1.2功率 课时练（word解析版）

2021-2022学年鲁科版（2019）必修第二册
1.2功率 课时练（解析版）
1．如图甲所示，物体受到水平推力F的作用在粗糙水平面上做直线运动，通过力传感器和速度传感器监测到推力F、物体速度v随时间t变化的规律如图乙所示。取。则（　　）
A．物体的质量
B．物体与水平面间的动摩擦因数
C．第内物体克服摩擦力做的功
D．前内推力F做功的平均功率
2．2021年2月14日，中国台北选手谢淑薇晋级澳网八强创历史，同时也是历史上首次闯进澳网八强最年长的女选手。若一运动员某一次击球时，将网球从A点水平击出，网球击中D点；另一运动员将该网球从位于A点正下方且与D点等高的B点斜向上击出，最高点为C，网球也击中D点。A、C高度相同。忽略空气阻力，则（　　）
A．网球在两个过程中飞行时间相等
B．网球在后一个过程中击中D点时速度较大
C．运动员在两个过程中对网球所做功可能相等
D．网球在后一个过程中，击中D点时重力做功的瞬时功率较大
3．汽车沿平直的公路以恒定功率P从静止开始启动，若所受阻力始终不变，如图所示为牵引力F与速度v的关系，加速过程在图中A点结束，所用的时间，10s后汽车做匀速运动。则（　　）
A．汽车匀速运动时的牵引力大小为
B．汽车所受阻力的大小为
C．汽车恒定功率为
D．汽车在时，速度大小为5
4．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F越大，速度v越大，瞬时功率就越大
5．质量为m的汽车，在平面的公路上以大小为v的速度匀速行驶，此时发动机的功率为P，某时刻，汽车的功率突然减为原来的，此后当汽车的速度为时加速度的大小为汽车运动过程中受到的阻力恒定 （　　）
A． B． C． D．
6．大吊车沿竖直方向向上以加速度吊起静止在地面上的质量为的重物，时刻，大吊车拉力对重物做功的瞬时功率为（　　）
A． B．
C． D．
7．如图所示，一光滑斜面体固定在水平面上，其斜面ABCD为矩形，与水平面的夹角为θ，AD边水平且距水平面的高度为h。现将质量为m的小球从斜面上的A点沿AD方向以速度v0水平抛出，忽略空气阻力，小球恰好运动到斜面的左下角C点，已知重力加速度为g，下列说法正确的是（　　）
A．小球从A点运动到C点的过程中做变加速曲线运动
B．小球从A点运动到C点的时间为
C．AD边的长度为
D．小球运动到C点时重力的瞬时功率为
8．如图所示，某人用绳子拉水平地面上的木箱以恒定速度向前运动，已知木箱的质量为，绳子的拉力大小为且与水平面夹角为，木箱与地面间的动摩擦因数为，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度为，下列说法正确的是（　　）
A．木箱受到的支持力可能为零
B．木箱受到的摩擦力大小为
C．绳子拉力的功率为
D．木箱与地面间的动摩擦因数
9．起重机的钢索将重物由地面沿竖直方向吊到空中某个高度，其速度一时间图像如图甲所示，则钢索对重物的拉力的功率随时间变化的图像可能是图中的（　　）
A． B．
C． D．
10．质量为1kg的物体静止在粗糙水平地面上，受到一水平拉力作用开始运动，其加速度随时间变化关系和拉力功率随时间变化关系分别如图甲、乙所示，取g=10m/s2。则（　　）
A．运动过程中，物体的最大速度为3m/s B．拉力的最大功率为20W
C．0～3s内摩擦力做功为18J D．加速阶段的拉力是阻力的2倍
11．超市中常用的玻璃门冰柜比敞开式冷柜电耗低20%左右。杭州地区约有300家大中型超市，平均每家超市敞开式冷柜年度耗电的平均功率约为30kW。若将敞开式冷柜全部改造升级成玻璃门冰柜，则可以有效节约能源，减小碳排放量。已知每节约1度电可减少1kg二氧化碳排放量，则改造升级后，杭州地区每年可减少二氧化碳排放量约为（　　）
A．36t B．52t C．t D．t
12．高二某同学参加引体向上体能测试，在内完成8次标准动作，每次引体向上的高度约为，则此过程中该同学克服重力做功的平均功率最接近于（　　）
A．0 B． C． D．
13．一台起重机将质量为m的货物竖直吊起（不计物体所受空气阻力），如图为该物体的速度—时间图象，其中，t1时刻起重机输出功率达到最大，此后保持不变，由图可知：（　　）
A．起重机对物体的拉力先增加后保持不变
B．起重机的输出功率最大为mgvm
C．起重机在0-t1时间内的输出功率保持不变
