人教新课标版高中物理必修二达标作业 8.1 功率 Word版含解析

1．下列关于功率的说法中正确的是(　　)
A．由P＝知，力做的功越多，功率越大
B．由P＝Fv知，物体运动得越快，功率越大
C．由W＝Pt知，功率越大，力做的功越多
D．由P＝Fvcosα知，某一时刻，即使力和速度都很大，但功率不一定大
[解析]　在公式P＝中，只有P、W、t中两个量确定后，第三个量才能确定，故选项A、C错误；在P＝Fv中，P与F、v有关，故选项B错误；在P＝Fvcosα中，P还与α有关，故选项D正确．
[答案]　D
2．(多选)关于功率公式P＝Fv，下列说法正确的是(　　)
A．当F是恒力，v是平均速度时，对应的P是平均功率
B．当v是瞬时速度时，对应的P是瞬时功率
C．只适用于物体做匀速直线运动的情况
D．只适用于F与v同方向的情况
[解析]　用公式P＝Fv计算功率时，F应与速度v方向相同，D对；当v为瞬时速度时，Fv为瞬时功率，B对；v为平均速度，且F为恒力时，Fv为平均功率，A对；P＝Fv适用于任何运动的求解，但应注意v是力F方向上的速度，C错．
[答案]　ABD
3．将小球沿水平方向抛出，忽略空气阻力，则下列图象能正确描述小球落地前重力的瞬时功率随时间变化的关系的是(　　)
[解析]　设经过时间t小球速度大小为v，其方向与竖直方向(或重力方向)成θ角，由功率公式P＝Fvcosθ知，此时重力的功率P＝mgvcosθ＝mgvy＝mg·gt＝mg2t，故A正确．
[答案]　A
4．一个质量为m的小球做自由落体运动，那么，在前t秒内重力对它做功的平均功率及在t秒末重力做功的瞬时功率P分别为(　　)
A.＝mg2t2，P＝mg2t2
B.＝mg2t2，P＝mg2t2
C.＝mg2t，P＝mg2t
D.＝mg2t，P＝2mg2t
[解析]　小球在t s末速度为v＝gt，t s内平均速度为＝＝，则前t s内重力平均功率为＝mg＝mg2t，t s末重力瞬时功率为P＝mg2t，故C正确．
[答案]　C
5．质量为5 t的汽车，在水平路面上以加速度a＝2 m/s2启动，所受阻力为1.0×103 N，汽车启动后第1 s末的瞬时功率是(　　)
A．2 kW B．22 kW C．1.1 kW D．20 kW
[解析]　根据牛顿第二定律得F－Ff＝ma，
则F＝Ff＋ma＝1000 N＋5000×2 N＝11000 N.
汽车在第1 s末的速度v＝at＝2×1 m/s＝2 m/s，所以P＝Fv＝11000×2 W＝22000 W＝22 kW，故B正确．
[答案]　B
6．(多选)质量为m的汽车在平直路面上启动后做匀加速直线运动，经过时间t，速度变为v，此时汽车达到额定功率，汽车以额定功率继续行驶．整个运动过程中汽车所受阻力恒为Ff，则(　　)
A．整个运动过程中，汽车运动的最大速度是v
B．整个运动过程中，汽车运动的最大速度是
C．匀加速直线运动阶段，汽车的牵引力为Ff＋m
D．汽车的额定功率为v
[解析]　达到额定功率后汽车继续加速，直到最后做匀速直线运动，则整个运动过程中，汽车运动的最大速度不是v，故A错误；t时间内，汽车的加速度a＝，由牛顿第二定律得F－Ff＝ma，所以汽车的牵引力F＝Ff＋m，故C正确；t时刻汽车达到额定功率，P＝Fv＝v，故D正确；整个运动过程中，汽车运动的最大速度vm＝＝v，故B错误．
[答案]　CD
[拓展提升]
7．(多选)如右图所示，用细线悬挂一小铁块，将小铁块拉直到水平位置，然后放手使小铁块由静止开始向下摆动，在小铁块摆向最低点的过程中，重力对小铁块做功的功率(　　)
A．一直增大
B．先增大，后减小
C．在最低点为0
D．在最低点最大
[解析]　开始时，小铁块的速度为0，重力的功率为0.当小铁块到达最低点时，速度虽然最大，但速度方向与重力方向垂直，故此时重力的功率也为0.而在运动过程中，重力方向与速度方向有一定夹角，故功率不为0.由此可知，重力的功率一定是先增大后减小的．
