高中物理 7.3功率（探究导学课型）课时提升作业 新人教版必修2.doc

课时提升作业(十三)功率一、选择题(本题共5小题,每小题7分,共35分。多选题已在题号后标出)1.关于功率公式p=和p=fv的说法正确的是()a.由p=知,只要知道w和t就可求出任意时刻的功率b.由p=fv只能求某一时刻的瞬时功率c.从p=fv知汽车的功率与它的速度成正比d.从p=fv知当汽车发动机功率一定时,牵引力与速度成反比【解析】选d。公式p=所计算的应是时间t内的平均功率,a错误;在p=fv中,若v为平均速度,则p为平均功率,若v为瞬时速度,则p为瞬时功率,b错误;公式p=fv涉及三个物理量之间的关系,因此必须在一个量确定不变时,才能判断另外两个物理量之间的关系,c错误,d正确。2.(2013福州高一检测)拖拉机耕地时一般比在道路上行驶时速度慢,这样做的主要目的是()a.节省燃料b.提高柴油机的功率c.提高传动机械的效率d.增大拖拉机的牵引力【解析】选d。拖拉机耕地时受到的阻力比在路面上行驶时大得多,根据p=fv,在功率一定的情况下,减小速度,可以获得更大的牵引力,选项d正确。3.(2014盐城高一检测)某人用同一水平力f先后两次拉同一物体,第一次使此物体沿光滑水平面前进l距离,第二次使此物体沿粗糙水平面也前进l距离,若先后两次拉力做的功为w1和w2,拉力做功的功率是p1和p2,则()a.w1=w2,p1=p2b.w1=w2,p1p2c.w1w2,p1p2d.w1w2,p1=p2【解析】选b。由于拉力相同而又通过相同的位移,根据w=fl可知拉力对物体做的功一样多,但由于沿光滑水平面前进时间短,所以p1p2,故b正确。4.一小球以初速度v0水平抛出,不计空气阻力,小球在空中运动的过程中重力做功的功率p随时间t变化的图像是()【解析】选a。设经过时间t速度大小为v,其方向与竖直方向(或重力方向)成角,由功率公式p=fvcos知,此时重力的功率p=mgvcos=mgvy=mggt=mg2t,所以a正确。【总结提升】功率p=fv中f、v、p的对应关系(1)同时性:p、f、v三个量中任意一个物理量都是可以变化的,但应用p=fv时,三者一定对应于同一时刻。(2)同体性:p、f、v是对应于同一物体的三个物理量,对不在同一物体上的三者关系讨论毫无意义。(3)同向性:p=fv应用时f与v同向。若f的方向与v的方向成角,则p=fvcos。5.(多选)如图所示为汽车在水平路面上启动过程中的速度图像,oa为过原点的倾斜直线,ab段表示以额定功率行驶时的加速阶段,bc段是与ab段相切的水平直线,则下述说法正确的是()a.0t1时间内汽车做匀加速运动且功率恒定b.t1t2时间内汽车牵引力逐渐减小c.t1t2时间内的平均速度为(v1+v2)d.在全过程中t1时刻的牵引力及其功率都是最大值,t2t3时间内牵引力最小【解析】选b、d。由图可知,0t1时间内汽车做匀加速直线运动,牵引力恒定,由p=fv可知,汽车的功率均匀增大,a错误;t1t2时间内汽车以额定功率行驶,速度逐渐增大,牵引力逐渐减小,b正确;因t1t2时间内,ab图线与t轴所围面积大于ab直线与t轴所围面积,故其过程中的平均速度大于(v1+v2),c错误;0t1时间内,牵引力恒定,功率均匀增大,t1时刻以后牵引力逐渐减小,到t2时刻牵引力等于阻力,达到最小,而t1时刻达到额定功率后,功率保持不变,d正确。二、非选择题(15分)6.一辆重5t的汽车,发动机的额定功率为80kw。汽车从静止开始以加速度a=1m/s2做匀加速直线运动,车受的阻力为车重的0.06倍。(g取10m/s2)求:(1)汽车做匀加速直线运动的最长时间。(2)汽车开始运动后5s末和15s末的瞬时功率。【解题指南】功率最大时匀加速过程结束,此时p=fv,应用v=at求时间;瞬时功率用p=fv进行求解。【解析】(1)设汽车做加速运动所能达到的最大速度为v对汽车由牛顿第二定律得f-ff=ma即-kmg=ma,代入数据得v=10m/s所以汽车做匀加速直线运动的时间t=s=10s(2)由于10s末汽车达到了额定功率5s末汽车还处于匀加速运动阶段p=fv=(kmg+ma)at=(0.06500010+50001)15w=4104w=40 kw15s末汽车已经达到了额定功率p=80kw答案:(1)10s (2)40kw 80kw【变式训练】如图所示是某中学科技小组制作的利用太阳能驱动小车的装置。当太阳光照射到小车上方的光电板时,光电板中产生的电流经电动机带动小车前进。若电动机的额定输出功率为80w,在平直路面上行驶的最大速度为4m/s,则小车在以最大速度匀速行驶时所受的阻力是()a.16 nb.20 nc.40 nd.80 n【解析】选b。