高中物理-7.3功率教学设计学情分析教材分析课后反思

《功率》测评练习一、选择题1．质量为m的物体，在水平恒力F的作用下，在光滑水平面上从静止开始运动，则有(B)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＝eq\f(F,m)，t时刻的速度v＝at＝eq\f(Ft,m)，t时刻的功率P＝Fv＝Fat＝eq\f(F2t,m)，因为F、m为定值，所以P与t成正比，即P逐渐增大，故B正确，A错误；0～t时间内F的平均功率P＝Feq\f(v,2)＝Feq\f(at,2)＝eq\f(F2t,2m)，即某时刻的瞬时功率大于从开始到此时刻这段时间内的平均功率．故C、D错误．2．一个质量M＝2kg的物体从静止开始自由下落，则第2s内重力的平均功率是(B)A．400WB．300WC．200WD．100W解析：由v＝gt得物体在第1s、2s末的速度分别为v1＝10m/s，v2＝20m/s，第2s内的平均速度eq\o(v,\s\up6(－))＝eq\f(v1＋v2,2)＝15m/s，所以第2s内重力的平均功率P＝mgeq\o(v,\s\up6(－))＝300W，B正确．3．如图，一长为L的轻杆一端固定在光滑铰链上，另一端固定一质量为m的小球．一水平向右的拉力作用于杆的中点，使杆以角速度ω匀速转动，当杆与水平方向成60°时，拉力的功率为(C)A．mgLωB.eq\f(\r(3),2)mgLωC.eq\f(1,2)mgLωD.eq\f(\r(3),6)mgLω解析：小球的线速度v＝Lω，当杆与水平方向成60°时，重力与速度方向的夹角θ＝120°，此时重力做功的功率P＝mgvcosθ＝－eq\f(1,2)mgLω，而拉力的功率等于轻杆克服重力做功的功率，故选项C正确．4．设匀速行驶的汽车，发动机的功率保持不变，则(AC)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，汽车不载货时比载货时行驶得快D．在同一路面上，汽车不载货时比载货时行驶得慢解析：汽车匀速行驶时有F＝f，又v＝eq\f(P,F)，所以v＝eq\f(P,f).显然，阻力越大，汽车行驶得越慢，故选项A、C正确．5．质量为2t的汽车，发动机的功率为30kW，在水平公路上能以54km/h的最大速度行驶，如果保持功率不变，则汽车的速度为36km/h时，汽车的加速度为(A)A．0.5m/s2B．1m/s2C．1.5m/s2D．2m/s26．如图所示，在自动扶梯以恒定的速度v运转时，第一次有一个人站到扶梯上相对扶梯静止不动，扶梯载他上楼过程中对他做功为W1，电机带动扶梯做功功率为P1，第二次这人在运动的扶梯上又以相对扶梯的速度v′同时匀速向上走，则这次扶梯对该人做功为W2，电机带动扶梯做功功率为P2，以下说法中正确的是(B)A．W1>W2，P1>P2B．W1>W2，P1＝P2C．W1＝W2，P1>P2D．W1＝W2，P1＝P27．物体在水平地面上受到水平拉力F作用，在6s内v－t图象和力F做功功率的P－t图象如下图甲、乙所示，则物体的质量为(g取10m/s2)(B)A.eq\f(5,3)kgB.eq\f(10,9)kgC．0.9kgD．0.6kg解析：由v－t图象可知物体在0～2s内做匀加速直线运动，其中a＝3m/s2，2s～6s内做匀速直线运动，速度v＝6m/s，而且拉力F＝Ff，由P＝Fv＝Ffv可得Ff＝eq\f(P,v)＝eq\f(10,6)N＝5N，由牛顿第二定律得F1＋Ff＝ma，所以质量m＝eq\f(F1－Ff,a)＝eq\f(5－\f(5,3),3)kg＝eq\f(10,9)kg，故正确答案为B.8．“神舟九号”宇航员在进行素质训练时，抓住秋千杆由水平状态开始下摆，如图所示，在到达竖直状态的过程中，宇航员所受重力的瞬时功率的变化情况是(C)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：本题可以用极限法来判断．瞬时功率P＝Fvcosα，初始状态v＝0，当杆摆至竖直时，cosα＝0，即宇航员在开始下落时、落至最低点时的重力的瞬时功率为0，故可推断重力的瞬时功率先增大后减小，可知C正确．9．某科技创新小组设计制作出一种全自动升降机模型，用电动机通过钢丝绳拉着升降机由静止开始匀加速上升，已知升降机的质量为m，当升降机的速度为v1时，电动机的电功率达到最大值P，此后电动机保持该功率不变，直到升降机以最大速度v2匀速上升为止，整个过程中忽略摩擦阻力及空气阻力，重力加速度为g.有关此过程下列说法正确的是(BD)A．钢丝绳的最大拉力为eq\f(P,v2)B．升降机的最大速度v2＝eq\f(P,mg)C．钢丝绳的拉力对升降机所做的功等于升降机克服重力所做的功D．升降机的速度由v1增大至v2过程中，钢丝绳的拉力不断减小解析：升降机先做匀加速运动后做变加速运动再做匀速运动，在匀加速运动过程中钢丝绳的最大拉力大于重力，F>mg＝eq\f(P,v2)，A错．匀速运动时升降机有最大速度v2＝eq\f(P,mg)，B正确．升降机在整个上升过程中，钢丝绳的拉力大于或等于升降机的重力，因此钢丝绳的拉力对升降机所做的功大于升降机克服重力所做的功．升降机速度由v1增大至v2的过程中，钢丝绳的拉力不断减小，最终等于重力．二、非选择题10．质量为3kg的物体，从高30m处自由落下，问：(1)第2s内重力做功的平均功率是多少？(2)第2s末重力做功的功率是多少(g取10m/s2)?解析：(1)第2s内是指一段时间，应对应P＝eq\f(W,t)，是平均功率．第2s内位移l＝eq\f(1,2)g(teq\o\al(2,2)－teq\o\al(2,1))＝eq\f(1,2)×10×(22－12)m＝15m.重力做的功W＝mgl＝3×10×15J＝450J重力在第2s内平均功率P＝eq\f(W,t)＝eq\f(450,1)W＝450W.(2)第2s末指时刻，应采用P＝Fv计算，是瞬时功率．第2s末物体的速度v＝gt2＝10×2m/s＝20m/s第2s末重力做功的瞬时功率P＝mgv＝3×10×20W＝600W.答案：(1)450W(2)600W11．汽车的质量为2.0t，发动机的额定功率为60kW，它在平直公路上行驶的最大速度是108km/h，试讨论：汽车由静止开始，以加速度a＝1.5m/s2启动，能持续多长时间？若接着以额定功率运行，再经15s达到最大速度，那么汽车启动过程中发动机共做了多少功？解析：本题考查功率与牛顿第二定律、运动学公式、功的公式的综合应用．v＝108km/h＝30m/s，由于是最大速度，故有Ff＝F＝eq\f(P,v)＝eq\f(60000,30)N＝2000N.对于匀加速阶段，有F合＝ma＝F1－Ff，代入数据，得F1＝5000N.由P＝Fv可知，达到额定功率时v1＝eq\f(P,F1)＝12m/s.运行时间t1＝eq\f(v1,a1)＝eq\f(12,1.5)s＝8.0s.运行距离s1＝eq\f(1,2)a1teq\o\al(2,1)＝eq