2017_2018学年高中物理第四章机械能和能源第2节功率课时训练教科版必修220180322124

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高中物理第四章机械能和能源4.2功率练习含解析教科版必修2

功率一、选择题1.下列对功率的理解,正确的是( )A.功率大说明物体做功多B.功率小说明物体做功少C.物体做功越多,其功率越大D.物体做功越快,其功率越大解析:功率大小表示做功快慢,功率越大,做功越快,D正确.答案:D2.汽车以恒定功率沿公路做直线运动,途中通过一块沙地.汽车在公路及沙地上所受阻力均为恒力,且在沙地上受到的阻力大于在公路上受到的阻力.汽车在驶入沙地前已做匀速直线运动,它在驶入沙地到驶出沙地后的一段时间内,位移s随时间t的变化关系可能是( )解析:汽车由公路驶入沙地,受到的阻力变大,汽车减速;当汽车驶出沙地,受到的阻力变小,汽车的速度变大,稳定后的速度与驶进沙地前的速度相等,在沙地的速度也不会为零,A项正确.答案:A3.质量为5t的汽车在水平路面上由静止开始以2.2m/s2的加速度做匀加速直线运动,所受阻力是1.0×103 N,则汽车起动后第1s末发动机的瞬时功率是( )A.2kWB.11kWC.20kWD.26.4kW解析:由牛顿第二定律得F-f=ma,所以F=ma+f=1.2×104N.由v=at知汽车起动后第1s末的速度为v=2.2m/s由P=Fv得第1s末发动机的瞬时功率P=1.2×104×2.2W=2. 64×104W,D正确.答案:D4.飞行员进行素质训练时,抓住秋千杆由水平状态开始下摆,如图所示.到达竖直状态的过程中,飞行员受到的重力的瞬时功率变化情况是( )A.一直增大B.一直减小C.先增大后减小D.先减小后增大答案:C5.质量为m的物体从静止开始做加速度为a的匀加速直线运动,在运动时间为t的过程中合外力对它做功的平均功率为( )A.ma2tB. ma2tC.2ma2tD.ma2t解析:物体所受的合外力为F=ma,t时间内位移为x=at2.由P=可知,合外力做功的平均功率为P=ma2t.答案:B6.如图所示,一个小孩站在船头,用同样大小的力拉绳.在甲、乙两种情况中,经过相同的时间t(船未碰撞),小孩做的功W1、W2及功率P1、P2的关系为( )A.W1>W2,P1=P2B.W1=W2,P1=P2C.W1<W2,P1<P2D.W1<W2,P1=P2解析:小孩做的功,在甲情况下是指对自身(包括所站的船)做的功,在乙情况下除对自身(包括所站的船)做的功外,还包括对另一小船做的功.在两种情况下由于力相同,则小孩自身及所站的小船在两种情况下的加速度也相同,因而位移也就相等了.这样,两种情况中小孩对自身(包括所站的船)所做的功相等,但在乙情况下小孩还对另一小船做了功,因此W1<W2,又由功率的定义式P=得P1<P2.答案:C二、非选择题7.一个质量为4kg的木块,沿倾角为37°的光滑斜面由静止开始下滑.(g取10m/s2,sin37°=0.6)求:(1)木块下滑4s时重力的瞬时功率;(2)在这4s内重力的平均功率.解析:(1)木块沿斜面匀加速下滑,由牛顿第二定律得mg sin37°=ma①4s末木块的速度为v=at②由①②式解得a=6m/s2,v=24m/s木块下滑4s时重力的瞬时功率为P=mgv sin37°=2×10×24×0.6W=288W.(2)木块在4s内的位移为x=at2=×6×42m=48m在这4s内重力的平均功率为W=144W.答案:(1)288W (2)144W8.一辆总质量为15t的卡车,其额定功率是180kW,假定它在平直的公路上运动时受到的阻力是卡车总重的0.03倍,试求:(1)卡车以1.5m/s2的加速度由静止开始匀加速运动所经历的时间.(2)分析卡车的运动情况,并求出卡车运动的最大速度.解析:(1)卡车以恒定的加速度a=1.5m/s2加速时,由牛顿第二定律得:F-f=ma,所以F=f+ma=0.3×15000×10N+15000×1.5N=27000N在此阶段卡车的牵引力保持不变,但卡车的速度不断增加,卡车的实际功率不断增大,当功率增大到额定功率时,P额=Fv所以v=m/s所以t=s=4.4s.(2)当达到额定功率后,随着车速的增大,牵引力变小,加速度变小,当加速度减小到0时,卡车速度达到最大,之后做匀速运动,此时F=f故v max= m/s=40m/s.答案:(1)4.4s (2)见解析40m/s。

2018高中物理第四章机械能和能源动能定理的应用练习(基础篇)教科版必修2

动能定理的应用(基础篇)一、选择题：1．在平直公路上，汽车由静止开始做匀加速运动，当速度达到max v 后，立即关闭发动机直至静止，v-t 图像如图所示，设汽车的牵引力为F ，摩擦力为f ，全程中牵引力做功为W 1，克服摩擦力做功为W 2，则( )A ．F:f ＝1:3B ．W 1:W 2＝1:lC ．F:f ＝4:1D ．W 1:W 2＝1:32．某物体同时受到两个在同一直线上的力F 1、F 2的作用，物体从静止开始做直线运动，其位移与力F 1、F 2的关系图像如图所示，在这4 m 内，物体具有最大动能时的位移是( )A ．1 mB ．2 mC ．3 mD ．4 m3．质量为m 的汽车的发动机的功率恒为P ，摩擦阻力恒为f F ，牵引力为F ，汽车由静止开始，经过时间t 行驶了位移l 时，速度达到最大值v m ，则发动机所做的功为( )A ．PtB ．f m F v tC ．212m f mv F l + D ．F l 4．一个物体从斜面底端冲上足够长的斜面后又返回到斜面底端，已知物体的初动能为E ，它返回到斜面底端的速度为v ，克服摩擦力做功为E/2，若物体以2E 的初动能冲上斜面，则有( )A B ．返回斜面底端时的动能为EC ．返回斜面底端时的动能为32E D ．物体两次往返克服摩擦力做功相同5．高空作业须系安全带。

如果质量为m 的高空作业人员不慎跌落，从开始跌落到安全带对人刚产生作用力前人下落的距离为h （可视为自由落体运动）。

此后经历时间t 安全带达到最大伸长，若在此过程中该作用力始终竖直向上，则该段时间安全带对人的平均作用力大小为( )A mg +B mg -C mgD mg 6．如图所示，同定的竖直光滑长杆上套有质量为m 的小圆环，圆环与水平状态的轻质弹簧一端连接，弹簧的另一端连接在墙上，且处于原长状态。

现让圆环由静止开始下滑，已知弹簧原长为L ，圆环下滑到最大距离时弹簧的长度变为2L(未超过弹性限度)，则在圆环下滑到最大距离的过程中( )A ．圆环的机械能守恒BC ．圆环下滑到最大距离时，所受合力为零D ．圆环重力势能与弹簧弹性势能之和保持不变二、解答题：1．一质量为10kg ，以10m/s 的速度向右匀速运动，已知物体与水平面间的动摩擦因数为0.1，若忽然施加一个水平向右的大小为30N 的恒力，求物体被施加力后5s 末具有的动能。