当小车运动达到最大速度时,小车的加速度等于零,即阻力等于牵引力,则有ff=f=。故小车在以最大速度匀速行驶时所受到的阻力为ff=n=20 n,选项b正确,其他选项均错。一、选择题(本题共4小题,每小题7分,共28分。多选题已在题号后标出)1.(2013驻马店高一检测)质量为5kg的小车在光滑的水平面上做匀加速直线运动。若它在2s内从静止开始速度增加到4m/s,则在这一段时间里外力对小车做功的平均功率是()a.40 wb.20 wc.10 wd.5 w【解析】选b。小车做的是匀加速直线运动,加速度a=2m/s2,小车受到的合外力为f=ma,所以合外力对小车做功的平均功率为:p=f=52w=20w,b正确。2.(多选)设匀速行驶的汽车,发动机功率保持不变,则()a.路面越粗糙,汽车行驶得越慢b.路面越粗糙,汽车行驶得越快c.在同一路面上,汽车不载货比载货时行驶得快d.在同一路面上,汽车不载货比载货时行驶得慢【解析】选a、c。汽车匀速行驶时,运动速度最大,此时牵引力等于汽车受到的阻力,故最大速度vm=,而汽车在越粗糙的路面上,重力越大时所受阻力越大,最大速度越小,所以a、c正确,b、d错误。3.(2013包头高一检测)铁路提速要解决许多技术问题,其中提高机车牵引力功率是一个重要问题。已知列车匀速运动时,列车所受阻力与速度的平方成正比,即ff=kv2。设提速前最大速度为80km/h,提速后最大速度为120km/h,则提速前与提速后,机车牵引力的功率之比为()a.b.c.d.【解析】选c。由题可知,=,由于ff=kv2,当列车在水平轨道上匀速行驶时,牵引力等于阻力,即f=ff=kv2,故牵引力之比为:=,机车的牵引力功率之比为=,c正确。【变式训练】(2014梅州高一检测)设飞机在飞行中所受空气阻力与它的速度平方成正比,当飞机以速度v水平匀速飞行时,发动机的功率为p。若飞机以速度3v水平匀速飞行时,发动机的功率为()a.27pb.9pc.18pd.3p【解析】选a。由题意知p=ffv=kv3,p=ff3v=k27v3=27p,选项a正确。4.汽车在平直公路上以速度v0匀速行驶,发动机功率为p,快进入闹市区时,司机减小了油门,使汽车的功率立即减小一半并保持该功率继续行驶。下面四个图像中,哪个图像正确表示了从司机减小油门开始,汽车的速度与时间的关系()【解析】选c。汽车在匀速行驶时牵引力等于阻力,而当功率减半时速度不变,由此可知牵引力减半,故阻力大于牵引力,车将减速,因功率恒定,故做变减速运动,而牵引力变大,由a=知加速度逐渐减小。当牵引力等于阻力后,汽车将做匀速运动。由以上分析可知c项正确。二、非选择题(本题共2小题,共22分)5.(10分)(2013黄浦高一检测)下表列出某种型号轿车的部分数据,根据表中数据回答下列问题:长/mm宽/mm高/mm4 8711 8351 460净重/kg1 500传动系统前轮驱动5挡变速发动机型式直列4缸发动机排量/l2.2最高时速/(ms-1)300100km/h的加速时间/s9.9最大功率/kw150(1)该车以最高速度行驶时轿车的牵引力为多少?(2)轿车以最大功率行驶,求轿车速度为20m/s时的加速度?【解析】(1)由表中数据可知,轿车的最大功率p=150kw=1.5105w,最大行驶速度vm=30m/s。最高时速行驶时,认为车做匀速运动,此时牵引力与阻力大小相等,故:ff=f=n=5000n(2)轿车速度为20m/s时,牵引力大小f=n=7500n,故此时轿车的加速度大小a=m/s2=m/s21.67m/s2。答案:(1)5000n(2)1.67m/s2【总结提升】解决机车启动问题的两个关键(1)正确分析物理过程,即分析确定属于哪种启动方式,注意匀加速启动时机车的功率逐渐增大;(2)抓住两个基本公式:一是功率公式p=fv,其中f是机车的牵引力,而非合力;二是牛顿第二定律:f-ff=ma。6.(12分)如图所示,位于水平面上的物体a,在斜向上的恒定拉力作用下,由静止开始向右做匀加速直线运动。已知物体质量为10kg,f的大小为100n,方向与速度v的夹角为37,物体与水平面间的动摩擦因数为0.5,g取10m/s2。求:(1)第2s末,拉力f对物体做功的功率是多大?(2)从运动开始,物体前进12m过程中拉力对物体做功的功率?(sin37=0.6,cos37=0.8)【解题指南】求解该题要注意以下三个方面:(1)做好受力分析,准确确定物体的加速度;(2)明确两个问题中的功率各属什么功率;(3)准确利用运动学公式求解相应的位移或速度。【解析】(1)物体对水平