1.2功率——高一物理鲁科版（2019）必修二期末易错题集训（含解析）

1.2功率——高一物理鲁科版（2019）必修二期末易错题集训
一、功率的含义
1．定义：力所做的功W与完成这些功所用时间t的比值．
2．公式：定义式为P＝.
3．物理意义：功率是表示做功快慢的物理量，功率大表示做功快，即单位时间内做功多．
4．单位：功率的单位在国际单位制中用瓦特表示，简称瓦，符号为W,1 W＝ 1 J/s.
二、功率与力、速度的关系
1．关系式
当恒力的方向与物体的运动方向相同时，P＝Fv.
2．公式P＝Fv中各物理量间的关系
(1)功率P一定时，物体的运动速度v与力F成反比．
(2)物体的运动速度v一定时，功率P与力F成正比．
(3)力F一定时，功率P与物体的运动速度v成正比．
3．四种功率
平均功率 P＝求的是t时间内的平均功率；P＝Fvcos α中，若v为平均速度，则P就是平均功率
瞬时功率 P＝Fvcos α中，若v为瞬时速度，则P为瞬时功率
额定功率 机械长时间工作时的最大允许功率
实际功率 机械实际工作时消耗的功率，实际功率一般要小于或等于额定功率，尽量避免超过额定功率
1.某同学以正常速度从厦门一中恪勤一楼楼梯口沿楼梯走到四楼楼梯口，此过程该同学克服重力做功的平均功率约为( )
A.1.2W B.12W C.120W D.1200W
2.如图所示，重为G的物块，沿倾角为θ的固定斜面向下运动。当运动到某位置时，其速度大小为v，此时物块所受重力的瞬时功率为( )
A. B. C. D.
3.一个质量为m的物体在外力作用下以初速度做加速直线运动，已知加速度a随位移x成线性变化，已知当位移为时，速度为。当物体运动到位移为时，物体所受合力的瞬时功率为( )
A. B. C. D.
4.如图所示，质量均为m的三个小球分别从高度都为h的光滑固定斜面顶端由静止滑到底端，三个斜面倾角不同，则( )
A.重力对小球做功均为mgh B.弹力对小球做功均为mgh
C.重力的平均功率均相等 D.到斜面底端时重力的瞬时功率均相等
5.关于某力做功的功率，下列说法正确的是( )
A.该力越大，其功率就越大
B.该力在单位时间内做的功越多，其功率就越大
C.功率越大，说明该力做的功越多
D.功率越小，说明该力做功的时间越少
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A.牵引绳拉力大小为4N
B.牵引绳拉力大小为0N
C.克服牵引绳拉力的平均功率为8W
D.克服牵引绳拉力的平均功率为4W
7.某电动玩具车的发动机额定功率为15W，质量为2kg，在水平地面运动时受到的摩擦力恒为5N，忽略空气阻力的影响，当玩具车保持额定功率启动后，下列说法正确的是( )
A.玩具车做匀加速运动
B.玩具车运行时牵引力大小不变
C.玩具车运行的最大速度为3m/s
D.玩具车所受牵引力做的功等于克服摩擦力做的功
8.如图所示，滑块甲叠放在长木板乙上，整体置于光滑的水平面上，滑块甲用一细绳拴接在竖直的墙壁上，在长木板乙上施加一水平向右的恒力F，使长木板乙从滑块甲的下面拉出。下列说法正确的是( )
A.恒力F对长木板乙做正功，甲对乙的摩擦力做负功，乙对甲的摩擦力做正功，细绳的拉力不做功
B.恒力F对长木板以及乙对甲的摩擦力做正功，甲对乙的摩擦力以及细绳的拉力做负功
C.恒力F对长木板乙做正功，其余的力均不做功
D.恒力F对长木板乙做正功，甲对乙的摩擦力做负功，乙对甲的摩擦力以及细绳的拉力不做功
9.如图所示，质量的箱子（可视为质点）从固定斜坡顶端由静止下滑，斜坡长度，斜坡与水平面的夹角，木箱底面与斜坡间的动摩擦因数。已知，取重力加速度，忽略空气阻力的影响。求：
