2024_2025学年高中物理第七章机械能守恒定律3功率课时作业含解析新人教版必修2.doc

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功率

(25分钟·60分)

一、选择题(本题共6小题,每题6分,共36分)

1.一辆汽车在水平大路上行驶,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,下列说法中正确的是 ()

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.当牵引力等于零时,速度达到最大值

【解析】选C。汽车的发动机输出功率恒定,即P肯定时,由公式P=Fv可得出v增大,F减小,但由于合外力方向与汽车运动方向全都,因此汽车速度仍在增大;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C正确。

2.如图所示,质量为m的物体放在光滑的水平面上,两次用力拉物体,都是从静止开头,以相同的加速度移动同样的距离l,第一次拉力F1的方向水平,其次次拉力F2的方向与水平方向成α角斜向上,在此过程中,两力的平均功率为P1和P2,则 ()

A.P1P2 B.P1=P2 C.P1P2

【解析】选B。两次拉力作用下,物体都从静止开头,以相同的加速度移动同样的距离,则物体两次运动时间相同;W1=F1l,W2=F2cosα·l,由牛顿其次定律,知F1=F2cosα,故W1=W2

3.如图所示为举重运动员在0.5s内由支撑到起立将杠铃举起过程中拍摄的两张照片,杠铃的总质量为100kg,已知照片中杠铃的实际直径是40cm,依据照片可估算出该运动员在上述过程中对杠铃做功的平均功率约为 ()

A.700W B.1900W

C.1200W D.2500W

【解析】选C。已知m=100kg,t=0.5s,杠铃上升的距离约为杠铃直径的1.5倍:s≈1.5×40cm=0.60m;所以:G=mg=100×10N=1000N,P==W=

1200W,故本题选C。

4.某车以相同的功率在两种不同的水平路面上行驶,受到的阻力分别为车重的k1和k2倍,最大速率分别为v1和v2,则 ()

A.v2=k1v1 B.v2=v1

C.v2=v1 D.v2=k2v1

【解析】选B。汽车的阻力分别为Ff1=k1mg,Ff2=k2mg,当汽车以相同功率启动达到最大速度时,有F=Ff,故由P=Fv可知最大速度v==,则=,有v2=v1,故选B。

【加固训练】

设飞机飞行中所受阻力与速率的平方成正比,假如飞机以速度v匀速飞行,其发动机功率为P,则当发动机功率为8P时,飞机飞行的速度为 ()

A.vB.2vC.4vD.8v

【解析】选B。飞机匀速飞行时,应有F=F阻=kv2,所以P=kv3,因此功率为8P时v′=2v,B正确。

5.如图所示是甲、乙两物体做功与所用时间的关系图象,那么甲物体的功率P甲与乙物体的功率P乙相比 ()

A.P甲P乙 B.P甲P乙

C.P甲=P乙 D.无法判定

【解析】选B。依据功率的定义式P=可知,在功与所用时间的关系图象中,直线的斜率表示该物体的功率,因此,由图线斜率可知P甲P乙,选项B正确。

6.质量是5×103kg的汽车在水平路面上由静止开头以加速度2.2m/s2做匀加速直线运动,所受阻力是1.0×10

A.2kW B.11kW

C.20kW D.26.4kW

【解析】选D。依据牛顿其次定律有F引-F阻=ma

得F引=ma+F阻=1.2×104N

由vt=at知汽车启动后第1s末的速度为vt=2.2m/s

由P=Fv得第1s末发动机的瞬时功率

P=1.2×104×2.2W=2.64×104W=26.4kW,D正确。

二、计算题(本题共2小题,共24分。要有必要的文字说明和解题步骤,有数值计算的要标明单位)

7.(12分)我国自行研制、具有完全自主学问产权的新一代大型喷气式客机C919首飞成功后,拉开了全面试验试飞的新征程。假设飞机在水平跑道上的滑跑是初速度为零的匀加速直线运动,当位移x=1.6×103m时才能达到起飞所要求的速度v=80m/s。已知飞机质量m=7.0×104kg,滑跑时受到的阻力为自身重力的0.1倍,重力加速度g取

(1)加速度a的大小。

(2)牵引力的平均功率P。

【解析】(1)飞机滑跑过程中做初速度为零的匀加速直线运动,有v2=2ax, ①

代入数据解得a=2m/s2 ②

(2)设飞机滑跑受到的阻力为F阻,

依据题意有F阻=0.1mg ③

设发动机的牵引力为F,

依据牛顿其次定律有F-F阻=ma; ④

设飞机滑跑过程中的平均速度为,有= ⑤

在滑跑阶段,牵引力的平均功率P=F, ⑥

联立②③④⑤⑥得P=8.4×10