高中物理《功率》同步練習6 新人教版必修2（通用）

1、功率 5分鐘訓練(預習類訓練，可用于課前)1.功率是描述物體做功_的物理量，功率的定義式是_，此式只能求在一段時間內的平均功率.由定義式可推出公式P=Fvcos，式中的為_和_的夾角.此式既能計算平均功率，又能計算瞬時功率.計算平均功率時，v為_速度，計算瞬時功率時，v為_速度.答案：快慢 P= F v 平均 瞬時2.關于功率，下列說法中正確的是（ ）A.功率大，說明物體做功多B.功率小，說明物體做功少C.由此可知，物體做功越多，它的功率越大D.單位時間內物體做功越多，它的功率越大答案：D3.汽車上坡的時候，司機必須換擋，其目的是（ ）A.減小速度，得到較小的牽引力B.增大速度，得到較小的牽引

2、力C.減小速度，得到較大的牽引力D.增大速度，得到較大的牽引力答案：C4.質量為m的物體從靜止開始做加速度為a的勻加速直線運動，在運動時間t的過程中，合外力對它做功的平均功率為（ ）A.ma2t B.ma2t C.2ma2t D. ma2t解析：本題考查功和功率的計算，物體做加速度為a的勻加速直線運動，所受的合外力的大小為F=ma，在時間t內運動的位移為：x=at2，則合力在時間t內所做的功為：W=Fx=maat2=ma2t2，合力做功的功率為：P=ma2t.答案：B10分鐘訓練(強化類訓練，可用于課中)1.一質量為m的木塊靜止在光滑的水平面上，從t=0開始，將一個大小為F的水平恒力作用在該木

3、塊上，在t=t1時刻，力F的功率是（ ）A B. C. D. 解析： 木塊在拉力F的作用下加速運動，由P=Fv可知，拉力的功率逐漸增大.由牛頓第二定律F=ma知：加速度a=，經(jīng)時間t1，木塊的速度為v=at=t1，所以經(jīng)時間t，拉力的功率為P=Fv=t1.答案：C2.如圖5-3-1所示，輕繩一端固定在O點，另一端拴一小球，拉起小球使繩水平伸直，然后無初速度釋放，小球從開始運動到繩為豎直的過程中小球重力的瞬時功率的變化情況是（ ）A.一直增大 B.一直減小C.先增大，后減小 D.先減小，后增大圖5-3-1解析：如圖所示，在水平位置A處，由于小球的速度va=0，因此此時小球重力的功率Pa=mgva

4、=0.在繩豎直時的B處，小球的速度vb與重力方向垂直，此時小球重力的功率Pb=mgvbcos90=0.當小球在A、B之間任何位置C時，小球的速度不為零，而且速度方向與重力方向的夾角為銳角，所以小球重力的功率Pc=mgcos（90-）vc0.根據(jù)以上分析可知，小球從A處開始下落的過程中，重力的功率先由零開始增大，然后再逐漸減小到零.答案：C3.一同學在平直的路面上騎自行車行駛，所受阻力為f=kv，比例系數(shù)k=4 Ns/m，假定該同學能輸出的最大功率為600 W，則自行車的最大速度為_.解析：當牽引力與阻力平衡時，自行車以最大速度做勻速運動，所以F=f，P額=Fvm得vm=，又f=kvm，則vm=

5、，解得vm= m/s= m/s.答案： m/s4.質量為2 kg的物體，受到24 N豎直向上的拉力，由靜止開始向上運動，經(jīng)過5 s的時間，求5 s內拉力對物體所做的功是多少？ 5 s內拉力的平均功率及5 s末拉力的瞬時功率各是多少？（g取10 m/s2）解析：物體受到向上的拉力F和向上的重力mg的作用，由牛頓第二定律得：F-mg=ma，所以a= m/s2=2 m/s25 s內的位移x為：x=at2=225 m=25 m，方向豎直向上5 s末物體的速度為：v=at=25 m/s=10 m/s，方向豎直向上所以5 s內拉力F對物體所做的功W為：W=Fx=2425 J=600 J5 s內拉力的平均功

6、率P為：P= W=120 W5末拉力的瞬時功率P為：P=Fv=2410 W=240 W.答案：600 J；120 W；240 W30分鐘訓練(鞏固類訓練，可用于課后)1.某同學進行體能訓練，用了100 s的時間跑上20 m高的高樓，試估測他登樓的平均功率最接近的數(shù)值是（ ）A.10 W B.100 W C.1 kW D.10 kW答案：B2.在某次舉重錦標賽中，一名運動員在抓舉比賽時，將質量為127.5 kg的杠鈴舉起歷時約0.5 s，再停留3 s后放下杠鈴.那么，該運動員在舉起杠鈴過程中的平均功率約為（ ）A.幾百瓦 B.幾千瓦C.幾十千瓦 D.幾百千瓦答案：B3.一個物體從光滑斜面上滑下，

7、關于物體所受的重力做功的功率的說法中，正確的是（ ）A.重力不變，重力做功的功率也不變B.重力做功的功率在下滑過程中不斷增大C.重力做功的功率等于重力和下滑速度的乘積D.重力做功的功率小于重力和下滑速度的乘積解析：本題考查對功率的概念的理解，功率是表示物體做功快慢的物理量.當物體沿著光滑的斜面滑下時，物體所受的重力是不變的，物體的速度不斷增大，則物體的重力的功率也就不斷地變大，A錯誤，B正確.又根據(jù)功率的公式P=Fvcos，物體在沿斜面下滑的過程中，重力的瞬時功率的表達式為：P=Fvcos=mgvcos，其中，為重力與速度v的方向的夾角，很明顯，重力做功的功率小于重力和下滑速度的乘積，C錯誤，

