2021高一物理-4.2-功率-每課一練2(-教科版必修2)

4.2功率每課一練（教科版必修2）(40分鐘50分)一、選擇題(本大題共6小題,每小題5分,共30分)1.起重機(jī)用10min的時(shí)間將重為200kg的重物吊起30m,在此過(guò)程中,起重機(jī)的平均功率至少是()A.6kWB.100WC.10WD.200W2.(多選)質(zhì)量為2kg的小鐵球從某一高度由靜止釋放,經(jīng)3s到達(dá)地面,不計(jì)空氣阻力,g=10m/s2,則()A.落地前1s內(nèi)重力的功率與第1s內(nèi)重力的功率相等B.落地前1s內(nèi)重力的功率比第1s內(nèi)重力的功率小C.前2s內(nèi)重力的功率為200WD.1s末的功率與3s末的功率之比為1∶33.拖拉機(jī)耕地時(shí)一般比在道路上行駛時(shí)速度慢,這樣做的主要目的是()A.節(jié)省燃料 B.提高柴油機(jī)的功率C.提高傳動(dòng)機(jī)械的效率 D.增大拖拉機(jī)的牽引力4.(多選)位于水平面上的物體在水平恒力F1作用下,做速度為v1的勻速運(yùn)動(dòng)；若作用力變?yōu)樾毕蛏系暮懔2,物體做速度為v2的勻速運(yùn)動(dòng),且F1與F2功率相同。則可能有()A.F2=F1,v1>v2 B.F2=F1,v1<v2C.F2>F1,v1>v2 D.F2<F1,v1<v25.鋼球在足夠深的油槽中由靜止開頭下落,若油對(duì)鋼球的阻力正比于其速率,則鋼球在下落的過(guò)程中阻力對(duì)鋼球做功的功率的大小隨時(shí)間的變化關(guān)系最接近于圖中的()6.汽車在平直大路上以速度v0勻速行駛,發(fā)動(dòng)機(jī)功率為P,快進(jìn)入鬧市區(qū)時(shí),司機(jī)減小了油門,使汽車的功率馬上減小一半并保持該功率連續(xù)行駛。下面四個(gè)圖像中,哪個(gè)圖像正確表示了從司機(jī)減小油門開頭,汽車的速度與時(shí)間的關(guān)系()二、計(jì)算題(本大題共2小題,共20分。要有必要的文字說(shuō)明和解題步驟,有數(shù)值計(jì)算的要注明單位)7.(10分)2021年1月,一場(chǎng)別開生面的節(jié)能車競(jìng)賽在東風(fēng)本田發(fā)動(dòng)機(jī)有限公司廠區(qū)內(nèi)進(jìn)行,40支車隊(duì)以各家獨(dú)門絕技挑戰(zhàn)1升汽油行駛里程的最高紀(jì)錄。某公司研制開發(fā)的某型號(hào)小汽車發(fā)動(dòng)機(jī)的額定功率為24kW,汽車連同駕乘人員總質(zhì)量為m=2000kg,在水平路面上行駛時(shí)受到恒定的阻力是800N,求：(1)汽車在額定功率下勻速行駛的速度大小；(2)汽車在額定功率下行駛,速度為20m/s時(shí)的加速度大小。8.(10分)(力氣挑戰(zhàn)題)汽車發(fā)動(dòng)機(jī)的額定功率為60kW,汽車質(zhì)量為5t,運(yùn)動(dòng)中所受阻力的大小恒為車重的0.1倍。(1)若汽車以恒定功率啟動(dòng),汽車所能達(dá)到的最大速度是多少?當(dāng)汽車速度達(dá)5m/s時(shí)的加速度是多大?(2)若汽車以恒定加速度0.5m/s2啟動(dòng),則這一過(guò)程能維持多長(zhǎng)時(shí)間?這一過(guò)程中發(fā)動(dòng)機(jī)的牽引力做功是多少?答案解析1.【解析】選B。起重機(jī)的拉力至少等于重物的重力,拉力至少做功為W=mgh=200×10×30J=60000J,由功率定義式P=QUOTE得,P=QUOTE=QUOTEW=100W,故選項(xiàng)B正確。2.【解析】選C、D。依據(jù)勻變速直線運(yùn)動(dòng)規(guī)律,小球在第1s內(nèi)位移為h1=QUOTEgQUOTE=5m,前2s內(nèi)位移為h2=QUOTEgQUOTE=20m,第3s內(nèi)位移為h3=QUOTEgQUOTE-QUOTEgQUOTE=25m,所以第1s內(nèi)重力的功率P1=100W,最終1s內(nèi)重力的功率P3=500W,選項(xiàng)A、B均錯(cuò)誤。前2s內(nèi)重力的功率P=QUOTE=200W,選項(xiàng)C正確。