高中物理第四章机械能和能源习题课2 教科版必修2

【步步高学案导学设计】2014-2015学年高中物理第四章机械能和能源习题课2 教科版必修2基础练1．a，b，c三个物体质量分别为m,2m,3m，它们在水平路面上某时刻运动的动能相等．当每个物体受到大小相同的制动力时，它们制动距离之比是( )A．1∶2∶3 B．12∶22∶32C．1∶1∶1 D．3∶2∶12．一个物体自由下落，落下一半时间时的动能与落地时的动能之比为( )A．1∶1 B．1∶2 C．1∶3 D．1∶43．一个人站在阳台上，从阳台边缘以相同的速率v0分别把三个质量相同的球竖直上抛、竖直下抛、水平抛出，不计空气阻力，则三球落地时的动能( )A．上抛球最大B．下抛球最大C．平抛球最大D．一样大4．在光滑的地板上，用水平拉力分别使两个物块由静止获得相同的动能，那么可以肯定( )A．水平拉力相等B．两物块质量相等C．两物块速度变化相等D．水平拉力对两物块做功相等5．质量为m，速度为v的子弹，能射入固定的木板L深．设阻力不变，要使子弹射入木板3L深，子弹的速度应变为原来的( )A．3倍B．6倍 C.32倍 D.3倍6．一物体做变速运动时，下列说法中正确的是( )A．合外力一定对物体做功，使物体动能改变B．物体所受合外力一定不为零C．合外力一定对物体做功，但物体动能可能不变D．物体加速度一定不为零提升练7．在粗糙水平地面上，使一物体由静止开始运动，第一次用斜向上的拉力，第二次用斜向下的推力，两次的作用力大小相等，力与水平方向的夹角也相等、物体的位移也相等，则这两种情况下( )A．拉力和推力做功相等，物体末速度相等B．拉力和推力做功相等，物体末速度不等C．拉力和推力做功不等，物体末动能相等D．拉力和推力做功不等，物体末动能不等8.图1物体在合外力作用下做直线运动的v－t图象如图1所示．下列表述正确的是( ) A．在0～1 s内，合外力做正功B．在0～2 s内，合外力总是做负功C．在1～2 s内，合外力不做功D．在0～3 s内，合外力总是做正功图29．质量为1 500 kg的汽车在平直的公路上运动，v－t图象如图2所示．由此可求( ) A．前25 s内汽车的平均速度B．前10 s内汽车的加速度C．前10 s内汽车所受的阻力D．15 s～25 s内合外力对汽车所做的功10．一质点开始时做匀速直线运动，从某时刻起受到一恒力作用．此后，该质点的动能可能( )A．一直增大B．先逐渐减小至零，再逐渐增大C．先逐渐增大至某一最大值，再逐渐减小D．先逐渐减小至某一非零的最小值，再逐渐增大题12345678910号答案11.如图3所示，图3斜面长为x，倾角为θ，一物体质量为m，从斜面底端的A点开始以初速度v0沿斜面向上滑行．斜面与物体间的动摩擦因数为μ，物体滑到斜面顶端B点时飞出斜面，最后落在与A点处于同一水平面上的C处，则物体落地时的速度大小为________．12．某兴趣小组设计了如图4所示的玩具轨道，其中“2008”四个等高数字用内壁光滑的薄壁细圆管弯成，固定在竖直平面内(所有数字均由圆或半圆组成，圆半径比细管的内径大得多)，底端与水平地面相切．弹射装置将一个小物体(可视为质点)以v a＝5 m/s的水平初速度由a点弹出，从b点进入轨道，依次经过“8002”后从P点水平抛出．小物体与地面ab段间的动摩擦因数μ＝0.3，不计其它机械能损失．已知ab段长L＝1.5 m，数字“0”的半径R＝0.2 m，小物体质量m＝0.01 kg，g＝10 m/s2.求小物体从P点抛出后的水平射程．图413．质量为5×103kg的汽车在t＝0时刻速度v0＝10 m/s，随后以P＝6×104W的额定功率沿平直公路继续前进，经72 s达到最大速度，设汽车受恒定阻力，其大小为2.5×103 N．求：(1)汽车的最大速度v m；(2)汽车在72 s内经过的路程s.14．冰壶比赛是在水平冰面上进行的体育项目，比赛场地示意图如图5所示．比赛时，运动员从起滑架处推着冰壶出发，在投掷线AB处放手让冰壶以一定的速度滑出，使冰壶的停止位置尽量靠近圆心O.为使冰壶滑行得更远，运动员可以用毛刷擦冰壶运行前方的冰面，使冰壶与冰面间的动摩擦因数减小．设冰壶与冰面间的动摩擦因数为μ1＝0.008，用毛刷擦冰面后动摩擦因数减少至μ2＝0.004.在某次比赛中，运动员使冰壶C在投掷线中点处以2 m/s的速度沿虚线滑出．为使冰壶C能够沿虚线恰好到达圆心O点，运动员用毛刷擦冰面的长度应为多少？(g取10 m/s2)图5习题课1．C 2.D 3.D 4.D 5.D6．BD [此题主要考察学生对涉及力、速度、加速度、功和动能各物理量的牛顿定律和动能定理的理解，只要考虑到匀速圆周运动的例子，很容易得到正确答案B 、D.]7．B [拉力和推力的水平分力相同，位移相同，所以它们做功相同，但两种情况摩擦力不同，合力做的总功不同，故末速度不同．]8．A [根据物体的速度图象可知，物体在0～1 s 内匀加速，合外力做正功，A 正确；1～3 s 内匀减速，合外力做负功．根据动能定理，0～3 s 内合外力做功为零，1～2 s 内合外力做功不为0.]9．ABD [在v －t 图象中图线与坐标轴所围成的面积代表位移，因此只要求得位移的大小，利用公式v ＝x t ，即可解得平均速度，故A 对；图线的斜率代表加速度，由公式a ＝Δv Δt 得，前10 s 内汽车的加速度a ＝2010 m/s 2＝2 m/s 2，故B 对；由牛顿第二定律得：F －f ＝ma ，因不知牵引力F ，故无法求得阻力f ，C 错；由动能定理可求得15 s ～25 s 内合外力所做的功，即W ＝12mv t ′2－12mv 2t ＝12×1 500×(302－202) J ＝3.75×105 J ，故D 对．] 10．ABD [若力F 的方向与初速度v 0的方向一致，则质点一直向前运动，动能一直增大，选项A 正确．若力F 的方向与v 0的方向相反，质点先减速至速度为零后再反向加速，动能先减小至零后再逐渐增大，B 正确．若力F 的方向与v 0的方向成一钝角，如斜上抛运动，质点先减速，减到某一值，再加速，则其动能先减小至某一非为零的数值，再增大，选项D 正确．]11．v C ＝v 20－2μgs cos θ解析对ABC 整个过程由动能定理有－μmgx cos θ＝12mv 2C －12mv 20. 解得v C ＝v 20－2μgx cos θ.12．0.8 m解析设小物体运动到P 点时的速度大小为v ，对小物体由a 运动到P 过程应用动能定理得－μmg L －2Rmg ＝12mv 2－12mv 2a ① 小物体从P 点抛出后的水平射程为x ，则2R ＝12gt 2 ② x ＝vt ③联立①②③式，代入数据解得x ＝0.8 m.13．见解析解析 (1)达到最大速度v m 时，牵引力等于阻力，P ＝fv mv m ＝P f ＝6×1042.5×103m/s ＝24 m/s (2)由动能定理可得Pt －fs ＝12mv 2m －12mv 20 解得s ＝2Pt －m v 2m －v 202f＝2×6×104×72－5×103×242－1022×2.5×103 m ＝1 252 m.14．10 m解析设冰壶在未被毛刷擦过的冰面上滑行的距离为s 1，所受摩擦力的大小为f 1；在被毛刷擦过的冰面上滑行的距离为s 2，所受摩擦力的大小为f 2，则有s 1＋s 2＝s式中s 为投掷线到圆心O 的距离．f 1＝μ1mg ，f 2＝μ2mg设冰壶的初速度为v 0，由功能关系得f 1·s 1＋f 2·s 2＝12mv 20 联立以上各式，解得s 2＝2μ1gs －v 22g μ1－μ2代入数据得s 2＝10 m。