8、D正確.答案：BD4.(2020山東濱州模擬，7)以恒定功率P、初速度v0沖上傾角一定的斜坡時，汽車受到的阻力恒定不變，則汽車上坡過程中的vt圖象不可能是圖5-3-2中的（ ）圖5-3-2解析：本題考查汽車以恒定功率行駛時的運動分析，汽車的功率是不變的，汽車的牽引力也是不變的.當汽車沖上斜坡時，根據(jù)公式P=Fv，如果汽車受到的沿斜面方向的合外力等于零，則汽車將繼續(xù)做勻速直線運動，速度時間圖象有可能是B.如果汽車受到的合外力方向向上，則隨著速度的不斷增加，汽車所受的牽引力逐漸減小，合外力也將逐漸減小，則汽車將做加速度逐漸減小的加速運動，直到合外力等于零時，則再做勻速直線運動，C是有可能的.如果汽

9、車的初速度比較大，剛沖上斜坡時，汽車所受的合外力斜向下，則汽車將做減速運動，速度越來越小，最后再做勻速運動，D是有可能的.根據(jù)P=Fv，只要汽車的速度大小發(fā)生變化，汽車的牽引力就發(fā)生變化，汽車的加速度就發(fā)生變化，汽車不可能做勻加速直線運動，A是不可能的，本題的答案為A.答案：A5.我國第一條磁懸浮快速列車線已于2020年3月在上海浦東正式運行.假設磁懸浮列車從靜止開始做勻加速運動，經(jīng)過500 m的路程后，速度達到360 km/h.整個列車的質量為1.00105 kg，如果不計阻力，牽引力的最大功率是（ ）A.4.67106 kW B.1.0105 kWC.1.0108 kW D.4.67109

10、 kW解析：根據(jù)磁懸浮列車發(fā)生500 m位移達到的速度是360 km/h（即100 m/s），可以求出磁懸浮列車的加速度：v2=2ax，代入數(shù)據(jù)得：a= m/s2=10 m/s2.因磁懸浮列車水平方向所受阻力幾乎為零，只受列車的牽引力，則牽引力的大小為：F=ma=1.0010510 N=106 N，則牽引力的最大功率為：P=Fv=106100 W=108 W，所以正確的選項為C.答案：C6.健身用的“跑步機”如圖5-3-3所示,質量為m的運動員踩在與水平面成角的靜止皮帶上，運動員用力向后蹬皮帶，皮帶運動過程中受到的阻力恒為f.使皮帶以速度v勻速向后運動，則在此運動過程中，下列說法正確的是（ ）

11、圖5-3-3A.人腳對皮帶的摩擦力是皮帶運動的動力B.人對皮帶不做功C.人對皮帶做功的功率為mgvD.人對皮帶做功的功率為fv解析：運動員踩在與水平方向成角的靜止皮帶上用力向后蹬皮帶時，運動員的鞋與皮帶間有靜摩擦力的作用，人受的靜摩擦力沿皮帶斜向上，而皮帶受到的摩擦力的方向沿著皮帶斜向下，對皮帶的運動起推動作用，對皮帶做功的功率為：P=Fv=fv，所以A、D正確，B、C錯誤.答案：AD7.飛機在飛行過程中所受空氣阻力與它的速度的二次方成正比，若飛機的速度為v，發(fā)動機功率為P，當飛機的速度為3v時，其發(fā)動機的功率為_.解析：設空氣阻力f=kv2(k為常數(shù))，飛機正常飛行時牽引力F=f，發(fā)動機的功

12、率：P=Fv=kv2v=kv3，即Pv3，當飛機速度達到3v時，飛機發(fā)動機的實際輸出功率應為27P.答案：27P8.人的心臟每跳一次大約輸送810-5 m3的血液，正常人血壓(可看作心臟壓送血液的壓強)的平均值為1.5104 Pa，心跳約每分鐘70次.據(jù)此估測心臟的平均功率約為_W.解析： 這類問題主要是物理模型的建立，把每一次輸送的血液簡化成一個正方體模型或圓柱體模型即可.若建立輸送的血液為正方體的模型，則輸送血液時，位移為該正方體的邊長L，則 W=1.4 W答案： 1.49.一架起重機，要求它在t=10 s內將質量為m=1 000 kg的貨物由靜止豎直向上勻加速提升h=10 m，則起重機的

13、額定輸出功率至少應多大?解析：貨物的加速度：a= m/s2=0.20 m/s2設起重機對貨物的拉力為F，由牛頓第二定律有F-mg=ma，得F=m(g+a)=1.0103(9.8+0.2) N=1.0104 N起重機的額定輸出功率不能小于它在提升貨物時所需的最大輸出功率.在10 s末，貨物的速度最大，其值為：vmax=at=0.2010 m/s=2.0 m/s，所需最大功率P為：Pmax=Fvmax=1.01042.0 W=2.0104 W，故起重機的額定功率P額2.0104 W.答案：P額2.0104 W10.一汽車額定功率為P額=100 kW，質量為m=10103 kg，設阻力恒為車重的0.1倍，取g=10 m/s2.(1)若汽車以額定功率啟動，求所達到的最大速度vm；(2)若汽車以a=0.5 m/s2的加速度啟動，求其勻加速運動的最長時間.解析：(1)汽車以額定功率啟動，達到最大速度時，阻力與牽引力相等.依題f=0.1mg，所以vm= m/s=10 m/s.（2）汽車以勻加速啟動時的牽引力為：F=ma+f=ma+0.1mg=101030.5 N+0.11010310 N=1.5104 N達到額定功率時的速度為：vt= m/s=6.7 m/svt即為勻加速運動的末速度，故做勻加速運動的最長時間為：t= s=13.3 s.答案：（1）10 m/s （2）13.3 s11