第八章第1节功与功率第2课时功率 同步练习（含答案）

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第八章 第1节功与功率 第1课时功
同步练习
姓名：__________ 班级：__________ 座号：__________
一、单选题（共12小题）
1. 对公式P＝Fv的理解，下列说法中正确的是(　　)
A. F一定是物体所受的合力
B. P一定是合力的功率
C. 此公式中F与v必须共线
D. 此公式中F与v可以成任意夹角
2. 关于功率，下列说法正确的是(　　)
A. 根据P＝可知，机器做功越多，其功率越大
B. 根据P＝Fv可知，汽车牵引力一定与速度成反比
C. 根据P＝可知，只要知道时间t内机器所做的功，可求得这段时间内任一时刻机器做功的功率
D. 根据P＝Fv可知，发动机功率一定时，交通工具的牵引力与运动速度成反比
3. 钢球在足够深的槽中由静止开始下降，若槽中的油对球的阻力与其速率成正比，则球在下落的过程中阻力对球做功的功率随时间的变化关系最接近下列图像中的(　　)
A. B. C. D.
4. 起重机的钢索将重物由地面吊到空中某个高度，其速度图像如图所示，则钢索拉力的功率随时间变化的图像可能是(　　)【来源：21·世纪·教育·网】
A. B.
C. D.
5. 某同学进行体能训练，用了100 s时间跑上20 m高的高楼，试估测该同学登楼的平均功率最接近的数值是(　　)2-1-c-n-j-y
A. 10 W
B. 100 W
C. 1 kW
D. 10 kW
6. 一个质量为m的小球做自由落体运动，那么，在t时间内(小球未落地)重力对它做功的平均功率及在t时刻重力做功的瞬时功率P分别为(重力加速度为g)(　　)
A. ＝mg2t2，P＝mg2t2
B. ＝mg2t2，P＝mg2t2
C. ＝mg2t，P＝mg2t
D. ＝mg2t，P＝2mg2t
7. 放在粗糙水平地面上的物体受到水平拉力的作用，在0～6 s内其速度与时间的图像和水平拉力的功率与时间的图像如图甲、乙所示．下列说法正确的是(　　)
A. 0～6 s内物体的位移大小为20 m
B. 0～6 s内拉力做功为100 J
C. 滑动摩擦力的大小为5 N
D. 0～6 s内滑动摩擦力做功为－50 J
8. 如图甲所示，滑轮质量、摩擦均不计，质量为2 kg的物体在力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)(　　)21·cn·jy·com
A. 物体加速度大小为2 m/s2
B. F的大小为21 N
C. 4 s末F的瞬时功率为42 W
D. 4 s内F做功的平均功率为42 W
9. 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. 力对物体做功越多，力的功率一定越大
10. 如图所示，分别用力F1、F2、F3将质量为m的物体由静止沿同一光滑固定斜面以相同的加速度从斜面底端拉到斜面的顶端，在此过程中，F1、F2、F3做功的功率大小关系是(　　)www.21-cn-jy.com
A. P1＝P2＝P3
B. P1>P2＝P3
C. P3>P2>P1
D. P1>P2>P3
11. 关于平均功率的概念，以下说法正确的是(　　)
A. 平均功率大说明物体做功多
B. 平均功率小说明物体做功少
C. 机器做功越多，其平均功率越大
D. 机器做功越快，其平均功率越大
12. 质量为2 kg的小球从某一高度由静止释放，经3 s到达地面，不计空气阻力，g取10 m/s2.则(　　)2·1·c·n·j·y
A. 落地时重力的瞬时功率为900 W
B. 落地时重力的瞬时功率为450 W
C. 3 s内重力的平均功率为600 W
D. 3 s内重力的平均功率为300 W
二、多选题（共4小题）
13. (多选)一个质量为m的木块静止在光滑水平面上，某时刻开始受到水平拉力F的作用，F随时间的变化规律如图所示，下列说法正确的是(　　)21·世纪*教育网
A. 4t0时刻木块的速度为
B. 4t0时刻水平拉力的瞬时功率为
C. 0到2t0时间内，木块的位移大小为
D. 0到6t0时间内，水平拉力做功为0
14. (多选)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. 人脚对此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
15. (多选)将三个光滑的平板倾斜固定，三个平板顶端到底端的高度相等，三个平板AC、AD、AE与水平面间的夹角分别为θ1、θ2、θ3，如图所示．现将三个完全相同的小球由最高点A沿三个平板同时无初速度释放，经一段时间到达平板的底端．则下列说法正确的是(　　)www-2-1-cnjy-com
A. 重力对三个小球所做的功相同
B. 沿倾角为θ3的AE平板下滑的小球的重力的平均功率最大