1s末時(shí)鐵球的速度v1=gt1=10m/s,功率P1′=mgv1=200W,3s末時(shí)鐵球的速度v3=gt3=30m/s,功率P3′=mgv3=600W,所以P1′∶P3′=1∶3,選項(xiàng)D正確。3.【解析】選D。拖拉機(jī)耕地時(shí)受到的阻力比在路面上行駛時(shí)大得多,依據(jù)P=Fv,在功率確定的狀況下,減小速度,可以獲得更大的牽引力,選項(xiàng)D正確。4.【解題指南】解答本題時(shí)可按以下思路分析：(1)依據(jù)平衡條件,可以確定F1、F2的大小關(guān)系。(2)依據(jù)P=Fvcosα可以分析v1、v2的大小關(guān)系?！窘馕觥窟xB、D。水平恒力F1作用時(shí)有P1=F1v1,水平恒力F2作用時(shí)有P2=F2v2cosα,其中α為F2與水平方向的夾角,又F2cosα=μ(mg-F2sinα),F1=μmg,故F2cosα<F1,又由于P1=P2,所以v1<v2,F2與F1大小關(guān)系不確定。故選項(xiàng)B、D正確,A、C錯(cuò)誤。5.【解析】選A。設(shè)油對(duì)鋼球的阻力為f=kvt,阻力對(duì)鋼球做功的功率P=f·vt=kQUOTE,所以開頭的一段時(shí)間內(nèi)隨著速度的增大,鋼球所受的阻力也增大,阻力做功的功率也增大,當(dāng)所受阻力f=mg時(shí),鋼球?qū)⑾蛳伦鰟蛩龠\(yùn)動(dòng),阻力做功的功率不再發(fā)生變化,故A正確,B、C、D均錯(cuò)?！咀兪絺溥x】一輛小車在水平路面上做勻速直線運(yùn)動(dòng),從某時(shí)刻起,小車所受到的牽引力F和阻力f隨時(shí)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(shí)間變化的規(guī)律應(yīng)是圖中的()【解析】選D。依據(jù)牽引力F與阻力f隨時(shí)間變化的圖像可知,小車做勻減速直線運(yùn)動(dòng),即vt=v0-at。那么,小車牽引力的功率隨時(shí)間的變化規(guī)律為P=Fvt=Fv0-Fat,牽引力的功率隨時(shí)間變化的圖線是一條傾斜直線,且隨時(shí)間的增加而減小,選項(xiàng)D正確,其他選項(xiàng)均錯(cuò)。6.【解析】選C。汽車在勻速行駛時(shí)牽引力等于阻力,而當(dāng)功率減半時(shí)速度不變,由此可知牽引力減半,故阻力大于牽引力,車將減速,因功率恒定,故做變減速運(yùn)動(dòng),而牽引力變大,由a=QUOTE知加速度漸漸減小。當(dāng)牽引力等于阻力后,汽車將做勻速運(yùn)動(dòng)。由以上分析可知C項(xiàng)正確。【總結(jié)提升】功率P=Fv中F、v、P的對(duì)應(yīng)關(guān)系(1)同時(shí)性：P、F、v三個(gè)量中任意一個(gè)物理量都是可以變化的,但應(yīng)用P=Fv時(shí),三者確定對(duì)應(yīng)于同一時(shí)刻。(2)同體性：P、F、v是對(duì)應(yīng)于同一物體的三個(gè)物理量,對(duì)不在同一物體上的三者關(guān)系爭(zhēng)辯毫無(wú)意義。(3)同向性：P=Fv應(yīng)用時(shí)F與v同向。若F的方向與v的方向成α角,則P=Fvcosα。7.【解析】(1)汽車勻速行駛時(shí),牽引力F等于阻力f,即F=f又P=Fv代入數(shù)據(jù)得v=30m/s(2)設(shè)v1=20m/s時(shí)汽車牽引力為F1,則P=F1v1依據(jù)牛頓其次定律F1-f=ma代入數(shù)據(jù)得：a=0.2m/s2答案：(1)30m/s(2)0.2m/s28.【解析】(1)汽車以額定功率啟動(dòng),當(dāng)a=0時(shí)汽車速度最大,由P=Fv,F-f=ma得P=(f+ma)v。vmax=QUOTE=QUOTE=QUOTEm/s=12m/s在v=5m/s時(shí)加速度a=QUOTE(QUOTE-f)=QUOTE×(QUOTE-0.1×5×103×10)m/s2=1.4m/s2。(2)汽車以0.5m/s2加速度運(yùn)動(dòng)所能達(dá)到的最大速度v=QUOTE=QUOTE=QUOTEm/s=8m/s這一過(guò)程能維持的時(shí)間t=Q