2021年鲁科版（2019）必修第二册《第2节 功率》- 专题训练 【附答案】

1、2021年鲁科版(2019)必修第二册第2节功率专题训练一.选择题(共15小题)1. 汽车发动机的额定输出功率为3X1()4w,汽车的质量为l.()Xl()3kg,汽车沿倾角为a的斜坡向上行驶时所受摩擦阻力大小恒为车重力的0.1，汽车沿斜坡由静止开始运动，先以 a=lm/s2的加速度做匀加速运动后做变加速运动，经过一定时间达到最大速度(sina = 0.2, cosa0.98, g取10m/s2),则汽车在斜坡上做匀加速运动行驶的位移和汽车能达到 的最大速度分别约为()A. 28m, IOm/s B. 14m, lOm/s C. 56m, 15m/s D. 56m, 20m/s2. 如图所示，

2、小明用一根轻绳以拉力F拉动木箱，当绳子与水平方向成8角时，木箱能沿 水平面做匀速直线运动。若增大。角，而保持木箱运动的速度不变，以下说法中正确的A. 拉力F与木箱所受摩擦力的合力增大B. 木箱所受到的摩擦力一定增大C. 拉力F定增大D. 拉力F的功率一定增大3. 据报道，2020年山东将持续加大高铁建设力度，规划到2022年，全省高铁建成和在建 里程达到3900千米，不仅让老百姓的出行更加方便，也将推动各地经济文化技术交流。现有一列质量为m的动车，从静止开始，以恒定功率P在平直轨道上运动，经时间t达 到该功率下的最大速度vm，设动车行驶过程所受到的阻力f保持不变。动车在时间t内 ( )A. 动

3、车启动过程所受合外力不变2021年鲁科版(2019)必修第二册第2节 功率专题训练参考答案与试题解析一.选择题(共15小题)1. 汽车发动机的额定输出功率为3XI()4w,汽车的质量为I.OXlOkg,汽车沿倾角为a的 斜坡向上行驶时所受摩擦阻力大小恒为车重力的0.1,汽车沿斜坡由静止开始运动，先以 a=lm/s2的加速度做匀加速运动后做变加速运动，经过一定时间达到最大速度(sina =0.2, cosaeO.98, g取lOnVs2),则汽车在斜坡上做匀加速运动行驶的位移和汽车能达到 的最大速度分别约为()A. 28m, 10m/sB. 14m, lOm/sC. 56m, 15m/s D.

4、56m, 20m/s【解答】解：设汽车做匀加速运动时，则(mgsina+f) =ma匀加速达到最大速度时，功率达到额定功率，则P=Fv2匀加速通过的位移x=2a联立解得：x = 28.125m28m当牵引力F= mgsina+f时，此时汽车达到最大速度，则P=Fvni联立解得：v,n= 10ni/s故A正确，BCD错误；故选：Ao2. 如图所示，小明用一根轻绳以拉力F拉动木箱，当绳子与水平方向成e角时，木箱能沿水平面做匀速直线运动。若增大。角，而保持木箱运动的速度不变，以下说法中正确的 是()A. 拉力F与木箱所受摩擦力的合力增大木箱所受到的摩擦力定增大拉力F一定增大拉力F的功率一定增大【解答

5、】解：AB、对木箱进行受力分析如图甲所示，将支持力与摩擦力合成一个力，则 这两个力的合力方向不变，转化为三个力平衡，平移后三个力首尾相接构成-个封闭的 三角形，如图乙，当F与水平方向夹角增大时，可以有图乙得出支持力与摩擦力均减小, 重力与支持力的合力方向向下，二力合力增大，拉力与摩擦力的合力大小等于重力与支 持力合力大小，所以拉力与摩擦力的合力增大，故A正确，B错误；C、由图乙可知，拉力F有极小值，拉力F先减小后增大，故C错误；D、根据受力平衡得：Fcos0 = n (mg-Fsin0),解得F=,拉力F的功cosB - HsinB率p=7 ="理,由此可知，随着。的增大功率减小，故

6、D错误cos0 +Hsine 1+l-l tanB故选：Ao/、Fn的合力3. 据报道，2020年山东将持续加大高铁建设力度，规划到2022年，全省高铁建成和在建 里程达到3900千米，不仅让老百姓的出行更加方便，也将推动各地经济文化技术交流。现有一列质量为m的动车，从静止开始，以恒定功率P在平直轨道上运动，经时间达 到该功率下的最大速度vm，设动车行驶过程所受到的阻力f保持不变。动车在时间t内 ( )A. 动车启动过程所受合外力不变2B. 动车位移为s=2Pt'mvrn2fvC. 平均速度为m2D. 动车先做匀加速运动后做加速度减小的加速运动【解答】解：A、动车的功率恒定，根据P=F

7、v可知v增大，动车的牵引力减小，受到的合力Fft=F-f将减小，故A错误；CD、根据牛顿第二定律可知Ff=ma,由于牵引力F减小，则动车的加速度减小，所以动车做加速度减小的变加速运动，其平均速度7>»故CD错误；22B、在整个运动过程中，根据动能定理可得：Pt-fs=【rnv2_o,解得s =皿一当 故r V 2 m2fB正确；故选：Bo4. 图（a）中物块A静止在水平地面上，受到水平拉力F的作用，F与时间t的关系如图（b）所示。设物块与地面间的最大静摩擦力Ffm的大小与滑动摩擦力的大小相等，则（）A. （|时刻物块的速度为零B. ”时刻物块的速度最大C. t3时刻F的功率为零