2018_2019学年高中物理第四章机械能和能源2功率学案教科版必修2

2 功率[学习目标] 1.理解功率的概念，能运用功率的定义式P ＝Wt进行有关的计算.2.理解额定功率和实际功率，了解平均功率和瞬时功率的含义.3.根据功率的定义导出P ＝Fv ，会分析P 、F 、v 三者的关系．一、功率的含义1．定义：力对物体所做的功W 与做功所用时间t 的比值．2．公式：P ＝Wt.单位：瓦特，简称瓦，符号为W.常用单位有kW,1 kW ＝1 000 W. 3．意义：功率是表示力对物体做功快慢的物理量． 4．额定功率和实际功率(1)额定功率：机械允许长时间正常工作时的最大功率．发动机铭牌上的功率指的就是额定功率．(2)实际功率：机械实际工作时的输出功率．发动机的实际功率可以小于或等于额定功率，但不能长时间大于额定功率，否则会损坏机械．二、功率、力和速度之间的关系 1．关系(1)当F 与v 方向相同时，P ＝Fv . (2)当F 与v 夹角为α时，P ＝Fv cos α. 2．平均功率和瞬时功率(1)平均功率：当物体做变速运动时，若v 为某段时间内的平均速度，则P 表示该段时间内的平均功率．(2)瞬时功率：若v 为某一时刻的瞬时速度，则P 表示该时刻的瞬时功率．1．判断下列说法的正误．(1)由公式P ＝W t知，做功越多，功率越大．(×) (2)力对物体做功越快，力的功率一定越大．(√)(3)发动机不能在实际功率等于额定功率情况下长时间工作．(×) (4)汽车爬坡时常常需要换高速挡．(×)2．用水平力使重力为G 的物体沿水平地面以速度v 做匀速直线运动．已知物体与地面间的动摩擦因数为μ，则水平力对物体做功的功率是．答案 μGv一、功率在建筑工地上分别采用以下三种方式，把1 t 货物从地面运到三楼：方式一：搬运工分批搬运，需要时间3 h ；方式二：用一台起重机提升，需要时间1 min ；方式三：用另一台起重机提升，需要时间30 s.上述三种情况下，把货物由地面运到三楼时，试分析以下问题： (1)用不同的方式，对货物所做的功是否相同？ (2)三种方式中做功的快慢是否相同？答案 (1)对货物所做的功相同．(2)因为所用时间不同，说明做功的快慢不同．方式一最慢，方式三最快．1．功率表示的是物体做功的快慢，而不是做功的多少，功率大，做功不一定多，反之亦然． 2．求解功率时，首先要明确求哪个力的功率，是某个力的功率，还是物体所受合力的功率，其次还要注意求哪段时间(或哪个过程)的功率．3．做功是能量转化的量度，功率表示做功过程中能量转化的快慢．例1 某人用同一水平力F 先后两次拉同一物体，第一次使此物体从静止开始在光滑水平面上前进x 距离，第二次使此物体从静止开始在粗糙水平面上前进x 距离．若先后两次拉力做的功分别为W 1和W 2，拉力做功的平均功率分别为P 1和P 2，则( ) A ．W 1＝W 2，P 1＝P 2 B ．W 1＝W 2，P 1＞P 2 C ．W 1＞W 2，P 1＞P 2 D ．W 1＞W 2，P 1＝P 2答案 B解析两次拉物体用的力都是F ，物体的位移都是x .由W ＝Fx cos α可知W 1＝W 2.物体在粗糙水平面上前进时，加速度a 较小，由x ＝12at 2可知用时较长，再由P ＝Wt 可知P 1>P 2.选项B 正确．【考点】功率的计算【题点】平均功率的计算二、功率与速度在光滑水平面上，一个物体在水平恒力F 作用下从静止开始匀加速直线运动，经过一段时间t 末速度为v .求：(1)在t 时间内力F 对物体所做的功； (2)在t 时间内力F 的功率； (3)在t 时刻力F 的功率．答案 (1)12Fvt (2)12Fv (3)Fv解析 (1)在t 时间内的位移x ＝vt2W ＝Fx ＝12Fvt(2)t 时间内的功率为平均功率P ＝W t ＝12Fv(3)t 时刻的功率P ＝Fv .1．功率与速度的关系(1)当F 与v 方向相同时，P ＝Fv ； (2)当F 与v 夹角为α时，P ＝Fv cos α. 2．平均功率和瞬时功率(1)平均功率：时间t 内功率的平均值，计算公式： ①P ＝Wt.②当F 与v 方向相同时，P ＝F v ，其中v 为平均速度．(2)瞬时功率：某一时刻功率的瞬时值，能精确地描述做功的快慢，计算公式： ①当F 与v 方向相同时，P ＝Fv ，其中v 为瞬时速度； ②当F 与v 夹角为α时，P ＝Fv cos α.例2 如图1所示，质量为m ＝2 kg 的木块在倾角θ＝37°的足够长的斜面上由静止开始下滑，木块与斜面间的动摩擦因数为μ＝0.5，已知：sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8，g 取10 m/s 2，求：图1(1)前2 s 内重力做的功； (2)前2 s 内重力的平均功率； (3)2 s 末重力的瞬时功率．答案 (1)48 J (2)24 W (3)48 W 解析 (1)木块所受的合外力F 合＝mg sin θ－μmg cos θ＝mg (sin θ－μcos θ)＝2×10×(0.6－0.5×0.8) N＝4 N 木块的加速度a ＝F 合m ＝42m/s 2＝2 m/s 2前2 s 内木块的位移x ＝12at 2＝12×2×22m ＝4 m所以，重力在前2 s 内做的功为W ＝mg sin θ·x ＝2×10×0.6×4 J＝48 J.(2)重力在前2 s 内的平均功率为P ＝W t ＝482W ＝24 W.(3)木块在2 s 末的速度v ＝at ＝2×2 m/s＝4 m/s 2 s 末重力的瞬时功率P ＝mg sin θ·v ＝2×10×0.6×4 W＝48 W.【考点】功率的计算【题点】瞬时功率、平均功率的计算求解功率问题时容易混淆“平均功率”和“瞬时功率”这两个概念．读题时一定注意一些关键词：“某秒末”或“到某位置时”的功率是求瞬时功率，只能用P ＝Fv 求解；“某段时间内”或“某个过程中”等词语，则是求平均功率，此时可用P ＝Wt求解，也可以用P ＝F v 求解．针对训练一台起重机将静止在地面上、质量为m ＝1.0×103kg 的货物匀加速竖直吊起，在2 s 末货物的速度v ＝4 m/s.(取g ＝10 m/s 2，不计额外功)求： (1)起重机在这2 s 内的平均功率； (2)起重机在2 s 末的瞬时功率．答案 (1)2.4×104W (2)4.8×104W解析设货物所受的拉力为F ，加速度为a ，则 (1)由a ＝v t得，a ＝2 m/s 2由牛顿第二定律知，F －mg ＝ma则F ＝mg ＋ma ＝1.0×103×10 N＋1.0×103×2 N ＝1.2×104N 2 s 内货物上升的高度h ＝12at 2＝4 m起重机在这2 s 内对货物所做的功W ＝F ·h ＝1.2×104×4 J＝4.8×104 J起重机在这2 s 内的平均功率P ＝W t ＝4.8×1042W ＝2.4×104W(2)起重机在2 s 末的瞬时功率P ＝Fv ＝1.2×104×4 W＝4.8×104 W.【考点】功率的计算【题点】瞬时功率、平均功率的计算例3 放在粗糙水平地面上的物体受到水平拉力的作用，在0～6 s 内其速度与时间的图像和该拉力的功率与时间的图像如图2甲、乙所示．下列说法正确的是( )图2A ．0～6 s 内物体的位移大小为20 mB ．0～6 s 内拉力做功为100 JC ．滑动摩擦力的大小为5 ND ．0～6 s 内滑动摩擦力做功为－50 J 答案 D解析在0～6 s 内物体的位移大小为x ＝12×(4＋6)×6 m＝30 m ，故A 错误；P －t 图线与时间轴围成的面积表示拉力做功的大小，则拉力做功W F ＝12×2×30 J＋10×4 J＝70 J ，故B错误；在2～6 s 内，v ＝6 m/s ，P ＝10 W ，物体做匀速运动，摩擦力f ＝F ，得f ＝F ＝P v ＝53N ，故C 错误；在0～6 s 内物体的位移大小为30 m ，滑动摩擦力做负功，即W f ＝－53×30 J＝－50 J ，D 正确．【考点】功率的计算【题点】瞬时功率、平均功率的计算1．(对功率的理解)关于功率，下列说法正确的是( )A ．由P ＝W t可知，只要知道W 和t 的值就可以计算出任意时刻的功率 B ．由P ＝Fv 可知，汽车的功率一定与它的速度成正比 C ．由P ＝Fv 可知，牵引力一定与速度成反比 D ．当汽车的功率一定时，牵引力一定与速度成反比答案 D解析公式P ＝W t求的是这段时间内的平均功率，不能求瞬时功率，故A 错误；根据P ＝Fv 可知，当汽车牵引力一定时，汽车的功率与速度成正比，故B 错误；由P ＝Fv 可知，当汽车功率一定时，牵引力与速度成反比，故C 错误，D 正确．【考点】功率的理解【题点】功率公式的理解2．(平均功率和瞬时功率)一个质量为m 的小球做自由落体运动，那么，在前t 时间内重力对它做功的平均功率P 及在t 时刻重力做功的瞬时功率P 分别为(重力加速度为g )( ) A.P ＝mg 2t 2，P ＝12mg 2t 2B.P ＝mg 2t 2，P ＝mg 2t 2C.P ＝12mg 2t ，P ＝mg 2tD.P ＝12mg 2t ，P ＝2mg 2t答案 C解析前t 时间内重力做功的平均功率P ＝W t＝mg ·12gt 2t＝12mg 2t t 时刻重力做功的瞬时功率P ＝mgv ＝mg ·gt ＝mg 2t故C 正确．【考点】功率的计算【题点】瞬时功率、平均功率的计算3．(瞬时功率分析)如图3所示，四个相同的小球A 、B 、C 、D ，其中A 、B 、C 位于同一高度h 处，A 做自由落体运动，B 沿光滑固定斜面由静止滑下，C 做平抛运动，D 从地面开始做斜抛运动，其运动的最大高度也为h .在每个小球落地的瞬间，其重力的功率分别为P A 、P B 、P C 、P D .下列关系式正确的是( )图3A ．P A ＝P C ＝P D >PB B ．P A ＝PC >P B ＝PD C ．P A ＝P B ＝P C ＝P D D ．P A >P C ＝P D >P B答案 A解析 A 做自由落体运动，C 做平抛运动，竖直方向做自由落体运动，故A 、C 落地时竖直方向的速度大小相同，故落地时重力的功率相同．D 做斜抛运动，其运动的最大高度跟A 下落时的高度相同，故落地时竖直方向的速度跟A 落地时的速度大小相同，故重力的功率相同．B 沿斜面下滑，下滑至斜面底端的速度的大小跟A 落地时的速度大小相同，但速度方向与重力方向成一定的夹角，故其重力的功率小于A 重力的功率，所以A 选项正确．4．