2021年高中物理（新教材）鲁科版必修第二册同步练习：第1章　第2节　功率.docx

1、第 1 章功和机械能 第 2 节 功率 课后篇巩固提升 基础巩固 1.下列关于功率的说法正确的是( ) 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。 答案 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 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)( ) A. =mg2t2,P= mg 2t2 B. =mg2t2,P=mg

2、2t2 C. mg 2t,P=mg2t D. =mg2t,P=2mg2t 解析前 t秒内重力做功的平均功率 mg 2t t秒末重力做功的瞬时功率 P=Fv=mg gt=mg2t。 选项 C正确。 答案 C 3.铁路提速要解决许多具体的技术问题,其中提高机车牵引力功率是一个重要的问题。若匀速行驶 时,列车所受阻力与速度的二次方成正比,即 f=kv2,那么,当列车分别以 120 km/h 和 40 km/h 的速度在 水平直轨道上匀速行驶时,机车的牵引力的功率之比为( ) A.31 B.91 C.271 D.811 解析根据公式 P=fv=kv3,可得列车分别以 120 km/h 和 40 km/

3、h 的速度匀速行驶时,机车的牵引力功率 之比为 271。 答案 C 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。 答案 CD 5. 如图所示,质

4、量为 20 kg的小孩坐在雪橇上,现用一个与水平方向成 =37、大小为 60 N 的力 F拉 着雪橇沿水平地面从静止开始以 a=0.5 m/s2的加速度做匀加速直线运动,已知雪橇的质量为 20 kg,cos 37=0.8。求 2 s 内、第 3 s 时拉力做功的功率。 解析 2 s 内雪橇的位移 s= at 2=1 m 拉力 F做功 WF=Fscos =6010.8 J=48 J 平均功率 W=24 W。 第 3 s时雪橇的速度 v=3a=1.5 m/s,此时拉力的功率 P=Fvcos 37=72 W。 答案 24 W 72 W 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

5、染。其发动机的额定功率为 24 kW,汽车连同驾乘人员总质量为 m=2 t,在水平路面上行驶时受到的阻力是 800 N,求: (1)汽车在额定功率下匀速行驶的速度。 (2)阻力做功的功率大小。 解析(1)汽车匀速行驶时,机车牵引力等于阻力,F=f,又 P=Fv,代入数据得 v=30 m/s。 (2)Pf=fv=80030 W=24 000 W 答案(1)30 m/s (2)24 000 W 能力提升 1. 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( ) 解析小车所受的牵引力和阻力恒

6、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。 答案 D 2. 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( ) 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 PG=mgvy。开始下摆时,vy=0,PG=0;竖直状态 时,vy=0,PG=0;中间状态时,vy0,PG0;所以重力的瞬时功率先增大,后减小。选项 C正确。 答案 C 3. 如图所示,质量相同的两物体从同一高度由静止开始运动,A沿着固定在

7、地面上的光滑斜面下滑,B 做 自由落体运动。两物体分别到达地面时,下列说法正确的是( ) A.重力的平均功率 B.重力的平均功率 C.重力的瞬时功率 PA=PB D.重力的瞬时功率 PAtB,由于重力做功相等, 根据 知, ,故 A、B 错误;根据运动学公式,有 vA=atA= ,vB=gtB= ,则 A 物体重 力的瞬时功率 PA=mgvAsin ,B物体重力的瞬时功率 PB=mgvB,则 PAPB,故 C错误,D 正确。 答案 D 4.如图所示,质量为 60 kg的某运动员在做俯卧撑运动,运动过程中可将她的身体视为一根直棒,已知 重心在 C 点,其垂线与脚、两手连线中点间的距离 Oa、Ob

8、 分别为 0.9 m和 0.6 m,若她在 1 min 内做 了 30 个俯卧撑,每次肩部上升的距离均为 0.4 m,则克服重力做功和相应的功率约为(g取 10 m/s2)( ) A.430 J,7 W B.4 300 J,70 W C.720 J,12 W D.7 200 J,120 W 解析设重心上升高度为 h,根据几何知识可得 ,解得 h=0.24 m,故做一次俯卧撑克服重力 做功为 mgh=144 J,所以一分钟克服重力做功为 W=30144 J=4 320 J,功率约为 P= W=72 W,故 B正确。 答案 B 5.(多选)一辆轿车质量为 m,在平直公路上运行,启动阶段轿车牵引力保

9、持不变,而后以额定功率继续 行驶,经过一定时间,其速度由零增大到最大值 vm,若所受阻力恒为 f。则关于轿车的速度 v、加速度 a、 牵引力 F、功率 P 的图像正确的是( ) 解析由于汽车受到的牵引力不变,阻力不变,所以汽车在开始阶段做匀加速运动,当实际功率达到额定 功率时,功率不增加,再增加速度,就须减小牵引力,当牵引力减小到等于阻力时,加速度等于零,速度达 到最大值 vm= ,所以 A、C、D 正确,B 错误。 答案 ACD 6.某探究性学习小组对一辆自制遥控车的性能进行研究。他们让这辆小车在水平地面上由静止开始 运动,并将小车运动的全过程记录下来,通过数据处理得到如图所示的 v-t图像

10、。已知小车在 0t1时 间内做匀加速直线运动,t110 s时间内小车牵引力的功率保持不变,7 s 末达到最大速度,在 10 s末停 止遥控让小车自由滑行,小车质量 m=1 kg,整个运动过程中小车受到的阻力 f大小不变。求: (1)小车所受阻力 f的大小。 (2)在 t110 s 内小车牵引力的功率 P。 (3)t1的值及小车在 0t1时间内的位移。 解析(1)在 10 s 末撤去牵引力后,小车只在阻力 f作用下做匀减速运动, 由图像可得减速时加速度的大小为 a=2 m/s2 则 f=ma=2 N。 (2)小车做匀速运动阶段即在 710 s 内,设牵引力为 F,则 F=f 由图像可知 vm=6 m/s 解得 P=Fvm=12 W。 (3)设 t1时间内的位移为 s1,加速度大小为 a1,t1时刻的速度大小为 v1, 则由 P=F1v1得 F1=4 N, F1-f=ma1得 a1=2 m/s2, 则 t1= =1.5 s, s1= a1 =2.25 m。 答案(1)2 N (2)12 W (3)1.5 s 2.25 m