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第3章 动能的变化与机械功
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【步步高】(新课标)2022学年高中物理 3.2 研究功与功率每课一练2 沪科版必修2
【步步高】(新课标)2022学年高中物理 3.2 研究功与功率每课一练2 沪科版必修2
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3.2研究功与功率(二)题组一 对功率的理解1.下列关于功率的说法中正确的是( )A.由P=知,力做的功越多,功率越大B.由P=Fv知,物体运动得越快,功率越大C.由W=Pt知,功率越大,力做的功越多D.由P=Fvcosα知,某一时刻,即使力和速度都很大,但功率不一定大答案 D解析 由公式P=可知,只有P、W、t中两个量确定后,第三个量才能确定,故选项A、C错误.由P=Fv可知,P与F、v有关,故选项B错误,由P=Fvcosα可知,P还与α有关,故选项D正确.2.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答案 D解析 功率与做功多少、做功所用时间没有必然的联系,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;由功率的定义可知,选项D正确.3.关于实际功率和额定功率,下列说法正确的是( )A.动力机械铭牌上标明的是该机械的额定功率B.额定功率是动力机械工作时必须保持的稳定功率C.在较短的时间内,实际功率可以大于额定功率D.在较长的时间内,实际功率可以小于额定功率答案 ACD4.放在水平面上的物体在拉力F作用下做匀速直线运动,先后通过A、B两点,在这个过程中( )A.物体的运动速度越大,力F做功越多B.不论物体的运动速度多大,力F做功不变C.物体的运动速度越大,力F做功的功率越大D.物体的运动速度越大,力F做功的功率不变答案 BC解析 求做功用W=Fs,故不论速度多大,F做功不变,故A错,B-5-对;物体运动速度越大,通过相等位移所用时间越短,功率就越大,故C对,D错.题组二 机车启动问题分析5.汽车由静止开始运动,若要使汽车在开始运动的一小段时间内保持匀加速直线运动,则( )A.不断增大牵引力和牵引力的功率B.不断减小牵引力和牵引力的功率C.保持牵引力不变,不断增大牵引力功率D.不能判断牵引力功率怎样变化答案 C解析 汽车保持匀加速直线运动,所受合力不变,其中牵引力也不变,但速度增大,牵引力的功率增大,C对,A、B、D错.6.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.下面四个图像中,哪个图像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( )答案 C解析 汽车在匀速行驶时牵引力等于阻力,而当功率减半时速度不变,由此可知牵引力减半,故阻力大于牵引力,车将减速,因功率恒定,故做变减速运动,而牵引力变大,由a=知加速度逐渐减小.当牵引力等于阻力时,汽车将做匀速运动.由以上分析可知C项正确.7.质量为m的汽车由静止开始以加速度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是汽车额定功率下的速度最大值B.at不是汽车额定功率下的速度最大值C.汽车的额定功率是ma2tD.题中所给条件求不出汽车的额定功率答案 BD解析 汽车在额定功率下的最大速度是a=0时,vm==,故A项错误、B项正确.汽车的功率是牵引力的功率,不是合力的功率,故C项错误.由F-f=ma可知,F=f+ma,因f末知,则求不出F,故求不出汽车的额定功率,故D项正确.-5-8.如图1所示为一汽车在平直的公路上,由静止开始运动的速度图像,汽车所受阻力恒定.图中OA为一段直线,AB为一段曲线,BC为一平行于时间轴的直线,则( )图1A.OA段汽车发动机的功率是恒定的B.OA段汽车发动机的牵引力是恒定的C.AB段汽车发动机的功率可能是恒定的D.BC段汽车发动机的功率是恒定的答案 BCD解析 由vt图知OA段汽车匀加速运动,阻力恒定,故牵引力恒定,故A错,B对.AB段加速度在减小,速度却在增加,是匀加速过程以后,即功率达到某个值以后的过程,故C对;而BC段a=0,汽车做匀速直线运动,P=Fv,功率恒定,D对,故选B、C、D.题组三 功率的计算9.质量为M的物体从高处由静止下落,若不计空气阻力,在第2s内和第3s内重力做的功的功率之比为(物体未落到地面,g取10m/s2)( )A.3∶5B.1∶1C.1∶3D.2∶3答案 A解析 物体第2s内的位移h1=(g×22-g×12)m=×10×(4-1)m=15m第2s内的功率P===150M同理第3s内的功率P=250M,所以第2s内和第3s内重力做功的功率之比为3∶5,A正确.10.拖拉机耕地时一般比在道路上行驶时速度慢,这样做的主要目的是( )A.节省燃料B.提高柴油机的功率C.提高传动机械的效率D.增大拖拉机的牵引力答案 D解析 拖拉机耕地时受到的阻力比在路面上行驶时大得多,根据P=Fv,在功率一定的情况下,减小速度,可以获得更大的牵引力,选项D正确.11.如图2所示是甲、乙两物体做功与所用时间的关系图像,那么甲物体的功率P甲与乙物体的功率P乙相比( )-5-图2A.P甲>P乙B.P甲<P乙C.P甲=P乙D.无法判定答案 B解析 根据功率的定义式P=可知,在功与所用时间的关系图像中,直线的斜率表示该物体的功率.因此,由图线斜率可知P甲<P乙,选项B正确.12.一辆小车在水平面上做匀速直线运动,从某时刻起,小车所受牵引力和阻力随时间变化的规律如图3所示,则作用在小车上的牵引力F的功率随时间变化的规律是下图中的( )图3答案 D解析 车所受的牵引力和阻力恒定,所以车做匀加速直线运动,牵引力的功率P=Fv=F(v0+at),故选项D正确.13.某物体从高为H处由静止下落至地面,用时为t,则下述结论正确的是( )A.前、后内重力做功相等B.前、后内重力做功相等C.前、后内重力做功的平均功率相等D.前、后内重力做功的平均功率相等答案 A解析 下落前、后过程中,重力做功均为mg·,A对;由于下落前用时较长,故前,重力的平均功率较小,C错;下落前、后时间内,物体分别下落和H,重力做功分别为mgH和mgH,这两段时间相同,做功不同,表明重力的平均功率也不相等,B、D错.14.如图4所示,位于水平面上的物体A-5-,在斜向上的恒定拉力作用下,由静止开始向右做匀加速直线运动.已知物体质量为10kg,F的大小为100N,方向与速度v的夹角为37°,物体与水平面间的动摩擦因数为0.5,g=10m/s2.求:图4(1)第2s末,拉力F对物体做功的功率是多大?(2)从运动开始,物体前进12m过程中拉力对物体做功的平均功率是多大?(sin37°=0.6,cos37°=0.8)答案 (1)960W (2)480W解析 (1)物体对水平面的压力N=mg-Fsin37°=100N-100×0.6N=40N由牛顿第二定律得物体的加速度a==m/s2=6m/s2第2s末,物体的速度v=at=12m/s拉力F对物体做功的功率P=Fvcos37°=960W(2)从运动开始,物体前进12m用时t′==s=2s该过程中拉力对物体做功W=Fscos37°=100×12×0.8J=960J拉力对物体做功的平均功率P′==W=480W-5-
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