4.2功率 同步作业（Word版含答案）

2021-2022学年粤教版（2019）必修第二册
4.2功率 同步作业（解析版）
一、选择题
1．下列关于功率的描述正确的是（　　）
A．功率是描述力做功多少的物理量
B．由可知：功率与时间成反比，与功成正比
C．平均功率是过程量，其大小等于力做的功与所用时间的比值
D．瞬时功率是状态量，其大小始终等于力的大小与瞬时速度大小的乘积
2．7月31日，37岁、身高1.7m的吕小军在东京奥运会男子举重81公斤级比赛中夺金，并以的抓举成绩和的挺举成绩，创造了的总成绩世界纪录。其中，抓举上升历时约3s，再停留2s后放下杠铃，如图。则在抓举上升到顶的过程中吕小军对杠铃消耗的平均功率约为（　　）
A．700W B．800W C．1000W D．1300W
3．冬季很快就来临，我国部分地区常发生冰雪灾害，产生很大交通隐患，给市民生活带来极大不便。如图，下列说法正确的是（　　）
A．为了安全起见，结冰的高速公路上，车辆应减速慢行，以减小行驶车辆惯性
B．在结冰的路面上，车辆如果保持原来的功率行驶而不打滑，那么其最大运行速度将增大
C．武警官兵在高速公路上撒工业用盐，目的是减小过往车辆轮胎与地面间的动摩擦因数
D．以10m/s的速度沿平直公路行驶的汽车，遇障碍物刹车后获得大小为的加速度，刹车后第5s内，汽车走过的位移不为0
4．2021年4月23日，海军三型主战舰艇——长征18号艇、大连舰、海南舰在海南三亚某军港集中交接入列。若某质量为战舰的额定功率为，最大航速为，在一次航行中，战舰上的速度计显示为，航行过程中战舰所受阻力不变。此时战舰的加速度大小是（　　）
A． B．
C． D．
5．某同学从1楼登到3楼，他要估测自己登楼的平均功率，不需要测量的物理量是（　　）
A．体重 B．登楼所通过的路程
C．登楼所用的时间 D．1楼到3楼的高度差
6．如图所示，长度为1m的轻杆绕O点在竖直平面内以的角速度做匀速圆周运动，杆的另一端连有一质量为的小球视为质点。a、b分别为其运动轨迹的最低点和最高点。不计空气阻力，取重力加速度大小，下列分析正确的是（　　）
A．小球运动到b点时，轻杆对小球的作用力大小为
B．小球运动到a点时，轻杆对小球的作用力大小为3 N
C．小球从a点运动到b点过程中，轻杆对小球做功为3 J
D．小球从b点运动到a点过程转动半周中，重力做功的平均功率为
7．关于功率下列正确的是（　　）
A．做功越多，则功率一定越大 B．时间越长，则功率一定越小 C．做功越快，则功率一定越大 D． 只能求力F的瞬时功率
8．一辆小汽车在水平路面上由静止启动，在前4s内做加速的匀加速直线运动，之后保持以额定功率运动，再经过10s达到最大速度。已知汽车的质量为，汽车受到地面的阻力为车重的倍，取重力加速度，则以下说法正确的是（　　）
A．加速过程汽车牵引力做功为
B．汽车启动过程中牵引力最大为
C．汽车的额定功率为16kW
D．汽车的最大速度为
9．如图所示为一辆汽车在平直的公路上由静止开始运动的速度时间图像，假定汽车所受阻力恒定。图中为一段直线，为一段曲线，为一平行于时间轴的直线，下列说法错误的是（　　）
A．段汽车发动机的功率一定是恒定的
B．段汽车发动机的牵引力越来越小
C．段汽车发动机的功率与时间成正比
D．段汽车发动机的功率一定是恒定的
10．在某次乒乓球比赛中，乒乓球先后两次落台后恰好在等高处水平越过球网，过网时的速度方向均垂直于球网，把两次落台的乒乓球看成完全相同的球1和球2，如图所示。不计乒乓球的旋转和空气阻力。乒乓球自起跳到最高点的过程中，下列说法正确的是（　　）
A．过网时球1的速度大于球2的速度
B．球1的速度变化率小于球2的速度变化率
C．球1的飞行时间大于球2的飞行时间
D．起跳时，球1的重力功率大于球2的重力功率
11．如图所示，一小孩和一大人都以水平的力匀速推动相同的木箱在相同的路面移动同样的位移（推箱的速度大小如图中所注），关于此过程，下列说法正确的是（　　）
A．大人做的功多
B．小孩做的功多
C．大人做功快
D．小孩做功快
