物理（教科版必修2）練習第4章第2節功率（活頁作業）

活頁作業(十二)功率(15分鐘50分)一、選擇題(每小題5分，共30分)1．關于功率，下列說法正確的是()A．不同物體做相同的功，它們的功率一定相同B．物體做功越多，它的功率就越大C．功率大說明物體做功多D．發動機的額定功率與實際功率可能相等，也可能不相等解析：功率是表示做功快慢的物理量，不僅與做功的多少有關，而且跟做功所需的時間有關，故選項A、B、C錯誤；發動機的實際功率可能等于額定功率，也可能不等于額定功率，故選項D正確．答案：D2．汽車上坡的時候，司機必須換低擋，其目的是()A．減小速度，得到較小的牽引力 B．增大速度，得到較小的牽引力C．減小速度，得到較大的牽引力 D．增大速度，得到較大的牽引力解析：汽車在上坡時，汽車的牽引力除了要克服阻力以外，還要克服重力沿斜面向下的分力，所以需要增大牽引力F，由F牽＝eq\f(P,v)可知，在P一定的情況下，可通過減小v來實現增大牽引力F的目的，故選項C正確．答案：C3．如圖是甲、乙兩物體做功與所用時間的關系圖像，那么甲物體的功率P甲與乙物體的功率P乙相比是()A．P甲>P乙 B．P甲<P乙C．P甲＝P乙 D．無法判定解析：根據P＝eq\f(W,t)，功率表示單位時間內做功的多少，對應于Weq\a\vs4\al(－)t圖像的斜率大小．因為乙圖線斜率較大，所以乙物體的功率P乙較大，選項B正確．答案：B4．質量為m，發動機的額定功率為P0的汽車沿平直公路行駛，當它的加速度為a時，速度為v，測得發動機的實際功率為P1，假設運動中所受阻力恒定，則它在平直公路勻速行駛的最大速度是()A．v B．eq\f(P1,ma)C．eq\f(P0v,P1－mav) D．eq\f(P1v,P0－mav)解析：當加速度為a時，由F＝Ff＋ma＝eq\f(P1,v)得，阻力Ff＝eq\f(P1,v)－ma，當F＝Ff時，速度最大為vmax，則vmax＝eq\f(P0,Ff)＝eq\f(P0v,P1－mav)．答案：C5．(多選)如圖所示，物體A、B質量相同，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，由靜止開始都通過了相同的位移s，下列說法錯誤的是()A．力F對A做功較多，做功的平均功率也較大B．力F對B做功較多，做功的平均功率也較大C．力F對A、B做的功和做功的平均功率都相同D．力F對A、B做功相等，但對A做功的平均功率較大解析：兩種情況下F、s相同，力F做的功相等，但B運動時間較長，其力F做功的平均功率較小，選項D正確，選項A、B、C錯誤．答案：ABC6．(多選)如果汽車以額定功率P由靜止出發，沿平直路面行駛，受到的阻力恒為Ff，則下列判斷正確的是()A．汽車行駛的最大速度為vmax＝eq\f(P,Ff)B．汽車先做勻加速運動，最后做勻速運動C．汽車先做加速度越來越小的加速運動，最后做勻速運動D．汽車先做勻加速運動，再做勻減速運動，最后做勻速運動解析：據F＝eq\f(P,v)知，汽車速度增大，牽引力F減小，加速度減小，故汽車做加速度減小的加速運動，最后勻速時，F＝Ff，最大速度vmax＝eq\f(P,F)＝eq\f(P,Ff)，選項A、C正確，選項B、D錯誤．答案：AC二、非選擇題(每小題10分，共20分)7．如圖所示，質量為m＝2kg的木塊在傾角θ＝37°的斜面上由靜止開始下滑，木塊與斜面間的動摩擦因數為μ＝0．5，已知：sin37°＝0．6，cos37°＝0．8，g取10m/s2(1)前2s內重力做的功．(2)前2s內重力的平均功率．(3)2s末重力的瞬時功率．解析：(1)木塊所受的合外力F合＝mgsinθ－μmgcosθ＝mg(sinθ－μcosθ)＝2×10×(0．6－0．5×0．8)N＝4N．木塊的加速度a＝eq\f(F合,m)＝eq\f(4,2)m/s2＝2m/s2．前2s內木塊的位移l＝eq\f(1,2)at2＝eq\f(1,2)×2×22m＝4m．所以，重力在前2s內做的功為W＝mglsinθ＝2×10×4×0．6J＝48J．(2)重力在前2s內的平均功率為P＝eq\f(W,t)＝eq\f(48,2)W＝24W．(3)木塊在2s末的速度v＝at＝2×2m/s＝4m/2s末重力的瞬時功率P＝mgvsinθ＝2×10×4×0．6W＝48W．答案：(1)48J(2)24W(3)48W8．質量為2×103kg的汽車，發動機輸出功率為30×103W．在水平公路上能達到的最大速度為15m/s(1)汽車所受的阻力f．(2)汽車的速度為10m/s時，加速度a(3)若汽車從靜止開始保持2m/s2的加速度做勻加速直線運動，解析：(1)由于勻速運動F＝f，由P＝Fv得f＝eq\f(Pmax,vmax)＝2×103N(2)由牛頓第二定律有：F－f＝ma又P＝Fv解得：a＝eq\f(\f(Pmax,v1)－f,m)＝0．