高中物理人教版必修2练习：第七章 第3讲 功率 word版含解析

高中物理人教版必修2练习：第七章 第3讲 功率 word版含解析

第 3 讲 功率 [时间：60 分钟] 题组一 对功率的理解 1．下列关于功率的说法中正确的是( ) A．由 P＝W t 知，力做的功越多，功率越大 B．由 P＝Fv 知，物体运动得越快，功率越大 C．由 W＝Pt 知，功率越大，力做的功越多 D．由 P＝Fvcos α知，某一时刻，即使力和速度都很大，但功率不一定大 2．汽车上坡的时候，司机必须换挡，其目的是( ) A．减小速度，得到较小的牵引力 B．增大速度，得到较小的牵引力 C．减小速度，得到较大的牵引力 D．增大速度，得到较大的牵引力 3．拖拉机耕地时一般比在道路上行驶慢，这样做的主要目的是( ) A．节省燃料 B．提高柴油机的功率 C．提高传动机械的效率 D．提高拖拉机的牵引力 题组二 功率的计算 4．某人用同一水平力 F 先后两次拉同一物体，第一次使此物体从静止开始在光滑水平面上前 进 s 距离，第二次使此物体从静止开始在粗糙水平面上前进 s 距离．若先后两次拉力做的功分 别为 W1 和 W2，拉力做功的平均功率分别为 P1 和 P2，则( ) A．W1＝W2，P1＝P2 B．W1＝W2，P1＞P2 C．W1＞W2，P1＞P2 D．W1＞W2，P1＝P2 5．一质量为 m 的木块静止在光滑的水平面上，从 t＝0 开始，将一个大小为 F 的水平恒力作 用在该木块上，在 t＝T 时刻 F 的功率是( ) A.F2T2 m B.F2T m C.F2T 2m D.F2T2 2m 6．一个质量为 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)( ) A. P ＝mg2t2，P＝1 2mg2t2 B. P ＝mg2t2，P＝mg2t2 C. P ＝1 2mg2t，P＝mg2t D. P ＝mg2t，P＝2mg2t 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 1 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( ) 图 1 8．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＝k1 k2 v1 C．v2＝k2 k1 v1 D．v2＝k2v1 题组三 对机车启动问题的理解及应用 9．汽车以恒定功率 P 由静止出发，沿平直路面行驶，最大速度为 v，则下列判断正确的是( ) A．汽车先做匀加速运动，最后做匀速运动 B．汽车先做加速度越来越大的加速运动，最后做匀速运动 C．汽车先做加速度越来越小的加速运动，最后做匀速运动 D．汽车先做加速运动，再做减速运动，最后做匀速运动 10．汽车由静止开始运动，若要使汽车在开始运动后一小段时间内保持匀加速直线运动，则 ( ) A．不断增大牵引力和牵引力的功率 B．不断减小牵引力和牵引力的功率 C．保持牵引力不变，不断增大牵引力功率 D．不能判断牵引力功率怎样变化 11．(2015·新课标全国Ⅱ·17)一汽车在平直公路上行驶．从某时刻开始计时，发动机的功率 P 随时间 t 的变化如图 2 所示．假定汽车所受阻力的大小 f 恒定不变．下列描述该汽车的速度 v 随时间 t 变化的图线中，可能正确的是( ) 图 2 题组四 综合应用 12．从空中以 10 m/s 的初速度水平抛出一质量为 1 kg 的物体，物体在空中运动了 3 s 后落地， 不计空气阻力，g 取 10 m/s2，求 3 s 内物体所受重力做功的平均功率和落地时重力做功的瞬时 功率． 13．质量为 2 000 kg、额定功率为 80 kW 的汽车，在平直公路上行驶中的最大速度为 20 m/s. 若汽车从静止开始做匀加速直线运动，加速度大小为 2 m/s2，运动中的阻力不变．