2021高一物理-4.2-功率-每课一练1(教科版必修2).docx

第2节　功　率
一、选择题
1．关于功率，下列说法正确的是 (　　)
A．由P＝可知，只要知道W和t的值就可以计算出任意时刻的功率
B．由P＝Fv可知，汽车的功率确定与它的速度成正比
C．当P＝ Fv可知，牵引力确定与速度成反比
D．当汽车功率P确定时，牵引力确定与速度成反比
2．关于额定功率与实际功率，下列说法中错误的是(　　)
A．正常条件下可以长时间工作的功率叫额定功率
B．机器在工作时发动机实际输出的功率叫实际功率
C．实际功率可以小于额定功率，但绝不能大于额定功率
D．机器的实际功率可能会临时超过额定功率，但不能长时间工作
3．物体在水平恒力F作用下，由静止开头沿水平面由A点运动了x到达B点，则(　　)
A．水平面光滑时，力F对物体做功的平均功率较大
B．水平面不光滑时，力F对物体做功的平均功率较大
C．水平面光滑时，力F在B点的瞬时功率较大
D．水平面不光滑时，力F在B点的瞬时功率较大
4．一个质量为m的小球做自由落体运动，那么，在前t秒内重力对它做功的平均功率及在t秒末重力做功的瞬时功率P分别为(t秒末小球未着地)(　　)
A.＝mg2t2，P＝mg2t2
B.＝mg2t2，P＝mg2t2
C.＝mg2t，P＝mg2t
D.＝mg2t，P＝2mg2t

图1
5．一辆汽车在水平路面上做匀速运动，从某时刻开头，牵引力F和阻力f随时间t的变化规律如图1所示．则t1到t2时间内，汽车牵引力的功率P随时间t变化的关系图象应是(　　)

6．水平恒力F作用在一个物体上，使该物体由静止沿光滑水平面在力的方向上移动距离x，恒力F做的功为W1，平均功率为P1；再用同样的水平力F作用在该物体上，使该物体在粗糙的水平面上在力的方向上由静止移动距离x，恒力F做的功为W2，平均功率为P2，下面哪个选项是正确的(　　)
A．W1<W2，P1>P2 B．W1>W2，P1>P2
C．W1＝W2，P1>P2 D．W1<W2，P1<P2
7．物体在水平地面上受到水平拉力F的作用，在6 s内速度的v－t图线和拉力做功功率的P－t图线如图2所示，则物体的质量为(g取10 m/s2)(　　)

图2
A. kg B．1 kg C. kg D．0.6 kg
8．质量为m的汽车由静止开头以加速度a做匀加速运动，经过时间t，汽车达到额定功率，则下列说法正确的是(　　)
A．at即为汽车额定功率下的速度最大值
B．at还不是汽车额定功率下的速度最大值
C．汽车的额定功率是ma2t
D．时间t内汽车牵引力做功等于ma2t2
9．如图3所示，分别用F1、F2、F3将质量为m的物体由静止沿同一光滑斜面以相同的加速度从斜面底端拉到斜面的顶端，物体到达斜面顶端时，力F1、F2、F3的功率关系为(　　)

图3
A．P1＝P2＝P3 B．P1>P2＝P3
C．P3>P2>P1 D．P1>P2>P3
10．汽车在平直大路上以速度v0匀速行驶，发动机功率为P，牵引力为F0.t1时刻，司机减小了油门，使汽车的功率马上减小一半，并保持该功率连续行驶，到t2时刻，汽车又恢复了匀速直线运动．能正确表示这一过程中汽车牵引力F和速度v随时间t变化的图象是(　　)

二、非选择题
11．从空中以10 m/s的初速度水平抛出一质量为1 kg的物体，物体在空中运动了3 s后落地，不计空气阻力，g取10 m/s2，求3 s内物体所受重力做功的平均功率和落地时重力做功的瞬时功率．