8、D. tt3时间内F对物块先做正功后做负功【解答】解：A、0-ti时间内：物体受到的水平拉力FVFfm，物体一直静止不动，t时刻物体的速度为零，故A正确；B、t|St3时间内，水平拉力F>Ffm，合力方向与运动方向相同，物体一直做加速运动，t3以后，水平拉力FVFfm，合力方向与运动方向相反，物体做减速运动，所以t3时刻的速度最大，故B错误；C、由B分析可知，t3时刻的速度不为零，所以拉力F的功率不为0,故C错误；D、t】st3时间内，拉力F与物体的位移方向直相同，故拉力F直做正功，故D错误;故选:Ao5. 如图所示为质量为m的汽车在水平路面上启动过程的vl图象，Oa为过原点的倾斜直线，

9、ab段是汽车以额定功率行驶时的加速阶段速度随时间变化的曲线，be段是与ab段相切的水平直线。整个启动过程中阻力恒为f,则下列说法正确的是（）A. 0ti时间内汽车牵引力F=f+mtlB. 0t时间内汽车以恒定功率做匀加速运动V 1 +v OC. t2时间内汽车的平均速度为2D. tl时刻汽车的牵引力小于12时刻汽车的牵引力【解答】解；A、0tl时间内汽车的加速度为a=a,在此过程中，水平方向受到牵引力和阻力，根据牛顿第二定律F-f=ma,解得F=Y±+f,故A正确；tlB、0ti时间内汽车做匀加速运动，牵引力恒定，速度逐渐增大，根据P=Fv可知，汽 车的功率逐渐增大，故B错误；C、t

10、it2时间内汽车做变加速直线运动，平均速度了尹V1+V2,故。错误；2D、tt2时间内汽车的功率不变，速度增大，牵引力减小，12时刻后，牵引力减小到与 阻力相同，汽车做匀速直线运动，故tl时刻汽车的牵引力大于t2时刻汽车的牵引力，故 D错误；故选：Ao6. 用人工智能机器人为患者送药，可以有效防控病毒传播。某-隔离病区的配药点和目标 位置在相距43m的直线通道上，机器人送药时从静止开始启动，达到最大速度后匀速运 动，之后适时制动减速，恰好把药物送到目标位置。机器人运动过程的v-（图象如图所 示,若机器人（含药物）的总质量为50kg,运动过程受到的阻力为20N,则（）A.机器人匀速运动的时间为1

11、7sB. 机器人减速过程位移的大小为5niC. 机器人减速过程所做的功为60JD. 机器人输出的最大功率为200W【解答】解：AB、在v-t图象中，与时间轴所围面积表示运动的位移，故在加速阶段通过的位移为Xi*X2Xlm=lir设匀速度运动的时间为t2，运动的位移为X2，匀减速运动的时间为t3，通过的位移为X3,则 X2=vt2=2t2m, X3=y t3=y x t3m=t3in运动的总位移为 x=-lx2X (t2+23)in=(t2+23)in> 联立解得 t2=20s，t3=2s, x3= 2m,故AB错误；C、在减速过程中，根据动能定理可得W-fx=0inv2，解得W =32f

12、x3-mv2=20X2J-yX 50X 22J=-60J* 故 C 正确；D、在匀加速阶段，加速度大小为根据牛顿第二定律可得F- t 叫f=ma,解得F=f+ma=20N+50X2N=120N,故机器人输出的最大功率为P=Fv=120X2W=240W,故 D 错误：故选:Co7. 一质最为2kg的物块静止放在粗糙水平地面上。从t=()时刻开始，物块受到水平推力的 作用并开始运动，t=2s时撤去水平推力，t=6s时物块停止运动，此过程中物块的运动 速度v与时间t变化的关系图象如图所示，重力加速度g=10m/s2o则()A. 水平推力大小为10NB. t=ls时刻水平推力的瞬时功率为75WC. 整

13、个过程中物块克服摩擦力做功为100JD. 物块与水平地面之间的动摩擦因数为0.5【解答】解：AD、物体加速运动时加速度为:a广会里心2=5心2减速运动时加速度为:5m/s2由牛顿第二定律可得:F _ nmg = mai-|img = ma?解得：p=0.25, F=15N,故 AD 错误；B、t=ls 时刻物体的速度为：vi=aiti=5Xlm/s=5m/s则水平推力的瞬时功率为：Pi=Fvi = 15X5W=75W,故B正确；C、整个过程中物块位移为：x=-i-X6X 10m=30ir克服摩擦力做功为：Wf = nmgx=0.25 X 2X 10X 30J = 150J,故C错误：故选：Bo

