高中物理 第1章 第3節(jié) 功率課下作業(yè)綜合提升 魯科版必修2

【創(chuàng)新方案】高中物理第1章第3節(jié)功率課下作業(yè)綜合提升魯科版必修21．關(guān)于功率，下列說法中正確的是()A．功率大的物體一定做功多B．做功少的物體功率一定小C．單位時(shí)間內(nèi)做功越多，其功率越大D．由P＝Fv可知，機(jī)車運(yùn)動(dòng)速度越大，其功率一定越大解析：由功率的定義可知，功率反映做功的快慢，數(shù)值上等于單位時(shí)間內(nèi)做的功，C項(xiàng)正確；又由P＝Fv知，速度增加，可能牽引力F減小，此時(shí)功率不一定增加，D項(xiàng)錯(cuò)。答案：C2.在平直公路上以一定速率(約5m/s)行駛的自行車所受阻力為車和人總重力的0.02倍，則騎車人的功率最接近于(車和人的總質(zhì)量約為100kg)()A．0.1kW B．1×103kWC．1kW D．10kW 圖1解析：這是一道估算題，車速v＝5m/s，騎車時(shí)的牽引力F＝f＝0.02×100×10N＝20N，所以功率P＝Fv＝20×5W＝100W，即0.1kW，故A正確。答案：A3．年12月3日京滬杭高鐵綜合試驗(yàn)運(yùn)行最高時(shí)速達(dá)到486.1km/h，刷新了世界紀(jì)錄，鐵路提速再次引起世人的關(guān)注。鐵路提速要解決許多具體的技術(shù)問題，其中提高火車牽引力功率是一個(gè)重要問題。假設(shè)勻速行駛時(shí)，火車所受阻力與速度的平方成正比，那么當(dāng)火車分別以150km/h和50km/h的速率在水平軌道上勻速行駛時(shí)，火車的牽引力功率之比為()A．3∶1B．9∶1C．27∶1 D．81∶1解析：由題意知，火車所受阻力為f＝kv2，而火車勻速行駛時(shí)，火車的牽引力等于其所受阻力，則火車的牽引力的功率P＝kv3，故功率之比為27∶1，所以C正確。答案：C4．一個(gè)質(zhì)量為m的小球做自由落體運(yùn)動(dòng)，那么，在前t秒內(nèi)重力對(duì)它做功的平均功率eq\x\to(P)及在t秒末重力做功的瞬時(shí)功率P分別為()A.eq\x\to(P)＝mg2t2，P＝eq\f(1,2)mg2t2B.eq\x\to(P)＝mg2t2，P＝mg2t2C.eq\x\to(P)＝eq\f(1,2)mg2t，P＝mg2tD.eq\x\to(P)＝mg2t，P＝2mg2t解析：前t秒內(nèi)重力做功的平均功率eq\x\to(P)＝eq\f(W,t)＝eq\f(mg·\f(1,2)gt2,t)＝eq\f(1,2)mg2t；t秒末重力做功的瞬時(shí)功率P＝Fv＝mg·gt＝mg2t，故C正確。答案：C5.一輛小汽車在平直路面上由靜止起動(dòng)，在前5s內(nèi)做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，5s末達(dá)到額定功率，之后保持額定功率運(yùn)動(dòng)，其v－t圖像如圖2所示。已知汽車的質(zhì)量m＝2×103kg，汽車受到地面的阻力為車重的0.1倍，取g＝10m/s2，則以下說法錯(cuò)誤的是()A．汽車在前5s內(nèi)的牽引力為4×103NB．汽車在前5s內(nèi)的牽引力為6×103NC．汽車的額定功率為60kWD．汽車的最大速度為30m/s解析：由v－t圖像知汽車在前5s內(nèi)的加速度a＝eq\f(Δv,Δt)＝2m/s2，由牛頓第二定律得，前5s內(nèi)汽車牽引力為F＝kmg＋ma＝0.1×2×103×10N＋2×103×2N＝6×103N，故B正確，A錯(cuò)誤；又5s末達(dá)到額定功率P＝Fv5＝6×103×10W＝6×104W＝60kW，則最大速度vmax＝eq\f(P,0.1mg)＝eq\f(6×104,0.1×2×103×10)m/s＝30m/s，故C、D正確。答案：A6.質(zhì)量為m的物體靜止在光滑水平面上，從t＝0時(shí)刻開始受到水平力的作用。力的大小F與時(shí)間t的關(guān)系如圖3所示，力的方向保持不變，則()A．3t0時(shí)刻的瞬時(shí)功率為eq\f(5F02t0,m)B．3t0時(shí)刻的瞬時(shí)功率為eq\f(15F02t0,m) 圖3C．在t＝0到3t0這段時(shí)間內(nèi)，水平力的平均功率為eq\f(23F02t0,4m)D．