【中学教材全解】2020-2021学年人教版高中物理必修2-第7章-第3节-功率课时练案

第3节功率题组1功率（时间：6分钟分值：12分）1.［4分］（单选）下列关于功率的说法，正确的是（）A.力对物体做的功越多，功率就越大B.做功时间短的机械，功率大C.完成相同的功，用的时间越长，功率越大D.功率大的机械在单位时间内做的功会更多图7-3-12.［4分］（单选）如图7-3-1所示，某人用同一水平力QUOTE先后两次拉同一物体，第一次使此物体沿光滑水平面前进QUOTE的距离，其次次使此物体沿粗糙水平面也前进QUOTE的距离，若先后两次拉力做的功分别为QUOTE和QUOTE，功率分别为QUOTE和QUOTE，则（）图7-3-1QUOTE＝QUOTE，QUOTE＝QUOTEQUOTE＝QUOTE，QUOTE＞QUOTEQUOTE＞QUOTE,QUOTE＞QUOTE QUOTE＞QUOTE,QUOTE3.［4分］（单选）某汽车上标有其内燃机的功率是“100kW”字样，则该功率表示汽车的（）A.额定功率 B.实际功率C.瞬时功率 D.平均功率题组2功率与速度（时间：14分钟分值：28分）4.［4分］（单选）汽车上坡的时候，司机必需换挡，其目的是（）A.减小速度，得到较小的牵引力B.增大速度，得到较小的牵引力C.减小速度，得到较大的牵引力D.增大速度，得到较大的牵引力图7-3-25.［4分］（单选）飞行员进行素养训练时，抓住秋千杆由水平状态开头下摆，到达竖直状态的过程中（如图7-3-2图7-3-2A.始终增大B.始终减小C.先增大后减小D.先减小后增大图7-3-36.［4分］（多选）如图7-3-3所示，质量相同的两物体处于同一高度，QUOTE沿固定在地面上的光滑斜面下滑，QUOTE自由下落，最终达到同一水平面，则（）图7-3-3A.重力对两物体做功相同B.重力的平均功率相同C.到达底端时重力的瞬时功率QUOTED.到达底端时两物体的速度相同7.［8分］一辆电动自行车的铭牌上给出了如下技术指标：规格车型26型电动自行车整车质量30kg最大载重120kg额定输出功率120W额定电压48V额定电流3A质量为QUOTE70kg的人骑此电动自行车沿平直大路行驶，所受阻力QUOTE恒为车和人总重的0.02倍，QUOTE取10QUOTE。则在电动自行车正常工作时，人骑车行驶的最大速度为多少？8.［8分］一台起重机将质量QUOTEkg的货物从静止匀加速地竖直吊起，在2s末货物的速度QUOTE4.0m/s。（g取10QUOTE）求：（1）起重机在2s内的平均输出功率。（2）起重机在2s末的输出功率。题组3机车的启动问题（时间：10分钟分值：20分）9.［4分］（单选）质量为QUOTE的汽车以恒定功率QUOTE在平直的水平大路上行驶，汽车匀速行驶时的速率为QUOTE，当汽车以速率QUOTE）行驶时，汽车的加速度为（）A.QUOTE B.QUOTE C.QUOTE D.QUOTE图7-3-410.［4分］（单选）汽车的发动机的额定输出功率为QUOTE，它在水平路面上行驶时受到的摩擦阻力大小恒定。汽车在水平路面上由静止开头运动，直到车速达到最大速度QUOTE，汽车发动机的输出功率QUOTE随时间变化的图象如图7-3-4所示。若在QUOTE时间内，汽车发动机的牵引力是恒定的，则汽车受到的合力QUOTE随时间变化的图象可能是图7-3-5中的（）图7-3-4ABCD图7-3-511.［12分］汽车的质量为QUOTEkg，额定功率为30kW，运动中阻力大小恒为车重的0.1倍。汽车在水平路面上从静止开头以QUOTEN的牵引力动身。（QUOTE取10QUOTE）求：（1）汽车所能达到的最大速度QUOTE。（2）汽车能保持匀加速运动的最长时间QUOTE。（3）汽车加速度为0.6QUOTE时的速度QUOTE。（4）在匀加速运动的过程中发动机做的功QUOTE。题组4综合拓展提升（时间：16分钟分值：32分）图7-3-612.