14、8. 风力发电是一种环保的电能获取方式。某风力发电机的叶片转动形成的圆面积为S,某时间风的速度大小为v,风向恰好跟此圆面垂直；此时空气的密度为p,该风力发电机将 空气动能转化为电能的效率为T，则风力发电机发电的功率为（）A. qpSv2B. AqpSv2C. rjpSv3D. qpSv322【解答】解：在时间t内通过叶片的空气质量为m = pSvt,风能转化为电能为12 13V=T| -ymv =yT P Sv t故风力发电机发电的功率为p J-= lr| pSv3,故ABC错误，D正确t 2故选：D。9. 如图所示，MN为半圆环的水平直径。现将甲、乙两个相同的小球分别在M、N两点同时以V】、

15、”的速度水平抛出，两小球刚好落在圆环上的同一点Q,不计空气阻力，则下 列说法正确的是（）A. 乙球落到圆环上时的速度有可能沿OQ方向B. 从抛出到落到Q点的过程中，甲球动能的增加量比乙球动能的增加量小C. 落到Q点时，甲球重力的瞬时功率小于乙球重力的瞬时功率D. 若仅增大V2,则两小球在落到圆环上前一定相遇【解答】解：A、乙球落到圆环上时，由于平抛运动速度方向的反向延长线应交于水平位 移的中点，因为O不可能时水平位移的中点，故乙球落到圆环上时的速度不可能沿OQ 方向，故A错误；B、从抛出到落到Q点的过程中，只有重力对甲、乙两小球做功，重力对二者做功相等, 所以从抛出到落到Q点的过程中，甲球动能

16、的增加量与乙球动能的增加量是相等的，故 B错误；C、甲、乙两小球沿竖直方向都做自由落体运动，所以落在Q点时，它们竖直方向的速 度是相等的，根据瞬时功率的表达式P=mgvy,可知落到Q点时，甲、乙两小球重力的 瞬时功率相等，故C错误。D、甲、乙两小球在竖直方向都做自由落体运动，所以水平高的总是保持相同；若仅增大 V2,则两小球水平方向位移和等于直径时的过程中所用时间减小，竖直方向下落距离减 小，在落到圆环上前一定会相遇，故D正确。故选：D。10. 用水平恒力F拉动一物体在水平地面上做直线运动，当速度为v时，力F的瞬时功率为（）A. EB. F2vC. Fv2D. Fvv【解答】解：拉力为F,瞬时

17、速度为v,则拉力F的瞬时功率P=Fv,故ABC错误，D 正确；故选：D。11. 如图所示，从地面上同一位置抛出两个质量不同小球A、B,分别落在地面上的M、N点。两小球运动过程中的最大高度相同，且rnA<mBo空气阻力不计，下列物理量中， 小球B比小球A大的是（）A. 飞行时间B. 抛出时的速率C. 飞行过程中的速度变化率D. 最大高度处重力的瞬时功率【解答】解：A、两球都做斜抛运动，竖直方向的分运动是竖直上抛运动，根据运动的对称性可知，两球上升和下落的时间相等，而下落过程，由t=,象知下落时间相等，则两球运动的时间相等，故A错误；B、最大高度h、时间t相同，则知竖直方向的初速度大小相等，

18、由于A球的水平位移小 于B球的水平位移，则知B球水平分初速度较大，根据速度的合成可知，B的初速度大 于A球的初速度，即B球抛出时速率大于A球抛出时速率，故B正确；C、不计空气阻力，两球的加速度都为重力加速度g,飞行过程中的速度变化率为刍=Atg,故C错误；D、最高点时速度方向与重力方向垂直，A球和B球重力的功率均为0,故D错误。 故选：Bo12. 汽车在平直的公路上以额定功率行驶，行驶一段距离后关闭发动机，测出了汽车动能Ek与位移x的关系图象如图所示。2知汽车的质量为lXl°3kg,汽车运动过程中所受地 面的阻力恒定，空气的阻力不计。则下列说法正确的是（）B. 汽车的额定功率为800

19、0WC. 汽车加速运动的时间为16.25sD. 汽车加速过程中牵引力做的功为8XI°5j【解答】解：A、对于图象中（7-11） X102m段，根据动能定理得：-fx=0-Ek，E5得到阻力为：f=d=竺奕_ =2000N，故A错误；x （11-7） X102B、设汽车匀速运动的速度为v,则有：E Jmv2k 2得：vJ!KJ2X8Xio5m/s=4WsV m V 1X IQ3匀速运动时牵引力与阻力大小相等，则汽车的额定功率为：P=Fv=fv=2X 103X40W=80kW,故 B 错误；C、对于加速运动过程，根据动能定理得：Pt - fs=Ek2 - Eki，由图知：s=500m,

20、Ek2=8X105J, Eki=5X105J代入数据解得到:t= 16.25s,故C正确；D、汽车加速过程中牵引力做的功为W=Pt=1.3Xl（）6j,故D错误;故选：Co13. 汽车上坡时，在功率保持不变的情况下，由“5”挡换到“4”挡或更低的挡位，其目的是（）A. 增大速度，得到较大的牵引力B. 增大速度，得到较小的牵引力C. 减小速度，得到较大的牵引力D. 减小速度，得到较小的牵引力【解答】解：上坡时，需要增大牵引力，由于P一定，由公式P=Fv,上坡必须减小速 度，增大牵引力，故ABD错误，C正确。故选：Co14. 如图所示，倾角为30°的斜面体固定在水平地面上，一-根不可伸长