C. 三个小球到达底端时的瞬时速度大小相同
D. 沿倾角为θ3的AE平板下滑的小球到达平板底端时重力的瞬时功率最小
16. (多选)如图所示，一辆货车利用跨过光滑定滑轮的轻质缆绳提升一箱货物，已知货箱的质量为M，货物的质量为m，货车以速度v向左做匀速直线运动，重力加速度为g，则在将货物提升到图示的位置时，下列说法正确的是(　　)21教育网
A. 货箱向上运动的速度大小大于v
B. 缆绳中的拉力F＞(M＋m)g
C. 货车对缆绳的拉力做功的功率P＞(M＋m)gvcos θ
D. 货物对货箱底部的压力小于mg
三、计算题（共2小题）
17. 一台起重机将静止在地面上、质量为m＝1.0×103 kg 的货物匀加速竖直吊起，在2 s末货物的速度v＝4 m/s.(取g＝10 m/s2，不计额外功)求：21cnjy.com
(1)起重机在这2 s内的平均功率；
(2)起重机在2 s末的瞬时功率．
18. 在F＝6 N的水平力作用下，质量m＝3 kg的物体在光滑水平面上由静止开始运动，运动时间t＝3 s．求：21*cnjy*com
(1)力F在前3 s内对物体做的功；
(2)力F在前3 s内对物体做功的平均功率；
(3)在3 s末力F对物体做功的瞬时功率．
1. 【答案】C
【解析】公式P＝Fv中的F可以是物体所受的合力，也可以是物体所受的某个分力，但F、v必须共线，故C正确．【来源：21cnj*y.co*m】
2. 【答案】D
【解析】由功率公式P＝相同时间内，做功多的机器，功率一定大，选项A无“相同时间”这一条件，故A错误；根据P＝Fv可知，发动机功率一定时，交通工具的牵引力与速度成反比，故B错误，D正确；公式P＝求的是一段时间内的平均功率，故C错误．【出处：21教育名师】
3. 【答案】A
【解析】开始阶段，球的速度小，阻力也小，由P＝Ffv知，功率也小．由于Ff＝kv，则P＝kv2，速度随时间非线性增大，可知，阻力的功率随时间非线性增大．当重力与阻力相等时，球的速度不变，阻力的功率达到最大，故选项A正确．
4. 【答案】B
【解析】在0～t1时间内，重物向上做匀加速直线运动，设加速度大小为a1，根据牛顿第二定律，得F－mg＝ma1，解得F＝mg＋ma1，拉力的功率P1＝Fv＝(mg＋ma1)a1t，m、a1均一定，则P1∝t.【版权所有：21教育】
在t1～t2时间内，重物向上做匀速直线运动，拉力F＝mg，则拉力的功率P2＝Fv＝mgv，P2不变；根据拉力的大小得到，P2小于P1在t1时刻拉力的功率．
在t2～t3时间内，重物向上做匀减速直线运动，设加速度大小为a2，根据牛顿第二定律，得mg－F＝ma2，F＝mg－ma2，拉力的功率P3＝Fv＝(mg－ma2)(v0－a2t)，m、a2均一定，P3与t是线性关系，随着t延长，P3减小；t2时刻拉力突然减小，功率突然减小，P2大于在t2时刻拉力的功率P3.21教育名师原创作品
5. 【答案】B
【解析】该同学上楼时重力做功，则所做的功W＝mgh≈50×10×20 J＝10 000 J，
则该同学做功的功率P＝＝ W＝100 W，故选B.
6. 【答案】C
【解析】t时间内重力做功的平均功率＝＝＝mg2t，t时刻重力做功的瞬时功率P＝Fv＝mg·gt＝mg2t，故C正确．21*cnjy*com
7. 【答案】D
【解析】由题图甲可知，在0～6 s内物体的位移大小为x＝×(4＋6)×6 m＝30 m，故A错误；P－t图线与时间轴围成的面积表示拉力做的功，则由题图乙可知，0～6 s内拉力做功WF＝×2×30 J＋10×4 J＝70 J，故B错误；在2～6 s内，v＝6 m/s，P＝10 W，物体做匀速运动，滑动摩擦力大小Ff＝F＝＝ N，故C错误；在0～6 s内物体的位移大小为30 m，滑动摩擦力做负功，即Wf＝－×30 J＝－50 J，D正确．
8. 【答案】C
【解析】由v－t图像知物体加速度为0.5 m/s2，故A错误；
由牛顿第二定律得2F－mg＝ma，
F＝10.5 N，故B错误；
由题图乙知，4 s内物体上升4 m，则绳端上升8 m，则4 s末绳子末端速度为4 m/s,4 s末F的瞬时功率P＝Fv＝42 W,4 s内F的平均功率＝F＝21 W，故C正确，D错误．
9. 【答案】C
【解析】功率是描述力对物体做功快慢的物理量，做功越快，功率越大，A错误，C正确；力对物体做功时间长，未必做功慢，B错误；力对物体做功多，未必做功快，D错误．
10. 【答案】A
【解析】三个物体沿斜面上滑的加速度相同，则到达斜面顶端时的速度相同，从底端到顶端所需时间相同．由牛顿第二定律得F1＝－mgsin α＝ma，F2cos α－mgsin α＝ma，F3cos θ－mgsin α＝ma，所以F1＝F2cos α＝F3cos θ，P1＝＝，P2＝＝，P3＝＝，即P1＝P2＝P3，故选项A正确．
11. 【答案】D
【解析】平均功率反映一段时间内物体做功的快慢，不能反映做功多少，当平均功率大时，做功不一定多，故选D.