(瞬时功率计算)2017年贵州雷山遭受大雨侵袭发生内涝和泥石流灾害，某路段有一质量为2.0×103kg 的石块随着雨水由静止开始沿倾角为30°的斜坡滑下，石块滑至坡底时的速度大小为10 m/s ，g 取10 m/s 2，则此时( ) A ．石块重力的瞬时功率为2×105 W B ．石块重力的瞬时功率为1×105 WC ．石块所受斜坡支持力的瞬时功率为53×104W D ．石块所受斜坡支持力的瞬时功率为3×105 W 答案 B解析石块重力的瞬时功率P C ＝mg ·v ·sin 30°＝2.0×103×10×10×12 W ＝1×105W ，故A错误，B 正确；石块所受斜坡支持力与石块速度方向垂直，故石块所受斜坡支持力的瞬时功率为零，故C 、D 错误．5．(与功率有关的图像问题)起重机的钢索将重物由地面吊到空中某个高度，其v－t图像如图4所示，则钢索拉力的功率随时间变化的图像可能是图中的哪一个( )图4答案 B解析在0～t1时间内，重物匀加速上升，钢索拉力F1>mg；在t1～t2时间内，重物匀速上升，钢索拉力F2＝mg；在t2～t3时间内，重物匀减速上升，钢索拉力F3<mg；由P＝Fv知，0～t1时间内，功率均匀增大，且t1时刻F1v1>F2v1；t1～t2时间内，功率保持不变，P＝F2v1，t2～t3时间内，功率均匀减小，且t2时刻F2v1>F3v1，综上所述，只有B正确．【考点】功率的计算【题点】瞬时功率的计算一、选择题考点一功率概念的理解1．关于功率，下列说法正确的是( )A．功率是描述力对物体做功多少的物理量B．力做功时间越长，力的功率一定越小C．力对物体做功越快，力的功率一定越大D．力对物体做功越多，力的功率一定越大答案 C解析功率是描述力对物体做功快慢的物理量，做功越快，功率越大，A错误，C正确；力对物体做功时间长，未必做功慢，B错误；力对物体做功多，未必做功快，D错误．【考点】功率的理解【题点】功率概念的理解2．(多选)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 ．不论物体的运动速度多大，力F 做功的功率不变答案 BC解析求做功用W ＝Fx cos α，故不论速度多大，F 做功不变，故A 错，B 对；物体运动速度越大，通过A 、B 两点所用时间越短，功率就越大，故C 对，D 错．【考点】功率的理解【题点】功率公式的理解考点二公式P ＝Fv 和P ＝Wt的应用3．竖直上抛一球，球又落回原处，空气阻力的大小正比于球的速度，则( ) A ．上升过程中克服重力做的功大于下降过程中重力做的功 B ．上升过程中克服重力做的功小于下降过程中重力做的功C ．上升过程中克服重力做功的平均功率等于下降过程中重力做功的平均功率D ．上升过程中克服重力做功的平均功率大于下降过程中重力做功的平均功率答案 D解析球在上升和下降过程中，重力做功的绝对值是相等的，所以A 、B 错误；球在上升的过程中，受到的阻力向下，在下降的过程中受到的阻力向上，所以在上升时球受到的合力大，加速度大，球运动的时间短，在上升和下降的过程中，球的重力做功的绝对值是相等的，由P ＝Wt知，上升的过程中克服重力做功的平均功率较大，所以D 正确，C 错误．【考点】功率的计算【题点】平均功率的计算4．2015年10月，我国自主研发的第一艘平流层飞艇“圆梦”号试飞成功．若飞艇在平流层水平匀速飞行时，所受空气阻力与飞行速度成正比．当匀速飞行速度为v 时，动力系统的输出功率为P ；当匀速飞行速度为2v 时，动力系统的输出功率为( ) A.P 4 B.P2 C ．2P D ．4P 答案 D【考点】功率的计算【题点】瞬时功率的计算5.一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1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选项中的( )图1答案 D解析小车所受的牵引力和阻力恒定，所以小车做匀加速直线运动，牵引力的功率P ＝Fv ＝F (v 0＋at )，故选项D 正确．【考点】功率的计算【题点】瞬时功率的计算6.一质量为m 的滑块静止在光滑水平地面上，从t ＝0时刻开始，将一个大小为F 的水平拉力作用在滑块上，如图2所示，在t ＝t 1时刻力F 的功率应是( )图2A.F 2t 12mB.F 2t 122mC.F 2t 1mD.F 2t 12m答案 C解析由牛顿第二定律得滑块的加速度a ＝F m ，由v ＝at 1得v ＝F m t 1，则P ＝Fv ＝F ·F m t 1＝F 2t 1m，故C 选项正确．【考点】功率的计算【题点】瞬时功率的计算7.如图3所示，乒乓球运动员用同一个乒乓球两次发球，乒乓球恰好都在等高处水平向左越过球网，从最高点落到台面的过程中(不计乒乓球的旋转和空气阻力)，下列说法正确的是( )图3A ．球第1次过网时的速度小于第2次的B ．球第1次的速度变化量小于第2次的C ．球两次落到台面时重力的瞬时功率相等D ．球两次落到台面过程中重力的平均功率不相等答案 C解析球下落的高度相同，由h ＝12gt 2可知下落的时间相等，因球第1次比第2次通过的水平位移大，根据x ＝vt 可知，球第1次过网时的速度大于第2次过网时的速度．球在水平方向做匀速直线运动，在竖直方向做自由落体运动，故速度变化量只在竖直方向，由Δv ＝gt 可得速度变化量相等．重力的瞬时功率P ＝mgv y ，落地时竖直方向的速度相等，故球两次落到台面时重力的瞬时功率相等．平均功率等于功除以时间，重力两次做的功相同，时间也相同，重力两次的平均功率也相同．故选C.8.(多选)如图4所示，在外力作用下某质点运动的v －t 图像为正弦曲线．从图中可以判断( )图4A ．在0～t 1时间内，外力做正功B ．在0～t 1时间内，外力的功率逐渐增大C ．在t 2时刻，外力的功率最大D ．在t 1～t 3时间内，外力做的总功为零答案 AD解析由题图知0～t 1时间内，加速度为正，所以外力做正功，故A 正确．由P ＝Fv 知0、t 1、t 2、t 3时刻外力的功率为零，故B 、C 错误．t 1～t 3时间内，外力先做负功后做正功，总功为零，故D 正确．【考点】功率的计算【题点】瞬时功率的计算9．特斯拉Model S 标配全轮驱动双电机，Model S P100 D 更有高性能后置电机，与高效率的前置电机联动，实现超跑级别的加速表现，仅需2.7 s ，即可从静止加速至100 km/h.假设驾驶员与车总质量为2 200 kg ，则在此加速过程中下列说法中正确的是( )A ．合力做功约为8.5×105JB ．牵引力做功约为8.5×105 JC ．合力做功的平均功率约为3 150 kWD ．牵引力做功的平均功率约为3 150 kW答案 A解析 v ＝100 km/h ≈27.8 m/sF 合＝ma ＝m v t≈2.265×104 N l ＝v 2t ＝37.53 m W 合＝F 合l ≈8.5×105 JP 合＝W t≈3.15×105 W ＝315 kW 牵引力功率大于合外力的功率，选项A 正确，选项B 、C 、D 错误．【考点】功率的计算【题点】平均功率的计算10．(多选)如图5所示，某同学通过一动滑轮提升质量为m ＝1 kg 的物体．他竖直向上拉绳子，使物体由静止开始以5 m/s 2的加速度上升，不计动滑轮和绳子的质量及摩擦，在此后的1 s 时间内，下列说法正确的是(g 取10 m/s 2)( )图5A ．拉力F 做的功为18.75 JB ．拉力F 在1 s 末的瞬时功率为75 WC ．拉力F 的平均功率为37.5 WD ．物体克服重力做功的平均功率为25 W答案 BCD解析由牛顿第二定律可得2F －mg ＝ma ，解得F ＝7.5 N,1 s 内的位移x ＝12at 2＝2.5 m ，该过程中力的作用点的位移L ＝2x ＝5 m ，则拉力做的功W ＝FL ＝37.5 J ，A 错误；1 s 末物体的速度为v 1＝at ＝5 m/s,1 s 末力F 作用点的速度v 2＝2v 1＝10 m/s ，则拉力在1 s 末的瞬时功率为P ＝Fv 2＝75 W ，选项B 正确；拉力的平均功率P ＝F v ＝F ·v 22＝37.5 W ，C 正确；物体上升的高度为2.5 m ，克服重力做的功W G ＝mgx ＝25 J ，则物体克服重力做功的平均功率P G ＝W G t＝25 W ，D 正确．【考点】功率的计算【题点】瞬时功率、平均功率的计算二、非选择题11．(平均功率和瞬时功率的计算)从空中以30 m/s 的初速度平抛一个重10 N 的物体，物体在空中运动4 s 落地，不计空气阻力．求4 s 内重力的平均功率和落地时重力的瞬时功率(g 取10 m/s 2)．答案 200 W 400 W解析设物体刚抛出时距地面的高度为h ，则有 h ＝12gt 2①4 s 内重力的平均功率P ＝W t ＝mgh t② ①②两式联立得P ＝12mg 2t ＝200 W 物体在4 s 末落地时竖直方向的瞬时速度v y ＝gt ＝40 m/s则4 s 末重力的瞬时功率P ＝mgv y ＝400 W.【考点】功率的计算【题点】瞬时功率、平均功率的计算12．(平均速率和瞬时功率的计算)如图6所示，位于水平面上的物体A ，在斜向上的恒定拉力F 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10 kg ，F 的大小为100 N ，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 ＝10 m/s 2.(sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8)求：图6(1)第2 s 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12 m 过程中拉力对物体做功的平均功率是多大？答案 (1)960 W (2)480 W解析 (1)物体对水平面的压力等于水平面对物体的支持力，N ＝mg －F sin 37°＝100 N －100×0.6 N＝40 N由牛顿第二定律得物体的加速度a ＝F cos 37°－μN m ＝100×0.8－0.5×4010m/s 2＝6 m/s 2 第2 s 末，物体的速度v ＝at ＝12 m/s拉力F 对物体做功的功率P ＝Fv cos 37°＝960 W.(2)从运动开始，前进12 m 用时t′＝2xa＝2×126s＝2 s该过程中拉力对物体做功W＝Fx cos 37°＝100×12×0.8 J＝960 J拉力对物体做功的平均功率P′＝Wt′＝9602W＝480 W.【考点】功率的计算【题点】瞬时功率、平均功率的计算。