在t＝0到3t0這段時(shí)間內(nèi)，水平力的平均功率為eq\f(25F02t0,4m)解析：2t0時(shí)速度v1＝eq\f(F0,m)·2t00～2t0內(nèi)位移s1＝eq\f(1,2)eq\f(F0,m)·(2t0)2＝2·eq\f(F0t02,m)F做功W1＝F0s1＝2eq\f(F02t02,m)3t0時(shí)速度：v2＝eq\f(3F0,m)·t0＋v1＝5eq\f(F0,m)·t03t0時(shí)刻瞬時(shí)功率：P＝3F0·v2＝15eq\f(F02t0,m)，故A錯(cuò)誤，B正確。2t0～3t0內(nèi)位移s2＝v1t0＋eq\f(1,2)eq\f(3F0,m)·t02＝eq\f(7,2)eq\f(F0t02,m)F做的功W2＝3F0s2＝eq\f(21,2)eq\f(F02t02,m)0～3t0內(nèi)F的平均功率P＝eq\f(W1＋W2,3t0)＝eq\f(25F02t0,6m)，故C、D選項(xiàng)錯(cuò)誤。答案：B7.如圖4所示是健身跑步機(jī)示意圖，質(zhì)量為m的人踩在與水平面成α角的靜止皮帶上，運(yùn)動(dòng)員用力向后蹬皮帶，皮帶運(yùn)動(dòng)中受恒定阻力F，皮帶以速度v勻速向后運(yùn)動(dòng)，則下列說法中正確的是()A．腳對(duì)皮帶的摩擦力是皮帶的動(dòng)力 圖4B．人對(duì)皮帶不做功C．人對(duì)皮帶做功功率為mgvD．人對(duì)皮帶做功功率為Fvsinα解析：皮帶向后運(yùn)動(dòng)是由于人對(duì)皮帶沿斜面向下有摩擦力的作用，摩擦力對(duì)皮帶做正功，故A正確；由P＝Fv知，D錯(cuò)誤。答案：A8．一個(gè)小孩站在船頭，按圖5兩種情況用同樣大小的力拉繩，若經(jīng)過相同的時(shí)間t(都未發(fā)生碰撞)，小孩所做的功分別為W1、W2，在時(shí)間t內(nèi)小孩拉繩的平均功率分別為P1、P2，則()圖5A．W1>W2，P1>P2 B．W1＝W2，P1＝P2C．W1<W2，P1<P2 D．W1<W2，P1＝P2解析：小孩所做的功，第一種情況是指對(duì)自身(包括所站的船A)做的功，第二種情況除了對(duì)自身(包括所站的船A)做功外，還包括對(duì)另一小船B做功。設(shè)水的阻力恒定不變，則兩種情況下小孩對(duì)自身(包括所站的船A)所做的功相等，而在第二種情況下小孩對(duì)船B多做了一部分功，因此W1<W2，由P＝eq\f(W,t)可知P1<P2，故選項(xiàng)C正確。答案：C9．下表列出了某種型號(hào)轎車的部分?jǐn)?shù)據(jù)，試根據(jù)表中數(shù)據(jù)回答下列問題?！痢列娃I車(部分?jǐn)?shù)據(jù))長(zhǎng)(mm)×寬(mm)×高(mm)4871×1835×1460凈重/kg1500傳動(dòng)系統(tǒng)前輪驅(qū)動(dòng)與擋變速發(fā)動(dòng)機(jī)型號(hào)直列4缸發(fā)動(dòng)機(jī)排量(L)2.2最高時(shí)速(km/h)2520～108km/h的加速時(shí)間(s)10額定功率(kW)140(1)圖6為轎車中用于改變車速的排擋。手推變速桿到達(dá)不同擋位，可獲得不同的運(yùn)行速度，從“1～5”逐擋速度增大，“R”是倒車擋。試問轎車要以最大動(dòng)力上坡，變速桿應(yīng)推至哪一擋？并說明理由。(2)該車以額定功率和最高速度運(yùn)行時(shí)，轎車的牽引力為多大？圖6(3)如果把0～108km/h的加速過程看做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，則此過程中汽車的加速度為多大？解析：(1)變速桿應(yīng)推至1擋。由P＝F牽v，可知當(dāng)功率一定時(shí)，汽車牽引力與速度成反比。(2)vm＝252km/h＝70m/s，則F牽＝eq\f(P額,vm)＝2000N。(3)vt＝108km/h＝30m/s，a＝eq\f(vt－v0,t)＝3m/s2。答案：(1)1擋(2)2000N(3)3m/s210.如圖7所示，為修建高層建筑常用的塔式起重機(jī)。在起重機(jī)將質(zhì)量m＝5×103kg的重物豎直吊起的過程中，重物由靜止開始向上做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，加速度a＝0.2m/s2，當(dāng)起重機(jī)輸出功率達(dá)到其允許的最大值時(shí)，保持該功率直到重物做vm＝1.02m/s的勻速運(yùn)動(dòng)。取g＝10m/s2(1)起重機(jī)允許輸出的最大功率。 圖7(2)重物做勻加速運(yùn)動(dòng)所經(jīng)歷的時(shí)間和起重機(jī)在第2秒末的輸出功率。解析：(1)牽引力F等于重物重力即F＝mg時(shí)，v＝vm＝1.02m/s，此時(shí)功率最大Pm＝Fv＝mgvm＝5×104×1.02