4.2功率 达标作业(解析版)

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名称 4.2功率 达标作业(解析版)
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资源类型 教案
版本资源 教科版
科目 物理
更新时间 2020-02-12 19:14:26

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4.2功率
达标作业(解析版)
1.一质量为m的物体静止在粗糙的水平地面上,从t=0时刻开始受到方向恒定的水平拉力F作用,F-t的关系如图所示.物体在t0时刻开始运动,其v- t图像如图所示,若可认为滑动摩擦力等于最大静摩擦力,则下列说法错误的是( )
A.物体在2t0时刻的加速度大小大于
B.物体与地面间的动摩擦因数为
C.物体所受合力在2t0时刻的功率为 F0v0
D.物体在4t0时刻的速度大小为
2.汽车在平直公路上以速度v0匀速行驶,发动机的功率为P,司机为合理进入限速区,减小了油门,使汽车功率立即减小一半并保持该功率继续行驶,设汽车行驶过程中所受阻力大小不变,从司机减小油门开始,汽车的速度v与时间t的关系如图所示,则在0~t1时间内下列说法正确的是
A.汽车的牵引力不断减小 B.t=0时,汽车的加速度大小为
C.汽车行驶的位移为 D.阻力所做的功为
3.起重机沿竖直方向以大小不同的速度两次匀速吊起质量相等货物,则两次起重机对货物的拉力和起重机的功率大小关系是(  )
A.拉力不等,功率相等 B.拉力不等,功率不等
C.拉力相等,功率相等 D.拉力相等,功率不等
4.泵浦消防车又称“泵车”,指搭载水泵的消防车,其上装备消防水泵、消防炮和其他消防器材,抵达现场后可利用现场消防栓或水源直接吸水灭火,某辆消防车的额定功率为 120kW,消防炮的流量为48L/s。某次一高层建筑离地面高为75m 处发生火情,为能有效灭火,消防员将消防炮升高到离地80m 后将炮口水平摆放,使水柱恰能喷到着火点,已知消防炮口到着火点的水平距离为40m,水的密度为1(103kg/m3,不计空气阻力,则
A.消防炮出水速度大小为10m/s
B.消防车的抽水效率约为64%
C.如火情向上蔓延,则必须升高消防炮的高度才能有效灭火
D.如消防炮的流量可调,则仅增大消防炮的流量时仍能有效灭火
5.一辆小车在水平面上做匀速直线运动,从某时刻起,小车所受的牵引力和阻力随时间变化的情况如图所示,则作用在小车上的牵引力F 的功率随时间变化的情况是下图图中的

A. B. C. D.
6.近几年有轨电车在我国多个城市开通试运营.这种电车采用超级电容作为电能存储设备,安全环保,反复充电可达100万次以上.给该车充电的充电桩安装在公交站点,在乘客上下车的时间里可把电容器充满.假设这种电车的质量(含乘客),充电桩电能转化电车机械能的效率为75%,以速度10m/s正常匀速行驶时,一次充满可持续正常行驶5km,电车受到的平均阻力为车重的0.02倍,,则
A.这种电车正常匀速行驶时发动机输出功率为
B.若某次进站从接近没电到充满电用时20s,则充电桩为电车充电时的平均功率为
C.若某次进站从接近没电到充满电,电车从充电桩所获得的能量为
D.若按电价0.72元/kW·h来计算,从接近没电到充满电需要电费40.0元
7.图示为一辆配备了登高平台的消防车,其伸缩臂能够在短时间内将承载了3名消防员的登高平台(人与平台的总质量为300kg)抬升到60m高的灭火位置,此后消防员用水炮灭火。已知水炮的出水量为3m3/min,水离开炮口时的速度为20m/s,水的密度为1.0×103kg/m3,g取l0m/s2.下列说法正确的是(  )
A.使水炮工作的发动机输出功率为l0kW
B.使水炮工作的发动机的输出功率为30kW
C.伸缩臂抬升登高平台过程中所做功为
D.伸缩臂抬升登高平台过程中所做功为
8.为减少二氧化碳排放,我市已推出新型节能环保电动车.在检测某款电动车性能的实验中,质量为8×102 kg的电动车由静止开始沿平直公路行驶,达到的最大速度为15 m/s,利用传感器测得此过程中不同时刻电动车的牵引力F与对应的速度v,并描绘出如图所示的图象(图中AB、BO均为直线),假设电动车行驶中所受阻力恒为电动车重力的0.05倍,重力加速度取10m/s2,则( )