21、的轻绳两端分别系 着小球A和小物块B,跨过固定于斜面体顶端的定滑轮O （不计滑轮的摩擦），A的质量 为m, B的质量为4m。开始时，用手托住A,使OA段绳恰好处于水平伸直状态（绳中 无拉力），OB绳平行于斜面，此时B静止不动，将A由静止释放，在其下摆过程中B始 终保持静止。则在绳子到达竖直位置之前，下列说法正确的是（）A. 物块B受到的摩擦力方向一直沿着斜面向上B. 物块B受到的摩擦力大小可能始终不变C. 小球所受重力的功率-直增大D. 地面对斜面体的摩擦力方向一直水平向右【解答】解：AB、小球A摆下过程，只有重力做功，机械能守恒，故有mgL=lmv2,22在最低点，有T-mg=ni-。，解得

22、T=3mg。故绳子最大拉力为T=3mg。再对物体B受力分析，受重力、支持力、拉力和静摩擦力。重力的下滑分量为Fx = 4mgsin30° =2mg。由于绳子最大拉力T>F,故静摩擦力先减小，当拉力大于2mg后，反向变大。故A、B 错误。C、根据功率的定义可知，开始时速度为零，重力功率为零，在最低点，速度与重力方向 垂直，故重力功率也为零。因此重力功能先增大，后减小。故C错误。D、将A由静止释放，在其下摆过程中B始终保持静止，在绳子到达竖直位置之前，把 斜面与物块B看做整体，绳子始终有拉力，此拉力水平向左有个分力，而整体保持静止, 水平方向受力平衡，因此，地面对斜面体的摩擦力方向

23、一直水平向右，故D正确。 故选：D。15. 如图所示，一光滑斜面体固定在水平面上，其斜面ABCD为矩形，与水平面的夹角为0, AD边水平且距水平面的高度为h。现将质量为m的小球从斜面上的A点沿AD方向以 速度vo水平抛出，忽略空气阻力，小球恰好运动到斜面的左下角C点，己知重力加速度A. 小球从A点运动到C点的过程中做变加速曲线运动B. 小球从A点运动到C点的时间为伊C. AD边的长度为V。砰sin。D. 小球运动到C点时重力的瞬时功率为mgV2ghsin0【解答】解:A、小球运动过程中的合外力为F=mgsin0,加速度为a=gsin0，加速度不变，做匀加速曲线运动，故A错误；B.动车位移为s=

24、2Pt'mvrn2fvc.平均速度为2D. 动车先做匀加速运动后做加速度减小的加速运动4. 图（a）中物块A静止在水平地面上，受到水平拉力F的作用，F与时间t的关系如图（b）所示。设物块与地面间的最大静摩擦力Ffm的大小与滑动摩擦力的大小相等，则（）A. ti时刻物块的速度为零B. t2时刻物块的速度最大C. t3时刻F的功率为零D. tit3时间内F对物块先做正功后做负功5. 如图所示为质量为m的汽车在水平路面上启动过程的v-t图象，Oa为过原点的倾斜直 线，ab段是汽车以额定功率行驶时的加速阶段速度随时间变化的曲线，be段是与ab段 相切的水平直线。整个启动过程中阻力恒为f,则下列

25、说法正确的是（）A. 0ti时间内汽车牵引力F=f+-mtlB. 0ti时间内汽车以恒定功率做匀加速运动V 1 +v nC. t|t2时间内汽车的平均速度为_2D. tl时刻汽车的牵引力小于t2时刻汽车的牵引力6. 用人工智能机器人为患者送药，可以有效防控病毒传播。某一隔离病区的配药点和目标位置在相距43m的直线通道上，机器人送药时从静止开始启动，达到最大速度后匀速运B、小球从A运动到C的时间满足：Xir=,解之可得1=叵,故B错2 sin 9sin 9 y g误；C、AD边的长度为x=vot=v°X二 阻=_-座，故C错误；sin 8 V g sinb、gD、小球运动到C时，垂直初

26、速度方向的速度为”=at=顼原，物体速度沿重力的方向 的分量V3 = V2sinO=V2ghsin0,故小球运动到C点时重力的瞬时功率PG = mgV3 = mgj2ghsin。故选：D。二.填空题（共10小题）16. 如图所示，质量为60kg的某运动员在做俯卧撑运动，运动过程可将她的身体视为一根 直棒。己知重心在C点，其垂线与脚、两手连线中点间的距离OA、OB分别为0.9m和 0.6mo若她在30s内做了 15个俯卧撑，每次肩部上升的距离均为0.4m,每次上下来回用 时约1.5s,在最高处停留约0.5s,则每次克服重力做功约为144 J, 30s内克服重力做 功的功率约为72 W （g取10

27、m/s2）o【解答】解：由题意，由儿何关系，可知一次俯卧撑重心上升高度h为：-0>90. 4 0. 9+0. 6解得 h=0.24m每次克服重力做功为WG=mgh=60X 10X0.24J=144J若她在30s内做了 15个俯卧撑，故在30s内克服重力做功为：Wg 妙=15Wg30s内克服重力做功的功率p3£g. = 15X M4 tf=72tf故答案为：144； 7217. 质量为m的汽车，启动后沿平直路面行驶，如果发动机的功率恒为P,且行驶过程中受到的阻力大小一定，汽车速度能够达到的最大值为V,那么当汽车的车速为0.5V时，汽车的瞬时加速度的大小为a=_JL_omv【解答】

