第4章 機械能及其守恒定律 分層作業-功率 粵教版高中物理必修第二冊（含解析）

粵教版高中物理必修第二冊分層作業功率A組必備知識基礎練題組一平均功率與瞬時功率1.一小球由靜止開始做自由落體運動.重力的瞬時功率P隨時間t變化的圖像是()2.(2024廣東深圳高一檢測)打樁機工作的示意圖如圖所示.打樁機重錘的質量為m,從距離木樁頂端高h處自由下落擊打木樁,重力加速度為g.則重錘()A.自由下落過程中重力的平均功率為mgghB.自由下落過程中重力的平均功率為mg2ghC.擊打木樁前瞬間,重力的瞬時功率為mgghD.擊打木樁前瞬間,重力的瞬時功率為mg2gh題組二生產生活中的功率3.(2024廣東廣州檢測)仰臥起坐是《國家學生體質健康標準》中規定的女生測試項目之一.在一次測試中,某學生一分鐘內連續做了60個仰臥起坐.該學生的質量約為50kg,上半身質量是總質量的0.6倍,仰臥起坐時下半身重心位置不變,上半身重心升高約為0.4m,重力加速度g取10m/s2.此次測試過程中,克服重力做功的平均功率約為()A.2W B.120WC.200W D.720W4.汽車發動機通過變速箱將動力傳輸給運動系統,一般賽車的變速箱有1擋到5擋5個逐次增高的前進擋位,在發動機輸出功率不變時,擋位越高車速越快,加大油門可以增大發動機的輸出功率.賽車越野比賽時正在爬坡的情形如圖所示,為了能夠順利爬上陡坡,司機應該()A.撥1擋,減小油門 B.撥1擋,加大油門C.撥5擋,減小油門 D.撥5擋,加大油門題組三機車的兩種啟動方式5.某同學在平直路面上遙控電動玩具車,使其以3m/s的速度勻速直線行駛,若玩具車所受的阻力恒為2N,則玩具車的牽引力功率為()A.1.5W B.6WC.12W D.18W6.(2024廣東廣州檢測)某公司研制了一輛燃油與電動混合動力賽車,燃油發動機單獨工作時的額定功率為P,蓄電池供電的電力發動機單獨工作時的額定功率為34(1)若燃油發動機單獨工作時的最大速度為v,則賽車運動過程中受到的阻力f為多少?(2)若燃油發動機單獨工作時的最大速度v=120km/h,求兩臺發動機同時工作時的最大速度v'為多少?B組關鍵能力提升練7.(多選)(2024廣東惠州檢測)某同學在家做俯臥撐運動,關于做俯臥撐運動的過程,下列說法正確的是()A.俯臥撐向下運動的過程中,該同學所用的時間越短,則重力做功的平均功率越大B.俯臥撐向上運動的過程中,該同學克服重力做功的功率逐漸增大C.在做俯臥撐運動的過程中,地面的支持力對該同學不做功D.俯臥撐向上運動的過程中,地面的支持力對該同學做正功8.(多選)運動員將質量為50g的網球以6m/s的初速度豎直向上拋出,不計空氣阻力,重力加速度g取10m/s2.關于網球運動的過程,下列說法正確的有()A.距拋出點的最大高度是1.3mB.回到拋出點的速度大小與拋出時的相等C.從拋出到落回拋出點所需時間是1.2sD.從最高點回到拋出點重力的平均功率為1.5W9.(2024廣東肇慶檢測)已知高鐵的列車組由動力車和拖車組成,每節動力車的額定功率相同,每節動力車與拖車的質量相等,設列車組運行時每節車廂所受阻力與其速率成正比(f=kv,k為比例系數).某列車組由m節動力車和n節拖車組成,其運行的最大速率為v1,另一列由相同的n節動力車和m節拖車組成的列車組,其運行的最大速率為v2,則v1∶v2=()A.m∶n B.mC.mn∶1 D.m2∶n210.(2024廣東惠州期末)一輛質量為1000kg的小汽車以72km/h的速度行駛,關閉發動機,經過20s勻減速停下來;重新起步后做勻加速直線運動,加速時牽引力恒為2000N,假定行駛過程中汽車受到的阻力不變,則下列說法正確的是()A.行駛過程中,小汽車受到的阻力為1000NB.行駛過程中,小汽車受到的阻力為3600NC.汽車重新起步后,加速度大小為2m/s2D.汽車重新起步后,1s內發生的位移為2m11.(2024廣東深圳階段練習)某同學利用暑假時間到工地體驗生活,工友交給他一個任務,將靜置于地面質量為50kg的一袋水泥用吊機豎直提升到平臺,小明利用物理老師講的機車啟動知識,決定操控吊機使水泥袋先做勻加速運動,待電機功率達到額定功率后,保持額定功率不變,水泥袋再做變加速、勻速運動到達平臺,通過吊機臂銘牌查閱到該吊機額定功率為4800W、最大拉力600N,g取10m/s2,請你根據小明的思路結合實際數據,不計空氣阻力,試求:(1)水泥袋運動的最大速度;(2)水泥袋做勻加速運動的最短時間.C組核心素養拔高練12.