A.该车启动后,先做匀加速运动,然后做匀速运动
B.该车启动后,先做匀加速运动,然后做加速度减小的加速运动,接着做匀速运动
C.该车做匀加速运动的时间是1.2 s
D.该车加速度为0.25 m/s2时,动能是4×104 J
9.如图所示,在竖直平面内有一固定的半圆槽,半圆直径AG水平,B、C、D、E、F点将半圆周六等分。现将5个小球1、2、3、4、5(均可视为质点)分别从A点开始向右做平抛运动,分别落到B、C、D、E、F点上,则下列说法正确的是 ( )
A.各球到达圆周时球3的重力功率最大
B.球5做平抛运动的时间最长
C.球3做平抛运动全过程速度变化最大
D.球5到达F点时,速度的反方向延长线不可能过圆心
10.一起重机的钢绳由静止开始匀加速提起质量为m的重物,当重物的速度为v1时,起重机的有用功率达到最大值,以后起重机保持该功率不变,继续提升重物,直到以最大速度v2匀速上升为止,则整个过程中,下列说法正确的是:
A.若匀加速过程时间为t,则速度由 v1 变为 v2 的时间小于
B.重物的最大速度为
C.重物做匀加速直线运动的时间为
D.钢绳的最大拉力为
11.某探究性学习小组对一辆自制遥控车的性能进行研究.他们让这辆小车在水平地面上由静止开始运动,并将小车运动的全过程记录下来,通过数据处理得到如图所示的图像,已知小车在时间内做匀加速直线运动,时间内小车牵引力的功率保持不变, 末到达最大速度,在末停止遥控让小车自由滑行,小车质量,整个运动过程中小车受到的阻力/大小不变、求:
(1)小车所受照力的大小;
(2)在内小车牵引力的功率;
(3)求出的值及小车在时间内的位移.
12.质量为4kg的物体从某一高度自由落下,设2s内物体未着地,
(1)则该物体下落2s内重力做功的平均功率是多少;
(2)2s末重力做功的瞬时功率是多少。
13.一辆机动车在平直的公路上由静止启动,图中图线A表示该车运动的速度和时间的关系,图线B表示车的功率和时间的关系。设车在运动过程中阻力不变,车在6s末前做匀加速运动,在16s末开始匀速运动。可知车在运动过程中阻力为______N,车的质量为______kg。
14.水平恒力F作用在一个物体上,使该物体沿光滑水平面在力的方向上移动距离l,恒力F做的功为W1,功率为P1;再用同样的水平力F作用在该物体上,使该物体在粗糙的水平面上在力的方向上移动距离l,恒力F做的功为W2,功率为P2,则W1________(填“大于”、“等于”或“小于”)W2,P1________(填“大于”、“等于”或“小于”)P2.
参考答案
1.B
【解析】
【详解】
2t0时刻,作出速度图象的切线,与t轴相较于t,根据速度图象的斜率表示加速度可得:,故物体在2t0时刻的加速度大小大于,故A正确;
物体在t0时刻开始运动,说明阻力等于水平拉力故为f=F0,摩擦因数为,故B错误;在2t0时刻物体受到的合外力为F=2F0-f=F0,功率为P=F0v0,故C正确;4t0时刻速度为v1,根据动量定理可得:(2F0-f)(4t0-2t0)=m(v1-v0),物体在4t0时刻的速度大小为v0+,故D正确.此题选择错误的选项,故选B.
2.C
【解析】
【详解】
A.减小油门后,机车的功率保持不变,当速度减小时,根据P=Fv可知,牵引力增大,故A错误; B.汽车以速度v0匀速行驶时,牵引力等于阻力,即有:F=f,发动机的功率为P,由
P=Fv0=fv0
得阻力
t=0时,功率为原来的一半,速度没有变,则
根据牛顿第二定律得:
故大小为,故B错误。 CD.根据动能定理得:
解得阻力做功为
设汽车通过的位移为x,由Wf=-fx,解得
故C正确,D错误。 故选C。
3.D
【解析】
【详解】
货物两次都做匀速直线运动,故竖直方向上合力为零,即拉力等于重力,故两次拉力相等,功率P=Fv=mgv,因速度不同,故功率不同,故D正确.故选D.
【点睛】
此题是对功率公式的考查;注意当货物静止在空中、匀速竖直上升、匀速竖直下降时,起重机对货物的拉力都等于货物的重力.
