯所施加的力不变,由 P=Fv 知 P1=P2;由于 第二次所用的时间短,由 W=Pt 得 W2<W1.故选项 D 正确. 答案:D 3.某学校在进行体育测试时,质量为 m=50 kg 的晓宇同学在 t=40 s 内完成了 25 个引 体向上,假设每次晓宇同学上升的高度大约为 h=0.5 m,则晓宇同学克服重力做功的*均功 率为(重力加速度 g=10 m/s )( A.100 W B.150 W C.200 W D.250 W 解析:每次引体向上克服重力做的功约为 W1=mgh=50×10×0.5 J=250 J,40 s 内的总 小初高学*+K12
2

)

小初高学*+K12 功 W=nW1=25×250 J=6 250 J,40 s 内的功率 P= = 答案:B

W 6 250 W≈156 W,B 正确. t 40

4.一辆小车在水*面上做匀速直线运动,从某时刻起,小车所受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 F 的功率随时间变化的规律是下图中的( )

解析: 车所受的牵引力和阻力恒定, 所以车做匀加速直线运动, 牵引力的功率 P=Fv=F(v0 +at),故选项 D 正确. 答案:D 5.(2017·台州高一检测)2015 年 10 月,我国自主研发的第一艘*流层飞艇“圆梦”号 试飞成功.若飞艇在*流层水*匀速飞行时,所受空气阻力与飞行速度成正比.当匀速飞行 速度为 v 时, 动力系统的输出功率为 P; 当匀速飞行速度为 2v 时, 动力系统的输出功率为( )

A.

P

B. 4 2

P

C.2P D.4P 解析:设当飞艇以速度 v 匀速飞行时,所受空气阻力为 F 阻,则 P=F 阻 v.由题意,当匀速 飞行速度为 2v 时,所受空气阻力为 2F 阻,所以此时动力系统输出的功率 P1=2F 阻·2v=4P,D 正确. 答案:D 6.(2017·恩施高一检测)质量为 5t 的汽车,在水*路面上以加速度 a=2m/s 启动,所 受阻力为 1.0×10 N,汽车启动后第 1 s 末的瞬时功率是( A.2 kW B.22 kW
3 2

)

C.1.1 kW D.20 kW

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小初高学*+K12 解析:根据牛顿第二定律得 F-Ff=ma,则 F=Ff+ma=1 000 N+5 000×2 N=11 000 N.汽 车第 1 s 末的速度 v=at=2×1 m/s=2 m/s,所以 P=Fv=11 000×2 W=22 000 W=22 kW, 故 B 正确,A、C、D 错误. 答案:B 二、多项选择题 7.放在水*面上的物体在拉力 F 作用下做匀速直线运动,先后通过 A、B 两点,在这个 过程中( )

A.物体的运动速度越大,力 F 做功越多 B.不论物体的运动速度多大,力 F 做功不变 C.物体的运动速度越大,力 F 做功的功率越大 D.不论物体的运动速度多大,力 F 做功的功率不变 解析:求做功用 W=Fl,故不论速度多大,F 做功不变,故 A 错、B 对;物体运动速度越 大,通过相等位移所用时间越短,功率就越大,故 C 对、D 错. 答案:BC 8. 用竖直向上的拉力 F 将一个质量为 m 的物体从静止开始, 以加速度 a 向上匀加速提起, 经 t 时间,物体上升的高度为 h.则 t 时间末,作用力 F 的瞬时功率为( A.Fat B. C. )

Fh t

F F-mg t F2t D. m m

解析:t 时间末,物体的速度为 v=at,故 t 时间末,力 F 的瞬时功率为 P=Fv=Fat.又 由于 a=

F-mg F F-mg t ,故 F 的瞬时功率也可表示为 P= .故 A、C 正确. m m

答案:AC 9.如图所示,四个相同的小球在距地面相同的高度以相同的速率分别竖直下抛、竖直上 抛、*抛和斜抛,不计空气阻力,则下列关于这四个小球从抛出到落地过程的说法中正确的 是( )

A.小球飞行过程中单位时间内的速度变化相同 B.小球落地时,重力的瞬时功率均相同 C.从开始运动至落地,重力对小球做功相同 D.从开始运动至落地,重力对小球做功的*均功率相同 小初高学*+K12

小初高学*+K12 解析:因为抛体运动的加速度恒为 g,所以选项 A 正确;小球落地时竖直方向速度大小不 同,B 错误;WG=mgh,选项 C 正确;从抛出到落地所用时间不等,所以 D 错误. 答案:AC

10.如图所示,用细线悬挂一小铁块,将小铁块拉直到水*位置,然后放手使小铁块从 静止开始向下摆动,在小铁块摆向最低点的过程中,重力对小铁块做功的功率( A.一直增大 B.先变大,后变小 C.在最低点为零 D.在最低点最大 解析:开始时,铁块的速度为零,重力的功率为零,当铁块到达最低点时,速度虽然最 大,但速度方向与重力方向垂直,故此时重力的功率也为零;而在运动过程中,重力方向与 速度方向有一定夹角, 故功率不为零, 由此可知, 重力的功率一定是先增大后减小,故选项 B、 C 正确. 答案:BC 三、非选择题 11.如图甲所示,质量为 1.0 kg 的物体置于固定斜面上,对物体施以*行于斜面向上的 拉力 F,1.0 s 末将拉力撤去,物体运动的 v-t 图象如图乙,试求:(g=10 m/s )
2

)

(1)拉力 F 的大小. (2)拉力 F 在第 1 s 内的*均功率. 解析: (1)由 v-t 图象知, 当撤去拉力 F 后, 物体做匀减速直线运动, 加速度大小 a=6 m/s . 由牛顿第二定律得 Ff+mgsinα =ma=6 N,当物体受拉力 F 的作用时,由牛顿第二定律 得
2

F-Ff-mgsinα =ma′,
其中由题图知加速度

a′=12 m/s2,所以 F=18 N.
(2)物体在拉力 F 作用下的位移

x= a′t2=6 m,
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1 2

小初高学*+K12 所以拉力 F 在第 1 s 内的*均功率 P = 答案:(1)18 N (2)108 W 12.如图所示,为修建高层建筑常用的塔式起重机.在起重机将质量 m=5×10 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/s ,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 vm=1.02 m/s 的匀速运动.取 g =10 m/s ,不计额外功.求:
2 2 3

Fx 18×6 = W=108 W. t 1

(1)起重机允许的最大输出功率; (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)设起重机允许的最大输出功率为 P0,重物达到最大速度时拉力 F0 等于重力.P0 =F0vm,F0=mg. 代入数据,得:P0=5.1×10 W. (2)匀加速运动结束时,起重机达到允许的最大输出功率, 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:P0=Fv1,F-mg=ma,v1=at1. 代入数据,得 t1=5 s.
4

t=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,v2=at,P=Fv2.
得:P=2.04×10 W. 答案:(1)5.1×10 W
4 4

(2)5 s 2.04×10 W

4

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