【同步導學】物理教科2019版必修2：4.2 功率課后習題

2.功率基礎鞏固1.關于功率,下列說法正確的是()A.功率是描述力對物體做功多少的物理量B.力做功時間越長,力的功率一定越小C.力對物體做功越快,力的功率一定越大D.力對物體做功越多,力的功率一定越大答案：C解析：功率是描述力對物體做功快慢的物理量,做功越快,功率越大,A錯誤,C正確;力對物體做功時間長,未必做功慢,B錯誤;力對物體做功多,未必做功快,D錯誤。2.(多選)放在水平面上的物體在拉力F作用下做勻速直線運動,先后通過A、B兩點,在這個過程中()A.物體的運動速度越大,力F做功越多B.不論物體的運動速度多大,力F做功不變C.物體的運動速度越大,力F做功的功率越大D.不論物體的運動速度多大,力F做功的功率不變答案：BC解析：求做功用W=Fxcosα,故不論速度多大,F做功不變,故A錯,B對;物體運動速度越大,通過A、B兩點所用時間越短,功率就越大,故C對,D錯。3.如圖所示,物體A、B質量相同,A放在光滑的水平面上,B放在粗糙的水平面上,在相同的力F作用下,由靜止開始都通過了相同的位移x,那么()A.力F對A做功較多,做功的平均功率也較大B.力F對B做功較多,做功的平均功率也較大C.力F對A、B做的功和做功的平均功率都相同D.力F對A、B做功相等,但對A做功的平均功率較大答案：D解析：由W=Fx知,兩種情況下,力F做功相等,但在光滑水平面上用時少,由P=Wt4.豎直上拋一球,球又落回原處,空氣阻力的大小正比于球的速度,則()A.上升過程中克服重力做的功大于下降過程中重力做的功B.上升過程中克服重力做的功小于下降過程中重力做的功C.上升過程中克服重力做功的平均功率等于下降過程中重力做功的平均功率D.上升過程中克服重力做功的平均功率大于下降過程中重力做功的平均功率答案：D解析：球在上升和下降過程中,重力做功的絕對值是相等的,所以A、B錯誤;球在上升的過程中,受到的阻力向下,在下降的過程中受到的阻力向上,所以在上升時球受到的合力大,加速度大,球運動的時間短,在上升和下降的過程中,球的重力做功的絕對值是相等的,由P=Wt5.一個質量為m的小球做自由落體運動,那么,在前t時間內重力對它做功的平均功率P及在t時刻重力做功的瞬時功率P分別為(重力加速度為g)()A.P=mg2t2,P=12mg2tB.P=mg2t2,P=mg2t2C.P=12mg2t,D.P=12mg2t,P=2答案：C解析：前t時間內重力做功的平均功率P=Wt=mg·12gt2t6.一輛質量為2.0×103kg的汽車在平直公路上行駛,若汽車行駛過程中所受阻力恒為f=2.5×103N,且保持功率為80kW。求:(1)汽車在運動過程中所能達到的最大速度;(2)汽車的速度為5m/s時的加速度;(3)汽車的加速度為0.75m/s2時的速度。答案：(1)32m/s(2)6.75m/s2(3)20m/s解析：(1)因汽車勻速直線運動時速度最大,由P=F·vm和F=f得:vm=32m/s。(2)設v1=5m/s時牽引力為F1則P=F1·v1F1-f=maa=6.75m/s2。(3)設a2=0.75m/s2時牽引力為F2F2-f=ma2P=F2·v2v2=20m/s。7.如圖所示,位于水平面上的物體A,在斜向上的恒定拉力F作用下,由靜止開始向右做勻加速直線運動。已知物體質量為10kg,F的大小為100N,方向與速度v的夾角為37°,物體與水平面間的動摩擦因數(shù)為0.5,g取10m/s2。(sin37°=0.6,cos37°=0.8)求:(1)第2s末,拉力F對物體做功的功率是多大?(2)從運動開始,物體前進12m過程中拉力對物體做功的平均功率是多大?答案：(1)960W(2)480W解析：(1)物體對水平面的壓力等于水平面對物體的支持力,N=mg-Fsin37°=100N-100×0.6N=40N由牛頓第二定律得物體的加速度a=Fcos37°-μNm=第2s末,物體的速度v=at=12m/s拉力F對物體做功的功率P=Fvcos37°=960W。(2)從運動開始,前進12m用時t'=2xa=該過程中拉力對物體做功W=Fxcos37°=100×12×0.8J=960J拉力對物體做功的平均功率P'=Wt'=能力提升1.一輛小車在水平面上做勻速直線運動,從某時刻起,小車所受牽引力和阻力隨時間變化的規(guī)律如圖所示,則作用在小車上的牽引力F的功率隨時間變化的規(guī)律是選項中的()答案：D解析：小車所受的牽引力和阻力恒定,所以小車做勻加速直線運動,牽引力的功率P=Fv=F(v0+at),故選項D正確。2.一質量為m的滑塊靜止在光滑水平地面上,從t=0時刻開始,將一個大小為F的水平拉力作用在滑塊上,如圖所示,在t=t1時刻力F的功率應是()A.F2t1C.F2t1答案：C解析：由牛頓第二定律得滑塊的加速度a=Fm,由v=at1得v=Fmt1,則P=Fv=F·Fmt13.(多選)一輛小汽車在水平路面上由靜止啟動,在前5s內做勻加速直線運動,5s末達到額定功率,之后保持額定功率運動,其v-t圖像如圖所示,已知汽車的質量為m=2×103kg,汽車受到地面的阻力為車重的110,g取10m/s2,則(A.汽車在前5s內的牽引力為4×103NB.汽車在前5s內的牽引力為6×103NC.汽車的額定功率為60kWD.汽車的最大速度為30m/s答案：BCD解析：由v-t圖像知,前5s的加速度a=ΔvΔt=2m/s2,由牛頓第二定律知,前5s內的拉力F-kmg=ma,得F=(0.1×2×103×10+2×103×2)N=6×103N,故B對,A錯;又5s末達到額定功率P=F·v5=6×103×10W=6×104W=60kW,故C對;最大速度vmax=P4.從空中以30m/s的初速度平拋一個重10N的物體,物體在空中運動4s落地,不計空氣阻力。求4s內重力的平均功率和落地時重力的瞬時功率(g取10m/s2)。答案：200W400W解析：設物體剛拋出時距地面的高度為h,則有h=12gt2 4s內重力的平均功率P=W①②兩式聯(lián)立得P=12mg物體在4s末落地時豎直方向的瞬時速度vy=gt=40m/s則4s末重力的瞬時功率P=mgvy=400W。5.一臺起重機將靜止在地面上、質量為m=1.0×103kg的貨物勻加速豎直吊起,在2s末貨物的速度v=4m/s。(g取10m/s2,不計額外功)求:(1)起重機在這2s內的平均功率;(2)起重機在2s末的瞬時功率。答案：(1)2.4×104W(2)4.8×104W解析：設貨物所受的拉力為F,加速度為a,則(1)由a=vt得,a=2m/s由牛頓第二定律知,F-mg=ma則F=mg+ma=1.0×