28、解：当牵引力等于阻力时，速度达到最大，则P=fv,解得f=Ev当速度为0.5v时，根据P=F0.5v可得F= P0. 5v v由牛顿第二定律可得Ff=ma,解得a=ALmv故答案为：JLmv18. 高铁在水平直轨道上高速运行时，假设空气阻力占全部阻力的75%,在空气阻力中90% 是车头和车尾形成的压强差阻力，如图所示。某列车在前进时，大气压po,车头压强 l.OO5po,车尾压强O.985po,车身截面积等效为S。则该列年匀速前进过程中，全部阻力 大小为_4.p°s_。保持列车牵引功率不变，进入平直隧道后，车头压强变为l.OlOpo,135车尾压强变为O.O8Opo,如果认为压强差阻

29、力在总阻力中所占比例不变，列车匀速前进的 车速将变为隧道外车速的66.7 %。车昆堀强小行软方向一车头压凳大fL11 I【解答】解：车头和尾部形成的压强差阻力为"=?，= （1.OO5po-O.985po）S=0.02p（）S 受到的全部阻力为f= f + go%。75%是设列车牵引力功率为P,当牵引力等于阻力时，列车做匀速运动，则由P=fv,解得v=¥ 列车匀速前进的车速将变为隧道外车速的百分比为：,Vo f0.02pnSW，=（1.010p0-0. O8Opo）S=66* 7%故答案为：s； 66.7135 P。'19. 如图所示，斜面倾角为45。,从斜面上方A

30、点处由静止释放一个质量为m=lkg的弹 性小球，在B点处和斜面碰撞，碰撞后速度大小不变，方向变为水平，经过一段时间在 C点再次与斜面碰撞。己知A、B两点的高度差为h=3.2ni,重力加速度为g,取g=10m/s2, 不考虑空气阻力。（1）小球在AB段运动过程中重力做功的平均功率P= 40W ；（2）小球落到C点时速度的大小为【解答】解：（I）小球AB段下落的时间为t,由gt?得所以小球在AB段运动过程中重力做功的平均功率为pJngh=lX10X3.2W0Vt U. o小球与斜面碰撞时的速度为v=gt= 10X0.8m/s=8m/s（2）小球与斜面碰撞后做平抛运动，设再次与斜面碰撞所经历的时间为

31、t',由平抛运动规律可得x = vt，由几何关系可得tan45° =x代入数据解得t' =l.6s所以小球落到C点时的速度大小为vc =Vv2+（gtz ）2=V82+（10X1.6）2m/s=整血故答案为：（l）40W； （2） 8V5m/s20. 某汽车发动机的额定功率为60kW,汽车质量为5t,汽车在运动中所受阻力的大小恒为 车重的0.1倍。（g取IOm/s2）（1）汽车运动中所受阻力大小为5000 N。（2）若汽车以额定功率启动，则汽车所能达到的最大速度是一 12 m/s。（3）若汽车以额定功率启动，当汽车速度达到5m/s时，其加速度是1.4 m/s2o（4）

32、若汽车以恒定加速度0.5m/s2启动，则其匀加速过程最长能维持16 s。【解答】解：（1）根据题意可知汽车运动中所受阻力大小为：f=0.IX50（）0Xl（）N = 50（）0N(2)汽车以额定功率启动，当a=()时，v达到最大值vm°根据公式P=Fv,得汽车所能达到的最大速度为：v 二 60000_wm f 0.1X50000 ° 应(3)当速度为5m/s时，根据公式P=Fv,得牵引力为：卜史=6000。n=12000Nv 5根据牛顿第二定律得加速度为'咛普衿m/s2=l. 4m/ s'(4)由功率公式P=Fv根据牛顿第二定律得:F- f=ma'则

33、匀加速末的速度为:二 P 二 60000 飞出二5000+5000X0. 5in/s=8m/s根据速度-时间公式,得匀加速直线运动的时间为：t=-=-s=16s a 0.5故答案为：(I) 5000；(2) 12； (3) 1.4； (4) 16o21. 下表列出某种型号轿车的部分数据，根据表中数据可知：该车以最大功率和最高速度在 水平路面上匀速行驶时所受阻力的大小是_ 3OOON ；假定轿车所受阻力恒定，若轿车保 持最大功率行驶，当轿车载重200kg、速度达到10m/s时，加速度为10m/s2 °净重/kg10(X)发动机排量/L2.2最高时速/km *h 11800- lOOkn

34、Vh的加速度时间/s9.9最大功率/kw150【解答】解：由表格得：vm= 180 km/h=50m/s 当牵引力等于阻力时，速度最大。所以f=F=乌=匹竺顼_n = 3OO()N°vm 5°P根据 P=Fv 得：F' =5L=15OOON,v根据牛顿第二定律得：a=- = 10 m/s2m故答案为：3OOON； IOm/s2o22.某汽车的质量为2.0Xl()3kg,额定功率为60kW,它在水平公路上行驶时所受阻力大小恒为5X|（）3n.汽车从静止开始做加速度为2m/s2的匀加速直线运动，它能维持这一过程的时间为 12 s；随后汽车又以额定功率运动了一段距离后达到

