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2017-2018年人教版 高一物理 必修2 第七章第三节功率 课时作业

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               第七章         机械能守恒定律
                       第三节         功率


                         A 级 抓基础

                      W
    1.关于功率公式       P=  t 和 P=Fv 的说法正确的是(  )

             W
    A.由   P= t 知,只要知道     W 和  t 就可求出任意时刻的功率
    B.由   P=Fv  只能求某一时刻的瞬时功率
    C.从   P=Fv  知汽车的功率与它的速度成正比
    D.从   P=Fv  知当汽车发动机功率一定时,牵引力与速度成反
比

             W
    解析:P=    t 是对应一段时间内的功率,是平均功率,故选项
A 错误.在    P=Fv  中,若   v 为平均速度,则       P 为平均功率,若       v 为
瞬时速度,则      P 为瞬时功率,故选项         B 错误.当    F 一定时,P    与

v 成正比,故选项       C 错误.当    P 一定时,F    与 v 成反比,故选项
D 正确.
    答案:D
    2.若飞艇在平流层水平匀速飞行时,所受空气阻力与飞行速度

成正比.当匀速飞行速度为            v 时,动力系统的输出功率为           P;当匀
速飞行速度为      2v 时,动力系统的输出功率为(  )

      P                     P
    A.4                   B.2
    C.2P                  D.4P

                                           2
    解析:根据     P=Fv  和  F=Ff=kv,可得     P=kv  ,速度加倍,则
功率变为原来的       4 倍,选项    D 正确.
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    答案:D
    3.如图所示,质量为         m 的物体放在光滑的水平面上,两次用
力拉物体,都是从静止开始,以相同的加速度移动同样的距离,第

一次拉力    F1 的方向水平,第二次拉力          F2 的方向与水平方向成         α 角

斜向上,在此过程中,两力的平均功率为                 P1 和 P2,则(  )


    A.P1<P2               B.P1=P2

    C.P1>P2               D.无法判断
    解析:两次拉力作用下,物体都从静止开始,以相同的加速度
移动同样的距离,则物体两次运动时间相同.由牛顿第二定律知,

F1=F2cos α,又因为    W=Flcos α,故   W1=W2,做功的时间又相同,
平均功率相同,故选项          B 正确.
    答案:B
    4.雨滴在空中运动时所受阻力与其速度的平方成正比,若有两

个雨滴从高空中落下,其质量分别为                m1、m2,落至地面前均已做匀
速直线运动,则其重力的功率之比为(  )

                             m1  m2
    A.m1∶m2               B.   ∶

    C.                    D.   ∶
    解析:当重力与阻力相等时,雨滴做匀速直线运动,此时重力

                                        mg       P1
                            2           k
的功率   P=mgv,而    mg=Ff=kv   ,则   P=mg·   ,所以:P2=
m1g m1g
m2g m2g=  ,故   D 正确.
    答案:D
    5.汽车以恒定功率沿公路做直线运动,途中通过一块沙地.汽
车在公路及沙地上所受阻力均为恒力,且在沙地上受到的阻力大于
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在公路上受到的阻力.汽车在驶入沙地前已做匀速直线运动,它在

驶入沙地到驶出沙地后的一段时间内,位移                  x 随时间   t 的变化关系
可能是(  )


    解析:在驶入沙地后,汽车以恒定功率沿公路直线运动,由于

                                                 P
阻力增大,根据       P=Fv,则汽车的牵引力增大,f-F=f-v=ma,
即汽车接下来做加速度减小的减速运动,若在沙地中运动的时间足

够长,在    F=f  时,汽车做匀速运动;表现为            xt 图象斜率减小或斜

                                           P
率减小后保持不变;驶出沙地后阻力减小,F-f′=v-f′=ma,汽车
将做加速运动,速度增大,同时加速度减小,直到速度达到最大,

然后做匀速运动,xt        图象应是斜率增大,直至最大时成为一条倾斜
直线.可见,汽车在驶入沙地到驶出沙地后的一段时间内,位移

x 随时间   t 的变化关系图象可能是选项           A.
    答案:A
    6.一个质量为      m 的小球做自由落体运动,那么,在前                t 时间内
重力对它做功的平均功率           P 及在  t 时刻重力做功的瞬时功率          P 分别
为(  )
        P
       —             1
    A.    =mg2t2,P=2mg2t2
       —P
    B.    =mg2t2,P=mg2t2
        P
       —    1
    C.    =2mg2t,P=mg2t
       —P
    D.    =mg2t,P=2mg2t
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                                               1
                                     P      mg· gt2
                                     —   W     2   1
    解析:前    t 时间内重力做功的平均功率             =  t =  t =2mg2t;
t 时刻重力做功的瞬时功率          P=Fv=mg·gt=mg2t,故选项        C 正
确.

