2019年高中物理 課下能力提升十五 第七章 第3節(jié) 功率（含解析）新人教版必修2

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1、功率 [基礎(chǔ)練] 一、選擇題 1．[多選](2016·瑞安高一檢測(cè))關(guān)于功率公式P＝Fv，下列說法正確的是(　　) A．當(dāng)F是恒力，v是平均速度時(shí)，對(duì)應(yīng)的P是平均功率 B．當(dāng)v是瞬時(shí)速度時(shí)，對(duì)應(yīng)的P是瞬時(shí)功率 C．只適用于物體做勻速直線運(yùn)動(dòng)的情況 D．只適用于F與v同方向的情況 2．某人用同一水平力F先后兩次拉同一物體，第一次使此物體沿光滑水平面前進(jìn)距離l，第二次使此物體沿粗糙水平面也前進(jìn)距離l，若先后兩次拉力做的功為W1和W2，拉力做功的功率是P1和P2，則(　　) A．W1＝W2，P1＝P2 B．W1＝W2，P1>P2 C．W1>W2，P1>P2 D．W1>W2，

2、P1＝P2 3．一小球以初速度v0水平拋出，不計(jì)空氣阻力，小球在空中運(yùn)動(dòng)的過程中重力做功的功率P隨時(shí)間t變化的圖象是(　　) 4．質(zhì)量為m的汽車啟動(dòng)后沿平直路面行駛，如果發(fā)動(dòng)機(jī)的功率恒為P，且行駛過程中受到的阻力大小一定。當(dāng)汽車速度為v時(shí)，汽車做勻速運(yùn)動(dòng)；當(dāng)汽車速度為時(shí)，汽車的瞬時(shí)加速度的大小為(　　) A. B. C. D. 5．(2016·保定高一檢測(cè))如圖是小孩滑滑梯的情景，假設(shè)滑梯是固定光滑斜面，傾角為30°，小孩質(zhì)量為m，由靜止開始沿滑梯下滑，滑行距離為s時(shí)，重力的瞬時(shí)功率為(　　) A

3、．mg B.mg C．mg D.mg 二、非選擇題 6．如圖甲所示，質(zhì)量為1 kg的物體置于固定斜面上，現(xiàn)對(duì)物體施以平行于斜面向上的拉力F,1 s后將拉力撤去，物體運(yùn)動(dòng)的v-t圖象如圖乙所示，試求： (1)拉力F的大??； (2)拉力F在第1 s內(nèi)的平均功率。 [提能練] 一、選擇題 1．質(zhì)量為5 000 kg的汽車，在水平路面上由靜止開始做加速度為2 m/s2的勻加速直線運(yùn)動(dòng)，所受阻力是1 000 N，汽車在啟動(dòng)后第1 s末牽引力的瞬時(shí)功率為(　　) A．2 kW B

4、．11 kW C．20 kW D．22 kW 2．(2016·三明高一檢測(cè))一個(gè)小孩站在船頭，按圖示兩種情況用同樣大小的力拉繩，經(jīng)過相同的時(shí)間t(船未碰撞)，小孩所做的功W1、W2及在時(shí)間t內(nèi)小孩拉繩的功率P1、P2的關(guān)系為(　　) 　　　　　　甲　　　　　　　　乙 A．W1>W2，P1＝P2 B．W1< W2，P1

5、g取10 m/s2，則(　　) A．物體與水平面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ＝0.5 B．10 s末恒力F的瞬時(shí)功率為6 W C．10 s末物體在計(jì)時(shí)起點(diǎn)左側(cè)2 m處 D．10 s內(nèi)物體克服摩擦力做功34 J 4．[多選]汽車在平直公路上以速度v0勻速行駛，發(fā)動(dòng)機(jī)功率為P，牽引力為F0，t1時(shí)刻，司機(jī)減小了油門，使汽車的功率立即減小一半，并保持該功率繼續(xù)行駛，到t2時(shí)刻，汽車又恢復(fù)了勻速直線運(yùn)動(dòng)。圖中能正確表示這一過程中汽車牽引力F和速度v隨時(shí)間t變化的圖象是(　　) 5．[多選]如圖甲所示，滑輪質(zhì)量、摩擦均不計(jì)，質(zhì)量為2 kg的物體在F作用下由靜止開始向上做勻加速運(yùn)動(dòng)，其速度隨時(shí)間

6、的變化關(guān)系如圖乙所示，由此可知(g取10 m/s2)(　　) A．物體加速度大小為2 m/s2 B．4 s末F的功率大小為42 W C．F的大小為10.5 N D．4 s內(nèi)F做功的平均功率為21 W 二、非選擇題 6．(2016·重慶高一檢測(cè))在水平路面上運(yùn)動(dòng)的汽車的額定功率為60 kW，若其總質(zhì)量為5 t，在水平路面上所受的阻力為5×103 N，試求： (1)汽車所能達(dá)到的最大速度； (2)若汽車以0.5 m/s2的加速度由靜止開始做勻加速運(yùn)動(dòng)，則這一過程能維持多長(zhǎng)時(shí)間； (3)若汽車以額定功率啟動(dòng)，則汽車車速為v′＝2 m/s時(shí)，其加速度多大。 答 案 [基

