2019_2020学年新教材高中物理第八章机械能守恒定律第1节第2课时功率练习含解析新人教版必修第二册.doc
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功率 (建议用时:30分钟) A组 学业达标练 1.关于功率,下列说法正确的是( ) A.功率是描述力对物体做功多少的物理量 B.力做功时间越长,力的功率一定越小 C.力对物体做功越快,力的功率一定越大 D.力对物体做功越多,力的功率一定越大 解析:选C.功率是描述力对物体做功快慢的物理量,做功越快,功率越大,A错误,C正确;力对物体做功时间长,未必做功慢,B错误;力对物体做功多,未必做功快,D错误. 2.从空中以40 m/s的初速度平抛一重为10 N的物体,物体在空中运动3 s落地,不计空气阻力,取g=10 m/s2,则物体落地前瞬间,重力的瞬时功率为( ) A.300 W B.400 W C.500 W D.700 W 解析:选A.物体落地瞬间vy=gt=30 m/s,所以PG=Gvy=300 W,故A正确. 3.(2019·广东佛山期末)为了行驶安全,小车进入城区应适当减速,某小车进入城区前功率恒为P,做匀速直线运动,进入城区后仍沿直线行驶,所受阻力不变,但功率立刻变为,并保持此功率不变.下列说法正确的是( ) A.小车做匀速直线运动 B.小车做匀减速直线运动 C.小车做先匀速后减速直线运动 D.小车做先减速后匀速直线运动 解析:选D.匀速运动时,牵引力等于阻力,即F=f且功率P=Fv,当功率减半,速度不突变,则牵引力变为<f,小车做减速运动,因为速度减小,功率不变,则牵引力由逐渐增大,直到增大到和摩擦力相等,根据牛顿第二定律可知小车的加速度逐渐减小最后为零,小车先做加速度减小的减速运动后做匀速直线运动,故选项D正确. 4.(2019·江苏盐城期末)2018年12月,时速350 km的“复兴号”新型动车组首次公开亮相,如图所示. 设动车运行时受到的阻力与速度成正比. 若动车以速度v匀速行驶,发动机的功率为P. 当动车以速度2v匀速行驶,则发动机的功率为( ) A.P B.2P C.4P D.8P 解析:选C.由于动车运行时所受的阻力与它的速度成正比,所以动车以速度v水平匀速运行时,受到的阻力的大小为:f=kv,此时动车受到的阻力的大小和牵引力的大小相等,即:P=Fv=fv=kv2,当动车以速度2v水平匀速运行时,动车受到的阻力的大小为:f′=2kv=2f,所以此时的功率的大小为:P′=f′·2v=2f·2v=4P,选项C正确. 5.(2019·吉林白山期末)质量为1 kg的物体做匀变速直线运动,其位移随时间变化的规律为x=2t+t2(m).t=2 s 时,该物体所受合力的功率为( ) A.6 W B.8 W C.10 W D.12 W 解析:选D.根据x=v0t+at2=2t+t2知质点的加速度a=2 m/s2,初速度为v0=2 m/s,根据v=v0+at可知t=2 s时速度为v=6 m/s,根据牛顿第二定律可知物体所受合力F=ma=2 N,t=2 s时,该物体所受合力的功率为P=Fv=12 W,故选项D正确,A、B、C错误. 6.(2019·广东深圳期末)质量为2 000 kg的汽车在水平路面上匀加速启动,阻力恒为1 000 N,t=20 s时发动机达到额定功率,此后,功率保持不变,其运动的v-t图像如下,下列说法正确的是( ) A.在t=40 s时汽车达到最大速度 B.汽车的额定功率为20 000 W C.匀加速阶段,汽车的加速度大小为1 m/s2 D.加速过程中,汽车的牵引力一直在增大 解析:选B.t=20 s时发动机达到额定功率,t=20 s之后,汽车做加速度减小的加速运动,直到达到最大速度,由v-t图像可知,在t=40 s时汽车尚未达到最大速度,故A错误;匀加速阶段,汽车的加速度a== m/s2=0.5 m/s2,根据牛顿第二定律有:F-Ff=ma,汽车的牵引力F=ma+Ff=2 000 N,t=20 s时发动机达到额定功率P=Fv=20 000 W,故B正确,C错误;汽车达到额定功率后,牵引力大于阻力,速度还要继续增大,在功率保持不变的情况下,由P=Fv知,随着速度的增大,牵引力要减小,直到汽车达到最大速度时,牵引力F=Ff=1 000 N,故D错误. 7.(多选)(2019·辽宁葫芦岛期末)机车以恒定加速度启动,在达到额定功率之前的过程中,下列速度-时间、机车功率-时间图像中正确的是( ) 解析:选AC.