35、了最大速度，可判断 一 3一出此过程中它的加速度在逐渐减小，理由是由P = Fv可知，P犯不变，速度v变大时，牵引力F变小，再由F-f=ma,合力变小，则加速度a也变小 。【解答】解：根据牛顿第二定律知，F-f=ma得汽车以a=2m/s2加速运动时的牵引力F=f+ma=5X103N+2X 103X2N=9X 103N再根据P=Fv可得汽车做匀加速运动的最大速度vmax= 60 X 1 Q3 m/s=-m/sF 9X103320根据匀加速运动的速度时间关系得汽车做匀加速运动的时间（=Z=_3_S=M a 23随后汽车又以额定功率运动了一段距离，由P=Fv可知，P额不变，速度v变大时，牵引力F变小

36、，再由F-f=ma,合力变小，则加速度a也变小。故答案为：12；由PFv可知，P额不变，速度v变大时，牵引力F变小，再由F-f 3= ma,合力变小，则加速度a也变小。23. 某汽车发动机的额定功率为60kW,汽车质量为5t,汽车在运动中所受阻力的大小恒为车重的0.1倍。（g取lOnVs2）（1）若汽车以额定功率启动，则汽车所能达到的最大速度是12 m/s：（2）若汽车以额定功率启动，当汽车速度达到5m/s时，其加速度是1.4 m/s2：（3）若汽车以恒定加速度0.5m/s2启动，则其匀加速过程最长能维持16 s。【解答】解：（1）当牵引力等于阻力时，速度达到最大，根据P = fv可得v =P

37、 _60000_1O /f =0. IX 500OX 12in/s（2）根据P=Fv可得f=L=60000m=12000N根据牛顿第二定律可得F-f=ma,v 5解得1 = 12000-0.1X5000X 1022m5000 ws s（3）根据牛顿第二定律可知F' -f=ma',解得F =f+ma' =75OON,由P=Fv可知v"根据 v=ai 解得：土一二16sra故答案为：（1） 12； （2） 1.4： （3） 1624. 某种型号汽车发动机的额定功率为60kW,设汽车在水平公路上行驶时受到的阻力恒定，大小为2000N,发动机在额定功率下，汽车匀速行驶

38、的速度v= 30 m/s：当汽车以10m/s的速度匀速行驶时，发动机的实际功率P= 20000 Wo【解答】解：汽车匀速行驶时，牵引力与阻力平衡，有F=f, 根据P=Fv = fv得，匀速行驶的速度v=L=60000f 2000当汽车以lOm/s的速度匀速行驶时，牵引力等于阻力，发动机输出的实际功率P=Fv'= fv' = 2000 X 10W=2000() W：故答案为：30, 2000()25. 一质量为2kg的物体由静止开始自由落下，在第3s内重力的平均功率为在 3s末重:力的瞬时功率为600 W。【解答】解：3s内下落的位移h=gt2=X 10X32m=45m22物体第

39、3s内下降的高度为八h=h-ygtz 2=45m-yX 10X 22m=25m第3s内重力平均功率为下*h=2Xl?X25*5oo¥t313s末的速度为v=gt=30m/s故重力瞬时功率为P=mgv=20X 30W=600W故答案为：500, 600c三.解答题(共5小题)26. 如图所示，质量m=2kg的滑块以vo=16m/s的初速度沿倾角0 = 37°的斜面上滑，经 t=2s滑行到最高点。然后，滑块返回到出发点。己知sin37° =0.6, cos37° =0.8,求滑 块(1) 最大位移值x；(2) 与斜面间的动摩擦因数；(3) 从最高点返I可到出

40、发点的过程中重力的平均功率下。I解答】解：小车向上做匀减速直线运动，根据匀变速直线运动推论有：x=t代入数据解得:小车向上做匀减速直线运动，根据加速度定义得加速度大小：虾半=普项=8m/s2上滑过程，由牛顿第二定律得：nigsinO+|inigcosO = mai 得：电=昭sinEMmgcos8 =g皿昭go代入数据解得：.=整1=铢潸亏=。.25(3)小车下滑过程，由牛顿第二定律得：mgsinO - |imgcos0 = ma2代入数据解得：- “叫。，®_ pgcosf) = 1 () X ().6 - 0.25 X 10Xm0.8m/s2=4m/s2由运动学公式得：vt=2a

41、2x=V2x 4x 16m/s= W2m/s=11.3m/s得重力的平均功P=mgcos(90° - e)=2X lOX-XQ. &W= 48/W=67.9W 2答：(1)最大位移值x为16m；（2）与斜面间的动摩擦因数为0.25：（3）从最高点返回到出发点的过程中重力的平均功率下为67.9W。27.如图所示为塔式起重机的模型，用输出功率为100kW的电动机P将质量为2.5Xl（）3kg 货物Q从地面竖直向上吊起至10m的高度。则（1）若货物Q匀速上升，求货物匀速上升的速度vo；（2）某时刻货物Q的速度为2.5m/s,求此时货物Q的加速度大小；（3）若经过0.6s时，货物Q恰