7、礎(chǔ)練] 1．解析：選ABD　用公式P＝Fv計(jì)算功率時(shí)，F(xiàn)應(yīng)與v方向相同，D正確；當(dāng)v為瞬時(shí)速度時(shí)，F(xiàn)v為瞬時(shí)功率，B正確；v為平均速度，且F為恒力時(shí)，F(xiàn)v為平均功率，A正確；P＝Fv適用于任何運(yùn)動(dòng)的求解，但應(yīng)注意v是力F方向上的速度，C錯(cuò)誤。 2．解析：選B　由于拉力相同而又通過相同的位移，根據(jù)W＝Fl可知拉力對(duì)物體做的功一樣多，但由于沿光滑水平面前進(jìn)所用時(shí)間短，所以P1>P2，故B正確。 3．解析：選A　設(shè)經(jīng)過時(shí)間t速度大小為v，其方向與豎直方向(或重力方向)成θ角，由功率公式P＝Fvcos θ知，此時(shí)重力的功率P＝mgvcos θ＝mgvy＝mg·gt＝mg2t，所以A正確。 4．

8、解析：選C　由題意知，汽車所受阻力Ff＝，汽車速度為時(shí)的牽引力F＝＝，由牛頓第二定律得F－Ff＝ma。聯(lián)立以上三式求得a＝，C正確。 5．解析：選B　小孩的加速度a＝＝g，由v2＝2as得，小孩滑行距離s時(shí)的速率v＝，故此時(shí)重力的瞬時(shí)功率P＝mgvsin 30°＝mg，B正確。 6．解析：(1)由v-t圖象知，當(dāng)撤去拉力F后，物體做勻減速直線運(yùn)動(dòng)，加速度大小 a＝6 m/s2 由牛頓第二定律得Ff＝ma＝6 N 當(dāng)物體受拉力F的作用時(shí)，由牛頓第二定律得 F－Ff＝ma′ 其中由題圖知加速度a′＝12 m/s2 所以F＝18 N (2)物體在拉力F作用下的位移 l＝a′t2＝

9、6 m 所以拉力F在第1 s內(nèi)的平均功率 ＝＝ W＝108 W 答案：(1)18 N　(2)108 W [提能練] 1．解析：選D　汽車的牽引力F＝ma＋Ff＝5 000×2 N＋1 000 N＝11 000 N，汽車第1 s末的速度v＝at＝2 m/s，故第1 s末牽引力的瞬時(shí)功率P＝Fv＝22 000 W＝22 kW，D正確。 2．解析：選B　兩種情況用同樣大小的力拉繩，甲圖中的船與乙圖中左邊的船移動(dòng)的位移相同，但乙圖中右邊的船也要移動(dòng)，故拉力作用點(diǎn)移動(dòng)的距離大。拉力的功等于拉力與作用點(diǎn)在拉力方向上的位移的乘積，故乙圖中拉力做功多，由于時(shí)間相同，故乙圖中拉力的功率大。故B正確。

10、 3．解析：選CD　由v-t圖象得兩段時(shí)間的加速度大小分別為a1＝2 m/s2、a2＝1 m/s2。根據(jù)牛頓第二定律：有F＋μmg＝ma1，F(xiàn)－μmg＝ma2。解得：F＝3 N，μ＝0.05，故A錯(cuò)誤；10 s末恒力F的瞬時(shí)功率P＝Fv＝18 W，B錯(cuò)誤；10 s內(nèi)物體的位移x＝×4 m－×6 m＝－2 m，說明物體10 s末在計(jì)時(shí)起點(diǎn)左側(cè)2 m處，C正確；整個(gè)過程的路程s＝×4 m＋×6 m＝34 m，所以10 s內(nèi)物體克服摩擦力做功W＝μmgs＝34 J，D正確。 4．解析：選AD　由P＝Fv可判斷，開始時(shí)汽車做勻速運(yùn)動(dòng)，則F0＝Ff，P＝F0v0，v0＝，當(dāng)汽車功率減小一半P′＝時(shí)，

11、汽車開始做變減速運(yùn)動(dòng)，其牽引力減小為F1＝＝＝，加速度大小為a＝＝－，由此可見，隨著汽車速度v減小，其加速度a也減小，最終以v＝ 做勻速運(yùn)動(dòng)，A正確；同理，可判斷出汽車的牽引力由F1＝ 最終增加到F0，D正確。 5．解析：選BCD　由速度—時(shí)間圖象可得加速度a＝0.5 m/s2，由牛頓第二定律得2F－mg＝ma，解得F＝＝10.5 N，P＝F·2v＝10.5×2×2 W＝42 W，＝＝＝ W＝21 W，B、C、D正確。 6．解析：(1)當(dāng)汽車速度達(dá)到最大時(shí)，牽引力F＝Ff， 則由P＝Fv得汽車所能達(dá)到的最大速度為 vmax＝＝ m/s＝12 m/s (2)汽車以恒定的加速度a做勻加速運(yùn)動(dòng)，設(shè)能夠達(dá)到的最大速度為v，則由 －Ff＝ma得 v＝＝ m/s ＝8 m/s 由v＝at得這一過程維持的時(shí)間為 t＝＝ s＝16 s (3)當(dāng)汽車以額定功率啟動(dòng)達(dá)到2 m/s的速度時(shí)，牽引力為 F′＝＝ N＝3×104 N 由牛頓第二定律得汽車的加速度為 a′＝＝ m/s2 ＝5 m/s2 答案：(1)12 m/s　(2)16 s　(3)5 m/s2 6