机车保持加速度不变启动,则速度为v=at,在达到额定功率前均做匀加速直线运动,v-t图像为过原点的倾斜直线,故A正确,B错误;机车的功率P=Fv,匀加速直线运动v=at,联立有P=Fat,可知机车的功率随时间均匀增大,故C正确,D错误. 8.(2019·湖南娄底高一期末)质量为1.5×103 kg的汽车以某一恒定功率启动后沿平直路面行驶,且行驶过程中受到的阻力恒定,汽车能够达到的最大速度为30 m/s.若汽车的速度大小为10 m/s时的加速度大小为4 m/s2,则该恒定功率为( ) A.90 kW B.75 kW C.60 kW D.4 kW 解析:选A.汽车以恒定的功率启动,由牛顿第二定律F-f=ma和功率Pm=Fv联立可得-f=ma,当速度为10 m/s时的加速度大小为4 m/s2,即:-f=4m;而汽车达到最大速度时加速度为零,有:=f;联立两式解得:Pm=60m=60×1.5×103 W=90 kW. 9.从空中以30 m/s的初速度平抛一个质量为1 kg的物体,物体在空中运动4 s落地,不计空气阻力.求4 s内重力的平均功率和落地时重力的瞬时功率(g取10 m/s2). 解析:设物体刚抛出时距地面的高度为h, 则有h=gt2① 4 s内重力的平均功率==② ①②两式联立得=mg2t=200 W 物体在4 s末落地时竖直方向的瞬时速度vy=gt=40 m/s 则4 s末重力的瞬时功率P=mgvy=400 W. 答案:200 W 400 W B组 素养提升练 10.(多选)(2019·河南平顶山期末)如图甲所示,物体受到水平推力F的作用在粗糙水平面上做直线运动.监测到推力F、物体速度v随时间t变化的规律如图乙、丙所示.取g=10 m/s2,则( ) A.第1 s内推力做功为1 J B.第2 s内摩擦力做的功为W=2.0 J C.第1.5 s时推力F的功率为3 W D.第2 s内推力F做功的平均功率=3 W 解析:选CD.由v-t图可知第1 s内物体速度为零没有运动,所以推力做的功为零,A错误;由v-t图和F-t图可知第3 s内物体匀速则f=F=2 N,第2 s内位移为1 m,由Wf=-fL=-2×1 J=-2.0 J,则B错误;1.5 s时的瞬时速度为1 m/s,推力为3 N,则由P=Fv=3×1 W=3 W,C正确;第2 s内的推力为3 N,第2 s内物体做匀加速直线运动平均速度为1 m/s,由=F=3×1 W=3 W,D正确. 11.(多选)一辆汽车在水平路面上由静止启动,在前5 s内做匀加速直线运动,5 s末达到额定功率,之后保持额定功率运动,其v-t 图像如图所示.已知汽车的质量为m=2×103 kg,汽车受到阻力为车重的0.1,g取10 m/s2,则( ) A.汽车在前5 s内的牵引力为3×103 N B.汽车在前5 s内的牵引力为6×103 N C.汽车的额定功率为60 kW D.汽车的最大速度为60 m/s 解析:选BC.汽车受到的阻力为f=0.1×2×103×10 N=2×103 N,前5 s内,由图知a=2 m/s2,由牛顿第二定律可知F-f=ma,求得汽车的牵引力为F=f+ma=6×103 N,故选项B正确,A错误;t=5 s末功率达到额定功率,汽车的额定功率为P=Fv=6×104 W=60 kW,故选项C正确;当牵引力等于阻力时,汽车达最大速度,则最大速度vmax==30 m/s,故选项D错误. 12.(2019·长春外国语学校期末)一辆重5 t的汽车,发动机的额定功率为80 kW.汽车从静止开始以加速度a=1 m/s2做匀加速直线运动,车受的阻力为车重的0.06.(g取10 m/s2)求: (1)汽车做匀加速直线运动的最长时间; (2)汽车开始运动后第5 s末的瞬时功率; (3)汽车的最大速度. 解析:(1)匀加速过程,由牛顿第二定律得: F-f=ma 匀加速的最大速度: v== m/s=10 m/s 匀加速运动的时间: t== s=10 s. (2)5 s末汽车的速度: v′=at′=1×5 m/s=5 m/s 汽车的瞬时功率: P′=Fv′=8 000×5 W=4×104 W=40 kW. (3)汽车匀速运动时速度最大,由平衡条件可知,速度最大时汽车的牵引力: F″=f=0.06mg=3 000 N 由P=Fv可知,汽车的最大速度: v== m/s≈26.67 m/s. 答案:(1)10 s (2)40 kW (3)26.67 m/s 6- 配套讲稿:
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