［4分］（多选）如图7-3-6所示是健身用的“跑步机”示意图。质量为QUOTE的运动员踩在与水平面成QUOTE角的静止皮带上，用力向后蹬皮带。皮带运动过程中受到的阻力恒为QUOTE，使皮带以速度QUOTE匀速向右运动。则在运动过程中，下列说法正确的是（）图7-3-6A.人脚对皮带的摩擦力是皮带运动的动力B.人对皮带不做功C.人对皮带做功的功率为QUOTED.人对皮带做功的功率为QUOTE13.［4分］（多选）某科技创新小组设计制作出一种全自动升降机模型，用电动机通过钢丝绳拉着升降机由静止开头匀加速上升，已知升降机的质量为QUOTE，当升降机的速度为QUOTE时，电动机的电功率达到最大值QUOTE，此后电动机保持该功率不变，直到升降机以最大速度QUOTE匀速上升为止，整个过程中忽视摩擦阻力及空气阻力，重力加速度为QUOTE。有关此过程下列说法正确的是（）A.钢丝绳的最大拉力为QUOTEB.升降机的最大速度QUOTEC.钢丝绳的拉力对升降机所做的功等于升降机克服重力所做的功D.升降机的速度由QUOTE增大至QUOTE的过程中，钢丝绳的拉力不断减小图7-3-714.［12分］一辆汽车质量为QUOTEkg，最大功率为QUOTEW，在水平路面由静止开头做直线运动，最大速度为QUOTE，运动中汽车所受阻力恒定。发动机的最大牵引力为QUOTEN，其行驶过程中牵引力QUOTE与车速的倒数QUOTE的关系如图7-3-7所示。试求：图7-3-7（1）依据图线QUOTE推断汽车做什么运动？（2）最大速度QUOTE的大小；（3）匀加速直线运动中的加速度；（4）当汽车的速度为10m/s时发动机的功率为多大？15.［12分］如图7-3-8甲所示，质量为1kg的物体置于固定斜面上，对物体施以平行于斜面对上的拉力QUOTE，1s末后将拉力撤去，物体运动的QUOTE图象如图乙所示，试求：（1）拉力QUOTE；（2）拉力QUOTE的平均功率。甲乙甲乙图7-3-8参考答案1.D解析：功率与做功多少没有必定的联系，选项A、B错误；完成相同的功，用时越长，功率越小，选项C错误。2.B解析：拉力相同，又通过相同的位移，由QUOTE＝QUOTE知，拉力对物体做的功一样多，即QUOTE＝QUOTE；但沿光滑水平面前进时，加速度较大，故所用时间短，所以QUOTE＞QUOTE，故选项B正确。3.A解析：机器铭牌上标注的功率为额定功率。4.C解析：汽车在上坡时，汽车的牵引力除了需要克服阻力以外，还要克服重力沿斜坡向下的分力，所以需要增大牵引力，由QUOTE，在功率QUOTE不变时要增大牵引力QUOTE，必需减小速度QUOTE。图7-3-95.C解析：对飞行员受力及运动分析如图7-3-9所示，在QUOTE位置，飞行员受重力但速度为0，所以QUOTE；在QUOTE位置，飞行员受重力QUOTE，速度为QUOTE，QUOTE90°，所以QUOTEcosQUOTE=0；在QUOTE之间的任意位置QUOTE，0°＜QUOTE＜90°。由QUOTEcosQUOTE知QUOTE为一个大于0的数值，所以运动员所受重力的瞬时功率的变化状况是先增大后减小。图7-3-96.AC解析：重力对QUOTE物体做功为QUOTE,对QUOTE物体做功（QUOTEsinQUOTE）QUOTEQUOTE，故选项A正确。QUOTE两物体运动时间不同，QUOTE,QUOTE=QUOTE=QUOTE,所以由QUOTE可知平均功率不同，故选项B错误。到达底端时，QUOTE,QUOTEsinQUOTE·QUOTEsinQUOTE)QUOTE2QUOTE,QUOTE两物体到达底端时速度大小相等，但方向不同，故选项D错误。到达底端时QUOTE的瞬时功率QUOTE（QUOTEsinQUOTE,B的瞬时功率QUOTE，明显QUOTE，故选项C正确。点评：解本题关键要留意两点：一是重力在竖直方向，它做功的多少由竖直方向的位移打算；二是到达末位置时，QUOTE两物体的速度大小相同但方向不同，此时求重力的功率要考虑速度与重力的夹角关系。