2019-2020学年高中物理 第7章 机械能守恒定律 第3节 功率随堂演练（含解析）新人教版必修2

第3节功率1下列关于功率的说法中正确的是a由p知，力做的功越多，功率越大b由pfv知，物体运动得越快，功率越大c由wpt知，功率越大，力做的功越多d由pfvcos 知，某一时刻，即使力和速度都很大，但功率不一定大解析由公式p可知，只有p、w、t中两个量确定后，第三个量才能确定，故选项a、c错误；由pfv可知，p与f、v有关，故选项b错误；由pfvcos 可知，p还与有关，故选项d正确。答案d2(多选)竖直上抛一球，球又落回原处，已知空气阻力的大小正比于球的速度，下列说法正确的是a上升过程中克服重力做的功大于下降过程中重力做的功b上升过程中克服重力做的功等于下降过程中重力做的功c上升过程中克服重力做功的平均功率大于下降过程中重力做功的平均功率d上升过程中克服重力做功的平均功率等于下降过程中重力做功的平均功率解析已知球上抛后又落回原处，球在上升过程中运动的距离等于下降过程中的距离，而重力的大小是恒定的。因此，上升过程中重力做的功肯定等于下降过程中重力做的功。在上升过程中运动的时间要小于在下降过程中运动的时间。根据平均功率的定义可知，球在上升过程中克服重力做功的平均功率大于下降过程中重力做功的平均功率，所以，选项a、d错误，b、c正确。答案bc3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734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图734解析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。答案c4假设摩托艇受到的阻力的大小正比于它的速率。如果摩托艇发动机的输出功率变为原来的2倍，则摩托艇的最大速率变为原来的a4倍b2倍c.倍 d.倍解析因摩托艇受到的阻力fkv，设原来发动机的输出功率为p，最大速率为vm。输出功率为2p时，最大速率为vm，由pfvfvmkv得vm，所以，因此a、b、c错，d对。答案d限时45分钟满分60分一、选择题(每小题4分，共40分)1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拖拉机耕地时受到的阻力比在路面上行驶时大得多，根据pfv，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。答案d2质量为m的汽车由静止开始以加速度a做匀加速运动，经过时间t，汽车达到额定功率，则下列说法正确的是aat即为汽车额定功率下的速度最大值bat还不是汽车额定功率下速度最大值c汽车的额定功率是ma2td时间t内汽车牵引力做功等于ma2t2解析汽车匀加速到额定功率后做加速度减小的加速运动，直到加速度为零，速度达最大值，a错，b对；汽车合外力为ma，牵引力大于ma，牵引力额定功率大于ma2t，时间t内做功大于ma2t2，c、d错。答案b3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aw1w2, p1p2 bw1w2, p1p2cw1w2, p1p2 dw1w2, p1p2解析由于拉力相同而又通过相同的位移，根据wfl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。答案b4如图735所示，分别用f1、f2、f3将质量为m的物体由静止沿同一光滑斜面以相同的加速度从斜面底端拉到斜面的顶端，物体到达斜面顶端时，力f1、f2、f3的功率关系为图735ap1p2p3 bp1p2p3cp3p2p1 dp1p2p3解析设物体质量为m，三种情况下物体的加速度a相同，据牛顿第二定律得f1mgsin ma，f2cos mgsin ma，f3cos mgsin ma。所以f1f2cos f3cos ，又因加速度相同，斜面长度相同，所以三种情况下到达斜面顶端时的速度相等，所以据功率公式可知p1p2p3，选a。答案a5.(多选)质量为m的物体静止在光滑水平面上，从t0时刻开始受到水平力的作用。力的大小f与时间t的关系如图736所示，力的方向保持不变，则图736a3t0时刻的瞬时功率为b3t0时刻的瞬时功率为c在t0到3t0这段时间内，水平力的平均功率为d在t0到3t0这段时间内，水平力的平均功率为解析本题考查瞬时功率、平均功率的理解与应用，除理解两种功率的概念及意义外，还要注意瞬时功率与时刻对应，平均功率与一段时间对应。2t0时刻速度大小v2a12t0t0,3t0时刻的速度大小为v3v2a2t02t0t0，3t0时刻力f3f0，所以瞬时功率p3f0v3，b对，a错；03t0时间段，水平力对物体做功wf0s13f0s2f0(2t0)23f0t0，平均功率p，d对，c错。答案bd6如图737所示，在光滑的水平面上放着一个质量为10 kg的木箱，拉力f与水平方向成60角，f2 n。木箱从静止开始运动，4 s末拉力的瞬时功率为图737a0.2 w b0.4 wc0.8 w d1.6 w解析木箱的加速度a0.1 m/s2,4 s末的速度vat0.4 m/s，则瞬时功率pfvcos 0.4 w，b正确。答案b7(多选)如图738所示，质量相同的两物体a、b处于同一高度，a沿固定在地面上的光滑斜面下滑，b自由下落，最后到达同一水平面，则图738a重力对两物体做功相同b重力的平均功率相同c到达底端时重力的瞬时功率papbd到达底端时两物体的速度相同解析重力对物体b做功为mgh，重力对物体a做功为mgsin xmgh，a对；a、b两物体运动时间不同，平均功率不同，b错；到底端时v2gh，v2gsin x2gh，a、b两物体到达底端时速度大小相等，但方向不同，d错；到底端时a的瞬时功率pa(mgsin )va，b的瞬时功率pbmgvb，显然pbpa，c对。答案ac8放在水平地面上的物体受到水平拉力的作用，在06 s内其速度与时间图像和拉力的功率与时间图像如图739所示，则物体的质量为(取g10 m/s2)图739a. kg b. kgc. kg d. kg解析由pfv，及v6 m/s时，p30 w可得：f5 n，由p10 w，v6 m/s得：ff n，由牛顿第二定律得：fffma，而a3 m/s2，可求得：m kg，b正确。答案b9如图7310甲所示，滑轮质量、摩擦均不计，质量为2 kg的物体在f作用下由静止开始向上做匀加速运动，其速度随时间的变化关系如图乙所示，由此可知，(g取10 m/s2)图7310a物体加速度大小为2 m/s2b4 s末f的功率大小为42 wcf的大小为21 nd4 s内f做功的平均功率为42 w解析由速度时间图像可得加速度a0.5 m/s2，由牛顿第二定律：2fmgma得f10.5 n，pf2v10.522 w42 w， w21 w，故只有b正确。答案b10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ffkv2。设提速前最大速度为80 km/h，提速后最大速度为120 km/h，则提速前与提速后，机车牵引力的功率之比为a. b.c. d.解析由题可知，由于ffkv2，当列车在水平轨道上匀速行驶时，牵引力等于阻力，即fffkv2，故牵引力之比为：，机车的牵引力功率之比为，c正确。答案c二、非选择题(共20分)11(8分)下表列出某种型号轿车的部分数据，试根据表中数据回答问题。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(l)2.2最高时速(ms1)300100 km/h的加速度时间(s)9.9最大功率(kw)150(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20 m/s时的加速度？解析(1)由表中数据可知，轿车的最大功率p150 kw1.5105 w，最大行驶速度vm30 m/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：fff n5 000 n(2)轿车速度为20 m/s时，牵引力大小f n7 500 n，故此时轿车的加速度大小a m/s2 m/s21.67 m/s2。答案(1)5 000 n(2)1.67 m/s212(12分)如图7311所示为修建高层建筑常用的塔式起重机。在起重机将质量m5103 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a0.2 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vm1.02 m/s的匀速运动。g取10 m/s2，不计额外功，求：图7311(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秒末的输出功率。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。p0f0vm，f