（1）木箱下滑的整个过程中，重力对其所做的功W；
（2）木箱下滑至底端时的动能；
（3）木箱滑到斜坡底端时，重力做功的瞬时功率P。
10.“辽宁号”航空母舰的质量为m，以速度v沿直线匀速驶向某训练海域，此时多台蒸汽轮机发动机的输出总功率为P。若因需要临时关闭其中一半的发动机，则
（1）求发动机刚刚关闭时“辽宁号”航空母舰的加速度大小;
（2）描述发动机关闭后一段时间内航空母舰的运动速度和加速度的变化情况。
答案以及解析
1.答案：C
解析：一个普通高中生质量大概为50kg，从一楼走到四楼高度大概为12m，假设重力加速度重力做功可得
从一楼到四楼大致时间为50s，所以重力做功平均功率可得
因此A、B、D错误。故选C。
2.答案：D
解析：此时物块所受重力的瞬时功率为
故选D。
3.答案：C
解析：设当位移为时，物体的加速度为，由于物体的加速度a随位移x线性变化，满足（k为常数），从开始到速度为的过程，由动能定理可得
从开始到位移为时，由动能定理可得
联立可得
物体所受合力的瞬时功率
故选C。
4.答案：A
解析：A.重力对小球做功为
因为三种情况高度相同，所以重力对小球做的功相同，故A正确；
B.小球在下落过程中，弹力方向与位移方向垂直，所以弹力做功为零，故B错误；
C.对小球受力分析，斜面方向只有重力沿斜面的分力，根据牛顿第二定律
解得
根据位移-时间公式
解得
由于角度不同，下落时间不同，所以重力的平均功率不同，故C错误；
D.小球滑到斜面底端时的速度为v，由速度-时间公式
小球滑到斜面底端时重力的瞬时功率为
由于角度不同，小球到斜面底端时重力的瞬时功率不相等，故D错误。
故选A。
5.答案：B
解析：A.根据可知，力越大，功率不一定大，故A错误；
B.功率等于单位时间内做功的多少，该力在单位时间内做功越多，功率越大，故B正确；
CD.功率是反应做功快慢的物理量，功率大，做功快，功率小，做功慢，功率大小不能说明做功的多少，故CD错误。
故选B。
6.答案：D
解析：AB.上升过程，由动能定理，有
解得牵引绳拉力大小为，故AB均错误；
CD.上升为匀减速过程，克服牵引绳拉力的平均功率为，故C错误，D正确。
故选D。
7.答案：C
解析：AB、玩具车以额定功率启动后，速度增大，由可知牵引力减小，阻力f不变，由牛顿第二定律可知加速度减小，所以玩具车不是做匀加速运动，故AB错误;C、当玩具车牵引力和阻力相等时，速度最大，则有，故C正确;D、由动能定理可知，可得，所以玩具车所受牵引力做的功等于克服摩擦力做的功与动能增加量之和，故D错误。故选:C。
8.答案：D
解析：因为甲没有运动，作用在甲上的力都不做功，细绳中的拉力、乙对甲的摩擦力不做功；因乙向右运动，所以恒力F和乙的运动方向相同，则恒力F对乙做正功，由于甲对乙的摩擦力和乙的运动方向相反，则甲对乙的摩擦力做负功，D正确。
9.答案：（1）；（2）；（3）
解析：（1）木箱下滑的整个过程中，重力对其所做的功为
（2）木箱沿斜面下滑过程中受力分析如图所示，其中摩擦力大小为
木箱从顶端下滑至底端时，木箱所受重力和摩擦力做功，根据动能定理有
（3）木箱运动到斜面底端时，其速度方向如图所示，且速度大小为
此时木箱竖直方向分速度大小为
重力做功的瞬时功率为
10.答案：（1）（2）见解析
解析：（1）由，可知全部发动工作，航母匀速运动时牵引力，则此时加速度。故加速度的大小为
（2）关闭后，速度开始减小，直至达到新平衡后再次保持匀速；加速度逐渐减小直到变到0，航母做加速度减小的减速运动直至匀速，最终匀速运动的速度为。