高中物理第四章机械能和能源 2 功率教案1 教科版必

第2节功率本节教材分析（1）三维目标一、知识和技能1．知道功率的物理意义、定义式、单位。

2．理解功率的导出式P=F·v的物理意义，并掌握其用法，会利用功率的两个公式来解释现象和进行计算。

3．理解平均功率和瞬时功率，了解平均功率、瞬时功率、额定功率、实际功率的区别与联系。

二、过程和方法1．通过实例体验功率概念的形成过程及功率的实际意义，通过功率的定义过程，体会应用比值方法建立物理概念的方法。

2．学会求解各种不同的功率。

3．运用功率的不同表达式分析和解决动力机械的运动问题。

三、情感态度与价值观1．使学生养成具体问题具体分析和严密思维的习惯。

2．提高学生理论联系实际、解决实际问题的能力。

3．培养学生敢于发表自己观点、善于合作的良好习惯。

（2）教学重点1．理解功率的概念。

2．知道功率的种类及其计算。

（3）教学难点1．功率的表达式P=F·v的物理意义和运用。

2．瞬时功率和平均功率的计算。

（4）教学建议本节的教学内容包括正文、讨论交流、 STS 、问题与练习等部分．其中正文包括功率的定义、功率、力、加速度之间关系、问题实例三部分．功率一节在本章中起承上启下的作用，是学生学好后续课程内容的重要基础．由于学生在初中学过功率，因此通过讨论交流的方式可自然得出功率的定义式．在此基础上充分利用教材，导出功率和速度之间的关系式，进而让学生估算自行车在公路上正常行驶时的功率，把本节课推向高潮．最后用多媒体呈现本节例题，引导学生通过师生合作的方式解决问题．通过对教材例题的改编，提出扩展问题：汽车从车站开出时，若以恒定加速度匀加速启动，①汽车的实际功率怎样变化？②以恒定加速度能行驶多长时间？③汽车能达到的最大速度是多少？新课导入设计导入一导入二教师：人们在生产、生活和工作中使用了大量的机械来做功，这与人力直接做功或畜力做功，在完成功的快慢方面有何不同？请举例说明。

（引发学生思考，让学生从身边生活寻找做功快慢的事例，并思考机械与人或畜力做功快慢的差异。

高中物理第四章机械能和能源2单元测试教科版必修2

高中物理第四章机械能和能源2单元测试教科版必修2一、选择题（在以下各题中，有的只有一个选项正确的，有的有多个选项正确的，每道题4分）1．人们设计出磁悬浮列车，列车能以很大速度行驶，列车的速度很大，是采取了下列哪些可能的措施（）①减小列车的质量 ②增大列车的牵引力③减小列车受的阻力 ④增大列车的功率A ．①②B ．②③C ．③④D ．①④2．如图所示，人站在电动扶梯的水平台阶上，与扶梯一起沿斜面加速上升．在这个过程中，人的脚所受的静摩擦力（）Ａ、等于零，对人不做功Ｂ、水平向左，对人做负功；Ｃ、水平向右，对人做正功Ｄ、沿斜面向上，对人作正功3.一质量为m 的木块静止在光滑的水平面上，从t=0开始，将一个大小位F 的水平恒力作用在该木块上，在t=t 1时刻力F 的功率是（） A. 122t m F B. 2122t m F C. 12t m F D. 212t mF 4．质量为m 的物体，在距地面h 高处以g/3的加速度由静止竖直下落到地面。

下列说法中正确的是（）A. 物体的重力势能减少了mgh/3B. 物体的动能增加mgh/3C. 物体的机械能减少mgh/3D. 重力做功mgh/35．自由下落的小球，从接触竖直放置的轻弹簧开始，到压缩弹簧有最大形变的过程中，下列说法正确的是（）A. 小球的动能逐渐渐少B. 小球的重力势能逐渐渐少C. 小球的机械能不守恒D. 小球的加速度逐渐增加6．物体以8m/s 2的加速度从静止开始竖直向下运动，则物体在下落的过程中（）A ．机械能增加B ．机械能减小C．机械能不变 D ．条件不足、无法判断质量为m的小球用长度为L的轻绳系住，在竖直平面内做圆周运动，运动过程中小球受空气阻力作用．已知小球经过最低点时轻绳受的拉力为7m g，经过半周小球恰好能通过最高点，则此过程中小球克服空气阻力做的功为（）A．m g L/4 B．m g L/3 C．m g L/2 D．m g L8、质量为2kg的物体A静止在粗糙水平面上，t=0时一水平向右的的恒力F作用在A上，t=2s时撤去F，A的速度图像如图所示，则下列说法正确的是（）A．F做功48JB．F做功36JC．在0~8秒内物体A克服摩擦力做功48JD．在0~8秒内物体A克服摩擦力做功36J9．如图所示，在光滑水平面上放一木板；木板的左端放一物体，对物体施加一水平恒力F，将物体由静止开始直到从木板右端拉出。

教科版高中物理必修第二册第四章机械能及其守恒定律2功率练习含答案

2.功率基础巩固1.关于功率,下列说法正确的是()A.功率是描述力对物体做功多少的物理量B.力做功时间越长,力的功率一定越小C.力对物体做功越快,力的功率一定越大D.力对物体做功越多,力的功率一定越大答案：C解析：功率是描述力对物体做功快慢的物理量,做功越快,功率越大,A错误,C正确;力对物体做功时间长,未必做功慢,B错误;力对物体做功多,未必做功快,D错误。

2.(多选)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.不论物体的运动速度多大,力F做功的功率不变答案：BC解析：求做功用W=Fx cos α,故不论速度多大,F做功不变,故A错,B对;物体运动速度越大,通过A、B两点所用时间越短,功率就越大,故C对,D错。

3.如图所示,物体A、B质量相同,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,由静止开始都通过了相同的位移x,那么()A.力F对A做功较多,做功的平均功率也较大B.力F对B做功较多,做功的平均功率也较大C.力F对A、B做的功和做功的平均功率都相同D.力F对A、B做功相等,但对A做功的平均功率较大答案：D解析：由W=Fx知,两种情况下,力F做功相等,但在光滑水平面上用时少,由P=W知,在光t滑水平面上平均功率较大,故D正确。

4.竖直上抛一球,球又落回原处,空气阻力的大小正比于球的速度,则()A.上升过程中克服重力做的功大于下降过程中重力做的功B.上升过程中克服重力做的功小于下降过程中重力做的功C.上升过程中克服重力做功的平均功率等于下降过程中重力做功的平均功率D.上升过程中克服重力做功的平均功率大于下降过程中重力做功的平均功率答案：D解析：球在上升和下降过程中,重力做功的绝对值是相等的,所以A、B错误;球在上升的过程中,受到的阻力向下,在下降的过程中受到的阻力向上,所以在上升时球受到的合力大,加速度大,球运动的时间短,在上升和下降的过程中,球的重力做功的绝对值是相等的,由P=Wt知,上升的过程中克服重力做功的平均功率较大,所以D正确,C错误。

