2021-2022年高中物理课下能力提升十五功率新人教版

2021-2022年高中物理课下能力提升十五功率新人教版
一、选择题
1．[多选](xx·瑞安高一检测)关于功率公式P ＝Fv ，下列说法正确的是( )
A ．当F 是恒力，v 是平均速度时，对应的P 是平均功率
B ．当v 是瞬时速度时，对应的P 是瞬时功率
C ．只适用于物体做匀速直线运动的情况
D ．只适用于F 与v 同方向的情况
2．某人用同一水平力F 先后两次拉同一物体，第一次使此物体沿光滑水平面前进距离l ，第二次使此物体沿粗糙水平面也前进距离l ，若先后两次拉力做的功为W 1和W 2，拉力做功的功率是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
3．一小球以初速度v 0水平抛出，不计空气阻力，小球在空中运动的过程中重力做功的功率P 随时间t 变化的图象是( )
4．质量为m 的汽车启动后沿平直路面行驶，如果发动机的功率恒为P ，且行驶过程中受到的阻力大小一定。

当汽车速度为v 时，汽车做匀速运动；当汽车速度为v
4时，汽车的瞬
时加速度的大小为( )
A.P mv
B.2P mv
C.
3P
mv
D.
4P
mv
5．(xx·保定高一检测)如图是小孩滑滑梯的情景，假设滑梯是固定光滑斜面，倾角为30°，小孩质量为m ，由静止开始沿滑梯下滑，滑行距离为s 时，重力的瞬时功率为( )
A ．mg gs B.1
2
mg gs
C ．mg 2gs D.1
2
mg 6gs
二、非选择题
6．如图甲所示，质量为1 kg 的物体置于固定斜面上，现对物体施以平行于斜面向上的拉力F,1 s 后将拉力撤去，物体运动的v ­t 图象如图乙所示，试求：
(1)拉力F 的大小；
(2)拉力F 在第1 s 内的平均功率。

[提能练]
一、选择题
1．质量为5 000 kg 的汽车，在水平路面上由静止开始做加速度为2 m/s 2
的匀加速直线运动，所受阻力是1 000 N ，汽车在启动后第1 s 末牵引力的瞬时功率为( )
A ．2 kW
B ．11 kW
C ．20 kW
D ．22 kW
2．(xx·三明高一检测)一个小孩站在船头，按图示两种情况用同样大小的力拉绳，经过相同的时间t (船未碰撞)，小孩所做的功W 1、W 2及在时间t 内小孩拉绳的功率P 1、P 2的关系为( )
甲 乙
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
3．[多选]质量为m ＝2 kg 的物体沿水平面向右做直线运动，t ＝0时刻受到一个水平向左的恒力F ，如图甲所示，此后物体的v ­t 图象如图乙所示，取水平向右为正方向，g 取10 m/s 2
，则( )
A ．物体与水平面间的动摩擦因数为μ＝0.5
B ．10 s 末恒力F 的瞬时功率为6 W
C ．10 s 末物体在计时起点左侧2 m 处
D ．10 s 内物体克服摩擦力做功34 J
4．[多选]汽车在平直公路上以速度v 0匀速行驶，发动机功率为P ，牵引力为F 0，t 1时刻，司机减小了油门，使汽车的功率立即减小一半，并保持该功率继续行驶，到t 2时刻，汽车又恢复了匀速直线运动。

图中能正确表示这一过程中汽车牵引力F 和速度v 随时间t
变化的图象是( )
5．[多选]如图甲所示，滑轮质量、摩擦均不计，质量为2 kg的物体在F作用下由静
止开始向上做匀加速运动，其速度随时间的变化关系如图乙所示，由此可知(g取10 m/s2)( )
A．物体加速度大小为2 m/s2
B．4 s末F的功率大小为42 W
C．F的大小为10.5 N
D．4 s内F做功的平均功率为21 W
二、非选择题
6．(xx·重庆高一检测)在水平路面上运动的汽车的额定功率为60 kW，若其总质量为5 t，在水平路面上所受的阻力为5×103 N，试求：
(1)汽车所能达到的最大速度；
(2)若汽车以0.5 m/s2的加速度由静止开始做匀加速运动，则这一过程能维持多长时间；
(3)若汽车以额定功率启动，则汽车车速为v′＝2 m/s时，其加速度多大。

答案
[基础练]
1．解析：选ABD 用公式P＝Fv计算功率时，F应与v方向相同，D正确；当v为瞬时速度时，Fv为瞬时功率，B正确；v为平均速度，且F为恒力时，Fv为平均功率，A正确；P＝Fv适用于任何运动的求解，但应注意v是力F方向上的速度，C错误。

2．解析：选B 由于拉力相同而又通过相同的位移，根据W＝Fl可知拉力对物体做的功一样多，但由于沿光滑水平面前进所用时间短，所以P1>P2，故B正确。

3．解析：选A 设经过时间t速度大小为v，其方向与竖直方向(或重力方向)成θ角，由功率公式P＝Fv cos θ知，此时重力的功率P＝mgv cos θ＝mgv y＝mg·gt＝mg2t，所以A 正确。

