人教版必修2第七章第三节功率练习
文档属性
| 名称 | 人教版必修2第七章第三节功率练习 |  | |
| 格式 | zip | ||
| 文件大小 | 326.5KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（新课程标准） | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2018-04-07 11:06:38 | ||
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文档简介
3 功率
基础巩固
?关于功率，以下说法正确的是( )
A．由P＝ 可知，只要知道W和t，就可以求出任意时刻的功率
B．由P＝ 可知，力对物体做功越多，其功率就越大
C．由P＝Fv可知，汽车加速时，牵引力的功率增大
D．由P＝Fv可知，发动机的功率一定时，交通工具的牵引力与其运动速度成反比
? 一个质量为m的小球做自由落体运动，则在前t时间内重力对小球做的功W及重力做功的平均功率P分别为(重力加速度为g)( )
A．W＝mg2t2，P＝mg2t
B．W＝mg2t2，P＝mg2t
C．W＝mg2t2，P＝mg2t
D．W＝mg2t2，P＝mg2t
? 一质量为m的木块静止在光滑的水平面上，从t＝0时刻开始，将一个大小为F的水平恒力作用在该木块上，则在t＝t1时刻力F的功率是( )
A.t1 B.t
C.t1 D.t
? 同一恒力按同样方式施加在同一物体上，使它分别从静止开始沿着粗糙水平地面和光滑水平地面移动相同的一段距离，两次恒力做的功和功率分别为W1、P1和W2、P2，则两者的关系是( )
A．W1＞W2，P1＞P2
B．W1＝W2，P1＜P2
C．W1＝W2，P1＞P2
D．W1＜W2，P1＜P2
? [2016·温州选考模拟] 中国已成为世界上高铁系统技术最全、集成能力最强、运营里程最长、运行速度最高、在建规模最大的国家．报道称，新一代高速列车牵引功率达9000 kW，持续运行速度为350 km/h，则新一代高速列车沿全长约1300 km的京沪线从北京到上海，在动力上耗电约为( )
图7-3-1
A．3.3×104 kW·h B．3.1×106 kW·h
C．1.8×104 kW·h D．3.3×105 kW·h
? 如图7-3-2所示，质量为m的木块沿倾角为θ的固定的光滑斜面从静止开始下滑，当下降h高度时，重力的瞬时功率为(重力加速度为g)( )
图7-3-2
A．mg
B．mgcos θ
C．mgsin θ
D．mgsin θ
能力提升
?自动扶梯以恒定的速度v运转，运送人员上楼．一个人第一次站到扶梯上后相对扶梯静止不动，扶梯载他上楼过程中对他做功为W1，做功功率为P1.第二次这人在运动的扶梯上又以速度v相对扶梯同时匀速向上走．这次扶梯对人做功为W2，做功功率为P2.以下说法中正确的是( )
A．W1＞W2，P1＞P2 B．W1＞W2，P1＝P2
C．W1＝W2，P2＞P1 D．W1＝W2，P1＝P2
? 某车以相同的功率在两种不同的水平路面上行驶，受到的阻力分别为车重的k1和k2倍，最大速率分别为v1和v2，则( )
A．v2＝k1v1 B．v2＝v1
C．v2＝v1 D．v2＝k2v1
? 据报道：我国一家厂商制作了一种特殊的手机，在电池能量耗尽时，摇晃手机，即可产生电能维持通话．如图7-3-3所示，摇晃手机的过程是将机械能转化为电能的过程，如果将该手机摇晃一次，相当于将100 g的重物举高20 cm，若每秒摇两次，则摇晃手机的平均功率为(g取10 m/s2)( )
图7-3-3
A．0.04 W B．0.4 W
C．4 W D．40 W
某同学的质量为50 kg，所骑自行车的质量为15 kg，设该同学在平直路面上正常骑行时脚踏自行车的功率为40 W．若人与车受到的阻力是其重力的2%，则正常骑行时的速度大小约为(g取10 m/s2)( )
A．3 m/s B．4 m/s
C．13 m/s D．30 m/s
如图7-3-4甲所示，物体受到水平推力F的作用在粗糙水平面上做直线运动．运动过程中推力F、物体速度v随时间t变化的规律如图乙所示．第2 s末摩擦力做功的瞬时功率大小为________，前3 s内推力F做功的平均功率为________．
图7-3-4
综合拓展