2017-2018学年高中物理第四章机械能和能源检测试题教科版必修2

第四章机械能和能源(时间:60分钟满分:100分)【测控导航】一、选择题(共9小题,第1～4题为单项选择题,第5～9题为多项选择题,每小题6分,共54分)1.如图所示,自动卸货车静止在水平地面上,车厢在液压机的作用下,θ角缓慢增大,在货物相对车厢仍然静止的过程中,下列说法正确的是( A )A.货物受到的支持力变小B.货物受到的摩擦力变小C.货物受到的支持力对货物做负功D.货物受到的摩擦力对货物做负功解析:货物处于平衡状态,受到重力mg、支持力N和摩擦力f,则根据平衡条件有mgsin θ=f,N=mgcos θ,当θ增大时,f增大,N减小,故A正确,B错误.货物受到的支持力的方向与瞬时速度方向相同,所以支持力对货物做正功,故C错误.摩擦力的方向与位移方向垂直,不做功,故D错误.2.汽车关闭发动机后恰能沿斜坡匀速下滑,在这个过程中( C )A.汽车的机械能守恒B.汽车的动能和势能相互转化C.机械能转化为内能,总能量守恒D.机械能和内能之间没有转化解析:汽车关闭发动机后,匀速下滑,重力沿斜面向下的分力与摩擦阻力平衡,摩擦力做功,汽车摩擦生热,温度升高,有部分机械能转化为内能,机械能减少,但总能量守恒,选项C正确.3.有报道说:我国一家厂商制作了一种特殊的手机,在电池电能耗尽时,摇晃手机,即可产生电能维持通话,摇晃过程是将机械能转化为电能;如果将该手机摇晃一次,相当于将100 g的重物缓慢举高20 cm所需的能量,若每秒摇两次,则摇晃手机的平均功率为(g取10 m/s2) ( B )A.0.04 WB.0.4 WC.4 WD.40 W解析:摇晃手机的平均功率P== W=0.4 W,故B对.4.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 )A.不断增大牵引力功率B.不断减小牵引力功率C.保持牵引力功率不变D.不能判断牵引力功率如何变化解析:汽车做匀加速运动,牵引力F=ma+f不变,根据P=Fv知,汽车的功率不断增大,A正确.5.某人将物体由静止开始举高,物体获得速度.下列说法中正确的是( ABD )A.物体所受合外力做的功等于物体动能的增加量B.此人对物体做的功等于物体动能和重力势能的增加量之和C.物体所受合外力做的功等于物体动能和重力势能的增加量之和D.克服重力做的功等于物体重力势能的增加量解析:由动能定理可知A正确,C错误;人对物体所做的功等于物体机械能的增加量,即等于物体动能与重力势能的增加量之和,B正确;克服重力做的功等于物体重力势能的增加量,D正确.6.汽车发动机的额定功率为60 kW,汽车的质量为5 t.汽车在水平面上行驶时,阻力与车重成正比,g取10 m/s2,当汽车以额定功率匀速行驶时速度为12 m/s.现突然减小油门,使发动机功率减小到40 kW,对接下来车子运动情况的描述正确的是( CD )A.先做匀减速运动,再做匀速运动B.先做加速度增大的减速运动,再做匀速运动C.先做加速度减小的减速运动,再做匀速运动D.最后的速度大小是8 m/s解析:汽车匀速行驶时,P=F v,得牵引力F==N=5×103N,则阻力F′=5×103N.当功率只有40 kW时,牵引力减小,汽车做减速运动,但不是匀减速运动,选项A 错误;由于功率突然减小,故牵引力发生突变,减小到某一值,然后牵引力从某一最小值开始增大,加速度减小,而后匀速,速度大小为v′== m/s=8 m/s,故选项B错误,选项C,D正确.7.宇宙飞船运动中需要多次“轨道维持”.所谓“轨道维持”就是通过控制飞船上发动机的点火时间和推力的大小和方向,使飞船能保持在预定轨道上稳定运行.如果不进行“轨道维持”,由于飞船受轨道上稀薄空气的影响,轨道高度会逐渐降低,在这种情况下飞船的动能、重力势能和机械能的变化情况将会是( AD )A.重力势能和机械能都逐渐减小B.动能逐渐增大,机械能不变C.动能逐渐减小,机械能不变D.重力势能逐渐减小,动能逐渐增大解析:由于飞船受轨道上稀薄空气的影响,机械能逐渐减小,高度减小,根据G=m有v=,可得动能逐渐增大,选项A,D正确.8.如图所示,一固定斜面倾角为30°,一质量为m的小物块自斜面底端以一定的初速度,沿斜面向上做匀减速运动,加速度的大小等于重力加速度的大小g.若物块上升的最大高度为H,则此过程中,物块的( AC )A.动能损失了2mgHB.动能损失了mgHC.机械能损失了mgHD.机械能损失了mgH解析:物块以大小为g的加速度沿斜面向上做匀减速运动,运动过程中F合=mg,由受力分析知摩擦力f=mg,当上升高度为H时,位移x=2H,由动能定理得ΔE k=-2mgH;由功能关系知ΔE=W f=-mgx=-mgH,选项A,C正确.9.质量为m1,m2的两物体,静止在光滑的水平面上,质量为m的人站在m1上用恒力F拉绳子,经过一段时间后,两物体的速度大小分别为v1和v2,位移分别为s1和s2,如图所示.则这段时间内此人所做的功的大小等于( BC )A.Fs2B.F(s1+s2)C.m2+(m+m1)D.m2解析:人做的功等于绳子对m1,m2做的功之和,即W=Fs1+Fs2=F(s1+s2),A错,B对;根据动能定理知,人做的功等于m1,m2,m动能的增加量,所以W=(m1+m)+m2,C对,D错.二、非选择题(共46分)10.(8分)(2017·天津卷,9)如图所示,打点计时器固定在铁架台上,使重物带动纸带从静止开始自由下落,利用此装置验证机械能守恒定律.(1)对于该实验,下列操作中对减小实验误差有利的是.A.重物选用质量和密度较大的金属锤B.两限位孔在同一竖直面内上下对正C.精确测量出重物的质量D.用手托稳重物,接通电源后,撤手释放重物(2)某实验小组利用上述装置将打点计时器接到50 Hz的交流电源上,按正确操作得到了一条完整的纸带,由于纸带较长,图中有部分未画出,如图所示.纸带上各点是打点计时器打出的计时点,其中O点为纸带上打出的第一个点.重物下落高度应从纸带上计时点间的距离直接测出,利用下列测量值能完成验证机械能守恒定律的选项有.A.OA,AD和EG的长度B.OC,BC和CD的长度C.BD,CF和EG的长度D.AC,BD和EG的长度解析:(1)选用质量和密度较大的金属锤、限位孔对正都可以降低摩擦力对实验结果造成的误差,所以A,B正确;动能与重力势能表达式中都含有质量m,可以约去,故不需要测量出质量m 的具体数值,C错误;重锤下落之前应该用手拉住纸带上端而不是用手托住重锤,D错误.(2)测出BC和CD的长度就可以计算出打下C点时的速度v C,再测出OC的长度,就可验证mgh OC=m是否成立,所以B正确;测出BD,EG的长度可计算出打下C,F两点时的速度v C和v F,再测出CF的长度,就可验证mgh CF=m-m是否成立,所以C正确.答案:(1)AB (2)BC11.(11分)(2016·全国Ⅱ卷,22)某物理小组对轻弹簧的弹性势能进行探究,实验装置如图(甲)所示:轻弹簧放置在光滑水平桌面上,弹簧左端固定,右端与一物块接触而不连接,纸带穿过打点计时器并与物块连接,向左推物块使弹簧压缩一段距离,由静止释放物块,通过测量和计算,可求得弹簧被压缩后的弹性势能.(1)实验中涉及下列操作步骤:①把纸带向左拉直②松手释放物块③接通打点计时器电源④向左推物块使弹簧压缩,并测量弹簧压缩量上述步骤正确的操作顺序是(填入代表步骤的序号).(2)图(乙)中M和L纸带是分别把弹簧压缩到不同位置后所得到的实际打点结果.打点计时器所用交流电的频率为50 Hz.由M纸带所给的数据,可求出在该纸带对应的实验中物块脱离弹簧时的速度为m/s.比较两纸带可知, (填“M”或“L”)纸带对应的实验中弹簧被压缩后的弹性势能大.解析:(1)启动打点计时器前,应把纸带拉直以减小因纸带受到摩擦力而产生的误差.实验时应先接通打点计时器的电源,再释放物块.故正确的操作顺序是④①③②.(2)物块脱离弹簧前,在弹簧弹力作用下沿光滑水平面加速运动,脱离弹簧后做匀速运动,故物块脱离弹簧时的速度即为匀速运动时的速度,由纸带数据可知v M=m/s=1.29 m/s.弹簧被压缩后的弹性势能转化成了物块的动能,由纸带数据知M纸带对应的物块最终的速度大,则动能也大,故对应的弹簧被压缩后的弹性势能大.答案:(1)④①③②(2)1.29 M12.(15分)如图所示,光滑水平面AB与竖直面内的半圆形粗糙导轨在B点衔接,导轨半径为R.一个质量为m的物块将弹簧压缩后静止在A处,释放后在弹力的作用下获得向右的速度,当它经过B点进入导轨瞬间对导轨的压力为其重力的7倍,之后向上运动恰能到达最高点C.求:(1)弹簧对物块的弹力做的功W;(2)物块从B至C由于摩擦而产生的热量Q;(3)物块离开C点后落回水平面时其动能的大小E k.解析:(1)设物块经过B点时的速度为v1,则由动能定理得W=m根据牛顿第二定律得N-mg=m两式联立得W=3mgR.(2)设物块经C点时的速度为v2,由题意知mg=m则由能量守恒定律有m=m+2mgR+Q所以物块从B至C由于摩擦而产生的热量Q=m-m-2mgR=mgR.(3)根据机械能守恒定律2mgR=E k-m,故物块落回水平面时的动能E k=m+2mgR=mgR.答案:(1)3mgR (2)mgR (3)mgR13.(12分)如图所示,水平地面BC与光滑曲面AB相切于B点,与内壁光滑的细圆管CD相切于C点,管口D正下方直立一劲度系数为k的轻弹簧,弹簧下端固定,上端恰好与管口D齐平.将质量为m的小物块(可视为质点)放在弹簧上端且缓慢下压弹簧,当弹簧压缩的长度x1=(其中g为重力加速度大小),对应弹簧的弹性势能E p1=时,由静止开始释放物块,物块进入管口D后沿DCBA轨道运动且不脱离轨道.已知物块速度最大时弹簧的弹性势能E p2=,物块与BC间的动摩擦因数μ=0.8,BC长度L0=,圆管CD的半径R=.求:(1)物块的最大速度v m的大小;(2)物块第一次到达C点时的速度大小v C;解析:(1)物块的速度最大时,其受到的弹力与重力等大反向,设物块的速度最大时,弹簧的压缩量为x2,从静止开始运动到速度最大的过程中,物块上升的高度为h,由能量守恒定律有E p1-E p2=mgh+m由共点力平衡有kx2=mg由几何关系有x1=x2+h解得v m=3g;(2)物块释放后第一次到达C点的过程,由能量守恒定律有E p1=mg(x1+R)+m解得v C=g.答案:(1)3g(2)g。