    答案:C
                         B 级 提能力
    7.(多选)当前,我国高铁事业发展迅猛,假设一辆高速列车在
机车牵引力和恒定阻力作用下,在水平轨道上由静止开始启动,其

v-t 图象如图所示,已知在         0~t1 时段为过原点的倾斜直线,t1          时刻

达到额定功率      P,此后保持功率       P 不变,在    t3 时刻达到最大速度

v3,以后匀速运动,则下述判断正确的有(  )


                                 v1+v3

    A.从   t1 至 t3 时间内位移大小等于       2  (t3-t1)

    B.在   t2 时刻的加速度大于      t1 时刻的加速度

                                       P

    C.在   0 至 t3 时刻,机车的牵引力最大为v1
                                 P
    D.该列车所受的恒定阻力大小为v3

    解析:从    t1 到 t3 过程中,机车不是匀变速运动,不能使用公式

   v+v0

v=  2 ,选项    A 错误;从    t1 到 t3 过程中,列车功率恒为额定功率,

速度不断增大,牵引力不断减小,加速度不断减小,故在                        t2 时刻的

加速度小于     t1 时刻的加速度,选项        B 错误;在    t3 时刻以后,列车匀

                                          P
速运动,处于平衡状态,牵引力等于阻力,即                   f=v3,选项    D 正确;
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                           P                           P

从 0~t1 阶段牵引力恒定且等于v1,之后牵引力减小,故最大值为v1,
C 正确.故选     CD.
    答案:CD
    8.放在水平地面上的物体受到水平拉力的作用,在                     0~6 s 内其
速度与时间图象和拉力的功率与时间图象分别如图甲和图乙所示,

则物体的质量为(g       取 10 m/s2)(  )


                      图甲     图乙

      5                     10
    A.3kg                 B. 9 kg
      3                     9
    C.5kg                 D.10kg
    解析:由    P=F· v 及当   v=6 m/s 时 P=30 W,可得     F=5 N.

                               P  5

    由 P=10 W,v=6 m/s,得      Ff=v=3N,
                                                        10
                                            2
    由牛顿第二定律得        F-Ff=ma,而     a=3    m/s ,可求得    m=  9  
kg,B  正确.
    答案:B
    9.(多选)一起重机的钢绳由静止开始匀加速提起质量为                     m 的重

物,当重物的速度为         v1 时.起重机的有用功率达到最大值              P,以后

起重机保持该功率不变,继续提升重物,直到以最大速度                        v2 匀速上
升为止,物体上升的高度为            h,则整个过程中,下列说法正确的是(  )

                       P
    A.钢绳的最大拉力为v2
                       P
    B.钢绳的最大拉力为v1
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                         P

    C.重物的最大速度        v2=mg
                               P
    D.重物匀加速运动的加速度为mv1-g
    解析:由    F-mg=ma    和 P=Fv  可知,重物匀加速上升过程中
钢绳拉力大于重力且不变,达到最大功率                 P 后,随着    v 增加,钢绳

                                               P

拉力  F 变小,当    F=mg   时重物达最大速度        v2,故  v2=mg,最大拉
               P      P
力 F=mg+ma=v1,a=mv1-g,A        错误,B、C、D      正确.
    答案:BCD
    10.质量为   m 的物体静止在光滑水平面上,从             t=0 时刻开始受
到水平力的作用.力的大小            F 与时间   t 的关系如图所示,力的方向
保持不变,则(  )


    A.3t0 时刻的瞬时功率为

    B.3t0 时刻的瞬时功率为

    C.在   t=0 到 3t0 这段时间内,水平力的平均功率为

    D.在   t=0 到 3t0 这段时间内,水平力的平均功率为
                                       F0

    解析:0~2t0   时间内,物体的加速度          a1= m ,位移  x1=
1                                    2F0t0
      2
2a1(2t0) = ,2t0 时刻的速度     v1=a1·2t0=  m ;2t0~3t0 时间内,

                3F0              1

物体的加速度      a2= m ,位移   x2=v1t0+2a2t20=  ,3t0 时刻的速度

            5F0t0

v2=v1+a2t0=  m .所以  3t0 时刻的瞬时功率      P=3F0v2=    ,选项
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                                        W  F0x1+3F0x2

A 错误,B    正确;0~3t0   时间内的平均功率        P= t =   3t0  =    ,
选项  C、D   错误.
    答案:B
    11.一辆汽车质量为      1×103  kg,最大功率为      2×104  W,在水平

路面由静止开始做直线运动,最大速度为                 v2,运动中汽车所受阻力
恒定.发动机的最大牵引力为             3×103  N,其行驶过程中牵引力          F 与

          1
车速的倒数v的关系如图所示.


    (1)根据图线   ABC  判断汽车做什么运动;

    (2)求 v2 的大小;
    (3)求整个运动中的最大加速度.
    解析:(1)汽车从     A 到  B 牵引力   F 不变,阻力     f 不变,汽车做匀
加速直线运动.图线         BC 的斜率表示汽车的功率          P,从   B 到 C 图线
的斜率不变,P      不变,则汽车做加速度减小的加速运动,到达                    C 点

达到最大速度      v2,此后汽车做匀速直线运动.

                                     3
    (2)汽车速度为    v2 时,牵引力     F1=1×10   N,

        Pm 2 × 104

    v2= F1 =1 × 103 m/s=20 m/s.
    (3)汽车做匀加速直线运动时的加速度最大,

           Pm  2 × 104
    阻力  f= v2 = 20  N=1 000 N.

                           Fm-f (3-1) × 103
    根据牛顿第二定律,得          a=  m =    103   m/s2=
    2 m/s2.
    答案:(1)AB   段汽车做匀加速直线运动,BC            段做加速度减小的
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加速运动,到达       C 点加速度为零,之后做匀速直线运动 (2)20                 m/s 
(3)2 m/s2
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