1.2功率 课时作业（word解析版）

2021-2022学年鲁科版（2019）必修第二册
1.2功率 课时作业（解析版）
1．共享电动自行车绿色环保，为市民出行提供了极大便利。某电动自行车质量为20kg，电动机的最大输出功率为400W，在水平路面上行驶时所受的阻力为人车总重的。该电动自行车现载有质量为60kg的人，取重力加速度g=10m/s2，仅在电动机驱动的情况下该电动自行车行驶的最大速度为（　　）
A．2m/s B．4m/s C．5m/s D．6m/s
2．如图所示，质量相同的两物体从同一高度由静止开始运动，A沿着固定在地面上的光滑斜面下滑，B做自由落体运动。两物体分别到达地面时，下列关于重力的功率的说法正确的是（　　）
\
A．平均功率PA>PB B．平均功率PA=PB C．瞬时功率PA=PB D．瞬时功率PA＜PB
3．如图所示，一辆质量为4t的汽车，发动机额定功率为80kW，在足够长的斜面上由静止开始以0.5m/s2的加速度沿斜面向下匀加速启动，已知汽车所受阻力恒为重力的0.2倍，斜面倾角的正弦值sinα=0.1，g=10m/s2，则（　　）
A．汽车匀加速过程中的牵引力为1×104N
B．汽车能达到的最大速度为20m/s
C．汽车匀加速过程能持续的时间为16s
D．若汽车匀加速过程加速度增大，则匀加速过程的末速度增大
4．质量的滑块，从倾角的光滑斜面上A点由静止开始匀加速下滑，时到达B点，则（　　）
A．从A到B滑块重力的平均功率为
B．滑块到B点时重力的瞬时功率为
C．从A到B合外力的平均功率为
D．滑块到B点时合外力的瞬时功率为
5．用一个劲度系数为k的轻弹簧竖直悬挂一个质量为m的小球（可视为质点），悬点为O，处于静止状态时弹簧长度为l，现对小球施加一外力F使小球水平向右做加速度为a的匀加速直线运动，当弹簧轴线与竖直方向夹角为θ时（如图），下列说法正确的是（　　）
A．重力的功率为 B．弹簧弹力的功率为
C．合外力的功率为 D．外力F的功率为
6．如图所示，斜面长、高，固定在水平地面上，小明同学用平行于斜面向上，大小为的拉力，在内把重的物体沿斜面向上匀速拉动了。在此过程中（　　）
A．斜面的机械效率是75% B．斜面对物体的摩擦力为
C．该同学对物体做功是 D．该同学对物体做功的功率是
7．如图所示，某幼儿园小朋友在学校操场上玩荡秋千，某次秋千从最高点M运动到最低点N的过程中，忽略空气阻力则下列判断正确的是（　　）
A．M位置处的加速度为零
B．N位置处的加速度为零
C．在M点位置时绳子的拉力大于在N点位置时绳子的拉力
D．从M点运动到N点过程中重力的瞬时功率先增大再减小
8．如图所示，甲、乙两个斜面倾角均为，高度均为h，甲斜面表面光滑，乙斜面表面粗糙。两个完全相同的滑块A、B分别从甲、乙斜面顶端由静止开始下滑，在从释放到滑到斜面底端的过程中，下列说法正确的是（　　）
A．重力对滑块A所做的功大于对滑块B所做的功
B．重力对滑块A、B所做的功相等
C．滑块A、B重力的平均功率相等
D．离开斜面瞬间滑块A重力的瞬时功率较大
9．提高介质中物体(例如汽车)运动速率的有效途径是增大发动机的功率和减小阻力因数(设介质阻力与物体运动速率的平方成正比，即f=kv2，k是阻力因数)．当发动机的额定功率为P0时，物体运动的最大速度为vm，如果要使物体运动速率增大到2vm，则下列办法可行的是
A．发动机额定功率不变，使阻力因数减小到
B．发动机额定功率不变，使阻力因数减小到
C．阻力因数不变，使发动机额定功率增大到8P0
D．阻力因数不变，使发动机额定功率增大到2P0
10．质量为m的物体以速度v0水平抛出，经过一段时间速度大小变为v0，不计空气阻力，重力加速度为g，以下说法正确的是（　　）