12. 【答案】D
【解析】物体只受重力，做自由落体运动，则3 s末速度为v＝gt＝10×3 m/s＝30 m/s，所以落地时重力的瞬时功率P＝mgv＝20×30 W＝600 W，故A、B错误；3 s内物体下落的高度为h＝gt2，所以3 s内重力的功率P＝＝＝＝×2×102×3 W＝300 W，故C错误，D正确．
13. 【答案】AD
【解析】0～2t0内木块的加速度大小为a1＝，则2t0时的速度为v1＝2a1t0＝，匀减速运动的加速度大小a2＝，则4t0时木块的速度为v2＝v1－2a2t0＝，则4t0时刻水平拉力的瞬时功率P＝F0v2＝，故选项A正确，B错误；0～2t0内木块的位移x1＝a1t12＝，故选项C错误；2t0～6t0内木块的位移x2＝4x1t0－a2(4t0)2＝，0到6t0时间内，水平拉力做功W＝F0x1－x2＝0，故选项D正确．
14. 【答案】AD
【解析】皮带受摩擦力而运动，故皮带受到的摩擦力是皮带运动的动力，故A正确；人对皮带的摩擦力使皮带产生了位移，故人对皮带做正功，故B错误；人对皮带做功的力为摩擦力，故人对皮带做功的功率P＝fv，故C错误，D正确．
15. 【答案】ACD
【解析】设A点距水平面的高度为h，小球的质量为m，对沿AC板下滑的小球，重力做功WAC＝mgsin θ1·LAC＝mgh，同理可得，重力对三个小球所做的功相同，均为W＝mgh，选项A正确；由a＝gsin θ以及L＝＝at2可知，t＝ ，故沿倾角为θ3的AE平板下滑的小球运动的时间最长，根据＝可知，重力的平均功率最小，选项B错误；根据v2＝2aL＝2gsin θ·＝2gh，可知三个小球到达底端时的瞬时速度大小相同，根据P＝mgvsin θ可知，沿倾角为θ3的AE平板下滑的小球到达平板底端时重力的瞬时功率最小，选项C、D正确．
16. 【答案】BC
【解析】将货车的速度沿绳和垂直绳分解，如图所示，由于缆绳不可伸长，货箱和货物整体向上运动的速度和货车速度沿着缆绳方向的分量相等，v1＝vcos θ，由于θ不断减小，故货箱和货物整体向上做加速运动，加速度方向向上，速度大小小于v，故选项A错误；货箱和货物整体向上做加速运动，故缆绳中的拉力F＞(M＋m)g，故选项B正确；货箱和货物整体的速度为vcos θ，故拉力做功的功率P＝Fvcos θ＞(M＋m)gvcos θ，故选项C正确；货箱和货物整体向上做加速运动，加速度方向向上，处于超重状态，故货箱中的货物对货箱底部的压力大于mg，故选项D错误．
17. 【答案】(1)2.4×104 W　(2)4.8×104 W
【解析】(1)设货物所受的拉力为F，加速度为a
由a＝得，a＝2 m/s2
由牛顿第二定律知，F－mg＝ma
则F＝mg＋ma＝1.0×103×10 N＋1.0×103×2 N
＝1.2×104 N
0～2 s内货物上升的高度
h＝at2＝×2×22 m＝4 m
起重机在这2 s内对货物所做的功
W＝F·h＝1.2×104×4 J＝4.8×104 J
起重机在这2 s内的平均功率
＝＝ W＝2.4×104 W
(2)起重机在2 s末的瞬时功率
P＝Fv＝1.2×104×4 W＝4.8×104 W.
18. 【答案】(1)54 J　(2)18 W　(3)36 W
【解析】(1)在水平力的作用下，物体在光滑水平面上做初速度为零的匀加速直线运动，根据牛顿第二定律可知，加速度a＝＝2 m/s221世纪教育网版权所有
物体在前3 s内的位移大小s＝at2＝9 m
故力F在前3 s内对物体做的功W＝Fs＝54 J.
(2)力F在前3 s内的平均功率＝＝18 W.
(3)物体在3 s末的瞬时速度大小v＝at＝6 m/s
故3 s末力F的瞬时功率P＝Fv＝6×6 W＝36 W.
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