12．比亚迪E—SEED概念车是基于人类未来发展而倾力打造的一款全新型纯电动汽车，其中“E-SEED”五个英文字母分别代表：电动、运动、体验、环保和装置，蕴含着比亚迪绿色环保的设计理念。为了获取该款车的有关数据，某次试车过程中，试车员驾驶汽车从静止开始沿平直公路启动，并控制汽车功率按图示规律变化。已知汽车的质量为m，额定功率为P0，汽车在行驶过程中所受阻力恒为车重的K倍，在t2时刻汽车刚好获得最大速度。则下列说法正确的是（　　）
A．在t1～t2时间内汽车做加速直线运动
B．在0～t1时间内汽车平均功率为
C．在0～t2时间内汽车发动机所做的功为
D．在t1时刻汽车的运动速度为
13．质量m=2000kg的汽车，其发动机的额定功率，汽车在某一段水平路面上行驶时受到的阻力。若汽车从静止开始沿水平路面以加速度匀加速启动，经3s达到的功率为，之后保持该功率不变，再经一段时间汽车以速度匀速行驶。下列说法正确的是（　　）
A．汽车匀加速运动阶段的牵引力
B．汽车匀加速运动阶段的牵引力
C．的大小为18m/s
D．的大小为25m/s
14．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变化的规律分别如图甲、乙所示。取，则下列说法正确的是（　　）
A．物体的质量kg
B．物体与水平面间的动摩擦因数
C．第2s内物体克服摩擦力做的功J
D．前2s内推力F做功的平均功率W
二、解答题
15．如图所示，质量为1.2 kg的物块放在倾角为的斜面上（斜面固定）的A点，并在与斜面成角斜向上的恒力F作用下由静止沿斜面向上运动，恒力F的大小为16 N，物块与斜面间的动摩擦因数=0.5，物块运动1.5 s时撤去拉力，斜面足够长，重力加速度g=10m/s2，sin37°=0.6，cos37°=0.8，不计空气阻力。求：
（1）撤去拉力前瞬间拉力F的功率；
（2）物块返回A点时的速度大小。
16．一辆汽车质量为1t，以90kW的恒定功率启动做直线运动，且整个运动过程中受到的阻力不变，速度v与时间t的关系如图所示。
（1）求汽车所受阻力为多少？
（2）汽车的速度为20m/s时，牵引力为多少？
（3）汽车的速度为20m/s时，汽车加速度的大小为多少？
参考答案
1．C
【详解】
A．功率是描述力做功快慢的物理量，选项A错误；
B．由
可知功率用功与时间的比值来量度，但是功率与时间和功无关，选项B错误；
C．平均功率是过程量，其大小等于力做的功与所用时间的比值，选项C正确；
D．瞬时功率是状态量，其大小等于力的大小与力的方向上的瞬时速度大小的乘积，选项D错误。
故选C。
2．C
【详解】
运动员对杠铃做功
功率为
故选C。
3．B
【详解】
A．在结冰路面上行驶需要减速慢行，因为结冰路面动摩擦因数小，摩擦力小，汽车容易侧滑，需要停车时由于摩擦力较小，很难停下，会发生事故，故A错误；
B．据
可得
即阻力越小汽车运行最大速度越大，故B正确；
C．根据题意，在冰雪路面撒上工业用盐是为了增大车轮与路面的动摩擦因数，防止汽车侧滑或者打滑，故C错误；
D．设汽车从刹车到停下的时间为t，则由
得
所以在第5s内汽车早已停止，所以第5s内汽车走过的位移为零，故D错误。
故选B。
4．A
【详解】
战舰以最大航速匀速前进时
在一次航行中
战舰的加速度大小
选项A正确。
5．B
【详解】
要估测该同学的平均功率，则由
要求出平均功率应知道体重、上楼的时间及1楼到3s楼的高度差；不需要测量登楼所通过的路程。
故选B。
6．D
【详解】
A．小球运动到b点时
解得
即轻杆对小球的力是支持力，大小为，故A错误
B．小球运动到a点时
解得
即轻杆对小球的力是拉力，大小为，故B错误
C．小球从a点运动到b点过程中，轻杆对小球做功为
故C错误
D．小球从b点运动到a点过程转动半周中，时间为
重力做功的平均功率为
故D正确。
故选D。
7．C
【详解】
A．根据
因时间不确定，则功率大小不能确定，A错误；
B．根据
因做功多少不确定，则功率大小不能确定，B错误；
C．功率是描述力做功快慢的物理量，物体做功越快，它的功率一定越大，C正确；
D．由
当v为瞬时速度时，的是求某一时刻的瞬时功率，当v为平均速度时求的是平均功率，D错误。