质量为2 kg的物体放在动摩擦因数为μ＝0.1的水平面上，在水平拉力F的作用下，物体由静止开始运动，拉力做的功W和物体发生的位移x之间的关系如图7-3-5所示，g取10 m/s2.下列说法中正确的是( )
图7-3-5
A．此物体在AB段做匀加速直线运动，且整个过程中拉力的最大功率为15 W
B．此物体在AB段做匀速直线运动，且整个过程中拉力的最大功率为6 W
C．此物体在AB段做匀加速直线运动，且整个过程中拉力的最大功率为6 W
D．此物体在AB段做匀速直线运动，且整个过程中拉力的最大功率为15 W
图7-3-6为一种测定运动员体能的装置，运动员的质量为m1，绳的一端拴在运动员腰间并沿水平方向跨过滑轮(不计滑轮质量与摩擦)，绳的下端悬挂一个质量为m2的重物，重力加速度为g.人用力蹬传送带而人的重心不动，使传送带以速度v匀速向右运动．下列说法中正确的是( )
图7-3-6
A．绳子拉力对人做正功
B．绳子拉力对人做负功
C．运动员对传送带做功的瞬时功率为m2gv
D．运动员对传送带做功的瞬时功率为(m1＋m2)gv
(多选)[2017·石家庄二中期末] 质量相同的A、B两球分别从同一高度以不同的初速度水平抛出，A球初速度vA小于B球初速度vB，不计空气阻力，则从抛出到落地过程中有( )
A．重力对A球做功的平均功率小些
B．重力对A、B两球做功的平均功率相同
C．落地时B球重力的瞬时功率较大
D．落地时A、B两球重力的瞬时功率相等
一个质量是1.0 kg的物体从地面上方20 m高处开始做自由落体运动，第1 s时间内下落的位移是多少？这1 s内重力对物体做多少功？第2 s时间内物体下落的位移是多少？这1 s内重力对物体做多少功？第1 s时间内重力对物体做功的平均功率为多大？第2 s时间内重力对物体做功的平均功率为多大？第1 s末重力对物体做功的瞬时功率为多大？第2 s末重力对物体做功的瞬时功率为多大？(g取10 m/s2)
1．D [解析] 公式P＝求的是一段时间内的平均功率，不能求瞬时功率，A错误；功率大小与做功多少和所用时间都有关系，做功多，而所用时间不确定，则功率大小不能确定，B错误；发动机的功率等于牵引力与运动速度的乘积，汽车速度增大时，功率不一定增大，但功率一定时，速度越小则牵引力越大，速度越大则牵引力越小，即功率一定时，牵引力与速度成反比，故C错误，D正确.
2．B [解析] 根据自由落体运动位移—时间关系得h＝gt2，则此过程中，重力做功为W＝mgh＝mg2t2，重力做功的平均功率为P＝mg2t，故B正确．
3．C [解析] 木块的加速度a＝，t1时刻的速度v1＝at1＝t1，所以t1时刻的功率P1＝Fv1＝t1，C正确．
4．B [解析] 根据力的独立性可知，同一恒力做的功的多少与是否有其他力存在是无关的，但在有摩擦力的情况下，移动同样的距离需要的时间要更长些，故其功率要小些，选项B正确．
5．A [解析] 高速列车从北京到上海的时间t＝＝ h＝3.71 h，耗电W＝Pt＝3.3×104 kW·h，选项A正确．
6．D [解析] 对木块受力分析，由牛顿第二定律可得，木块运动的加速度大小为gsin θ，由运动学公式可得，木块下降h高度时的速度大小为，故重力的瞬时功率为mgsin θ，D正确．
7．B [解析] 在这两种情况下，电梯对人的作用力均等于人的重力，电梯的运行速度保持不变，由P＝Fv可知，P1＝P2，做功的时间t1＞t2，由W＝Pt可知，W1＞W2，故B正确．
8．B [解析] 机车在不同的路面以相同的功率按最大速度行驶，可推断机车做匀速直线运动，受力平衡，由公式P＝Fv、F＝kmg可推出P＝k1mgv1＝k2mgv2，解得v2＝v1，故B正确．
9．B [解析] 摇晃一次做的功为W＝mgh＝0.1×10×0.2 J＝0.2 J，摇晃两次做的功为0.4 J，所以平均功率为P＝ W＝0.4 W，故B正确．
10．A [解析] 人和车受的阻力为f＝0.02×(15＋50)×10 N＝13 N，则匀速运动时的牵引力为F＝13 N，根据P＝Fv得v＝≈3 m/s，选项A正确．
11．4 W W [解析] 第3 s内，物体做匀速运动，由平衡条件知，物体受到的摩擦力大小为2 N，由速度—时间图像知，第2 s末物体的瞬时速度为2 m/s，由P＝fv得，第2 s末摩擦力做功的瞬时功率大小为4 W；第1 s内物体静止，推力做功为0，第2 s内物体运动的位移为1 m，推力做的功为3 J，第3 s内物体运动的位移为2 m，推力做的功为4 J，则前3 s内推力做的总功为7 J，故平均功率为 W.
