一、单项选择题
1.关于功率,下列说法中正确的是( )A.功率大的物体一定做功多
B.做功少的物体功率一定小
C.单位时间内做功越多,其功率越大
D.由P=Fv可知,机车运动速度越大,其功率一定越大
解析:选C.由功率的定义式P=W/t可以判断出A、B均错,C正确;由P=Fv可以看出,机车的速度大时,其功率(F与v的乘积)不一定大,故D错.2.汽车上坡时,必须换挡,其目的是( )
A.减小速度,得到较小的牵引力
B.增大速度,得到较小的牵引力C.减小速度,得到较大的牵引力
D.增大速度,得到较大的牵引力
解析:选C.上坡时需要较大的牵引力,根据公式P=Fv,在同样的功率下,减小速度可获得较大的牵引力,故A、B、D错误,C正确.
3.在一次举重比赛中,一名运动员在抓举比赛时,将质量为127.5
kg的杠铃举起历时约2
s,该运动员在举起杠铃过程中的平均功率( )
A.几十瓦左右
B.一千瓦左右
C.几十千瓦左右
D.几百千瓦左右
解析:选B.抓举过程中运动员克服重力做功W=mgh,杠铃上升的高度h约为2
m,时间t约为2
s,则平均功率P===
W=1
275
W=1.275
kW.故B正确.
4.质量为m的物体,在水平恒力F的作用下,在光滑水平面上从静止开始运动,则有( )
A.力F对物体做功的瞬时功率保持不变B.力F对物体做功的瞬时功率跟时间t成正比
C.某时刻力F的瞬时功率小于从开始到此时刻这段时间内力F的平均功率D.某时刻力F的瞬时功率等于从开始到此时刻这段时间内力F的平均功率
解析:选B.物体的加速度a=,t时刻的速度v=at=,t时刻的功率P=Fv=Fat=,因为F、m为定值,所以P与t成正比即P逐渐增大,故B正确,A错误;0~t时间内F的平均功率=F=F=,故C、D错误.
5.质量为m的物体沿倾角为θ的斜面滑至底端时的速度大小为v,此时支持力的瞬时功率为( )
A.mgv
B.0
C.mgvcos
θ
D.mgvtan
θ
解析:选B.物体沿斜面滑至斜面底端时的速度方向沿斜面向下,与支持力夹角为90°,因而支持力的瞬时功率为0,选项B正确,其他选项均错.
6.(2014·佛山高一检测)一质量为m的汽车,它的发动机的额定功率为P,沿一倾角为α的坡路向上行进,设坡路足够长,摩擦阻力是汽车重力的k倍,汽车在上坡过程中最大速度为( )A.
B.
C.
D.
解析:选C.汽车上坡时所受的阻力:f=mgsin
α+kmg,根据P=Fv,当汽车达到最大速度时F=f,所以汽车的最大速度为vm=.
二、双项选择题
7.关于功率,下列说法正确的是( )
A.不同物体做相同的功,它们的功率一定相同
B.物体做功越多,它的功率就越大
C.物体做功越快,它的功率就越大
D.发动机的额定功率与实际功率可能相等,也可能不相等
解析:选CD.功率是表示做功快慢的物理量,不仅与做功的多少有关,而且跟做功所需的时间有关,故C正确,A、B错误,发动机的实际功率可能等于额定功率,也可能不等于额定功率,故D正确.
8.甲、乙两个质量相同的小球,在距地面相同的高处,以不同的初速度水平抛出,速度v甲∶v乙=2∶1,不计空气阻力,以下说法正确的是( )
A.从抛出到落地的过程中,重力对甲球做功的平均功率大
B.从抛出到落地的过程中,重力对两球做功的平均功率相等
C.落地时,重力对甲球做功的瞬时功率大
D.落地时,重力对两球做功的瞬时功率相等
解析:选BD.从抛出到落地的过程中,重力做功相等.W甲=W乙=mgh,下落时间相等t甲=t乙=.由P=可知,重力对两球做功的平均功率相等,A错,B对.落地时,两球的竖直分速度相等v甲竖=v乙竖=.而重力做功的瞬时功率等于重力与物体竖直分速度的乘积,所以瞬时功率相等,C错,D对.
9.如图所示,在天花板上的O点系一根细绳,细绳的下端系一小球.将小球拉至细绳处于水平的位置,由静止释放小球,小球从位置A开始沿圆弧下落到悬点的正下方的B点的运动过程中,下列说法正确的是( )
A.小球受到的向心力在逐渐变大
B.重力对小球做功的平均功率为零
C.重力对小球做功的瞬时功率逐渐增大
D.由于细线的拉力方向始终与小球的速度方向垂直,所以拉力对小球做的功为零
解析:选AD.小球下落时,速度越来越大,由F向=m,可知向心力逐渐增大,A对;重力做功不为零,所以重力做功的平均功率不为零,B错;A点时,小球速度为零,所以重力的瞬时功率为零,B点时,重力与速度方向垂直,所以重力的瞬时功率为零,所以,重力的瞬时功率先增大后减小,C错;由W=Flcos
α可知,D对.
☆10.位于水平面上的物体在水平恒力F1作用下,做速度为v1的匀速运动;若作用力变为斜向上的恒力F2,物体做速度为v2的匀速运动,且F1与F2功率相同.则可能有( )
A.F2=F1,一定有v1>v2
B.F2=F1,一定有v1C.F2>F1,一定有v1>v2
D.F2解析:选BD.设F2与水平方向成θ角,由题意可知:F1v1=F2·v2·cos
θ.两种情况下分别对物体受力分析有:F1=μmg,F2cos
θ=μ(mg-F2sin
θ),故F1>F2cos
θ,所以无论F1=F2,F1<F2还是F1>F2均可得出v1<v2的结论,B、D选项正确.
三、非选择题
11.一个质量为5
kg的物体从高处由静止开始下落,不计空气阻力,(g取10
m/s2)试求:
(1)前3秒内重力的平均功率;
(2)第3秒末重力的瞬时功率.
解析:(1)h=gt2=×10×32
m=45
m
W=mgh=5×10×45
J=2
250
J
P==
W=750
W.
(2)v=gt=10×3
m/s=30
m/s
P=mgv=5×10×30
W=1
500
W.
答案:(1)750
W (2)1
500
W
12.质量为5×103
kg的汽车在t=0时刻速度v0=10
m/s,随后以P=6×104
W的额定功率沿平直公路继续前进,经72
s达到最大速度,设汽车受恒定阻力,其大小为2.5×103
N.求:
(1)汽车的最大速度vm;
(2)汽车在72
s内经过的路程s.
解析:(1)达到最大速度时,汽车的牵引力等于阻力,
由P=fvm,可得vm==
m/s=24
m/s.
(2)根据动能定理:Pt-fs=mv-mv
可得s=
代入数据,解得s=1
252
m.
答案:(1)24
m/s (2)1
252
m