12．质量为m＝4.0×103 kg的汽车，发动机的额定功率为P＝40 kW，汽车从静止开头以a＝0.5 m/s2的加速度行驶，所受阻力f＝2.0×103 N，则汽车匀加速行驶的最长时间为多少？汽车可能达到的最大速度为多少？

第2节　功　率
1．D　2.C
3．AC　[水平面光滑时到达B点的瞬时速度较大，瞬时功率较大；水平面光滑时平均速度较大，平均功率也较大，A、C对，B、D错．]
4．C　[前t秒内重力做功的平均功率
＝＝＝mg2t
t秒末重力做功的瞬时功率
P＝Fv＝mg·gt＝mg2t.
故C正确．]
5．C　[由图可知，t1到t2时间内，F与f均不变且F<f，故汽车做匀减速运动，此过程中v＝v0－at，故汽车牵引力的功率P＝Fv＝F(v0－at)，图象C正确．]
6．C　[由功的定义式可知W1＝W2，
由牛顿其次定律得
ma1＝F，ma2＝F－f，故a1>a2；
由运动学公式得
x＝a1t＝a2t，所以t1<t2，
由功率定义式P＝可得
P1>P2，C正确．]
7．C　[设物体受到的阻力为f，由题图可知
0～2 s内物体做加速度a＝3 m/s2的匀加速运动，F、f不变，功率P增大；
2～6 s内物体做匀速直线运动，物体受力平衡，则
2 s末物体受到的拉力F突变为Fmin＝f，功率由P2＝Fv2突变为P2′＝fv2；
由功率公式知F＝＝ N＝5 N，
f＝＝ N＝ N
由牛顿其次定律知
m＝＝ kg＝ kg]
8．B　[汽车匀加速到额定功率后做加速度减小的加速运动，直到加速度为零，速度达最大值，A错，B对．汽车合外力为ma，牵引力大于ma，汽车的额定功率大于ma2t，时间t内做的功大于ma2t2，C、D错．]
9．A　[设物体质量为m，三种状况下物体的加速度a相同，据牛顿其次定律得
F1－mgsin α＝ma，F2cosα－mgsin α＝ma，F3cos θ－mgsin α＝ma.所以F1＝F2cos α＝F3cos θ，又因加速度相同，斜面长度相同，所以三种状况下物体到达斜面顶端时的速度相等，所以由功率公式可知P1＝P2＝P3，选A.]
10．AD　[由P＝Fv可推断，开头时汽车做匀速运动，则F0＝f，P＝F0v0，v0＝，当汽车功率减小一半时，P′＝，汽车开头做变减速运动，其牵引力为F1＝＝＝，加速度大小为a＝＝－，由此可见，随着汽车速度v的减小，其加速度a也减小，最终以v＝做匀速运动，故A正确；同理，可推断出汽车的牵引力随时间t的变化图线与D项全都，D也正确．]
11．150 W　300 W
解析　设物体从抛出到落地的竖直位移为h，
则3 s内重力的平均功率＝＝，又由于h＝gt2，
由以上两式可得＝mg2t＝150 W
设该物体在3 s末的瞬时速度为v3，
则物体落地时重力做功的瞬时功率
P＝mgv3cos θ＝mgv3y，
又由于v3y＝gt，
所以P＝mg2t＝300 W
由于重力为恒力，3 s内重力做功的平均功率也可由
＝Fcos θ求得．
＝mgcos θ＝mg，
又由于＝＝＝gt，
所以＝mg·gt＝150 W.
12．20 s　20 m/s
解析　汽车匀加速行驶时，汽车发动机的牵引力为F，
则依据牛顿其次定律：F－f＝ma，得
F＝ma＋f＝4.0×103×0.5 N＋2.0×103 N
＝4.0×103 N
汽车匀加速运动的末速度为v，则P＝Fv，
v＝＝ m/s＝10 m/s
依据运动学公式v＝at，有t＝＝ s＝20 s
当汽车加速度为零时，汽车有最大速度vm，此时，牵引力F′＝f，则
vm＝＝＝ m/s＝20 m/s.