高中物理人教版第七章机械能守恒定律功率 第3节功率备课资料素材库

第3节功率人教版教参补充题目、B两物体质量分别为m和2m，A静止于光滑水平面上，B静止于粗糙水平面上，用相同水平力分别推A和B，使它们前进相同位移。在此过程中，下面说法正确的是（）A.两次推力做功一样多B.对A的推力做功多一些C.两次推力做功的功率一样大D.对B的推力做功的平均功率较小解析：拉力大小方向相同，位移相同，根据功的公式W=Fscosθ，知两次推力做功一样多，故选项A正确，选项B错误；水平面光滑时加速度大，则运动相同位移时间短，根据P=Wt答案：AD2.质量为m的汽车，启动后沿平直路面行驶，如果发动机的功率恒为P,且行驶过程中受到的摩擦阻力大小一定，汽车速度能够达到的最大值为v，那么当汽车的车速为QUOTEv4时，汽车的瞬时加速度的大小为（）A.Pmv B.2Pmv C.3Pmv解析：当速度为QUOTEv4时，根据P=Fv得牵引力为F=4f，根据牛顿第二定律F合=ma，得F合=F-f=3f，当汽车速度达到最大时有P=fv，所以F合=3Pv,a=F合答案：C图7-3-113.质量为5kg的物体静置于水平地面上，现对物体施以水平方向的恒定拉力，1s末将拉力撤去，物体运动的v-t图象如图7-图7-3-11（1）滑动摩擦力在0~3s内做的功；（2）拉力在1s末的功率。解析:由图可知，有F作用时的加速度a1=12m/s2，撤去F后的加速度a由牛顿第二定律得：F-f=ma（1）由图可知，物体在3s内的位移L1图7-3图7-3-12（2）拉力在1s末的功率P=Fv=90×12W=1080W。答案：（1）-540J（2）1080W4.一物体在粗糙的水平面上受到水平拉力作用，在一段时间内的速度随时间变化情况如图7-3-12所示。则拉力的功率随时间变化的图象可能是图7-3-13中的（g取10m/s2）（A.B.C.D.图7-3-13解析：由题图可知，在0~t0时间内，物体做初速度为0的匀加速运动，v=at。由牛顿第二定律得：F-f=ma，则拉力的功率为P=Fv=（f+ma）v=（f+ma）at，即P与时间t成正比，且t0时的功率P1=f+maat0。在t0答案：D其他版本的题目广东教育版1.功率为1kW的电器工作1h所消耗的电能为1千瓦时（1kW·h）。1kW·h我们也常称为“度”，即一度电。试问1kW·h等于多少焦耳？解析：1kW·h=1.0×103×36答案：3.6×2.卡车在水平公路上行驶，发动机的牵引力是2×103解析：卡车在1h内牵引力的功W=Fl=2×103×72×103J=1.44×108J，所以平均功率P=Wt=1.44×1083.6×103W=4×104W。卡车以最大速度匀速行驶时的牵引力答案：4×104W3.质量为m的汽车以恒定的功率P在平直的公路上行驶，行驶中阻力大小不变，若汽车匀速行驶时的速率为v1，那么，当汽车的速率为v2（v解析：汽车以速度v1匀速运动时，根据P=Fv1=fv1，可得汽车受到的阻力的大小为f=Pv1，汽车以速度v2匀速运动时，根据P=答案：P4.质量为10t的汽车，额定功率为66kW，在平直的公路上行驶，如果汽车受到的阻力是车重的，求汽车能够达到的最大速度。解析：已知汽车质量m=1.0×104kg,额定功率P=6.6×104W，汽车受到阻力f=×mg=5000N，汽车达到最大速度时a=0，汽车做匀速运动，所以此时牵引力F=f，根据P=Fv得汽车能够达到的最大速度v=QUOTEPF=QUOTEPf=6.6×1045000答案：m/s山东科技版1.运动员在某次体能训练中，用100s的时间跑上20m高的高楼。那么，与他登楼时的平均功率最接近的估测值是（）W W kW kW解析：要求解人的平均功率，需对该同学的质量大小有比较切合实际的估计。设人的质量m=50kg，则有P=mght=50答案：B2.建筑工地上有一台起重机,它的输出功率是5.0×104W。若用它将解析：根据P=Fv得吊起的速度v=QUOTEPF=Pmg=5.0×1042.0×103吊起10m需要的时间t=QUOTElv=102.5s=4s。答案：m/s4s3.质量为m的物体,自高为h、倾角为θ的光滑斜面顶端由静止滑下,经历时间t到达斜面底端,到达斜面底端时的速度为v。物体刚滑到斜面底端时，重力做功的功率是（） θ θ θ解析：物体滑到底端时速度v沿斜面方向，重力方向竖直向下，两者的夹角为（90°-θ），根据P=Fvcosα得重力做功的瞬时功率是P=mgvcos（90°-θ）=mgvsinθ，选项B正确。答案：B4.让一个小球从某一高度自由落下,测出它的质量、下落的高度和下落的时间,算出它在下落的全过程中重力做功的平均功率和落地时重力做功的瞬时功率。在小球下落的过程中，重力做功的功率是否会改变？如果用它下落一半的时间来算平均功率，结果与全程的平均功率是否相同？解析：设小球的质量为m、下落的高度为h和下落的时间为t，则平均功率：P=Wt=mgh因为v2=2gh,则落地时的瞬时功率：P1=Fv=mg下落一半时间的平均功率：P2=W2t2=14答案：见解析5.关于功率，以下说法中正确是（）A.据P=WtB.据P=Fv可知，汽车的牵引力一定与速度成反比C.据P=WtD.