2019_2020学年高中物理第七章3.功率练习（含解析）新人教版必修2.docx

3.功率1.关于功率,下列说法正确的是()A.由P=Wt可知,只要知道W和t的值就可以计算出任意时刻的功率B.由P=Fv可知,功率P一定与速度v成正比C.由P=Fv可知,力F一定与速度v成反比D.当功率P一定时,力F一定与速度v成反比解析公式P=Wt所计算的应是t时间内的平均功率,而公式P=Fv涉及三个物理量之间的关系,因此必须在一个物理量确定不变的情况下,才能判断另外两个物理量间的关系。答案D2.在平直公路上以一定速率(约为5 m/s)行驶的自行车所受阻力为车和人总重量的0.02倍,如图所示,则骑车人的功率最接近于(车和人的总质量约为100 kg)()A.0.1 kWB.1103 kWC.1 kWD.10 kW解析因为车速v=5m/s,骑车时的牵引力F=f=0.0210010N=20N,所以功率P=Fv=205W=100W,即0.1kW,故A正确。答案A3.铁路提速要解决许多具体的技术问题,其中提高机车牵引力功率是一个重要的问题。若匀速行驶时,列车所受阻力与速度的二次方成正比,即Ff=kv2,那么,当列车分别以120 km/h和40 km/h的速度在水平直轨道上匀速行驶时,机车的牵引力的功率之比为()A.31B.91C.271D.811解析根据公式P=Ffv=kv3,可得列车分别以120km/h和40km/h的速度匀速行驶时,机车的牵引力功率之比为271。答案C4.质量是5 t的汽车在水平路面上由静止开始以加速度2.2 m/s2做匀加速直线运动,所受阻力是1.0103 N,则汽车启动后第1 s末发动机的瞬时功率是()A.2 kWB.11 kWC.20 kWD.26.4 kW解析根据牛顿第二定律有F引-F阻=ma,得F引=ma+F阻=1.2104N,而由vt=at知汽车启动后第1s末的速度为vt=at=2.2m/s。由P=Fv得第1s末发动机的瞬时功率P=F引vt=1.21042.2W=2.64104W=26.4kW,选项D正确。答案D5.一个质量为m的小球做自由落体运动,那么,在前t秒内重力对它做功的平均功率P及在t秒末重力做功的瞬时功率P分别为(t秒末小球未着地)()A.P=mg2t2,P=12mg2t2B.P=mg2t2,P=mg2t2C.P=12mg2t,P=mg2tD.P=mg2t,P=2mg2t解析前t秒内重力做功的平均功率P=Wt=mg12gt2t=12mg2tt秒末重力做功的瞬时功率P=Fv=mggt=mg2t。故C正确。答案C6.超级电容车是近几年才出现的新式汽车,这种汽车运营中无须连接电缆,只需在乘客上车间隙充电3060 s,就能行驶35 km。假设有一辆超级电容车,质量m=2103 kg,额定功率P=60 kW,当超级电容车在平直水平路面上行驶时,受到的阻力Ff是车重的110,g取10 m/s2。问:(1)超级电容车在此路面上行驶所能达到的最大速度是多少?(2)若超级电容车从静止开始,保持以0.5 m/s2的加速度做匀加速直线运动,这一过程能维持多长时间?解析(1)当汽车速度达到最大,即F=Ff,Ff=kmg=2000N,P=Ffvm,得vm=30m/s。(2)汽车做匀加速运动:F1-Ff=ma,解得F1=3000N设汽车刚达到额定功率时的速度为v1,P=F1v1,v1=20m/s设汽车匀加速运动的时间为t,v1=at,解得t=40s。答案(1)30 m/s(2)40 s能力提升1.(多选)质量为3 kg的物体,从高45 m处自由落下(g取10 m/s2),那么在下落的过程中()A.前2 s内重力做功的功率为300 WB.前2 s内重力做功的功率为675 WC.第2 s末重力做功的功率为600 WD.第2 s末重力做功的功率为900 W解析前2s物体下落h=12gt2=20m,重力做功的功率P1=mght=300W,A对,B错;2s末物体的速度v=gt=20m/s,此时重力的功率P2=mgv=600W,C对,D错。答案AC2.一辆小车在水平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D3.(多选)如图所示,位于水平面上的物体在水平恒力F1作用下做速度为v1的匀速运动;若作用力变为斜向上的恒力F2,物体做速度为v2的匀速运动,且F1与F2的功率相同。则可能有()A.F2=F1,v1v2B.F2=F1,v1F1,v1v2D.F2F1,v1v2解析设F2与水平面的夹角为,则F1的功率P1=F1v1,F2的功率P2=F2v2cos。由题意知P1=P2,若F2=F1,则一定有v1v2,故选项A错误,B正确;由于两次物体都做匀速直线运动,则第一次的摩擦力f1=mg=F1,第二次的摩擦力f2=(mg-F2sin)=F2cos,显然有f2f1,即F2cosF1还是F2F1,都有v1v2,选项C错误,D正确。答案BD4.(多选)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、平抛和斜抛,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,重力对小球做功的平均功率相同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,选项B错误;由WG=mgh知,选项C正确;从抛出到落地所用时间不等,所以选项D错误。答案AC5.一场别开生面的节能车竞赛在东风本田发动机有限公司厂区内进行,40支车队以各家独门绝技挑战1升汽油行驶里程的最高纪录。某公司研制开发的某型号小汽车发动机的额定功率为24 kW,汽车连同驾乘人员总质量为m=2 000 kg,在水平路面上行驶时受到恒定的阻力是800 N,求:(1)汽车在额定功率下匀速行驶的速度大小;(2)汽车在额定功率下行驶,速度为20 m/s时的加速度大小。解析(1)汽车匀速行驶时,牵引力F等于阻力Ff,即F=Ff又P=Fv代入数据得v=30m/s(2)设v1=20m/s时汽车牵引力为F1,则P=F1v1根据牛顿第二定律F1-Ff=ma代入数据得:a=0.2m/s2答案(1)30 m/s(2)0.2 m/s26.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大值时,保持该功率直到重物做vmax=1.02 m/s的匀速运动。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。P0=F0vmax,F0=mg,代入数据,有P0=5.1104W。(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