4.B
【解析】
【详解】
A.消防炮出水速度大小为40m/s;
B.由 可计算得效率为64% ;
C.改变消防炮倾角能提高灭火点的高度
D.仅增大消防炮的流量时水流离开消防炮时的速度减小,不能有效灭火。
故选B。
5.D
【解析】
【详解】
小车在水平面上做匀速直线运动,速度不为零;从某时刻起,小车所受牵引力和阻力都恒定不变且牵引力大于阻力,所以物体做匀加速直线运动,速度均匀增加;据可知,牵引力F的功率均匀增加且开始时不为零。故D项正确,ABC三项错误。
6.B
【解析】
【详解】
A.电车的重力:
G=mg=15×103kg×10N/kg=1.5×105N
所受阻力:
f=0.02G=0.02×1.5×105N=3000N
电车匀速行驶,则牵引力
F=f=3000N
电车正常匀速行驶时的功率:
故A错误;
C.电车每次充满电后持续正常行驶5km,电车做功:
W=Fs=3×103N×5×103m=1.5×107J
电车从充电桩所获得的能量:
故C错误;
B.若某次进站从接近没电到充满电用时20s,则充电桩为电车充电时的平均功率为
故B正确;
D.若按电价0.72元/kW?h来计算,从接近没电到充满电需要电费
故D错误.
7.D
【解析】
【详解】
AB项:水的密度为ρ=1.0×103kg/m3
1min内出水的质量:m=ρV=1.0×103×3=3000kg
1min内水获得的重力势能:Ep=mgh=3000×10×60=1.8×106J
1min内水获得的动能:
水炮工作的发动机输出功率为:.故AB错误;
CD项:登高平台克服重力做功的功为:,故C错误D正确;
8.BD
【解析】
【详解】
由于横坐标为速度的倒数,所以电动车的启动过程为从A到B到C.AB段,牵引力不变,电动车做匀加速运动,加速度为;BC段,由于图像为过原点的直线,所以,即以恒定功率启动,牵引力减小,加速度减小,电动车做加速度减小的加速运动,当,速度达到最大值15m/s,故选项A错误B正确;由可知,故选项C错误;该车加速度为0.25m/s2时,牵引力为,此时的速度为,动能为,故选项D正确.
9.CD
【解析】球3落到球面上的竖直高度最大,根据可知下落的时间最长,则根据?v=gt,速度的变化最大,竖直速度最大,根据P=mgvy,因各球的质量关系不确定,可知重力的功率无法比较,选项A错误,C正确;球5下落的竖直高度最小,根据可知做平抛运动的时间最短,选项B错误;因AF的水平距离小于圆的直径,根据平抛运动的推论可知,在F点的速度的反向延长线经过水平位移的中点,则速度的反方向延长线不可能过圆心,选项D正确;故选CD.
10.BC
【解析】
【详解】
A、速度由变为的做加速度减小的加速运动,设速度由变为的时间为,根据题意可得,解得,故选项A错误;
B、重物以最大速度为匀速上升时,钢绳拉力,所以重物的最大速度为,故选项B正确;
C、重物做匀加速运动的加速度,根据速度公式可得重物做匀加速直线运动的时间为,故选项C正确;
D、匀加速提升重物时钢绳拉力最大,且等于匀加速结束时的拉力,由可得,故选项D错误。
11.(1) (2) (3)
【解析】
【详解】
(1)在末撤去牵引力后,小车只在阻力作用下做匀减速运动,
由图像可得减速时加速度的大小为:
则:
(2)小车做匀速运动阶段即内,设牵引力为,则
由图像可知:
解得:
(3)设时间内的位移为,加速度大小为,时刻的速度大小为,
则由,得,
根据牛顿第二定律:
得,

,.
【点睛】
本题关键分析求出物体的运动规律,然后根据牛顿第二定律和运动学规律列式求解,能根据图象得出有效信息.
12.(1)100W;(2)200W
【解析】
【详解】
(1)物体做自由落体运动,所以在2s内下降的高度为:
重力做的功为:
所以重力的平均功率为:
(2) 2s末物体的速度为:
2s末重力的瞬时功率为:
13. 1500 562.5
【解析】根据速度-时间图象可知,机动车先做匀加速运动,后做变加速运动,最后做匀速运动,最大速度, 内的加速度, 根据图线B可以机车的额定功率, 当牵引力等于阻力时,速度取到最大值,则阻力; 匀加速运动的牵引力 根据牛顿第二定律得: ,解得: 。
点睛:本题考查的是机车启动问题.汽车通常有两种启动方式,即恒定加速度启动和恒定功率启动.要求同学们能对两种启动方式进行动态分析,能画出动态过程的方框图,公式,P指实际功率,F表示牵引力,v表示瞬时速度.当牵引力等于阻力时,机车达到最大速度。
14. 等于  大于
【解析】两次水平恒力相等,位移相等,根据W=Fs知,恒力F所做的功相等,即。在光滑水平面上运动的加速度大,根据位移时间公式知,在光滑水平面上的运动时间短,根据知,P1>P2.