2016-2017学年高中物理 第7章 机械能守恒定律新人教版必修2_3

1 第 3 节 功率 基础夯实 一、选择题(15 题为单选题，6 题为多选题) 1关于功率的概念，以下说法正确的是 ( )导 学 号 00820401 A功率大说明物体做功多 B功率小说明物体做功少 C物体做功越多，其功率越大 D物体做功越快，其功率越大 答案：D 解析：功率表示物体做功的快慢，它等于功跟完成这些功所用的时间的比值，或者说 是单位时间内所做的功，某物体的功率大，表示这一物体做功快，或单位时间内做功多。 2(四川成都七中 20152016 学年高一下学期期中)宇航员在地面进 行素质训练时，抓住秋千杆由水平状态开始下摆，如图所示，在到达竖直 状态的过程中，宇航员所受重力的瞬时功率的变化情况是 ( )导 学 号 00820402 A一直增大 B一直减小 C先增大后减小 D先减小后增大 答案：C 解析：开始运动时，宇航员的速度为零，重力的瞬时功率为零。运动到最低点，宇航 员的速度沿水平方向，与重力垂直，重力的瞬时功率也为零，摆动过程中重力的瞬时功率 不为零，即重力的瞬时功率从无到有，又到无，先增大后减小，C 正确。 3(山西大同一中 20152016 学年高一下学期检测)在一次举重比赛中，一名运动员 将质量为 1275kg 的杠铃举起历时约 2s，该运动员在举起杠铃运动中的平均功率约为 ( )导 学 号 00820403 A几十瓦左右 B一千瓦左右 C几十千瓦左右 D几百千瓦左右 答案：B 解析：设举重运动员将杆铃举高 17m，则 P 108375W Wt mght 4(福州八县(市)一中 20142015 学年高一下学期联考)列车提速的一个关键技术问 题是提高机车发动机的功率。已知匀速运动时，列车所受阻力与速度的平方成正比，即 f kv2。设提速前匀速运动速度为 80km/h，提速后匀速运动速度为 120km/h，则提速前与 2 提速后机车发动机的功率之比为 ( )导 学 号 00820404 A B 23 49 C D 827 1681 答案：C 解析：根据 P Fv， F f kv2，得 ，故选项 C 正确。 P1P2 v31v32 827 5一汽车在平直公路上行驶。从某时刻开始计时，发动机的功率 P 随时间 t 的变化如图所示。假定汽车所受阻力的大小 f 恒定不变。下列 描述该汽车的速度 v 随时间 t 变化的图线中，可能正确的是 ( )导 学 号 00820405 答案：A 解析：由 P t 图象知：0 t1内汽车以恒定功率 P1行驶， t1 t2内汽车以恒定功率 P2 行驶。设汽车所受牵引力为 F，则由 P Fv 得，当 v 增加时， F 减小，由 a 知 a 减小， F fm 当 F f 时， a0，又因速度不可能突变，所以选项 B、C、D 错误，选项 A 正确。 6(包头一中 20152016 学年高一下学期期中)如图所示为测定运动员体能的一种装 置。运动员质量为 m1，绳拴在腰间沿水平方向跨过滑轮(不计滑轮质量及摩擦)，下悬一质 量为 m2的重物，人用力蹬传送带而人的重心不动，使传送带以速率 v 匀速向右运动。下面 是人对传送带做功的四种说法，其中正确的是 ( )导 学 号 00820406 A人对传送带做功 B人对传送带不做功 C人对传送带做功的功率为 m2gv D人对传送带做功的功率为( m1 m2)gv 3 答案：AC 解析：人在水平方向受绳子拉力和摩擦力作用而处于平衡状态， Ff FT m2g。由牛顿 第三定律得人对传送带的摩擦力为 Ff Ff，方向向右，所以人对传送带做正功，做功的 功率为 P Ff v m2gv，A、C 正确。 二、非选择题 7能源短缺和环境恶化已经成为关系到人类社会能否持续发展的大问题。为缓解能源 紧张压力、减少环境污染，汽车制造商纷纷推出小排量经济实用型轿车。某公司研制开发 了某型号小汽车发动机的额定功率为 24kW，汽车连同驾乘人员总质量为 m2000kg，在水 平路面上行驶时受到恒定的阻力是 800N，求： 导 学 号 00820407 (1)汽车在额定功率下匀速行驶的速度； (2)汽车在额定功率下行驶，速度为 20m/s 时的加速度。 答案：(1)30m/s (2)02m/s 2 解析：(1) P Fv v m/s30m/s PF 24000800 (2)F1 N1200N Pv1 2400020 a m/s202m/s 2 F1 fm 1200 8002000 能力提升 一、选择题(14 题为单选题，5、6 题为多选题) 1(石家庄二中 20152016 学年高一下学期检测)2015 年 10 月 16 日宁安高铁运行动车组停靠在铜陵站。把动力装置分散安装在每 节车厢上，使其既具有牵动力，又可以载客，这样的客车车辆叫做动 车。而动车组就是几节自带动力的车辆(动车)加几节不带动力的车辆(也叫拖车)编成一组， 就是动车组，如图所示。假设动车组运行过程中受到的阻力与其所受重力成正比，每节动 车与拖车的质量都相等，每节动车的额定功率都相等。