2016-2017学年高中物理第1章功和功率第3节功率学业分层测评鲁科版必修

功率 (建议用时：45分钟)学业达标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PFv知，物体运动得越快，功率越大C由WPt知，功率越大，力做的功越多D由PFvcos 知，某一时刻，即使力和速度都很大，但功率不一定大【解析】在公式P中，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；在PFv中，P与F、v有关，故选项B错误；在PFvcos 中，P还与有关，故选项D正确【答案】D2一质量为m的木块静止在光滑的水平面上，从t0开始，将一个大小为F的水平恒力作用在该木块上，在tT时刻F的功率是() 【导学号：01360012】A.B.C. D.【解析】木块加速度a，tT时速度vaT，瞬时功率PFv.【答案】B3一个质量为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P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)()APmg2t2，Pmg2t2BPmg2t2，Pmg2t2CPmg2t，Pmg2tDPmg2t，P2mg2t【解析】前t秒内重力做功的平均功率Pmg2tt秒末重力做功的瞬时功率PFvmg·gtmg2t.故C正确【答案】C4汽车上坡的时候，司机必须换挡，其目的是()A减小速度，得到较小的牵引力B增大速度，得到较小的牵引力C减小速度，得到较大的牵引力D增大速度，得到较大的牵引力【解析】汽车在上坡时，汽车的牵引力除了需要克服阻力以外，还要克服重力沿斜坡向下的分力，所以需要增大牵引力，由F可知，在P一定时，要增大牵引力，必须减小速度【答案】C5一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137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137【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PFvF(v0at)，故选项D正确【答案】D6汽车以恒定功率P由静止出发，沿平直路面行驶，最大速度为v，则下列判断正确的是() 【导学号：01360013】A汽车先做匀加速运动，最后做匀速运动B汽车先做加速度越来越大的加速运动，最后做匀速运动C汽车先做加速度越来越小的加速运动，最后做匀速运动D汽车先做加速运动，再做减速运动，最后做匀速运动【解析】汽车在恒定功率下的启动中，力的大小与v的大小有关，由PFv知vFa，当a0时，Ff，做匀速运动，故选C.【答案】C7汽车由静止开始运动，若要使汽车在开始运动后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【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【答案】C8质量为m5×103 kg的汽车在水平公路上行驶，阻力是车重的0.1倍让汽车保持额定功率为60 kW，从静止开始行驶. 【导学号：01360014】(1)若以额定功率启动，求汽车达到的最大速度vm及汽车车速v12 m/s时的加速度(2)若汽车以v26 m/s的速度匀速行驶，求汽车的实际功率(g取10 m/s2)【解析】(1)由PFvfvm得vm m/s12 m/s.由PFv得F，当v12 m/s时F1 N3×104 N由牛顿第二定律得F1fma，所以a m/s25 m/s2.(2)Pfv2mgv20.1×5×103×10×6 W3×104 W30 kW.【答案】(1)12 m/s5 m/s2(2)30 kW能力提升9飞行员进行素质训练时，抓住秋千杆由水平状态开始下摆，到达竖直状态的过程中(如图138所示)，飞行员所受重力的瞬时功率的变化情况是()图138A一直增大B一直减小C先增大后减小 D先减小后增大【解析】对飞行员受力及运动分析如图所示，在A位置，飞行员受重力但速度为零，所以Pmgv0；在B位置，飞行员受重力mg，速度为v，90°，所以PFvcos 0；在A、B之间的任意位置C,0°<<90°.由PFvcos 知P为一个大于零的数值，所以运动员所受重力的瞬时功率的变化情况是先增大后减小【答案】C10(多选)如图139所示为汽车在水平路面上启动过程中的速度图象，Oa为过原点的倾斜直线，ab段表示以额定功率行驶时的加速阶段，bc段是与ab段相切的水平直线，则下述说法正确的是()图139A0t1时间内汽车做匀加速运动且功率恒定Bt1t2时间内汽车牵引力逐渐减小Ct1t2时间内的平均速度为(v1v2)D在全过程中t1时刻的牵引力及其功率都是最大值，t2t3时间内牵引力最小【解析】由题图可知，0t1时间内汽车做匀加速直线运动，牵引力恒定，由PF·v可知，汽车的功率均匀增大，A错误；t1t2时间内汽车以额定功率行驶，速度逐渐增大，牵引力逐渐减小，B正确；因t1t2时间内，ab图线与t轴所围面积大于ab直线与t轴所围面积，故该过程中的平均速度大于(v1v2)，C错误；0t1时间内，牵引力恒定，功率均匀增大，t1时刻以后牵引力逐渐减小，到t2时刻牵引力等于阻力，达到最小，而t1时刻达到额定功率后，功率保持不变，D正确【答案】BD11如图1310所示，质量为2 kg的物体在大小为24 N、沿斜面向上的力F作用下，由静止开始沿光滑斜面体向上运动，斜面的倾角为30°，斜面足够长(g取10 m/s2)求： 【导学号：01360015】图1310(1)5 s内拉力对物体做功的功率；(2)5 s末拉力对物体做功的功率；(3)5 s末物体克服重力做功的功率【解析】物体在斜面上运动的加速度大小am/s27 m/s25 s内发生的位移sat2×7×52 m87.5 m5 s末物体的速度v1at35 m/s5 s内拉力做的功WF·s24×87.5 J2 100 J.5 s内拉力做功的功率P420 W.5 s末拉力做功的功率P5F·v124×35 W840 W.5 s末物体克服重力做功的功率Pmgv1sin 30°20×35× W350 W.【答案】(1)420 W(2)840 W(3)350 W12质量为150 kg的摩托车，额定功率为4.5 kW.现使其由静止开始沿水平路面以2 m/s2的加速度向前行驶，若此摩托车所受阻力恒为车重的0.05倍，(g取10 m/s2)则：(1)行驶16 m时，摩托车的瞬时功率为多大？(2)它能维持匀加速运动多长时间？(3)此摩托车运动过程中最大速度多大？【解析】(1)由Ffma得牵引力Ffma0.05×150×10 N150×2 N375 N，摩托车达到额定功率时的速度v m/s12 m/s，通过的位移s m36 m，故摩托车行驶16 m时，处在匀加速运动阶段，此时的瞬时速度v m/s8 m/s，PFv375×8 W3 000 W.(2)摩托车维持匀加速运动的时间t s6 s.(3)当牵引力Ff时，速度达到最大vm m/s60 m/s.【答案】(1)3 000 W(2)6 s(3)60 m/s