12．D [解析] 对物体受力分析，物体受到的摩擦力为f＝μFN＝μmg＝0.1×2×10 N＝2 N，由图像可知，斜率表示的是物体受到的拉力，OA段的拉力为5 N，AB段的拉力为2 N，所以物体在AB段做匀速直线运动，在OA段做匀加速直线运动；在OA段，当速度最大时，拉力的功率最大，由v＝at、x＝at2、a＝并代入数值解得最大速度v＝3 m/s，此时拉力的最大功率为P＝Fv＝5×3 W＝15 W，在AB段，物体做匀速运动，速度的大小为3 m/s，拉力的大小为2 N，此时的功率为P＝Fv＝2×3 W＝6 W，所以在整个过程中拉力的最大功率为15 W，D正确．
13．C [解析] 人的位移x＝0，由公式W＝Fx可知，绳子拉力对人不做功，选项A、B错误；由平衡条件知，人受传送带的摩擦力大小为m2g，因而人作用于传送带上的摩擦力大小也为m2g，由公式P＝Fv可知，运动员对传送带做功的瞬时功率为m2gv，选项C正确，选项D错误．
14．BD
15．5 m 50 J 15 m 150 J 50 W 150 W 100 W 200 W
[解析] 设物体在第1 s时间内下落的位移为h1，在第2 s时间内下落的位移为h2，根据自由落体运动规律可得
h1＝gt＝5 m
h2＝gt－gt＝15 m
设第1 s时间内重力对物体做功为W1，在第2 s时间内重力对物体做功为W2，根据功的定义式可得
W1＝mgh1＝50 J
W2＝mgh2＝150 J
设第1 s时间内重力对物体做功的平均功率为P1，第2 s时间内重力对物体做功的平均功率为P2，根据功率的定义式可得
P1＝＝50 W
P2＝＝150 W
设第1 s末重力对物体做功的瞬时功率为P3，第2 s末重力对物体做功的瞬时功率为P4，根据功率的瞬时值计算公式可得
P3＝mgv1＝mg·gt1＝100 W
P4＝mgv2＝mg·gt2＝200 W.
基础巩固
?关于功率，以下说法正确的是( )
A．由P＝ 可知，只要知道W和t，就可以求出任意时刻的功率
B．由P＝ 可知，力对物体做功越多，其功率就越大
C．由P＝Fv可知，汽车加速时，牵引力的功率增大
D．由P＝Fv可知，发动机的功率一定时，交通工具的牵引力与其运动速度成反比
? 一个质量为m的小球做自由落体运动，则在前t时间内重力对小球做的功W及重力做功的平均功率P分别为(重力加速度为g)( )
A．W＝mg2t2，P＝mg2t
B．W＝mg2t2，P＝mg2t
C．W＝mg2t2，P＝mg2t
D．W＝mg2t2，P＝mg2t
? 一质量为m的木块静止在光滑的水平面上，从t＝0时刻开始，将一个大小为F的水平恒力作用在该木块上，则在t＝t1时刻力F的功率是( )
A.t1 B.t
C.t1 D.t
? 同一恒力按同样方式施加在同一物体上，使它分别从静止开始沿着粗糙水平地面和光滑水平地面移动相同的一段距离，两次恒力做的功和功率分别为W1、P1和W2、P2，则两者的关系是( )
A．W1＞W2，P1＞P2
B．W1＝W2，P1＜P2
C．W1＝W2，P1＞P2
D．W1＜W2，P1＜P2
? [2016·温州选考模拟] 中国已成为世界上高铁系统技术最全、集成能力最强、运营里程最长、运行速度最高、在建规模最大的国家．报道称，新一代高速列车牵引功率达9000 kW，持续运行速度为350 km/h，则新一代高速列车沿全长约1300 km的京沪线从北京到上海，在动力上耗电约为( )
图7-3-1
A．3.3×104 kW·h B．3.1×106 kW·h
C．1.8×104 kW·h D．3.3×105 kW·h
? 如图7-3-2所示，质量为m的木块沿倾角为θ的固定的光滑斜面从静止开始下滑，当下降h高度时，重力的瞬时功率为(重力加速度为g)( )
图7-3-2
A．mg
B．mgcos θ
C．mgsin θ
D．mgsin θ
能力提升
