高一必修二物理功和功率练习题带答案解析讲解

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7.3 功率同步练习题解析(人教版必修2)

1.质量为m的木块放在光滑水平面上,在水平力F的作用下从静止开始运动,则开始运动时间t后F的功率是()。

A.

2

2

F t

m

B.

22

2

F t

m

C.

2

F t

m

D.

22

F t

m

2.一辆小车在水平路面上做匀速直线运动,从某时刻起,小车受到的牵引力F和阻力f 随时间的变化规律如图所示,则小车所受的牵引力的功率随时间变化的规律是()。

3.近年我国高速铁路技术得到飞速发展,2010年12月3日京沪杭高铁综合试验运行最高时速达到486.1千米,刷新了世界记录,对提高铁路运行速度的以下说法,错误的是( )。

A.减少路轨阻力,有利于提高列车最高时速

B.当列车保持最高时速行驶时,其牵引力与阻力大小相等

C.列车的最高时速取决于其最大功率、阻力及相关技术

D.将列车车头做成流线形,减小空气阻力,有利于提高列车功率

4.如图所示是健身用的“跑步机”示意图,质量为m的运动员踩在与水平面成α角的静止皮带上,运动员用力向后蹬皮带,皮带运动过程中受到的阻力恒为f,使皮带以速度v匀速向后运动,则在运动过程中,下列说法正确的是()。

A.人脚对皮带的摩擦力是皮带运动的动力

B.人对皮带不做功

C.人对皮带做功的功率为mgv

D.人对皮带做功的功率为fv

5.一辆小汽车在水平路面上由静止启动,在前5s内做匀加速直线运动,5s末达到额定功率,之后保持额定功率运动,其v t图象如图所示。已知汽车的质量为m=2×103kg,汽车受到地面的阻力为车重的0.1倍,g取10m/s2,则()。

A.汽车在前5s内的牵引力为4×103N

B.汽车在前5s内的牵引力为6×103 N

C.汽车的额定功率为60 kW

D.汽车的最大速度为30m/s

6.纯电动概念车E1是中国馆的镇馆之宝之一。若E1概念车的总质量为920 kg,在16s内从静止加速到100 km/h(即27.8 m/s)。受到恒定的阻力为1500N,假设它做匀加速直线运动,其动力系统提供的牵引力为____N。当E1概念车以最高时速120 km/h(即33.3 m/s)做匀速直线运动时,其动力系统输出的功率为____kW。

7.一辆电动自行车的铭牌上给出了如下技术指标:

规格

车型26型电动自行车

整车质量30 kg

最大载重120 kg

额定输出功率120 W

额定电压40 V

额定电流 3.5 A

质量为M=70 kg Ff恒为车和人总重的0.02倍,g取10 m/s2。则在电动自行车正常工作时,人骑车行驶的最大速度为多少?

8.图示为修建高层建筑常用的塔式起重机。在起重机将质量m=5×103kg的重物竖直吊起的过程中,重物由静止开始向上做匀加速直线运动,加速度a=0.2 m/s2,当起重机输出功率达到其允许的最大值时,保持该功率直到重物做v m=1.02m/s的匀速运动。取g=10m/s2,不计额外功。求:

(1)起重机允许输出的最大功率;

(2)重物做匀加速运动所经历的时间和起重机在第2秒末的输出功率。

答案与解析

1. 答案:C

2. 答案:C 3. 答案:D 4. 答案:AD 5. 答案:BCD

解析:由题图象知前5 s 的加速度22 m/s v

a t

∆=

=∆,由牛顿第二定律知前5 s 内的拉力F =kmg +ma ,得F=(0.1×2×103×10+2×103

×2) N=6×103 N ,故B对,A 错,又5 s 末达额定功率P =Fv 5=6×103×10 W=6×104

W=60 kW ,最大速度

4

max

3610m/s 30m/s 0.1mg 0.121010

P v ⨯===⨯⨯⨯,故C 、D 两项正确。 6. 答案:3.1×103

50

解析:在加速阶段由匀变速运动公式得:v =a t① 根据牛顿第二定律得F -f =ma ②

联立①②代入数据解得F=3.1×103 N ③

当E1概念车做匀速直线运动时P =F·v =f ·v m=50 kW。④ 7. 答案:6 m/s

解析:从电动自行车铭牌上获得的有用信息为:整车质量为30 kg,额定输出功率为120

W 。分析知电动自行车在额定功率下行驶时,当牵引力与阻力相等时,即F =F f速度达最大值。

设车的质量为m,由题意知,地面对车的阻力为Ff =k (M +m )g ,当车达到最大速度时,应有P =Fv max =k (M +m )g vmax ,解得v max =6 m/s 。

8. 答案:(1)5.1×104 W (2)5 s 2.04×104

W

解析:(1)设起重机允许输出的最大功率为P 0,重物达到最大速度时,拉力F 0等于重力。 P 0=F 0vm ①

F0=mg ②

代入数据,得P0=5.1×104 W 。③

(2)匀加速运动结束时,起重机达到允许输出的最大功率,设此时重物受到的拉力为F ,速度为v 1,匀加速运动经历时间为t 1,有:

P 0=F v1④

F-mg =ma ⑤ v1=at 1⑥

由③④⑤⑥,代入数据,得t1=5 s ⑦

t=2s时,重物处于匀加速运动阶段,设此时速度为v2,输出功率为P,则v2=at⑧

P=Fv2⑨

由⑤⑧⑨,代入数据,得P=2.04×104W。⑩

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