高中物理第四章机械能和能源第2节功率2机车以恒定的功率启动动力学分析练习教科版必修2(2021年整

高中物理第四章机械能和能源第2节功率2 机车以恒定的功率启动动力学分析同步练习教科版必修2编辑整理：尊敬的读者朋友们：这里是精品文档编辑中心，本文档内容是由我和我的同事精心编辑整理后发布的，发布之前我们对文中内容进行仔细校对，但是难免会有疏漏的地方，但是任然希望（高中物理第四章机械能和能源第2节功率2 机车以恒定的功率启动动力学分析同步练习教科版必修2）的内容能够给您的工作和学习带来便利。

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第2节功率 2 机车以恒定的功率启动动力学分析（答题时间：30分钟）1. 某同学的质量为50kg ，所骑自行车的质量为15 kg ，设该同学在平直路面上正常骑行时脚踏自行车的功率为40W 。

若人与车受到的阻力是其重力的0。

02倍，则正常骑行自行车时的速度大小约为（ )A 。

3m/sB 。

4m/sC 。

13m/s D. 30m/s2。

汽车发动机的额定功率为80kW,它以额定功率在平直公路上行驶的最大速度为20m/s,那么汽车在以最大速度匀速行驶时所受的阻力是( )A. 8000N B 。

4000N C. 2500N D 。

1600N3。

质量为m 的汽车，额定功率为P ，与水平地面间的摩擦因数为μ，以额定功率匀速前进一段时间后驶过一圆弧形半径为R 的凹桥，汽车在凹桥最低点的速度与匀速行驶时相同,则汽车对桥面的压力N 的大小为（ )A 。

N=mgB 。

2()m P N R mgμ= C 。

21[()]P N m g R mg μ=+ D. 21[()]P N m g R mgμ=- 4。

汽车在平直的公路上以恒定的功率启动,设阻力恒定，则关于汽车运动过程中加速度随时间变化的关系,下列图象中最合理的是（）5. 质量为2吨的汽车，发动机牵引力的功率为30千瓦，汽车在水平路面上行驶能达到的最大速度为15m ／s 。