?自动扶梯以恒定的速度v运转，运送人员上楼．一个人第一次站到扶梯上后相对扶梯静止不动，扶梯载他上楼过程中对他做功为W1，做功功率为P1.第二次这人在运动的扶梯上又以速度v相对扶梯同时匀速向上走．这次扶梯对人做功为W2，做功功率为P2.以下说法中正确的是( )
A．W1＞W2，P1＞P2 B．W1＞W2，P1＝P2
C．W1＝W2，P2＞P1 D．W1＝W2，P1＝P2
? 某车以相同的功率在两种不同的水平路面上行驶，受到的阻力分别为车重的k1和k2倍，最大速率分别为v1和v2，则( )
A．v2＝k1v1 B．v2＝v1
C．v2＝v1 D．v2＝k2v1
? 据报道：我国一家厂商制作了一种特殊的手机，在电池能量耗尽时，摇晃手机，即可产生电能维持通话．如图7-3-3所示，摇晃手机的过程是将机械能转化为电能的过程，如果将该手机摇晃一次，相当于将100 g的重物举高20 cm，若每秒摇两次，则摇晃手机的平均功率为(g取10 m/s2)( )
图7-3-3
A．0.04 W B．0.4 W
C．4 W D．40 W
某同学的质量为50 kg，所骑自行车的质量为15 kg，设该同学在平直路面上正常骑行时脚踏自行车的功率为40 W．若人与车受到的阻力是其重力的2%，则正常骑行时的速度大小约为(g取10 m/s2)( )
A．3 m/s B．4 m/s
C．13 m/s D．30 m/s
如图7-3-4甲所示，物体受到水平推力F的作用在粗糙水平面上做直线运动．运动过程中推力F、物体速度v随时间t变化的规律如图乙所示．第2 s末摩擦力做功的瞬时功率大小为________，前3 s内推力F做功的平均功率为________．
图7-3-4
综合拓展
质量为2 kg的物体放在动摩擦因数为μ＝0.1的水平面上，在水平拉力F的作用下，物体由静止开始运动，拉力做的功W和物体发生的位移x之间的关系如图7-3-5所示，g取10 m/s2.下列说法中正确的是( )
图7-3-5
A．此物体在AB段做匀加速直线运动，且整个过程中拉力的最大功率为15 W
B．此物体在AB段做匀速直线运动，且整个过程中拉力的最大功率为6 W
C．此物体在AB段做匀加速直线运动，且整个过程中拉力的最大功率为6 W
D．此物体在AB段做匀速直线运动，且整个过程中拉力的最大功率为15 W
图7-3-6为一种测定运动员体能的装置，运动员的质量为m1，绳的一端拴在运动员腰间并沿水平方向跨过滑轮(不计滑轮质量与摩擦)，绳的下端悬挂一个质量为m2的重物，重力加速度为g.人用力蹬传送带而人的重心不动，使传送带以速度v匀速向右运动．下列说法中正确的是( )
图7-3-6
A．绳子拉力对人做正功
B．绳子拉力对人做负功
C．运动员对传送带做功的瞬时功率为m2gv
D．运动员对传送带做功的瞬时功率为(m1＋m2)gv
(多选)[2017·石家庄二中期末] 质量相同的A、B两球分别从同一高度以不同的初速度水平抛出，A球初速度vA小于B球初速度vB，不计空气阻力，则从抛出到落地过程中有( )
A．重力对A球做功的平均功率小些
B．重力对A、B两球做功的平均功率相同
C．落地时B球重力的瞬时功率较大
D．落地时A、B两球重力的瞬时功率相等
一个质量是1.0 kg的物体从地面上方20 m高处开始做自由落体运动，第1 s时间内下落的位移是多少？这1 s内重力对物体做多少功？第2 s时间内物体下落的位移是多少？这1 s内重力对物体做多少功？第1 s时间内重力对物体做功的平均功率为多大？第2 s时间内重力对物体做功的平均功率为多大？第1 s末重力对物体做功的瞬时功率为多大？第2 s末重力对物体做功的瞬时功率为多大？(g取10 m/s2)
1．D [解析] 公式P＝求的是一段时间内的平均功率，不能求瞬时功率，A错误；功率大小与做功多少和所用时间都有关系，做功多，而所用时间不确定，则功率大小不能确定，B错误；发动机的功率等于牵引力与运动速度的乘积，汽车速度增大时，功率不一定增大，但功率一定时，速度越小则牵引力越大，速度越大则牵引力越小，即功率一定时，牵引力与速度成反比，故C错误，D正确.
