鲁科版高中物理必修第二册课后习题 第1章 功和机械能 第2节 功率.docVIP

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第2节功率

必备知识基础练

1.下列关于功率的说法正确的是(D)

A.力对物体做的功越多,功率就越大

B.做功时间短的机械,功率大

C.完成相同的功,用的时间越长,功率越大

D.功率大的机械在单位时间内做的功会更多

解析功率与做功多少和时间长短没有必然的联系,选项A、B错误;完成相同的功,用时越长,功率越小,选项C错误。故选D。

2.一个质量为m的小球做自由落体运动,那么,在前t秒内重力对它做功的平均功率P及在t秒末重力做功的瞬时功率P分别为(t秒末小球未着地)(C)

A.P=mg2t2,P=12mg2t

B.P=mg2t2,P=mg2t2

C.P=12mg2

D.P=mg2t,P=2mg2t

解析前t秒内重力做功的平均功率

P=Wt

t秒末重力做功的瞬时功率P=Fv=mg·gt=mg2t

选项C正确。

3.我国高铁动车技术世界领先。一辆CRH2型动车组的总质量M=2.0×105kg,额定输出功率为4800kW。假设该动车组在水平轨道上运动时的最大速度为360km/h,受到的阻力f与速度v满足f=kv,g取10m/s2。下列说法正确的是(C)

A.该动车组以最大速度行驶时的牵引力为6.4×104N

B.从题中给出的数据可算出k=1.0×103N·s/m

C.以额定功率行驶、速度为最大速度一半时,动车组的加速度为0.36m/s2

D.当匀速行驶的速度为最大速度一半时,动车组的输出功率为2400kW

解析最大速度为vm=360km/h=100m/s,根据P=Fv,该动车组以最大速度行驶时的牵引力为F=Pvm=4800×103100N=4.8×104N,故A错误;当牵引力与阻力相等时,速度最大,则F=f=kvm,解得k=480N·s/m,故B错误;速度为v=vm2=50m/s,阻力为f=kv=480×50N=2.4×104N,牵引力为F=P

4.(多选)一辆汽车在水平公路上行驶,设汽车在行驶过程中所受阻力不变,汽车的发动机始终以额定功率输出。关于牵引力和汽车速度,下列说法正确的是(CD)

A.汽车加速行驶时,牵引力不变,速度增大

B.汽车加速行驶时,牵引力增大,速度增大

C.汽车加速行驶时,牵引力减小,速度增大

D.当牵引力等于阻力时,速度达到最大值

解析汽车的发动机输出功率恒定,即P一定,则由公式P=Fv可得出v增大时F减小;当汽车受到的牵引力和阻力相等时,汽车速度达到最大值,而后做匀速直线运动。故选项C、D正确。

5.如图所示,质量为20kg的小孩坐在雪橇上,现用一个与水平方向成α=37°、大小为60N的力F拉着雪橇沿水平地面从静止开始以a=0.5m/s2的加速度做匀加速直线运动,已知雪橇的质量为20kg,cos37°=0.8。求2s内、第3s时拉力做功的功率。

解析2s内雪橇的位移s=12at2

拉力F做功WF=Fscosα=60×1×0.8J=48J

平均功率P=

第3s时雪橇的速度v=at=1.5m/s,此时拉力的功率P=Fvcos37°=72W。

答案24W72W

6.“氢气型”电动汽车利用氢气和氧气直接反应生成水,对环境没有污染。其发动机的额定功率为24kW,汽车连同驾乘人员总质量为m=2t,在水平路面上行驶时受到的阻力是800N,汽车在额定功率下匀速行驶,求:

(1)匀速行驶的速度大小。

(2)阻力做功的功率大小。

解析(1)汽车匀速行驶时,汽车牵引力等于阻力,F=f,又P=Fv,代入数据得v=30m/s。

(2)Pf=fv=800×30W=24000W。

答案(1)30m/s(2)24000W

关键能力提升练

7.一辆小车在水平面上做匀速直线运动,从某时刻起,小车所受牵引力和阻力随时间变化的规律如图所示,则作用在小车上的牵引力F的功率随时间变化的规律是下图中的(D)

解析小车所受的牵引力和阻力恒定,所以小车做匀加速直线运动,牵引力的功率P=Fv=F(v0+at),故选项D正确。

8.飞行员进行素质训练时,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飞行员受到的重力的瞬时功率变化情况是(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

解析根据功率P=Fv可知,飞行员所受重力的瞬时功率P=mgvy。开始下摆时,vy=0,P=0;竖直状态时,vy″=0,P=0;中间状态时,vy≠0,P≠0;所以重力的瞬时功率先增大,后减小。选项C正确。

9.(多选)(江西赣州高一期中)放在粗糙水平地面上质量为0.8kg的物体受到水平拉力的作用,在0~6s内其速度与时间的关系图和该拉力的功率与时间的关系图分别如图甲、乙所示。g取10m/s2。下列说法正确