D．起重机在t1时刻的瞬时输出功率大于mgv1
14．质量为m的汽车在平直路面上启动，启动过程的速度—时间图象如图所示。从t1时刻起汽车的功率保持不变，整个运动过程中汽车所受阻力恒为Ff，则（　　）
A．0~t1时间内，汽车的牵引力做功的大小等于汽车动能的增加量
B．t1~t2时间内，汽车的功率等于
C．汽车运动的最大速度
D．t1~t2时间内，汽车的平均速度等于
15．如图所示，质量m=2kg的物体（可看质点）静置在倾角为37°粗糙斜面上的A点，现利用固定在B点的电动机通过跨过斜面顶端光滑小定滑轮的轻绳将该物体从A点拉升到斜面顶端O点，轻绳均与所在的斜面和平面平行。物体与斜面间的动摩擦因数μ=0.25，轻绳可承受最大的力F=20N，电动机的额定功率P=320W，AO的距离s=175m。若要用最短的时间将物体拉到斜面顶端O点，且物体到达O点前已经达到最大速度。则（已知sin37°=0.6，重力加速度取g=10m/s2）（　　）
A．物体运动过程中的最大速度v=16m/s
B．物体上升过程中最大的加速度am=2m/s2
C．在将物体从A拉到O点的过程中，电动机共做功3200J
D．物体从A运动到O共用时14s
16．如图所示，倾角为的斜而固定在水平地面上，质量为m的物块在水平拉力F（大小未知）的作用下，沿斜面以速度v匀速下滑、斜面光滑且足够长，重力加速度为g，求：
（1）斜面对物块的支持力的大小及重力的功率；
（2）物块在运动时间t内，拉力F做的功。
17．汽车在水平直线公路上行驶，额定功率为P=80kW，汽车行驶过程中所受阻力恒为f=2.5×103N，汽车的质量M=2.0×103kg．若汽车从静止开始做匀加速直线运动，加速度的大小为a=1.0m/s2，汽车达到额定功率后，保持额定功率不变继续行驶．求：
（1）汽车在整个运动过程中所能达到的最大速度；
（2）匀加速运动能保持多长时间；
（3）当汽车的速度为5m/s时的瞬时功率；
（4）当汽车的速度为20m/s时的加速度．
参考答案
1．C
【详解】
A．由速度时间图象可以知道在2-3s的时间内，物体匀速运动，处于受力平衡状态，所以滑动摩擦力的大小为2N，在1-2s的时间内，物体做匀加速运动，直线的斜率代表加速度的大小，所以
由牛顿第二定律可得
F-f=ma
所以
故A错误；
B．由
所以
故B错误；
C．第内物体克服摩擦力做的功
故C正确；
D．前内推力F做功的平均功率
故D错误。
故选C。
2．C
【详解】
AB．两点发出的球都能到达D点，B球从C到地面竖直方向做自由落体运动，根据竖直方向的运动可知
由于水平方向的位移相同，根据
可知
根据速度的合成可知，A抛出时的速度
A落到D点时的速度
B落到D点时的速度
故两过程中，后一个过程中，网球击中D点时速度较小，故AB错误；
C．个过程中对网球做功
第一个过程中对网球做功
因为
可知可能等于，选项C正确；
D．竖直方向做的是自由落体运动，下落的高度相同，故落地时竖直方向的速度相同，
则重力的瞬时功率
相同，故D错误。
故选C。
3．B
【详解】
AB．由图像可知，汽车匀速运动时的牵引力大小为，此时汽车所受阻力的大小为，选项A错误，B正确；
C．汽车恒定功率为
选项C错误；
D．汽车在时，汽车做匀速运动，则速度大小为，选项D错误。
故选B。
4．C
【详解】
AC．功率是描述做功快慢的物理量，力对物体做功越快，力的功率一定越大，故A错误C正确；
B．力做功时间越长，力的功率不一定越小，还与做功多少有关，故B错误；
D．力F越大，速度v越大，瞬时功率不一定越大，如果两者垂直，则功率为零，故D错误。
故选C。
5．C
【详解】
令汽车受到的阻力为f，则有
当汽车的速度为时，设汽车的牵引力为F ，则有
则此时的加速度
故ABD错误，C正确。
故选C。
6．C
【详解】
以加速度吊起静止在地面上质量为的重物，由牛顿第二定律
解得
时刻，重物向上的速度
大吊车拉力对重物做功的瞬时功率为
故选C。
7．D
【详解】
对小球进行受力分析，受到重力，支持力，合力F沿斜面向下，有F=mgsinθ，根据牛顿第二定律：
mgsinθ=ma
解得：
a=gsinθ
方向沿斜面向下。
A．小球从斜面上的A点沿AD方向以速度v0水平抛出，初速度与加速度垂直，小球做匀变速曲线运动，其运动轨迹为抛物线，故A错误。
B．沿斜面方向：
代入数据解得：
故B错误。
C．AD边的长度为：
故C错误。
D．到C点的沿斜面方向的速度