2017-2018学年高中物理第四章机械能和能源习题课三动能定理的应用课时训练教科版必修2

习题课三动能定理的应用A组1.物体在恒定阻力作用下,以某初速度在水平面上沿直线滑行直到停止.以a,E k,x和t分别表示物体运动的加速度大小、动能、位移的大小和运动的时间.则以下各图像中,能正确反映这一过程的是( C )解析:物体在恒定阻力作用下运动,其加速度不变,选项A,B错误;由动能定理,-fx=E k-E k0,解得E k=E k0-fx,选项C正确,x=v0t-at2,则E k=E k0-f(v0t-at2),选项D错误.2.在离地面高h处竖直上抛一质量为m的物块,抛出时的速度为v0,当它落到地面时速度为v,用g表示重力加速度,则在此过程中物块克服空气阻力所做的功等于( C )A.mgh-mv2-mB.-mv2-m-mghC.mgh+m-mv2D.mgh+mv2-m解析:物块运动过程中,重力和空气阻力对物块做功,根据动能定理得mgh+W阻=mv2-m,所以W阻=mv2-m-mgh,物块克服空气阻力做功为mgh+m-mv2,C正确.3.(多选)质量为m的物体,从静止开始以a=g的加速度竖直向下运动h,下列说法中正确的是( AD )A.物体的动能增加了mghB.物体的动能减少了mghC.物体的势能减少了mghD.物体的势能减少了mgh解析:物体的合力F合=ma=mg,向下运动h时合力做功W=F合h=mgh,根据动能定理,物体的动能增加了mgh,A对,B错;向下运动h过程中重力做功mgh,物体的势能减少了mgh,C错,D对.4.(多选)如图所示,质量相等的物体A和物体B与地面的动摩擦因数相等,在力F的作用下,一起沿水平地面向右移动x,则( AB )A.摩擦力对A,B做功不相等B.A,B动能的增量相同C.F对A做的功与F对B做的功相等D.合外力对A做的功与合外力对B做的功不相等解析:因F斜向下作用在物体A上,A,B受的摩擦力不相同,因此,摩擦力对A,B做的功不相等,A正确;A,B两物体一起运动,速度始终相同,故A,B动能增量一定相同,B正确;F不作用在B上,不能说F对B做功,C错误;合外力对物体做的功应等于物体动能的增量,故D错误. 5.某消防队员从一平台上跳下,下落2 m后双脚触地,接着他用双腿弯曲的方法缓冲,使自身重心又下降了0.5 m,在着地过程中地面对他双腿的平均作用力是其自身重力的( B ) A.2倍 B.5倍 C.8倍 D.10倍解析:设地面对双腿的平均作用力为F,对全过程利用动能定理得mg(h+Δh)-FΔh=0,F=mg=5mg,故选项B正确.6.(多选)如图(甲)所示,静止在水平地面的物块A,受到水平向右的拉力F作用,F与时间t的关系如图(乙)所示,设物块与地面的静摩擦力最大值f m与滑动摩擦力大小相等,则下列说法正确的是( BC )A.0～t1时间内F的功率逐渐增大B.t2时刻物块A的加速度最大C.t3时刻物块A的动能最大D.t4时刻物块A的位移最大解析:由图像可知,0～t1时间内拉力F小于最大静摩擦力,物块静止,拉力功率为零,故A错误;由图像可知,在t2时刻物块A受到的拉力最大,物块A受到的合力最大,由牛顿第二定律可得,此时物块A的加速度最大,故B正确;由图像可知在t1～t3时间内,物块A受到的合力一直做正功,物块动能一直增加,在t3时刻以后,合力做负功,物块动能减小,因此在t3时刻物块动能最大,故C正确;t4时刻力F=0,但速度不为零,物块继续做减速运动,位移继续增大,故D错误.7.如图,一半径为R、粗糙程度处处相同的半圆形轨道竖直固定放置,直径POQ水平.一质量为m的质点自P点上方高度R处由静止开始下落,恰好从P点进入轨道.质点滑到轨道最低点N时,对轨道的压力为4mg,g为重力加速度的大小.用W表示质点从P点运动到N点的过程中克服摩擦力所做的功.则( C )A.W=mgR,质点恰好可以到达Q点B.W>mgR,质点不能到达Q点C.W=mgR,质点到达Q点后,继续上升一段距离D.W<mgR,质点到达Q点后,继续上升一段距离解析:设质点到达N点的速度为v N,在N点质点受到轨道的弹力为F N,则F N-mg=,已知F N=F N′=4mg,则质点到达N点的动能为E kN=m=mgR.质点由开始至N点的过程,由动能定理得mg·2R+W f=E kN-0,解得摩擦力做的功为W f=-mgR,即克服摩擦力做的功为W=-W f=mgR.设从N到Q的过程中克服摩擦力做功为W′,则W′<W.从N到Q的过程,由动能定理得-mgR-W′=m-m,即mgR-W′=m,故质点到达Q点后速度不为0,质点继续上升一段距离.选项C正确.B组8.如图所示,质量为m的物体静止放在水平光滑的平台上,系在物体上的绳子跨过光滑的定滑轮由地面以速度v向右匀速走动的人拉着.设人从地面上平台的边缘开始向右行至绳和水平方向成30°角处,在此过程中人所做的功为( D )A. B.mv2 C. D.解析:人的速度为v,人在平台边缘时绳子上的速度为零,则物体速度为零,当人走到绳子与水平方向夹角为30°时,绳子的速度为vcos 30°.据动能定理,得W=ΔE k=m(vcos 30°)2=mv2.9.右端连有光滑弧形槽的水平桌面AB长L=1.5 m,如图所示.将一个质量为m=0.5 kg的木块在F=1.5 N的水平拉力作用下,从桌面上的A端由静止开始向右运动,木块到达B端时撤去拉力F,木块与水平桌面间的动摩擦因数μ=0.2,取g=10 m/s2.求:(1)木块沿弧形槽上升的最大高度;(2)木块沿弧形槽滑回B端后,在水平桌面上滑动的最大距离.解析:(1)由动能定理得FL-fL-mgh=0其中f=μF N=μmg=0.2×0.5×10 N=1.0 N所以h== m=0.15 m.(2)由动能定理得mgh-fs=0所以s== m=0.75 m.答案:(1)0.15 m (2)0.75 m10.一个人站在距地面20 m的高处,将质量为0.2 kg的石块以v0=12 m/s的速度斜向上抛出,石块的初速度方向与水平方向之间的夹角为30°,g取10 m/s2,求:(1)人抛石块过程中对石块做了多少功?(2)若不计空气阻力,石块落地时的速度大小是多少?(3)若落地时的速度大小为22 m/s,石块在空中运动过程中克服阻力做了多少功?解析:(1)根据动能定理知,W=m=14.4 J.(2)不计空气阻力,根据动能定理得mgh=-m解得v1=23.32 m/s.(3)由动能定理得mgh-W f=-,解得W f=mgh-(-)=6 J.答案:(1)14.4 J (2)23.32 m/s (3)6 J11.如图所示,一轨道由光滑竖直的圆弧AB、粗糙水平面BC及光滑斜面CE组成,BC与CE在C点由极小光滑圆弧相切连接,斜面与水平面的夹角θ=30°.一小球从A点正上方高h=0.2 m处P点自由下落,正好沿A点切线进入轨道,已知小球质量m=1 kg,圆弧半径R=0.05 m,BC长s=0.1 m,小球过C点后经过时间t1=0.3 s第一次到达图中的D点,又经t2=0.2 s第二次到达D点.取g=10 m/s2.求:(1)小球第一次到达圆弧轨道B点的瞬间,受到轨道弹力的大小;(2)小球与水平面BC间的动摩擦因数μ;(3)小球最终停止的位置.解析:(1)设小球在B点时速度大小为v B,由动能定理得mg(h+R)=在圆弧轨道B点,有N-mg=解得v B= m/s,N=110 N.(2)设小球在CE段加速度为a,则a=gsin θ=5 m/s2设小球第一次经过C点的速度为v C,从C点上滑到最高点,经过的时间是t,则t=t1+=0.4 s,v C=at=2 m/s小球从B到C,根据动能定理-μmgs=m-m,解得μ=0.5.(3)设小球在B点动能为E B,每次经过BC段损失的能量为ΔE,则ΔE=μmgs=0.5J,E B=m=2.5 J其他各段无能量损失,由于E B=5ΔE,所以小球最终停在C点.答案:(1)110 N (2)0.5 (3)C点。

2018高中物理第四章机械能和能源机械能守恒定律练习(基础篇)教科版必修2

机械能守恒定律(基础篇)一、选择题：1．质量为m 的物体从距地面h 高处的某点自由落下，在这过程中不计空气阻力，下列说法正确的是（）A ．重力对物体做功为mghB ．重力势能减少mghC ．动能增加mghD ．机械能增加mgh2．关于机械能是否守恒的叙述，正确的是（）A ．作匀速直线运动的物体的机械能一定守恒B ．作匀速直线运动的物体机械能可能守恒C ．合外力对物体做功为零时，机械能一定守恒D ．只有重力对物体做功，物体机械能一定守恒3．在不计空气阻力的条件下，下列几种运动中机械能不守恒的是（）A ．氢气球匀速上升B ．从高处向任意方向抛出的小球C ．物体沿光滑曲面下滑D ．一小球用一细绳拴着在摆动的过程中4．汽车上坡时，如果牵引力的大小等于摩擦力，不计空气阻力，那么，下列说法中哪一个是正确的（）A ．汽车匀速上坡B ．汽车在上坡过程中机械能减小C ．汽车在上坡过程中机械能增大D ．汽车在上坡过程中，动能减小，势能增大，总的机械能不变5．物体静止在某一高处时具有60J 的势能。

当它从该处自由下落至另一位置时所具的势能为动能的一半，那么，物体所减少的势能是下列中的哪一个（）A ．20JB ．30JC ．40JD ．60J6．质量为m 的物体从距地面高为H 的平台边缘以初速度v 0竖直向下抛出。

若不计空气阻力，则物体下落到距地面高为h 时的动能为（）A ．mgh+2021mvB ．mgH-mghC ．mgH+2021mv -mghD ．mgH+2021mv + mgh 7．如图所示，m 1＞m 2，滑轮光滑且质量不计，在m 1下降一段距离d 的过程中（不计空气阻力），下列说法正确的是（）A ．m 1的机械能增加B ．m 2的机械能增加C ．m 1和m 2的总机械能减少D ．m 1和m 2的总机械能不变8．质量为m 的物体以初速度v 0从地面竖直上抛，不计空气阻力，当它抛到离地面h 高处时，它的动能恰好为重力势能的3倍（地面为重力势能参考面），则这个高度为h 为（）A ．204v gB ．2034v gC ．2038v gD ． 208v g9．如图所示，细线上吊着小球，用水平恒力F 将它从竖直位置A 拉到位置B ，小球在B 点受到的沿圆弧切线方向的合力恰好为零，此时线与竖直方向的夹角为θ，则有（）A．恒力F做的功大于小球重力势能的增量B．小球将静止在B点C．细线对小球做的功为零D．若在B点将力F撤去，小球来回摆动的角度将大于θ10．如图所示，半径为R的竖直光滑圆轨道内侧底部静止着一个光滑小球，现给小球一个冲击使其在瞬间得到一个水平初速v0，若v0大小不同，则小球能够上升到的最大高度（距离底部）也不同．下列说法中正确的是（）A．如果v0=，则小球能够上升的最大高度为B．如果v0=，则小球能够上升的最大高度为RC．如果v0=，则小球能够上升的最大高度为D．如果v0=，则小球能够上升的最大高度为2R二、解答题：1．某同学为验证机械能守恒定律编排了如下实验步骤：A. 用天平称出重物的质量；B. 把纸带固定到重物上，并把纸带穿过打点计时器，提升到一定高度；C. 拆掉导线，整理仪器；D. 断开电源，调整纸带，重做两次；E. 用秒表测出重物下落的时间；F. 用毫米刻度尺测出计数点与起点的距离，记录数据，并计算出结果，得出结论；G. 把打点计时器接到低压交流电源上；H. 接通电源，释放纸带；I. 把打点计时器接到低压直流电源上；J. 把打点计时器固定到桌边的铁架台上。

2017_2018学年高中物理第四章机械能和能源第2节功率课时训练教科版必修220180322124

高中物理第四章机械能和能源4.2功率练习含解析教科版必修2

2018高中物理 第四章 机械能和能源 动能定理的应用练习(基础篇)教科版必修2

高中物理 第四章 机械能和能源习题课2 教科版必修2