高中物理人教版必修二假期作业：第7章-3功率+Word版含解析

1．汽车上坡的时候，司机必须换挡，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】　汽车在上坡时，汽车的牵引力除了需要克服阻力以外，还要克服重力沿斜坡向下的分力，所以需要增大牵引力，由F＝可知，在P一定时，要增大牵引力，必须减小速度．
【答案】　C
2．(·潮州高一期末)如图7-3-5所示，物体A、B质量相同，A放在光滑的水平面上，B放在粗糙的水平面上，在相同的力F作用下，由静止开始都通过了相同的位移x，那么(　　)
图7-3-5
A．力F对A做功较多，做功的平均功率也较大
B．力F对B做功较多，做功的平均功率也较大
C．力F对A、B做的功和做功的平均功率都相同
D．力F对A、B做功相等，但对A做功的平均功率较大
【解析】　由W＝Fl知，两种情况下，力F做功相等，但在光滑水平面上用时少，由P＝知，在光滑水平面上平均功率较大，故D正确．
【答案】　D
3．(·哈尔滨高一期末)一位同学在二楼教室窗口把一个篮球用力水平抛出，篮球落地时重力的瞬时功率约为(　　)
A．5 W　　 B．50 W　　
C．500 W　　 D．5 000 W
【解析】　此题为估算题，二楼教室窗口到地面的高度大约为4 m左右，一个篮球的质量大约有0.6 kg左右，篮球落地时的竖直分速度v1＝＝ m/s＝9 m/s.重力的瞬时功率P＝mgv1＝54 W，故本题选B.
【答案】　B
4．将一小球以初速度v0水平抛出，不计空气阻力，小球在空中运动的过程中重力做功的功率P随时间t变化的图象是(　　)
【解析】　设经过时间t速度大小为v，其方向与竖直方向(或重力方向)成θ角，由功率公式P＝Fvcos θ知，此时重力的功率P＝mgvcos θ＝mgvy＝mg·gt＝mg2t，A对．
【答案】　A
5．铁路提速要解决许多具体的技术问题，其中提高机车牵引力功率是一个重要的问题．若匀速行驶时，列车所受阻力与速度的平方成正比，即Ff＝kv2，那么，当列车分别以120 km/h和40 km/h的速度在水平直轨道上匀速行驶时，机车的牵引力的功率之比为(　　)
A．3∶1 B．9∶1
C．27∶1 D．81∶1
【解析】　根据公式P＝Ffv＝kv3，可得列车分别以120 km/h和40 km/h的速度匀速行驶时，机车的牵引力功率之比为27∶1.
【答案】　C
6．某同学进行体能训练，用100 s跑上20 m高的高楼，试估测他登楼时的平均功率最接近的数值是(　　)
A．10 W B．100 W
C．1 kW D．10 kW
【解析】　本题是一道实际生活中求平均功率的估算题，要求对该同学的质量大小要有比较切合实际的估计，设m人＝50 kg，则有＝＝ W＝100 W.
【答案】　B
7. (多选)(·金溪高一检测)如图7-3-6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，下面说法正确的是(　　)
图7-3-6
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】　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．
【答案】　AD
8．汽车由静止开始做匀加速直线运动，速度达到v0的过程中的平均速度为v1；若汽车由静止开始满功率行驶，速度达到v0的过程中的平均速度为v2，且两次历时相同，则(　　)
A．v1＞v2 B．v1＜v2
C．v1＝v2 D．条件不足，无法判断
【解析】　两种运动的v-t图象如图所示．a表示匀加速的过程，b表示满功率行驶过程，由v-t图象与横轴构成的面积为位移的大小知xb＞xa，根据平均速度的定义v＝，知v1＜v2.
【答案】　B
9．(2012·上海高考)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(　　)
图7-3-7
A．F2＝F1，v1＞v2 B．F2＝F1，v1＜v2
C．F2＞F1，v1＞v2 D．F2＜F1，v1＜v2
【解析】　水平恒力F1作用时有P1＝F1v1，水平恒力F2作用时有P2＝F2v2cos α，其中α为F2与水平方向的夹角，又F2cos α＝μ(mg－F2sin α)，F1＝μmg，故F2cos α＜F1，又由于P1＝P2，所以v1＜v2，F2与F1大小关系不确定．故选项B、D正确，A、C错误．
【答案】　BD
10．汽车在平直公路上以速度v0匀速行驶，发动机功率为P，快进入闹市区时，司机减小了油门，使汽车的功率立即减小一半并保持该功率继续行驶．下面四个图中，哪个图象正确表示了从司机减小油门开始，汽车的速度与时间的关系(　　)
【解析】　汽车在匀速行驶时牵引力等于阻力，而当功率减半时速度不变，由此可知牵引力减半，故阻力大于牵引力，车将减速，因功率恒定，故做变减速运动，而牵引力变大，由a＝知加速度逐渐减小．当牵引力等于阻力后，汽车将做匀速运动．由以上分析可知C项正确．
【答案】　C
11．如图7-3-8所示，一辆质量为2.0×103 kg的汽车在平直公路上行驶，若汽车行驶过程中所受阻力恒为f＝2.5×103 N，且保持功率为80 kW.求：
图7-3-8
(1)汽车在运动过程中所能达到的最大速度；
(2)汽车的速度为5 m/s时的加速度；
(3)汽车的加速度为0.75 m/s2时的速度．
【解析】　(1)因汽车匀速直线运动时速度最大 ，
由P＝F·vm和F＝f
得：vm＝32 m/s
(2)设v1＝5 m/s时牵引力为F1
则P＝F1·v1
F1－f＝ma
a＝6.75 m/s2
(3)设a2＝0.75 m/s2时牵引力为F2
F2－f＝ma2
P＝F2·v2
v2＝20 m/s
【答案】　(1)32 m/s　(2)6.75 m/s2　(3)20 m/s
12．如图7-3-9所示为修建高层建筑常用的塔式起重机．在起重机将质量m＝5×103 kg的重物竖直吊起的过程中，重物由静止开始向上做匀加速直线运动，加速度a＝0.2 m/s2，当起重机输出功率达到其允许的最大值时，保持该功率直到重物做vm＝1.02 m/s的匀速运动．g取10 m/s2，不计额外功．求：
图7-3-9
(1)起重机允许输出的最大功率；
(2)重物做匀加速运动所经历的时间和起重机在第2秒末的输出功率．
【解析】　(1)设起重机允许输出的最大功率为P0，重物达到最大速度时，拉力F0等于重力，有
P0＝F0vm，F0＝mg，
代入数据，得P0＝5.1×104 W.
(2)匀加速运动结束时，起重机达到允许输出的最大功率，设此时重物受到的拉力为F，速度为v1，匀加速运动经历的时间为t1，有P0＝Fv1，
F－mg＝ma，
v1＝at1，
联立以上各式并代入数据，得t1＝5 s.
t＝2 s时，重物处于匀加速运动阶段，设此时速度为v2，输出功率为P，则有
v2＝at，
P＝Fv2，
联立以上各式并代入数据，得P＝2.04×104 W.
【答案】　(1)5.1×104 W　(2)5 s　2.04×104 W