A．该过程平均速度大小为v0 B．运动位移的大小为
C．速度大小变为v0时，重力的瞬时功率为mgv0 D．运动时间为
11．一辆汽车在平直的公路上从静止开始启动，其加速度a和速度的倒数的关系图像如图所示，已知汽车的质量为m，汽车启动过程受到的阻力恒定，图中b、c、d已知，则（　　）
A．汽车启动过程的功率越来越大
B．汽车启动过程的功率恒为
C．汽车启动过程的最大速度为
D．汽车启动过程受到的阻力为
12．图为手动档汽车的变速杆，其中R为倒车档，1、2、3、4、5、6为前进档，通常情况下，起步或低速行驶时挂1档，高速行驶时挂6档，油门大小表示发动机输出功率。当汽车在平直公路行驶时保持油门不变，途经阻力不同的路面，则（　　）
A．路面阻力较大时，应挂6档增大速度以获得较大牵引力
B．路面阻力较大时，应挂1档减小速度以获得较大牵引力
C．在同一档位，路面阻力较小时，可获得较大稳定速度
D．在同一档位，路面阻力较大时，可获得较大稳定速度
13．如图，光滑的水平面上静止着一质量为m=2kg的物体，某时刻起在水平方向对物体施加一向右、大小为8N的恒力F使其开始运动，求：
(1)前2s内力F对物体所做功的平均功率；
(2)2s末力F对物体做功的瞬时功率。
14．如图所示，位于水平面上的物体，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F的大小为10N、方向与速度v的夹角为37°，物体在10s内前进了20m，（sin37°=0.6，cos37°=0.8），求：
（1）10s内拉力F对物体做功是多大；
（2）10s内拉力F对物体做功的平均功率是多大。
15．质量为m的汽车在平直路面上匀加速启动，启动过程的速度变化规律如图所示，其中OA为过原点的一条直线，汽车在整个运动过程中的额定功率为P，求：0～t1时间内，汽车的牵引力F大小是多少？
16．质量为m的物体，从倾角为θ的光滑斜面顶端由静止而下滑。求：
(1)前n秒内重力对物体做功的平均功率；
(2)第n秒内重力对物体做功的平均功率；
(3)第n秒末重力对物体做功的瞬时功率。
参考答案
1．C
【详解】
当速度最大时，牵引力等于阻力，即
F=f=(20+60)×10N=80N
根据
P=Fv
可得最大速度
故选C。
2．D
【详解】
AB．设斜面的倾角为θ，高度为h，B做自由落体运动，由公式得运动时间
tB=
A做匀加速直线运动，则
a==gsinθ
根据
得
tA=
可知
tA>tB
重力做功相等，根据P=知
PA＜PB
故AB错误；
CD．根据动能定理
mgh=mv2
可知两物体到达地面时的速度大小均为
v=
A物体重力的瞬时功率
PA=mgvsinθ
B物体重力的瞬时功率
PB=mgv
则
PA＜PB
故C错误，D正确。
故选D。
3．B
【详解】
A．匀加速过程满足
解得
F=6×103N
选项A错误；
B．达到最大速度时
选项B正确；
C．匀加速的末速度
时间
选项C错误；
D．该过程加速度增大，则F增大，匀加速末尾速度减小，选项D错误。
故选B。
4．B
【详解】
滑块下滑的加速度
解得
则斜面长为
斜面高为
A．从A到B滑块重力做的功为
则重力的平均功率
A错误；
B．时物体的速度
则重力的瞬时功率
B正确；
C．从A到B合外力为
则合外力的功为
从A到B合外力的平均功率为
C错误；
D．滑块到B点时合外力的瞬时功率
D错误。
故选B。
5．C
【详解】
A．重力的方向与速度垂直，故功率为0，A错误；
B．根据
小球的速度
弹簧的伸长量不等于弹簧的长度，即弹簧的伸长量不等于，弹簧功率也不能这样算
B错误；
C．物体的合外力为ma且与速度方向相同，功率为
C正确；
D．由受力可知，此时外力F的方向与小球的速度方向不共线，D错误。
故选C。