求： (1)汽车所受阻力的大小； (2)3 s 末汽车的瞬时功率； (3)汽车做匀加速运动的时间； (4)汽车在匀加速运动中牵引力所做的功． 答案精析 第 3 讲 功率 1．D [在公式 P＝W t 中，只有 P、W、t 中两个量确定后，第三个量才能确定，故选项 A、C 错误；在 P＝Fv 中，P 与 F、v 有关，故选项 B 错误；在 P＝Fvcos α中，P 还与α有关，故选 项 D 正确．] 2．C 3.D 4．B [两次拉物体用的力都是 F，物体的位移都是 s.由 W＝Fl 可知 W1＝W2.物体在粗糙水平 面上前进时，加速度 a 较小，由 s＝1 2at2 可知用时较长，再由 P＝W t 可知 P1>P2.选项 B 正确．] 5．B [木块加速度 a＝F m ，t＝T 时速度 v＝aT＝FT m ，瞬时功率 P＝Fv＝F2T m .] 6．C [前 t 秒内重力做功的平均功率 P ＝W t ＝mg·1 2gt2 t ＝1 2mg2t t 秒末重力做功的瞬时功率 P＝Fv＝mg·gt＝mg2t.故 C 正确．] 7．D [车所受的牵引力和阻力恒定，所以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．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＝P F ＝P Ff ，则v1 v2 ＝Ff2 Ff1 ＝k2 k1 ，有 v2＝k1 k2 v1，故选 B.] 9．C [汽车在恒定功率下的启动中，力的大小与 v 的大小有关．] 10．C [汽车保持匀加速直线运动，所受合力不变，其中牵引力也不变，但速度增大，牵引力 的功率增大，C 对，A、B、D 错．] 11．A [当汽车的功率为 P1 时，汽车在运动过程中满足 P1＝F1v，因为 P1 不变，v 逐渐增大， 所以牵引力 F1 逐渐减小，由牛顿第二定律得 F1－f＝ma1，f 不变，所以汽车做加速度减小的加 速运动，当 F1＝f 时速度最大，且 vm＝P1 F1 ＝P1 f .当汽车的功率突变为 P2 时，汽车的牵引力突增 为 F2，汽车继续加速，由 P2＝F2v 可知 F2 减小，又因 F2－f＝ma2，所以加速度逐渐减小，直 到 F2＝f 时，速度最大 vm′＝P2 f ，以后匀速运动．综合以上分析可知选项 A 正确．] 12．150 W 300 W 解析 设物体从抛出到落地的竖直位移为 h，则 3 s 内重力做功的平均功率 P ＝W t ＝mgh t ，又 因为 h＝1 2gt2， 由以上两式可得 P ＝1 2mg2t＝150 W 设该物体在 3 s 末的瞬时速度为 v3，则物体落地时重力做功的瞬时功率为：P＝mgv3cos θ＝ mgv3y， 又因为 v3y＝gt，所以 P＝mg2t＝300 W 因为重力为恒力，3 s 内重力做功的平均功率也可由 P ＝F v cos θ求得. P ＝mg v cos θ＝mg v y， 又因为 v y＝h t ＝ 1 2gt2 t ＝1 2gt，所以 P ＝mg·1 2gt＝150 W. 13．(1)4 000 N (2)4.8×104 W (3)5 s (4)2×105 J 解析 (1)所求的是运动中的阻力，若不注意“运动中的阻力不变”，则阻力不易求出．以最 大速度行驶时，根据 P＝Fv，可求得 F＝4 000 N．而此时牵引力和阻力大小相等． (2)由于 3 s 时的速度 v＝at＝6 m/s，而牵引力由 F－Ff＝ma 得 F＝8 000 N，故此时的功率为 P ＝Fv＝4.8×104 W. (3)设匀加速运动的时间为 t，则 t 时刻的速度为 v＝at，这时汽车的功率为额定功率．由 P＝Fv， 将 F＝8 000 N 和 v＝at 代入得 t＝5 s. (4)匀加速运动阶段牵引力为恒力，牵引力所做的功 W＝Fl＝F1 2at2＝8 000×1 2 ×2×52 J＝2×105 J