2．B [解析] 根据自由落体运动位移—时间关系得h＝gt2，则此过程中，重力做功为W＝mgh＝mg2t2，重力做功的平均功率为P＝mg2t，故B正确．
3．C [解析] 木块的加速度a＝，t1时刻的速度v1＝at1＝t1，所以t1时刻的功率P1＝Fv1＝t1，C正确．
4．B [解析] 根据力的独立性可知，同一恒力做的功的多少与是否有其他力存在是无关的，但在有摩擦力的情况下，移动同样的距离需要的时间要更长些，故其功率要小些，选项B正确．
5．A [解析] 高速列车从北京到上海的时间t＝＝ h＝3.71 h，耗电W＝Pt＝3.3×104 kW·h，选项A正确．
6．D [解析] 对木块受力分析，由牛顿第二定律可得，木块运动的加速度大小为gsin θ，由运动学公式可得，木块下降h高度时的速度大小为，故重力的瞬时功率为mgsin θ，D正确．
7．B [解析] 在这两种情况下，电梯对人的作用力均等于人的重力，电梯的运行速度保持不变，由P＝Fv可知，P1＝P2，做功的时间t1＞t2，由W＝Pt可知，W1＞W2，故B正确．
8．B [解析] 机车在不同的路面以相同的功率按最大速度行驶，可推断机车做匀速直线运动，受力平衡，由公式P＝Fv、F＝kmg可推出P＝k1mgv1＝k2mgv2，解得v2＝v1，故B正确．
9．B [解析] 摇晃一次做的功为W＝mgh＝0.1×10×0.2 J＝0.2 J，摇晃两次做的功为0.4 J，所以平均功率为P＝ W＝0.4 W，故B正确．
10．A [解析] 人和车受的阻力为f＝0.02×(15＋50)×10 N＝13 N，则匀速运动时的牵引力为F＝13 N，根据P＝Fv得v＝≈3 m/s，选项A正确．
11．4 W W [解析] 第3 s内，物体做匀速运动，由平衡条件知，物体受到的摩擦力大小为2 N，由速度—时间图像知，第2 s末物体的瞬时速度为2 m/s，由P＝fv得，第2 s末摩擦力做功的瞬时功率大小为4 W；第1 s内物体静止，推力做功为0，第2 s内物体运动的位移为1 m，推力做的功为3 J，第3 s内物体运动的位移为2 m，推力做的功为4 J，则前3 s内推力做的总功为7 J，故平均功率为 W.
12．D [解析] 对物体受力分析，物体受到的摩擦力为f＝μFN＝μmg＝0.1×2×10 N＝2 N，由图像可知，斜率表示的是物体受到的拉力，OA段的拉力为5 N，AB段的拉力为2 N，所以物体在AB段做匀速直线运动，在OA段做匀加速直线运动；在OA段，当速度最大时，拉力的功率最大，由v＝at、x＝at2、a＝并代入数值解得最大速度v＝3 m/s，此时拉力的最大功率为P＝Fv＝5×3 W＝15 W，在AB段，物体做匀速运动，速度的大小为3 m/s，拉力的大小为2 N，此时的功率为P＝Fv＝2×3 W＝6 W，所以在整个过程中拉力的最大功率为15 W，D正确．
13．C [解析] 人的位移x＝0，由公式W＝Fx可知，绳子拉力对人不做功，选项A、B错误；由平衡条件知，人受传送带的摩擦力大小为m2g，因而人作用于传送带上的摩擦力大小也为m2g，由公式P＝Fv可知，运动员对传送带做功的瞬时功率为m2gv，选项C正确，选项D错误．
14．BD
15．5 m 50 J 15 m 150 J 50 W 150 W 100 W 200 W
[解析] 设物体在第1 s时间内下落的位移为h1，在第2 s时间内下落的位移为h2，根据自由落体运动规律可得
h1＝gt＝5 m
h2＝gt－gt＝15 m
设第1 s时间内重力对物体做功为W1，在第2 s时间内重力对物体做功为W2，根据功的定义式可得
W1＝mgh1＝50 J
W2＝mgh2＝150 J
设第1 s时间内重力对物体做功的平均功率为P1，第2 s时间内重力对物体做功的平均功率为P2，根据功率的定义式可得
P1＝＝50 W
P2＝＝150 W
设第1 s末重力对物体做功的瞬时功率为P3，第2 s末重力对物体做功的瞬时功率为P4，根据功率的瞬时值计算公式可得
P3＝mgv1＝mg·gt1＝100 W
P4＝mgv2＝mg·gt2＝200 W.