教科版必修二 功率 课时作业.docx

2.功率基础巩固1下列说法中正确的是()a.只要物体受力的同时又有位移发生,则一定有力对物体做功b.力很大,位移很大,这个力所做的功一定很多c.机械做功越多,其功率越大d.汽车上坡的时候,司机必须换挡,其目的是减小速度,得到较大的牵引力解析有力且在力的方向上有位移,力才做功,选项a错误;由w=flcos 知,f大,l大,若=90,w=0,选项b错误;做功多,用时间长,功率不一定大,选项c错误;由p=fv,可知p一定时,v减小,f增大,选项d正确.答案d2关于功率公式p=wt和p=fv的说法正确的是()a.由p=wt知,只要知道w和t就可以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.由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p=wt一般用于求一段时间内的平均功率,选项a错误;公式p=fv一般用于求瞬时功率,但若v表示平均速度,则p=fv求的是平均功率,选项b错误;如果f是变化的,功率与速度就不成正比,选项c错误,选项d正确.答案d3汽车以恒定功率沿公路做直线运动,途中通过一块沙地.汽车在公路及沙地上所受阻力均为恒力,且在沙地上受到的阻力大于在公路上受到的阻力.汽车在驶入沙地前已做匀速直线运动,它在驶入沙地到驶出沙地后的一段时间内,位移x随时间t的变化关系可能是()解析汽车由公路驶入沙地,受到的阻力变大,汽车减速;当汽车驶出沙地,受到的阻力变小,汽车的速度变大,稳定后的速度与驶进沙地前的速度相等,在沙地的速度也不会为零,因x-t图像斜率表示速度,故选项a正确.答案a4飞行员进行素质训练时,抓住秋千杆由水平状态开始下摆,如图所示.到达竖直状态的过程中,飞行员受到的重力的瞬时功率变化情况是()a.一直增大b.一直减小c.先增大后减小d.先减小后增大解析由于pg=mgv竖直,飞行员在摆动过程中,v竖直先由零逐渐增大,后又逐渐减小到零,故pg先增大后减小,选项c正确.答案c5一个人用水平力拉一个重物,若用的力是100 n,重物在0.5 s内匀速前进0.6 m,则人对重物做功的功率是()a.300 wb.240 wc.120 wd.100 w解析p=wt=1000.60.5 w=120 w,选项c正确.答案c6质量为5 t的汽车在水平路面上由静止开始以 2.2 m/s2的加速度做匀加速直线运动,所受阻力是1.0103 n,则汽车起动后第1 s末发动机的瞬时功率是()a.2 kwb.11 kwc.20 kwd.26.4 kw解析由牛顿第二定律得f-f=ma,所以f=ma+f=1.2104 n.由v=at知汽车起动后第1 s末的速度为v=2.2 m/s由p=fv得第1 s末发动机的瞬时功率p=1.21042.2 w=2.64104 w,选项d正确.答案d7一辆小车在水平路面上匀速前进,从某时刻起小车受到的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的功率随时间变化规律应是图中的()解析小车所受牵引力ff,合力恒定,做匀加速直线运动,v=v0+at,所以牵引力功率p=fv=fv0+fat,选项d正确.答案d8某汽车的质量为5 000 kg,发动机的额定功率为36 kw,在水平公路上匀速行驶时所受阻力为2 400 n,则求:(1)汽车行驶中能达到的最大速度.(2)汽车以额定功率启动,速度达到v=10 m/s时的加速度大小.解析(1)当汽车在额定功率下匀速运动时速度最大p额=fv,f=f阻所以v=p额f阻=15 m/s.(2)当v=10 m/s时,p=fvf-f阻=ma联立可得a=0.24 m/s2.答案(1)15 m/s(2)0.24 m/s29如图所示,倾角为30、长度为10 m的光滑斜面,一质量为1.2 kg的物体从斜面顶端由静止开始下滑,求物体滑到斜面底端时重力做功的瞬时功率是多少?整个过程中重力做功的平均功率是多少?(g取 10 m/s2)解析物体下滑时做匀加速直线运动,受力情况如图所示.