若 1 节动车加 3 节拖车编成的动车 组的最大速度为 120km/h；则 6 节动车加 3 节拖车编成的动车组的最大速度为 ( )导 学 号 00820408 A320km/h B240km/h C120km/h D480km/h 答案：A 解析：设每节动车(或拖车)的质量为 m，动车组所受阻力是车重的 k 倍，每节动车的 额定功率为 P。由于动车组速度最大时，牵引力等于阻力，故 P F1v1 k4mgv1,6P k9mgv2，由以上两式得 v2 v1320km/h，A 正确。 83 4 2(三明市 20152016 学年高一检测)一个小孩站在船头，按如图所示的两种情况用 同样大小的力拉绳。若经过相同的时间 t(船未碰撞)，小孩所做的功分别为 W1、 W2，在时 间 t 内小孩拉绳的平均功率分别为 P1、 P2，则 ( )导 学 号 00820409 A W1W2， P1 P2 B W1 W2， P1 P2 C W1W2， P1P2 D W1W2， P1 P2 答案：C 解析：第一种情况，小孩的脚对他所站的船做功，同时绳对小孩的拉力对小孩也做功； 第二种情况下，除上述功 外，小孩对另一小船又多做了一部分功，所以 W1W2； P1 ， P2 ，故 P1P2，则 C W1t W2t 正确。 3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。下面四个图象中，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 ( )导 学 号 00820410 答案：C 解析：功率减小一半后，汽车做加速度越来越小的减速运动，最终匀速运动。 4(吉林实验中学 20152016 学年高一下学期质检)如图甲所示， 滑轮质量、摩擦均不计，质量为 2kg 的物体在 F 作用下由静止开始向 上做匀加速运动，其速度随时间的变化关系如图乙所示，由此可知， (g 取 10m/s2) ( )导 学 号 00820411 A物体加速度大小为 2m/s2 B4s 末 F 的功率大小为 42W C F 的大小为 21N D4s 内 F 做功的平均功率为 42W 答案：B 解析：由速度时间图象可得加速度 a05m/s 2，由牛顿第二定律：2 F mg ma 5 F 105N， P F2v10522W42W， W mg ma2 P Wt Fst 10.5244 21W。 5(福州一中 20152016 学年高一下学期检测)一辆小汽车在水平路面上由静止启动， 在前 5s 内做匀加速直线运动，5s 末达到额定功率，之后保持额定功率运动，其 v t 图象 如图所示。已知汽车的质量为 m210 3kg，汽车受到地面的阻力为车重的 01 倍(取 g10m/s 2)则 ( )导 学 号 00820412 A汽车在前 5s 内的牵引力为 4103N B汽车在前 5s 内的牵引力为 6103N C汽车的额定功率为 60kW D汽车的最大速度为 30m/s 答案：BCD 解析： f kmg210 3N，前 5s 内 a 2m/s 2 vt 由 F f ma 得 F f ma610 3N，故 A 错 B 对； P 额 Fv610 310W60kW，C 对； vmax 30m/s，D 对。 P额f 6(沈阳二中 20142015 学年高一下学期检测)如图所示，是汽车牵引力 F 和车速倒 数 的关系图象，若汽车质量为 2103kg，由静止开始沿平直公路行驶，阻力恒定，最大 1v 车速为 30m/s，则以下说法正确的是 ( )导 学 号 00820413 A汽车的额定功率为 6104W B汽车运动过程中受到的阻力为 6103N C汽车先做匀加速运动，然后再做匀速直线运动 D汽车做匀加速运动的时间是 5s 答案：AD 解析：由图象可知，汽车先做功率恒定的变加速运动，再做牵引力恒定的匀加速运动， P 额 Fv210 330W610 4W，A 正确，C 错误；当汽车速度最大时牵引力 F f210 3N，B 错误；汽车匀加速运动的加速度 a 2m/s 2，汽车刚达到额定功率 F fm 时的速度 v 10m/s，所以汽车做匀加速运动的时间 t 5s，D 正确。 P额F va 6 二、非选择题 7图示为修建高层建筑常有的塔式起重机。在起重机将质量 m510 3kg 的重物竖直 吊起的过程中，重物由静止开始向上作匀加速直线运动，加速度 a02m/s 2，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 vm102m/s 的匀速运动。取 g10m/s 2，不计额外功。求： 导 学 号 00820414 (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。 答案：(1)5110 4W (2)5s 20410 4W 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