小球运动到C点时重力的瞬时功率为
故D正确。
故选D。
8．C
【详解】
由平衡条件，水平方向
因此木箱与地面间的动摩擦因数为
竖直方向
绳子拉力的功率为
故选C。
9．D
【详解】
在0~t1内，重物匀加速上升，受力分析有
所以拉力的功率为
在t1~t2内，重物匀速上升，受力分析有
所以拉力的功率为
在t2~t3内，重物匀减速上升，受力分析有
所以拉力的功率为
故选D。
10．D
【详解】
A．根据a-t图像可知，运动过程中，物体的最大速度为
vm=2×3m/s=6m/s
选项A错误；
BD．由图可知
解得
P0=24W
f=2N
加速阶段的拉力
F=ma+f=4N
等于阻力的2倍，选项B错误，D正确；
C．0～3s内摩擦力做功为
选项C错误。
故选D。
11．D
【详解】
根据题意，可得减小的二氧化碳排放量为
ABC错误，D正确。
故选D。
12．B
【详解】
高中同学的质量一般为60kg，引体向上时向上运动的位移大约为0.5m，则克服重力做功的平均功率
故B正确，ACD错误。
故选B。
13．BD
【详解】
A．由v-t图像可知，0-t1时间内速度均匀增加，起重机对物体的拉力不变，到达最大功率后，随速度的增加，拉力逐渐减小，则A错误；
B．t2时刻后物体匀速运动，起重机对物体的拉力等于重力，起重机的输出功率最大，
选项B正确；
C．0-t1时间内，起重机对物体的拉力
不变；起重机的输出功率
逐渐增大，选项C错误；
D．t1时刻起重机输出功率达到最大的输出功率
选项D正确。
故选BD。
14．BC
【详解】
A．由图象可知，0~t1时间内，汽车从静止开始做匀加速直线运动，在运动过程中，除了受到汽车的牵引力，还有地面的阻力。根据动能定理的内容，物体所受合外力的功等于物体动能的变化量，所以可知汽车的牵引力和所受阻力做的总功的大小等于汽车动能的增量，所以A错误；
B．由图象可知，0~t1时间内，汽车从静止开始做匀加速直线运动，则加速度为
由牛顿第二定律得
联立得
根据题意，从t1时刻起汽车的功率保持不变，所以t1~t2时间内，汽车的功率与t1时刻汽车的功率相等，为
所以B正确；
C．由图象可知，t2时刻以后汽车开始匀速运动，即从t2时刻往后，有
又
所以汽车运动的最大速度为
所以C正确；
D．由图象可知，t1~t2时间内，汽车做加速度减小的加速运动。如果在这段时间内做匀加速运动，则根据匀加速运动的公式
得
由于现在汽车做加速度减小的加速运动，相同时间内的位移要比匀加速运动的位移大，所以在t1~t2时间内，汽车的平均速度大于，所以D错误。
故选BC。
15．BCD
【详解】
A．对物体受力分析，当
拉力最小，速度最大，根据
代入数据解得，故A错误；
B．根据
物体向上加速，拉力F越来越小，故当F=20N时，加速度最大，根据牛顿第二定律有
代入数据解得，故B正确；
D．若要用最短的时间将物体拉到斜面顶端O点，则物体必须先以最大加速度做匀加速运动，再做变加速运动，最后做匀速运动；设经过s，物体做匀加速运动的速度达到最大，此时功率也刚好达到额定功率，根据
解得匀加速的最大速度为
则匀加速运动的时间为
则匀加速运动的位移为
设再经过s达到O点，此过程功率保持不变，为额定功率，根据动能定理有
解得
故物体从A运动到O的总时间为
故D正确；
C．根据功能关系，可知在将物体从A拉到O点的过程中，电动机共做功为
故C正确。
故选BCD。
16．（1）；；（2）
【详解】
（1）对物块受力分析如下图所示：
由几何关系得斜面对物块的支持力为
水平拉力为
重力与速度v的夹角为，重力的功率为
所以
（2）物块在运动时间t内，沿斜面匀速下滑的位移为
水平拉力F与位移s的夹角，水平拉力做的功为
结合
综合可得
17．（1）32m/s；（2）17.8s；（3）22.5kw；（4）0.75m/s2．
【详解】
（1）汽车达到最大速度时，匀速运动，牵引力F=f，由P=F v，得
vm==32 m/s
（2）由牛顿第二定律有：F1﹣f=ma由匀变速运动规律有：vt=at，由P=F1vt可得匀加速过程所用的时间：
（3）当vt=5 m/s时，vt＜vm，故汽车仍做匀加速运动．所求
P2=F1vt=2.25×104W=22.5 kW
（4）当vt′=20 m/s时，由于vt′＞vm，故汽车不做匀加速运动了，但功率仍为额定功率，由P=Ft′vt′有：
Ft′= =4.0×103N
又由Ft′﹣f=ma′，可得
a′=0.75 m/s2