故选C。
8．C
【详解】
AC．汽车受到的阻力大小为
汽车在前4s内做加速度为的匀加速直线运动，根据牛顿第二定律得：，则得
匀加速运动的位移为
因此，匀加速过程牵引力做功为
匀加速运动的末速度为
汽车的额定功率为
汽车的功率达到额定功率后开始做变加速运动，此过程牵引力做功为
故加速过程汽车牵引力做功为
故A错误，C正确；
B．汽车做匀加速直线运动时牵引力不变，达到额定功率后，由知随着速度的增大，牵引力逐渐减小，当加速度减至零时牵引力等于阻力，牵引力不再变化，所以汽车做匀加速运动时牵引力最大，故汽车启动过程中牵引力最大为，故B错误；
D．设汽车最大速度为，当牵引力等于阻力时，汽车达到最大速度，则
故
故D错误；
故选C。
9．A
【详解】
A．AB为一曲线，斜率逐渐减小，则加速度逐渐减小，牵引力减小，根据
可知，牵引力减小，速度增大，功率可能不变，故A错误；
B．AB为一曲线，斜率逐渐减小，则加速度逐渐减小，根据牛顿第二定律可得
牵引力F减小，故B正确；
C．OA为一段直线，说明OA段汽车做匀加速直线运动，牵引力不变，根据
可知功率与时间成正比，故C正确；
D．BC为一平行于时间轴的直线，则汽车做匀速直线运动，牵引力等于阻力，不变，速度也不变，根据
可知，功率不变，故D正确。
本题由于选择错误的，故选A。
10．A
【详解】
C．把乒乓球的运动看作反向的平抛运动来处理，由知，两球运动时间相等，故C错误；
A．乒乓球水平方向做匀速直线运动，由于球1水平位移大，故水平速度大，即过网时球1的速度大于球2的速度，故A正确；
B．两球都做平抛运动，只受重力，故加速度相等，即速度变化率相等，故B错误；
D．乒乓球竖直方向上做自由落体运动，由可知，落台时两球竖直速度相等，落在台上时，重力的瞬时功率为
P=mgvy
又因为重力等大，故落在台上时两球的重力功率相等，故D错误；
故选A。
11．C
【详解】
一小孩和一大人都以水平的力匀速推动相同的木箱在相同的路面移动同样的位移，由
f=μFN
可知，摩擦力相同，由二力平衡知识可么，大人和小孩的推力相同，由
W=Fs
可知大人和小孩做功相同；由
P=Fv
可知大人做功快。
故选C。
12．AB
【详解】
在0～t1时间内，根据
牵引力恒定不变，汽车做匀加速直线运动，t1时刻恰好达到额定功率，接下来，功率保持不变，速度再增加，牵引力就会减小，加速度减小，速度增加的越来越慢，到t2时刻，速度增加到最大值，接下来匀速运动，
A．在t1～t2时间内，汽车做加速度逐渐减小的加速运动，A正确；
B．在0～t1时间内，牵引力做的功等于图像与时间轴围成的面积，即
因此平均功率
B正确；
C．由于牵引力做的功等于图像与时间轴围成的面积，在0～t2时间内，牵引力做的功
C错误。
D．在t2时刻，汽车匀速运动，牵引力和阻力相等，速度最大，最大速度为
而从t1～t2时间内，汽车做加速运动，因此t1时刻的速度小于，D错误。
故选AB。
13．BC
【详解】
AB．根据
解得
A错误B正确；
CD．经3s达到的速度
此时发动机的功率
则汽车匀速行驶速度
D错误C正确。
故选BC。
14．BC
【详解】
A．由图第三秒物体做匀速运动可知滑动摩擦力的大小为2N，第二秒内由牛顿第二定律有
解得
故A错误；
B．由
带入数据解得
故B正确；
C．有图可知前2s的位移为1m，第一秒内物体没动，第二秒内物体位移为1m，由
可得前2s内克服摩擦力做功
D．前2s内拉力做的功为
则前2s内的平均功率
故D错误。
故选BC。
15．（1）89.6W；（2）
【详解】
（1）设恒力F作用时物块的加速度大小为a1，根据牛顿第二定律有
解得
根据运动学公式可得撤去拉力前瞬间物块的速度大小为
则撤去拉力前瞬间拉力F的功率为
（2）恒力F作用期间物块的位移大小为
撤去F后，物块的加速度大小为
物块继续沿斜面滑行的位移大小为
物块达到最高点后开始沿斜面下滑，其加速度大小为
物块返回A点时的速度大小为
16．（1）3000N；（2）4500N；（3）1.5m/s2
【详解】
（1）汽车匀速运动时，根据
解得
（2）汽车的速度为20m/s时，根据
解得
（3）根据牛顿第二定律
解得