6．A
【详解】
ACD．由图可知，物体沿斜面向上运动了10m，则物体升高的高度为5m，此过程中该同学对物体做的总功为：
此过程所做有用功为：
斜面的机械效率为：
该同学对物体做功的功率：
故A正确，BC错误；
B．此过程所做额外功为：
由功的表达式可知：
故B错误。
故选A。
7．D
【详解】
A．由于M是最高点，在M点所受合力沿着运动轨迹的切线方向，因此加速度方向沿着切线方向，不为零，A错误；
B．由于N为运动的最低点，在N点做圆周运动，加速度指向圆心，加速度也不为零，B错误；
C．设M点时，绳子与竖直方向夹角为，沿着绳子方向合力为零，因此
可得
而在N点时，合力指向圆心，做为圆周运动的向心力
可知
因此
C错误；
D．在M点，速度为零，因此重力的瞬时功率为零；在N点，速度的方向与重力的方向垂直，重力的瞬时功率也为零，而中间运动过程中，重力的瞬时功率不为零，因此重力的瞬时功率先增大后减小，D正确。
故选D。
8．BD
【详解】
AB．重力做功只与重力大小、初末位置的高度差有关，与斜面是否光滑无关，所以重力对滑块A、B所做的功相等，A错误，B正确；
C．因为甲斜面表面光滑，滑块A下滑的加速度较大，由
可知滑块A滑到底端所用时间较短，由
可知滑块A重力的平均功率较大，C错误；
D．两滑块重力相同，离开斜面瞬间两滑块速度方向与重力夹角相同，由
可知滑块A离开斜面瞬间速度较大，所以离开斜面瞬间滑块A重力的瞬时功率较大，D正确。
故选BD。
9．AC
【解析】
物体运动的最大速度为匀速运动时的速度，最大速度时牵引力与阻力相等，则．
AB：若发动机额定功率不变，物体运动速率增大到2vm，则，所以．故A项正确，B项错误．
CD：若阻力因数不变，物体运动速率增大到2vm，则，所以．故C项正确，D项错误．
10．BC
【详解】
C．根据题述，经过一段时间速度大小变为v0，将该速度分解可得竖直速度等于v0，重力的瞬时功率为
P＝mgv0
选项C正确；
D．由v0＝gt，解得运动时间为
选项D错误；
B．水平位移为
竖直位移
运动位移的大小为
选项B正确；
A．该过程平均速度大小为
选项A错误。
故选BC。
11．BD
【详解】
AB．汽车以恒定功率启动时，有
F=，a=
因此有
a=-
结合图像得
有
P=
故A项错误，B项正确；
C．当加速度为零时，速度最大，由
=c
得最大速度
vm=
C项错误；
D．汽车启动过程受到的阻力
Ff=
D项正确。
故选BD。
12．BC
【详解】
AB．汽车在平直公路行驶时保持油门不变，即牵引力功率P保持不变，路面阻力较大时，牵引力应该较大，根据功率与牵引力的关系P=Fv可知，当速度最小时，即变速杆应推至“1”挡，通过减小速度以获得较大牵引力，故A错误，B正确；
C．在同一挡位，路面阻力较小时，匀速运动时所受牵引力较小，根据功率与牵引力的关系P=Fv可知，汽车可获得较大稳定速度，故C正确；
D．在同一挡位，路面阻力较大时，匀速运动时所受牵引力较大，根据功率与牵引力的关系P=Fv可知，汽车可获得较小稳定速度，故D错误。
故选BC。
13．(1)32W；(2)64W
【详解】
(1)物体的加速度
前2s内的位移为
根据功的公式得
平均功率为
(2)2s末物体的速度为
则瞬时功率为
14．（1）160J；（2）16W
【详解】
（1）10s内拉力F对物体做功
（2）10s内拉力F对物体做功的平均功率
15．
【详解】
0~t1时间内，汽车做匀加速直线运动
t2时刻
P=fv2
解得
16．(1)；(2) ；(3)
【详解】
由牛顿第二定律可知，物体的加速度为
所以第n秒末的速度
前n秒的位移为
(1)前n秒内重力对物体做功的平均功率
(2)第n秒内重力的平均功率
(3)第n秒末重力对物体做功的瞬时功率