42、达到最大速度，求货物上升到10m高度所用的时间。【解答】解：（1）货物匀速上升时，其加速度为零，有拉力F=mg。发动机的功率P=Fv0解得：vo=M=1°°' P m/s=4m/s哗 2.5X 103X 10(2)货物在加速度的过程中，有P=Fv, F = Ev根据牛顿第二定律有：-mg=ma3解得：a= - g= (' 0 10) m/s2=6m/s2皿 2.5X 103X2.5(3)货物从静止加速度到最大速度的过程中，有Pti - mghi =Am v 2 - 020代入数据有：1(X)X 103WX().6s - 2.5X 103kgX 10m/s2X

43、hi=Ax2.5X l()3kgX (2.5m/s) 22解得：h| = 1.6m此后，货物匀速上升，根据匀速直线运动规律有h - hi=vol2拦也=10T.6s=2.1svo 4故货物上升的时间为：t=ti+t2=0.6+2.1=2.7s答：(1)货物匀速上升的速度4m/s；(2) 货物Q的加速度大小为6m/s2；(3) 货物上升到10mA度用时2.1so28. 质量为500t的火车，以恒定功率沿平直轨道行驶，在3min内行驶1.45km,速度由18km/h 增加到最大速度54km/h,求火车的功率(g=10m/s2).【解答】解：由动能定理得W奉+W PH=lnivm2 - -Imv22

44、2其中w Hl= - Ft-x, W牵是一个变力的功，但因该力的功率恒定，故可用W=Pt计算. 这样式变为 Pt - Ffx=-lmvni2 - Amv222又因达最大速度时F=Ff,故Vn】=上Ff联立解得P=600kW.答：火车的功率为600kW.29. 高速连续曝光照相机可在底片上重叠形成多个图象。现利用这架照相机对某款家用汽车 的加速性能进行研究，图为汽车做匀加速直线运动时连续三次曝光的照片，照相机每两 次曝光的时间间隔为2.0s,第一个2s时间内的位移9m,在第二个2s时间内的位移15m。已知该汽车的质量为1000kg,额定功率为90kW,汽车运动过程中所受的阻力始终为1500No（

45、1）若汽车由静止开始以此加速度做匀加速运动，则匀加速运动状态能保持多长时间？（2）若该汽车从静止开始运动，牵引力不超过3000N,求汽车运动2400m所用的最短时 间（汽车己经达到最大速度）。【解答】解：（1）由图可得汽车在第1个2s时间内的位移为：xi=9m, 第2个2s时间内的位移为：X2= 15 m汽车的加速度为：=成$2= 5 01/$2.T2 22由F - Ff=ma得汽车牵引力为：F=R+ma= (1 500+1 000X1.5) N=3 000 N汽车做匀加速运动的末速度为:、,=P 二90000?= 3000m/s=3° m/s匀加速运动保持的时间护;诚s=20s.（

46、2）汽车所能达到的最大速度为:Vm=%=m/s=60in/S由（1）知匀加速运动的时间ti=20s,运动的距离为:xi' =yt1=y-X20m=300m所以，后阶段以恒定功率运动的距离为:X2 = （2 400- 300） m=2 100 m对后阶段以恒定功率运动，有：P"2-FfX2, =lm （vm2-v2）2代入数据解得为：t2=50s所以，所求时间为：t.=ti+t2= （20+50） s=70s.答：（1）若汽车由静止开始以此加速度做匀加速运动，则匀加速运动状态能保持20s；（2）若该汽车从静止开始运动，牵引力不超过3000N,汽车运动2400m所用的最短时间 为

47、 70s。30. 如图所示是一学生骑车爬坡的情形，假如他骑车时的最大功率是1200 W,车和学生的总质量是75kg,斜坡倾角为30° ,运动过程中受到的摩擦阻力恒为60N,则此学生骑车上坡的最大速度是多少？假如他在水平路面I.骑车，最大速度可达到多少？学生骑车上坡的过程受到总的阻力是：F Hi=mgsin 0+f=435N当学生骑车达到最大速度时，一定做匀速运动，此时它受到的合力为零,即F引=F阻P由P=Fv,可得学生骑车上坡的最大速度：Vmax=-Q2.8m/sF阻（2）若自行车在平直的公路上行驶，他受到的阻力仅是：f=60N达到最大速度时匀速运动，必有F'引=£

48、且P = Pmax，P所以最大车速可达到：max=_J=1200_ in/s=20m/sf 60答：（1）此学生骑车上坡的最大速度约为2.8m/s；（2）他在水平路面上骑车，最大速度可达到2（）m/s。动，之后适时制动减速，恰好把药物送到1=1标位置。机器人运动过程的v-t图象如图所示，若机器人（含药物）的总质量为50kg,运动过程受到的阻力为20N,则（）A. 机器人匀速运动的时间为17sB. 机器人减速过程位移的大小为5mC. 机器人减速过程所做的功为60JD. 机器人输出的最大功率为200W7. 一质量为2kg的物块静止放在粗糙水平地面上。从t=0时刻开始，物块受到水平推力的 作用并开始

49、运动，t=2s时撤去水平推力，t=6s时物块停止运动，此过程中物块的运动 速度v与时间t变化的关系图象如图所示，重力加速度g=10m/s2o则（）A. 水平推力大小为10NB. t=ls时刻水平推力的瞬时功率为75WC. 整个过程中物块克服摩擦力做功为100JD. 物块与水平地面之间的动摩擦因数为0.58. 风力发电是一种环保的电能获取方式。某风力发电机的叶片转动形成的圆面积为S,某时间风的速度大小为v,风向恰好跟此圆面垂直；此时空气的密度为p,该风力发电机将 空气动能转化为电能的效率为中则风力发电机发电的功率为（）A. r|pSv2B. qpSv2C. r|pSv3D. rpSv3229.