由牛顿第二定律f=ma得物体的加速度a=gsinm=gsin 30=1012 m/s2=5 m/s2下滑到底端时的速度v=2ax=2510 m/s=10 m/s,此时重力的瞬时功率 p=gvsin =mgvsin 30=1.2101012 w=60 w物体下滑过程中重力做的总功w=gxsin =mgxsin 30=1.2101012 j=60 j物体下滑的时间t=va=105 s=2 s重力做功的平均功率 p=wt=602 w=30 w.答案60 w30 w能力提升1(多选)关于功率,下列说法正确的是()a.不同物体做的功相同,它们的功率一定相同b.物体做功越多,它的功率就越大c.物体做功越快,它的功率就越大d.发动机的额定功率与实际功率可能相等,也可能不相等解析功率是表示力做功快慢的物理量,不仅与做功的多少有关,而且跟做功所需的时间有关,故选项c正确,选项a、b错误;因额定功率是发动机正常工作的实际功率的最大值,故发动机的实际功率可能等于额定功率,也可能小于额定功率,故选项d正确.答案cd2质量为m的物体,在水平力恒力f的作用下,在光滑水平面上从静止开始运动,则有()a.力f对物体做功的瞬时功率保持不变b.力f对物体做功的瞬时功率跟时间t成正比c.某时刻力f的瞬时功率小于从开始到此时刻这段时间内力f的平均功率d.某时刻力f的瞬时功率等于从开始到此时刻这段时间内力f的平均功率解析物体的加速度a=fm,t时刻的速度v=at=ftm,t时刻的功率p=fv=fat=f2tm,因为f、m为定值,所以p与t成正比,即p逐渐增大,故选项a错误,选项b正确;0 t时间内f的平均功率p=fv2=fat2=f2t2m,而t时刻f的瞬时功率p=fvp,故选项c、d错误.答案b3质量为m的物体从静止开始做加速度为a的匀加速直线运动,在运动时间为t的过程中合外力对它做功的平均功率为()a.ma2tb.12ma2tc.2ma2td.22ma2t解析物体所受的合外力为f=ma,t时间内位移为x=12at2.由p=wt可知,合外力做功的平均功率为p=wt=fxt=ma12at2t=12ma2t,选项b正确.答案b4如图所示,一个小孩站在船头,用同样大小的力拉绳.在甲、乙两种情况中,经过相同的时间t(船未碰撞),小孩做的功w1、w2及功率p1、p2的关系为()a.w1w2,p1=p2b.w1=w2,p1=p2c.w1w2,p1p2d.w1w2,p1=p2解析小孩做的功,在题图甲情况下是指对自身(包括所站的船)做的功,在题图乙情况下除对自身(包括所站的船)做的功外,还包括对另一小船做的功.在两种情况下由于力相同,则小孩自身及所站的小船在两种情况下的加速度也相同,因而位移也就相等了.这样,两种情况中小孩对自身(包括所站的船)所做的功相等,但在题图乙情况下小孩还对另一小船做了功,因此w1w2,又由功率的定义式 p=wt 得 p1w2,p1p2b.w1w2,p1=p2 学 c.w1=w2,p1p2d.w1=w2,p1=p2解析由功的计算公式得扶梯对人做功为w=fxcos ,式中是扶梯对人的支持力(等于人的重力)和扶梯所在斜面的夹角.由于第二次人沿扶梯向上走了一段距离,所以第一次扶梯载人运动的距离要比第二次扶梯载人运动的距离长,即x1x2,故w1w2.两次扶梯运动的速率v不变,对人作用力不变.根据p=fvcos 知p1=p2.选项b正确.答案b8一个质量为4 kg的木块,沿倾角为37的光滑斜面由静止开始下滑.(g取10 m/s2,sin 37=0.6)求:(1)木块下滑4 s时重力的瞬时功率.(2)在这4 s内重力的平均功率.解析(1)木块沿斜面匀加速下滑,由牛顿第二定律得mgsin 37=ma4 s末木块的速度为v=at由式解得a=6 m/s2,v=24 m/s木块下滑4 s时重力的瞬时功率为p=mgvsin 37=210240.6 w=288 w.(2)木块在4 s内的位移为x=12at2=12642 m=48 m在这4 s内重力的平均功率为p=wt=mgxsin37t=210480.64 w=144 w.答案(1)288 w(2)144 w9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以vm=1.02 m/s的速度做匀速运动.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,有p0=f0vm,f0=mg代入数据得p0=5.11