2019高中物理第7章3功率精练（含解析）新人教必修2 5页

功率1．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【解析】　汽车在上坡时，汽车的牵引力除了需要克服阻力以外，还要克服重力沿斜坡向下的分力，所以需要增大牵引力，由F＝可知，在P一定时，要增大牵引力，必须减小速度．【答案】　C2．(2014·潮州高一期末)如图735所示，物体A、B质量相同，A放在光滑的水平面上，B放在粗糙的水平面上，在相同的力F作用下，由静止开始都通过了相同的位移x，那么(　　)图735A．力F对A做功较多，做功的平均功率也较大B．力F对B做功较多，做功的平均功率也较大C．力F对A、B做的功和做功的平均功率都相同D．力F对A、B做功相等，但对A做功的平均功率较大【解析】　由W＝Fl知，两种情况下，力F做功相等，但在光滑水平面上用时少，由P＝知，在光滑水平面上平均功率较大，故D正确．【答案】　D3．(2014·哈尔滨高一期末)一位同学在二楼教室窗口把一个篮球用力水平抛出，篮球落地时重力的瞬时功率约为(　　)A．5W　　B．50W　　C．500W　　D．5000W【解析】　此题为估算题，二楼教室窗口到地面的高度大约为4m左右，一个篮球的质量大约有0.6kg左右，篮球落地时的竖直分速度v1＝＝m/s＝9m/s.重力的瞬时功率P＝mgv1＝54W，故本题选B.【答案】　Bn4．将一小球以初速度v0水平抛出，不计空气阻力，小球在空中运动的过程中重力做功的功率P随时间t变化的图象是(　　)【解析】　设经过时间t速度大小为v，其方向与竖直方向(或重力方向)成θ角，由功率公式P＝Fvcosθ知，此时重力的功率P＝mgvcosθ＝mgvy＝mg·gt＝mg2t，A对．【答案】　A5．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平方成正比，即Ff＝kv2，那么，当列车分别以120km/h和40km/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．3∶1B．9∶1C．27∶1D．81∶1【解析】　根据公式P＝Ffv＝kv3，可得列车分别以120km/h和40km/h的速度匀速行驶时，机车的牵引力功率之比为27∶1.【答案】　C6．某同学进行体能训练，用100s跑上20m高的高楼，试估测他登楼时的平均功率最接近的数值是(　　)A．10WB．100WC．1kWD．10kW【解析】　本题是一道实际生活中求平均功率的估算题，要求对该同学的质量大小要有比较切合实际的估计，设m人＝50kg，则有＝＝W＝100W.【答案】　B7.(多选)(2014·金溪高一检测)如图736所示，在天花板上的O点系一根细绳，细绳的下端系一小球．将小球拉至细绳处于水平的位置，由静止释放小球，小球从位置A开始沿圆弧下落到悬点的正下方的B点的运动过程中，下面说法正确的是(　　)n图736A．小球受到的向心力在逐渐变大B．重力对小球做功的平均功率为零C．重力对小球做功的瞬时功率逐渐增大D．由于细线的拉力方向始终与小球的速度方向垂直，所以拉力对小球做的功为零【解析】　小球下落时，速度越来越大，由F向＝m，可知向心力逐渐增大，A对；重力做功不为零，所以重力做功的平均功率不为零，B错；A点时，小球速度为零，所以重力的瞬时功率为零，B点时，重力与速度方向垂直，所以重力的瞬时功率为零，所以，重力的瞬时功率先增大后减小，C错；由W＝Flcosα可知，D对．【答案】　AD8．汽车由静止开始做匀加速直线运动，速度达到v0的过程中的平均速度为v1；若汽车由静止开始满功率行驶，速度达到v0的过程中的平均速度为v2，且两次历时相同，则(　　)A．v1＞v2B．v1＜v2C．v1＝v2D．条件不足，无法判断【解析】　两种运动的vt图象如图所示．a表示匀加速的过程，b表示满功率行驶过程，由vt图象与横轴构成的面积为位移的大小知xb＞xa，根据平均速度的定义v＝，知v1＜v2.【答案】　B9．(2012·上海高考)位于水平面上的物体在水平恒力F1作用下，做速度为v1的匀速运动；若作用力变为斜向上的恒力F2，物体做速度为v2的匀速运动，且F1与F2功率相同．则可能有(　　)图737A．F2＝F1，v1＞v2B．F2＝F1，v1＜v2nC．F2＞F1，v1＞v2D．F2＜F1，v1＜v2【解析】　水平恒力F1作用时有P1＝F1v1，水平恒力F2作用时有P2＝F2v2cosα，其中α为F2与水平方向的夹角，又F2cosα＝μ(mg－F2sinα)，F1＝μmg，故F2cosα＜F1，又由于P1＝P2，所以v1＜v2，F2与F1大小关系不确定．故选项B、D正确，A、C错误．【答案】　BD10．汽车在平直公路上以速度v0匀速行驶，发动机功率为P，快进入闹市区时，司机减小了油门，使汽车的功率立即减小一半并保持该功率继续行驶．下面四个图中，哪个图象正确表示了从司机减小油门开始，汽车的速度与时间的关系(　　)【解析】　汽车在匀速行驶时牵引力等于阻力，而当功率减半时速度不变，由此可知牵引力减半，故阻力大于牵引力，车将减速，因功率恒定，故做变减速运动，而牵引力变大，由a＝知加速度逐渐减小．当牵引力等于阻力后，汽车将做匀速运动．由以上分析可知C项正确．【答案】　C11．如图738所示，一辆质量为2.0×103kg的汽车在平直公路上行驶，若汽车行驶过程中所受阻力恒为f＝2.5×103N，且保持功率为80kW.求：图738(1)汽车在运动过程中所能达到的最大速度；(2)汽车的速度为5m/s时的加速度；(3)汽车的加速度为0.75m/s2时的速度．【解析】　(1)因汽车匀速直线运动时速度最大，由P＝F·vm和F＝f得：vm＝32m/s(2)设v1＝5m/s时牵引力为F1则P＝F1·v1F1－f＝maa＝6.75m/s2(3)设a2＝0.75m/s2时牵引力为F2F2－f＝ma2nP＝F2·v2v2＝20m/s【答案】　(1)32m/s　(2)6.75m/s2　(3)20m/s12．如图739所示为修建高层建筑常用的塔式起重机．在起重机将质量m＝5×103kg的重物竖直吊起的过程中，重物由静止开始向上做匀加速直线运动，加速度a＝0.2m/s2，当起重机输出功率达到其允许的最大值时，保持该功率直到重物做vm＝1.02m/s的匀速运动．g取10m/s2，不计额外功．求：图739(1)起重机允许输出的最大功率；(2)重物做匀加速运动所经历的时间和起重机在第2秒末的输出功率．【解析】　(1)设起重机允许输出的最大功率为P0，重物达到最大速度时，拉力F0等于重力，有P0＝F0vm，F0＝mg，代入数据，得P0＝5.1×104W.(2)匀加速运动结束时，起重机达到允许输出的最大功率，设此时重物受到的拉力为F，速度为v1，匀加速运动经历的时间为t1，有P0＝Fv1，F－mg＝ma，v1＝at1，联立以上各式并代入数据，得t1＝5s.t＝2s时，重物处于匀加速运动阶段，设此时速度为v2，输出功率为P，则有v2＝at，P＝Fv2，联立以上各式并代入数据，得P＝2.04×104W.【答案】　(1)5.1×104W　(2)5s　2.04×104W