50、如图所示，MN为半圆环的水平直径。现将甲、乙两个相同的小球分别在M、N两点同时以V】、V2的速度水平抛出，两小球刚好落在圆环上的同一点Q,不计空气阻力，则下列说法正确的是（）A. 乙球落到圆环上时的速度有可能沿OQ方向B. 从抛出到落到Q点的过程中，甲球动能的增加量比乙球动能的增加量小C. 落到Q点时，甲球重力的瞬时功率小于乙球重力的瞬时功率D. 若仅增大V2,则两小球在落到圆环上前一定相遇10. 用水平恒力F拉动一物体在水平地面上做直线运动，当速度为v时，力F的瞬时功率为（）A. EB. F2vC. Fv2D. Fvv11. 如图所示，从地面上同一位置抛出两个质量不同小球A、B,分别落在地面

51、上的M、N 点。两小球运动过程中的最大高度相同，且mA<niBo空气阻力不计，下列物理量中，B. 抛出时的速率C. 飞行过程中的速度变化率D. 最大高度处重力的瞬时功率12. 汽车在平直的公路上以额定功率行驶，行驶-段距离后关闭发动机，测出了汽车动能Ek与位移x的关系图象如图所示。已知汽车的质量为1 X 103kg,汽车运动过程中所受地面的阻力恒定，空气的阻力不计。则下列说法正确的是（）B.汽车的额定功率为8000WC. 汽车加速运动的时间为16.25sD. 汽车加速过程中牵引力做的功为8X1（）5j13. 汽车上坡时，在功率保持不变的情况下，由“5”挡换到“4”挡或更低的挡位，其目的是

52、（）A. 增大速度，得到较大的牵引力B. 增大速度，得到较小的牵引力C. 减小速度，得到较大的牵引力D. 减小速度，得到较小的牵引力14. 如图所示，倾角为30°的斜面体固定在水平地面上，一根不可伸长的轻绳两端分别系 着小球A和小物块B,跨过固定于斜面体顶端的定滑轮0（不计滑轮的摩擦），A的质量 为m, B的质量为4m。开始时，用手托住A,使OA段绳恰好处于水平伸直状态（绳中 无拉力），OB绳平行于斜面，此时B静止不动，将A由静止释放，在其下摆过程中B始 终保持静止。则在绳子到达竖直位置之前，下列说法正确的是（）A. 物块B受到的摩擦力方向直沿着斜面向上B. 物块B受到的摩擦力大小可

53、能始终不变C. 小球所受重力的功率一直增大D. 地面对斜面体的摩擦力方向一直水平向右15. 如图所示，一光滑斜面体固定在水平面上，其斜面ABCD为矩形，与水平面的夹角为。,AD边水平且距水平面的高度为h°现将质量为m的小球从斜面上的A点沿AD方向以 速度vo水平抛出，忽略空气阻力，小球恰好运动到斜面的左下角C点，2知重力加速度 为g,下列说法正确的是（）DA.B.小球从A点运动到C点的时间为傍C.AD边的长度为vn0小球从A点运动到C点的过程中做变加速曲线运动D.小球运动到C点时重力的瞬时功率为mgV2ihsin6 二.填空题（共10小题）16. 如图所示，质量为6（）kg的某运动员

54、在做俯卧撑运动，运动过程可将她的身体视为一根直棒。己知重心在C点，其垂线与脚、两手连线中点间的距离OA、OB分别为0.9m和0.6m。若她在30s内做了 15个俯卧撑，每次肩部上升的距离均为0.4m,每次上下来I口I用时约1.5s,在最高处停留约0.5s,则每次克服重力做功约为J, 30s内克服重力做功的功率约为W （g取10m/s2）o17. 质量为m的汽车，启动后沿平直路面行驶，如果发动机的功率恒为P,且行驶过程中受到的阻力大小一定，汽车速度能够达到的最大值为v,那么当汽车的车速为0.5v时，汽车的瞬时加速度的大小为a=o18. 高铁在水平直轨道上高速运行时，假设空气阻力占全部阻力的75%,在空气阻力中90%是车头和车尾形成的压强差阻力，如图所示。某列车在前进时，大气压po,车头压强l.OO5po,车尾压强O.985po,车身截面积等效为S。则该列年匀速前进过程中，全部阻力大小为。保持列车牵引功率不变，进入平直隧道后，车头压强变为l.OlOpo,车尾压强变为0.080p（）,如果认为压强差阻力在总阻力中所占比例不变，列车匀速前进的车速将变为隧道外车速的%。车昆堀强小行软方向一车头压凳大fL11 I19. 如图所示，斜面倾角为45。，从斜面上方A点