[答案]　BC
8.一汽车在平直公路上行驶．从某时刻开始计时，发动机的功率P随时间t的变化如右图所示．假定汽车所受阻力的大小f恒定不变．下列描述该汽车的速度v随时间t变化的图线中，可能正确的是(　　)
[解析]　由P－t图象知：0～t1内汽车以恒定功率P1行驶，t1～t2内汽车以恒定功率P2行驶．设汽车所受牵引力为F，则由P＝Fv得，当v增加时，F减小，由a＝知a减小，又因速度不可能突变，所以选项B、C、D错误，选项A正确．
[答案]　A
9．如右图所示，位于水平面上的物体A，在斜向上的恒定拉力作用下，由静止开始向右做匀加速直线运动．已知物体质量为10 kg，F的大小为100 N，方向与速度v的夹角为37°，物体与水平面间的动摩擦因数为0.5，g＝10 m/s2.求：
(1)第2 s末，拉力F对物体做功的功率是多大？
(2)从运动开始，物体前进12 m过程中拉力对物体做功的功率？(sin37°＝0.6，cos37°＝0.8)
[解析]　(1)物体对水平面的压力
FN＝mg－Fsin37°＝100 N－100×0.6 N＝40 N
由牛顿第二定律得物体的加速度
a＝＝ m/s2＝6 m/s2
第2 s末，物体的速度v＝at＝12 m/s
拉力F对物体做功的功率P＝Fvcos37°＝960 W.
(2)从运动开始，前进12 m用时
t′＝＝ s＝2 s
该过程中拉力对物体做功
W＝Flcos37°＝100×12×0.8 J＝960 J
拉力对物体做功的平均功率P′＝＝ W＝480 W.
[答案]　(1)960 W　(2)480 W
10．汽车发动机的额定功率为60 kW，其质量为5×103 kg，在水平路面上行驶时所受阻力恒定为5.0×103 N，试求：
(1)汽车所能达到的最大速度；
(2)若汽车以0.5 m/s2的加速度由静止开始做匀加速运动，则汽车受到的牵引力多大？
(3)汽车匀加速运动的时间多长？
[解析]　(1)当汽车以最大速度行驶时，牵引力F＝F阻＝5.0×103 N
由P＝Fv得，v＝＝ m/s＝12 m/s
(2)由牛顿第二定律得F′－F阻＝ma
代入数据得F′＝7500 N
(3)汽车做匀加速运动到最大速度时，汽车达到额定功率，此时速度v′＝，代入数据得v′＝8 m/s
则t＝＝ s＝16 s
[答案]　(1)12 m/s　(2)7500 N　(3)16 s
[强力纠错]
11．通过一动滑轮提升质量为1 kg的重物，如右图所示，
竖直向上拉绳子，使重物由静止开始以5 m/s2的加速度上升，不计动滑轮及绳子的质量和摩擦，则拉力在1 s末的瞬时功率为(　　)
A．75 W B．25 W
C．12.5 W D．37.5 W
[解析]　根据牛顿第二定律知2F－mg＝ma，代入数据解得F＝7.5 N,1 s末物体的速度为v1＝at＝5 m/s，则力F作用点的速度v2＝2v1＝10 m/s，所以拉力在1 s末的瞬时功率为P＝Fv2＝75 W，故正确选项为A.
[答案]　A
12．(多选)如图所示，是汽车牵引力F和车速倒数的关系图象，若汽车质量为2×103 kg，由静止开始沿平直公路行驶，阻力恒定，最大车速为30 m/s，则以下说法正确的是(　　)
A．汽车的额定功率为6×104 W
B．汽车运动过程中受到的阻力为6×103 N
C．汽车先做匀加速运动，然后再做匀速直线运动
D．汽车做匀加速运动的时间是5 s
[解析]　由图象可知，汽车先做牵引力恒定的匀加速运动，再做功率恒定的变加速运动，P额＝F·v＝2×103×30 W＝6×104 W，故A正确，C错误；当汽车速度最大时牵引力F＝f＝2×103 N，故B错误；汽车匀加速运动的加速度a＝＝2 m/s2，汽车刚达到额定功率时的速度v＝＝10 m/s，所以汽车做匀加速运动的时间t＝＝5 s，故D正确．
[答案]　AD