7.6m/s解析：从电动自行车铭牌上获得的有用信息为整车质量为30kg，额定输出功率为120W。分析知电动自行车在额定功率下行驶时，当牵引力与阻力相等时，即QUOTE时速度达到最大值。设车的质量为m，由题意知，地面对车的阻力为QUOTE，当车速达到最大值时，应有QUOTE，解得QUOTE=6m/s。解题技巧：提取有用信息，正确分析QUOTE中的各量，并留意当QUOTE＝QUOTE时，车速达到最大值QUOTE。QUOTEWQUOTEW解析：(1)货物运动的加速度为QUOTEQUOTE=2QUOTE。设钢绳的拉力为QUOTE，则依据牛顿其次定律得QUOTE，故QUOTE×QUOTEQUOTEN物体上升的位移大小QUOTE=4m拉力做的功QUOTE×4QUOTEJ则平均输出功率QUOTEW。(2)2s末的速度QUOTE2×2m/s=4m/s，则2s末的输出功率为QUOTE×4QUOTEW。9.C解析：汽车匀速行驶时，路面阻力QUOTE=QUOTE；当汽车的速率为QUOTE时，牵引力QUOTE，此时加速度QUOTE。点评：QUOTE通常用于计算瞬时功率，QUOTE为机械供应的动力，当机车匀速运动时，牵引力QUOTE与阻力QUOTE相等。QUOTE的其次个应用是QUOTE已知，若已知瞬时速度QUOTE，则此时牵引力QUOTE；若已知牵引力QUOTE，则此时速度QUOTE。10.D解析：QUOTE时间内牵引力是恒定的，故合力也是恒定的；输出功率在增大，当达到额定功率后，速度渐渐增大，牵引力渐渐减小，始终到等于摩擦力，故合力也始终减小直到等于零。11.（1）7.5m/s（2）3.75s（3）4.7m/sQUOTEJ解析：（1）汽车在水平路面上匀速行驶时，此时达到最大速度，汽车的功率达到额定功率QUOTE，则有QUOTE＝QUOTE，QUOTE＝QUOTE＝QUOTE，所以QUOTE=QUOTE，代入数据得QUOTE=7.5m/s。（2）当汽车以恒定的牵引力启动，即以加速度QUOTE匀加速启动，依据牛顿其次定律可得：QUOTE＝QUOTE，又由QUOTE知汽车的速度不断增加，所以可得：汽车的输出功率将不断增大，当QUOTE＝QUOTE时，汽车功率不再增加，此时汽车的匀加速运动将结束，速度为QUOTE，则有QUOTE＝QUOTE，QUOTE=QUOTE=QUOTE，代入数据解得QUOTE=3.75s。（3）汽车的加速度为0.6QUOTE时的牵引力QUOTE+QUOTE′,代入数据可解得QUOTE′=6.4×QUOTEN＜QUOTEN。说明匀加速运动过程已经结束，此时汽车的功率为QUOTE，所以由QUOTE＝QUOTE可得QUOTE=QUOTEm/s≈4.7m/s。（4）汽车在匀加速运动过程中，发动机做的功，也就是牵引力所做的功为：QUOTE＝QUOTE=QUOTE。代入数据可得QUOTEJ。点拨：本题易将两个速度QUOTE和QUOTE混淆，其中QUOTE是汽车的输出功率等于额定功率时的速度，是匀加速运动结束时的速度，而QUOTE是当加速度为零时的最大速度，机车最终就以这个速度做匀速直线运动。12.AD解析：摩擦力使皮带运动，对皮带做功，做功的功率为QUOTE。13.BD解析：升降机先做匀加速运动后做变加速运动再做匀速运动，在匀加速运动过程中钢丝绳的最大拉力大于重力，即QUOTE＞QUOTE，选项A错误。匀速运动时升降机有最大速度QUOTE，选项B正确。升降机在整个上升过程中，钢丝绳的拉力大于或等于升降机所受的重力，因此钢丝绳的拉力对升降机所做的功大于升降机克服重力所做的功，故选项C错误。升降机速度由QUOTE增大至QUOTE的过程中，钢丝绳的拉力不断减小，最终等于重力，故选项D正确。14.(1)见解析（2）20m/s(3)2QUOTEQUOTEW解析：（1）图线QUOTE牵引力QUOTE不变，阻力QU