(2024廣東廣州階段練習)周末,小明到某一滑雪場參加滑雪游戲,如圖為簡化的滑雪道的其中一部分.若他從滑雪道的高處滑下,然后從水平臺面末端A點沿切線飛出落在斜面上,下落點在斜面C、D兩點之間就算游戲成功,已知平臺末端A距離水平地面BD高度為H,C點與地面高度差為h,斜面傾角為θ,重力加速度為g,不計空氣阻力.(1)若小明游戲成功,求他從A點飛出的速度范圍?(2)若小明質量為m,再次重復游戲時恰好落在C點,求他到達C點時重力的瞬時功率P.分層作業功率參考答案1.A解析做自由落體運動的物體在某時刻的速度v=gt,則重力的瞬時功率P=mgv=mg2t,可知P與時間t成正比.故選A.2.D解析重錘做自由落體運動,由速度位移公式得v2=2gh,擊打木樁前瞬間,重錘的速度v=2g?,下落過程重力的平均功率P=mgv=mg2g?2=mgg?2,A、B錯誤;擊打木樁前瞬間,重力的瞬時功率3.B解析克服重力做功的平均功率約為P=60×0.6mg?t4.B解析賽車爬坡時要克服重力做功,因此需要較大的牽引力,由功率P=Fv,得牽引力F=Pv,為了能夠順利爬上陡坡,應增大發動機的輸出功率和減小速度v,才能獲得更大的牽引力F,因此應撥1擋,加大油門,選項B正確5.B解析玩具車做勻速直線運動,牽引力和阻力大小相等,所以F=f=2N,則牽引力功率大小為P=Fv=6W,故選B.6.解析(1)速度最大時,功率為額定功率P,賽車做勻速直線運動,此時F牽=f而P=F牽v=fv所以f=Pv(2)兩臺發動機一起工作時,總功率P總=P+3由(1)可知,速度最大為v'時7P且燃油發動機單獨工作時的最大速度v=120km/h,解得v'=210km/h.答案(1)Pv7.AC解析俯臥撐向下運動的過程中,該同學所用的時間越短,根據P=mg?t,可知重力做功的平均功率越大,選項A正確;俯臥撐向上運動的過程中,該同學向上的速度先增大后減小,即克服重力做功的功率先逐漸增大后逐漸減小,選項B錯誤;在做俯臥撐運動的過程中,地面對該同學的支持力沒有位移,則地面的支持力對該同學不做功,選項C正確,D錯誤8.BCD解析拋出后,網球做豎直上拋運動,設上升最大高度為H,最高點的速度為0,有0-v02=-2gH,解得H=1.8m,故A錯誤;豎直上拋的下降過程為自由落體,落回拋出點的速度為v,有v2=2gH,解得v=6m/s,所以落回拋出點的速度大小與拋出時的速度大小相等,故B正確;上升過程的時間為t上,有0=v0-gt上,解得t上=0.6s,由豎直上拋運動的對稱性可知,其下降時間與上升時間相同,也為0.6s,總時間為t=t上+t下=1.2s,故C正確;從最高點到拋出點,重力做功W=mgH,平均功率為P=Wt下=9.B解析設每節動力車的額定功率為P,m節動力車廂輸出的總功率為mP,則有mP=(m+n)f1v1,又f1=kv1,解得列車組的最大速度v1=mP(m+n)k,同理可得n節動力車時的最大速度v2=nP(m+10.A解析汽車最開始時的速度為v0=72km/h=20m/s,關閉發動機后,汽車做勻減速直線運動,根據速度時間公式v0=at,解得a=1m/s2,根據牛頓第二定律F合=ma,關閉發動機后,汽車的合外力等于汽車受到的摩擦力f=F合=1000N,故A正確,B錯誤;重新起步后,汽車受到的合外力為F合'=F-f,根據牛頓第二定律F合'=ma',代入數據,解得a'=1m/s2,故C錯誤;根據位移時間公式,可得汽車重新起步后,1s內發生的位移為s=12a't12,解得s=011.解析(1)水泥袋以最大速度勻速運動時,拉力等于重力,則有P額=Fvm=mgvm解得最大速度為vm=P額mg=9.(2)水泥袋在第一階段做勻加速運動,若水泥袋做勻加速運動的時間最短,則吊機的拉力最大,根據牛頓第二定律可得Tm-mg=ma1解得a1=2m/s2當功率達到額定功率時,設水泥袋的速度為v1,則有v1=P額T水泥袋做勻加速運動的最短時間為t1=v1a1答案(1)9.6m/s(2)4s12.解析(1)根據題意,若落在C點,設從平臺A點處離開的水平速度為v01,由平拋運動規律有x1=v