据P=Fv可知，发动机的功率一定时，交通工具的牵引力与运动速度成反比解析：据P=Wt可知，功率等于功W和做功所用时间t的比值，选项A错误；P=W答案：D6.一辆质量为2.0×103（1）汽车在运动过程中所能达到的最大速度。（2）汽车的速度为5m/s时的加速度。（3）汽车加速度为m/s解析：（1）汽车速度最大时，牵引力F=f=2.5×103N，根据P=Fv得汽车在运动过程中所能达到的最大速度vmax=QUOTEPF=8.0×104（2）根据P=Fv得汽车的速度为v1=5m/s时的牵引力F1=Pv1=8.0×1045N=1.6（3）根据牛顿第二定律得F2-f=ma2,汽车加速度为a2=m/s2时的牵引力F2=ma2+f=4.0×答案:（1）32m/s（2）m/s2（3）20m教育科学版1.起重机沿竖直方向匀速吊起重物，第一次以速度v起吊，第二次以速度2v起吊，两次吊起的货物等重。则两次起吊货物相比，起重机的牵引力有什么变化？起重机的功率有什么变化？解答：因为两次吊起的货物是沿竖直方向匀速提升，所以牵引力与重力是一对平衡力，而两次吊起的货物等重，所以牵引力不变。根据P=Fv，得两次吊起的货物的功率分别为P1=Fv和P2=F（2v2.拖拉机的输出功率是2.72×104W，已知拖拉机的三挡速度分别为36km/h、46km/解析：拖拉机的三挡速度分别为36km/h、46km/h和54km/h，转化为国际单位制中的单位分别为v1=10m/s，v2=m/s，v3=15m/s，根据P=Fv得F=QUOTEPv。代入数据得这三挡速度的牵引力分别为F1=2.72×10答案：2.72×103N2.13×3.体重为750N的短跑运动员，如果要在2s内匀加速地达到10m/s的速度，求他在这2s内的平均功率和2s末的瞬时功率。（g取10m/s解析：运动员在2s内匀加速地达到10m/s，则运动员的加速度a=v-0t=5m/s2，运动员的位移l=0+v答案：1875W3750W年10月21日零时起，我国铁路进行第4次提速，铁路提速要解决许多技术问题。通常，列车阻力与速度二次方成正比，即f=kv2。列车要跑得快，必须用大功率的机车来牵引,试计算列车分别以120km/h和40km解析：列车匀速运动时牵引力F与阻力f相等，即F=f，而f=kv2，则P=F·v=kv3，代入v1=120km/h，v2=40km答案：27补充材料机车的启动模型（1）模型概述物体在牵引力（受功率和速度制约）作用下，从静止开始克服一定的阻力，最后达到最大速度的整个加速过程，可看成“机车的启动”模型。图7-3-14图7-3-14“机车启动”模型可分为两种情况。①恒定功率启动。机车先做加速度逐渐减小的加速运动，最后匀速，其v-t图线如图7-3-14所示。图7-3-15②恒定加速度启动。机车先做匀加速运动，再做加速度逐渐减小的变加速运动，最后匀速，其v-t图线如图7-图7-3-15（3）两种启动方式的比较:两种方式以恒定功率启动以恒定加速度启动P-t图线和v-t图线OA段过程分析v↑→F=P不变v↓→a=(F-a=(F-F阻)/(m)不变→F不变→P＝Fv↑直到P额＝F运动性质加速度减小的加速直线运动匀加速直线运动，维持时间t0=(vAB段过程分析F=F阻→a=0→F阻＝(P)/(v↑→F=P额/(v)↓→a=(F-F运动性质以vm加速度减小的加速运动BC段无F=F阻→a=0→以vm=(P额特别提醒：图表中的v1为机车以恒定加速度启动时匀加速运动的末速度，则v例1汽车发动机的额定功率为60kW，汽车质量为5t，汽车在水平路面上行驶时，阻力是车重的，g取10ｍ/s（1）汽车保持额定功率从静止启动后能达到的最大速度是多少?（2）若汽车保持m/s（3）当汽车加速度为2m/s解析：（1）当牵引力F大小等于阻力f时，汽车的加速度a=0，速度达到最大值vm，根据公式P=Fv，可得出汽车最大速度vm=QUOTEPF＝QUOTEPf=600005000m/s=12m/s。（2）汽车做匀加速运动所能维持的时间应该从开始到汽车达到额定功率的时候，设汽车做匀加速运动时的牵引力为F1，阻力为f，根据牛顿第二定律，有：F1-f=ma，所以牵引力为F当汽车的功率增大到额定功率时，汽车做匀加速过程结束，设这时汽车的速度为v1，根据功率公式P=Fv得：v1=PF设汽车能维持匀加速运动的时间为t1，则由v1=a1（3）设汽车加速度为2m/s2时汽车的牵引力为F2，根据牛顿第二定律，有：F2-f=ma，所以牵引力为F2=f＋ma2=0.1mg+答案：（1）12m/s（2）16s（3）4m/s例2上海世博会以“城市，让生活更美好”为主题，更加注重环保、节能，让人与城市、人与自然更加和谐。在世博会期间各展馆都是用新型环保电动车，负责接送游客和运输物品。在检测某款电动车性能的某次实验中，质量为8×102kg的电动车由静止开始沿平直公路行驶，达到的最大速度为15m/s。利用传感器测得此过程中不同时刻电动车的牵引力F与对应的速度v，并描绘出F-QUOTE1v图象（如图7-3-图7-图7-3-16（2）求电动车的额定功率；（3）电动车由静止开始运动，经过多长时间，速度达到2m/s？解析：（1）分析图线可知，电动车由静止开始做匀加速直线运动，达到额定功率后，做牵