5m/s2(3)由牛頓第二定律有：F－f＝mav2＝eq\f(Pmax,f＋ma)＝5m/s，所以t＝eq\f(v2,a)＝2．5s．答案：(1)2×103N(2)0．5m/s2(3)2．5(25分鐘50分)一、選擇題(每小題5分，共30分)1．(多選)關于功率，下列說法正確的是()A．力對物體做功越快，力的功率一定越大B．在國際單位制中，功率的單位是瓦特WC．力F越大，速度v越大，瞬時功率就越大D．機車功率一定時，速度越大，牽引力越小解析：功率是描述力對物體做功快慢的物理量，做功越快，功率越大，選項A正確；國際單位制中，瓦特W是功率的單位，選項B正確；瞬時功率與力、速度及它們的夾角三個因素有關，力F越大，速度v越大，瞬時功率不一定大，選項C錯誤；根據P＝Fv，選項D正確．答案：ABD2．雨滴在空中運動時所受空氣阻力與其速率的平方成正比．若有兩個雨滴從空中落下，其質量分別為m1、m2，落至地面前均已做勻速直線運動，則落地時其重力的功率之比為()A．m1∶m2 B．eq\r(m1)∶eq\r(m2)C．eq\r(m2)∶eq\r(m1) D．eq\r(m\o\al(3,1))∶eq\r(m\o\al(3,2))解析：根據雨滴所受阻力和速度的關系，落地時又是勻速直線，所以mg＝kv2，重力的功率P＝mgv，則兩雨滴的重力功率之比eq\f(P1,P2)＝eq\f(m1\r(m1),m2\r(m2))＝eq\r(\f(m\o\al(3,1),m\o\al(3,2)))．答案：D3．質量為5噸的汽車，在水平路面上以加速度a＝2m/s2啟動，所受阻力為1．0×103N，A．22kW B．2kWC．1．1kW D．20kW解析：設汽車牽引力為F，由牛頓第二定律F－F阻＝ma，可得F＝11000N，又因為v＝at＝2m/s，所以P＝Fv＝22000W＝22答案：A4．如圖所示，細線的一端固定于O點，另一端系一小球．在水平拉力作用下，小球以恒定速率在豎直平面內由A點運動到B點．在此過程中拉力的瞬時功率變化情況是()A．逐漸增大 B．逐漸減小C．先增大，后減小 D．先減小，后增大解析：因小球速率不變，所以小球以O點為圓心做勻速圓周運動．受力分析如圖所示，因此在切線方向上應有mgsinθ＝Fcosθ，得F＝mgtanθ．則拉力F的瞬時功率P＝Fvcosθ＝mgv·sinθ．從A運動到B的過程中，拉力的瞬時功率隨θ的增大而增大．選項A正確．答案：A5．某車以相同的功率在兩種不同的水平路面上行駛，受到的阻力分別為車重的k1和k2倍．最大速率分別為v1和v2，則()A．v2＝k1v1 B．v2＝eq\f(k1,k2)v1C．v2＝eq\f(k2,k1)v1 D．v2＝k2v1解析：汽車的阻力分別為f1＝k1mg，f2＝k2mg，當汽車以相同功率啟動達到最大速度時，有F＝f，故由P＝Fv可知最大速度v＝eq\f(P,F)＝eq\f(P,f)，則eq\f(v1,v2)＝eq\f(f2,f1)＝eq\f(k2,k1)，有v＝eq\f(k1,k2)v1，故選項B正確．答案：B6．(多選)某種型號轎車凈重1500kg，發動機的額定功率為140kW，最高時速可達252km/h．如圖為車中用于改變車速的擋位，手推變速桿到達不同擋位可獲得不同的運行速度，從“1”～“5”速度逐漸增大，R是倒車擋A．轎車要以最大動力上坡，變速桿應推至“1”擋B．轎車要以最大動力上坡，變速桿應推至“5”擋C．在額定功率下以最高速度行駛時，轎車的牽引力為2000ND．在額定功率下以最高速度行駛時，轎車的牽引力為15000N解析：由P＝Fv得，在功率恒定時，轎車的速度越小，提供的牽引力越大，所以轎車要以最大動力上坡，變速桿應推至“1”擋，選項A正確，選項B錯誤；v＝252km/h＝70m/s，在額定功率下以最高速度行駛時，轎車的牽引力F＝eq\f(P,v)＝eq\f(140000W,70m/s)＝2000N，選項C正確，選項D錯誤．答案：AC二、非選擇題(每小題10分，共20分)7．一輛質量為2t的汽車，發動機輸出的功率為30kW，在平直公路上能達到的最大速度為15m/s，當汽車的速度為10m/s時，解析：當汽車達到最大速度vmax＝15m/s時，牽引力F與阻力F由P＝Fvmax＝Ffvmax可得Ff＝F＝eq\f(P,vmax)＝eq\f(30×103,15)N＝2×103N當汽車的速度為10F′＝eq\f(P,v)＝eq\f(30×103,10)N＝3×103N故F合＝F′－Ff＝(3×103－2×103)N＝1×103N由牛頓第二定律得a＝eq\f(F合,m)＝eq\f(1×103,2×103)m/s2＝0．5m/s2．答案：0．5m8．汽車的質量為m＝2．0×103kg，發動機的額定輸出功率為80kW，行駛在平直公路上時所受阻力恒為車重的0．1倍．若汽車從靜止開始勻加速啟動，加速度的大小為a＝1．0m/s2．達到額定輸出功率后，汽車保持額定功率不變又加速行駛了800m，直到獲得最大速度后才勻速行駛