4．解析：选C 由题意知，汽车所受阻力F f＝
P
v
，汽车速度为
v
4
时的牵引力F＝
P
v
4
＝
4P
v
，由牛顿第二定律得F－F f＝ma。

联立以上三式求得a＝
3P
mv
，C正确。

5．解析：选B 小孩的加速度a ＝
mg sin30°m ＝12
g ，由v 2
＝2as 得，小孩滑行距离s 时的速率v ＝gs ，故此时重力的瞬时功率P ＝mgv sin 30°＝1
2
mg gs ，B 正确。

6．解析：(1)由v ­t 图象知，当撤去拉力F 后，物体做匀减速直线运动，加速度大小 a ＝6 m/s 2
由牛顿第二定律得F f ＝ma ＝6 N
当物体受拉力F 的作用时，由牛顿第二定律得 F －F f ＝ma ′
其中由题图知加速度a ′＝12 m/s 2
所以F ＝18 N
(2)物体在拉力F 作用下的位移
l ＝12
a ′t 2＝6 m
所以拉力F 在第1 s 内的平均功率 P －＝Fl t ＝18×61 W ＝108 W
答案：(1)18 N (2)108 W
[提能练]
1．解析：选D 汽车的牵引力F ＝ma ＋F f ＝5 000×2 N＋1 000 N ＝11 000 N ，汽车第1 s 末的速度v ＝at ＝2 m/s ，故第1 s 末牵引力的瞬时功率P ＝Fv ＝22 000 W ＝22 kW ，D 正确。

2．解析：选B 两种情况用同样大小的力拉绳，甲图中的船与乙图中左边的船移动的位移相同，但乙图中右边的船也要移动，故拉力作用点移动的距离大。

拉力的功等于拉力与作用点在拉力方向上的位移的乘积，故乙图中拉力做功多，由于时间相同，故乙图中拉力的功率大。

故B 正确。

3．解析：选CD 由v ­t 图象得两段时间的加速度大小分别为a 1＝2 m/s 2、a 2＝1 m/s 2。

根据牛顿第二定律：有F ＋μmg ＝ma 1，F －μmg ＝ma 2。

解得：F ＝3 N ，μ＝0.05，故A 错误；10 s 末恒力F 的瞬时功率P ＝Fv ＝18 W ，B 错误；10 s 内物体的位移x ＝82×4 m－6
2×6 m
＝－2 m ，说明物体10 s 末在计时起点左侧2 m 处，C 正确；整个过程的路程s ＝8
2×4 m＋
6
2
×6 m＝34 m ，所以10 s 内物体克服摩擦力做功W ＝μmgs ＝34 J ，D 正确。

4．解析：选AD 由P ＝Fv 可判断，开始时汽车做匀速运动，则F 0＝F f ，P ＝F 0v 0，v 0＝P F f
，
当汽车功率减小一半P ′＝P 2时，汽车开始做变减速运动，其牵引力减小为F 1＝P ′v ＝P 2v ＝F 0
2
，
加速度大小为a ＝
F f －F 1m ＝F f m －P 2mv
，由此可见，随着汽车速度v 减小，其加速度a 也减小，最终以v ＝v 0
2 做匀速运动，A 正确；同理，可判断出汽车的牵引力由F 1＝F 0
2 最终增加到F 0，
D 正确。

5．解析：选BCD 由速度—时间图象可得加速度a ＝0.5 m/s 2
，由牛顿第二定律得2F
－mg＝ma，解得F＝mg＋ma
2
＝10.5 N，P＝F·2v＝10.5×2×2 W＝42 W，P＝
W
t
＝
Fl
t
＝
10.5×2×4
4
W＝21 W，B、C、D正确。

6．解析：(1)当汽车速度达到最大时，牵引力F＝F f，则由P＝Fv得汽车所能达到的最大速度为
v max＝P
F f ＝
60×103
5×103
m/s＝12 m/s
(2)汽车以恒定的加速度a做匀加速运动，设能够达到的最大速度为v，则由P
v
－F f＝ma得
v＝
P
F f＋ma
＝
60×103
5×103＋5×103×0.5
m/s
＝8 m/s
由v＝at得这一过程维持的时间为
t＝v
a
＝
8
0.5
s＝16 s
(3)当汽车以额定功率启动达到2 m/s的速度时，牵引力为
F′＝
P
v′
＝
60×103
2
N＝3×104 N
由牛顿第二定律得汽车的加速度为
a′＝F′－F f
m
＝
3×104－5×103
5×103
m/s2
＝5 m/s2
答案：(1)12 m/s (2)16 s (3)5 m/s228183 6E17 渗33094 8146 腆 38814 979E 鞞 30246 7626 瘦39261 995D 饝22740 58D4 壔24611 6023 怣XkQ36051 8CD3 賓{35689 8B69 譩。