四川省夹江中学2019-2020学年高中物理教科版必修2：4.2功率 跟踪训练（含解析）
文档属性
| 名称 | 四川省夹江中学2019-2020学年高中物理教科版必修2：4.2功率 跟踪训练（含解析） |  | |
| 格式 | zip | ||
| 文件大小 | 150.3KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 教科版 | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2020-07-01 18:08:57 | ||
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文档简介
4.2功率
课时作业（含解析)
1．在水平地面上方某处，把质量相同的P、O两小球以相同速率沿竖直方向抛出，P向上，O向下，不计空气阻力，两球从抛出到落地的过程中
A．P球重力做功较多
B．两球重力的平均功率相等
C．落地前瞬间，P球重力的瞬时功率较大
D．落地前瞬间，两球重力的瞬时功率相等
2．质量m＝0.05kg的金属小球，从空中某点由静止开始自由下落，经2s落地。该过程中空气阻力不计，g＝10
m/s2，则小球在下落过程中重力的平均功率为
A．0.5W
B．1W
C．5W
D．10W
3．如图(a)所示，在水平路段AB上有质量为1×103kg的汽车，正以10m/s的速度向右与匀速行驶，汽车前方的水平路段BC因粗糙程度与AB段不同引起阻力变化，汽车通过整个ABC路段的v-t图象如图(b)所示，t=15s时汽车附好到达C点，并且已做匀速直线运动，速度大小为5m/s.运动过程中汽车发动机的输出功率保持不变，假设汽车在AB路段上运动时所受的恒定阻力为=2000N，下列说法正确的是
A．汽车在BC段牵引力增大，所以汽车在BC段的加速度逐渐增大
B．汽车在AB、BC段发动机的额定功率不变都是1×104W
C．由题所给条件不能求出汽车在8m/s时加速度的大小
D．由题给条件可以求出汽车在BC段前进的距离
4．我国高铁技术处于世界领先水平，和谐号动车组是由动车和拖车编组而成，提供动力的车厢叫动车，不提供动力的车厢叫拖车。假设动车组各车厢质量均相等，动车的额定功率都相同，动车组在水平直轨道上运行过程中阻力与车重成正比。某动车组由6节动车加2节拖车编成，该动车组的最大速度为360km/h。则1节动车和1节拖车编成的动车组的最大速度为
A．60
km/h
B．120
km/h
C．180
km/h
D．240km/h
5．如图所示，一个物体在恒力F的作用下，从静止开始沿光滑的水平面运动，经过时间t，物体通过距离为x，速度达到v，则在t时刻力F的功率P为
A．0
B．Fx
C．
D．Fv
6．某汽车在平直公路上以功率P、速度v0匀速行驶时，牵引力为F0。在t1时刻，司机减小油门，使汽车的功率减为P/2，此后保持该功率继续行驶，t2时刻，汽车又恢复到匀速运动状态。下面是有关汽车牵引力F、速度v在此过程中随时间t变化的图像，其中正确的是(
)
A．B．C．D．
7．如图，一物体在水平面上受到向右、大小为8N的恒力F作用，在4s时间内，向右运动2m，则在此过程中，力F对物体所做的功和平均功率分别为（ ）
A．32J，4W
B．32J，8W
C．16J，8W
D．16J，4W
8．在一段平直的公路上，汽车保持额定功率P行驶，所受的阻力大小恒为F．已知汽车的质量为m，最大速率为vm．若某时刻汽车的速度大小为v（v
<
vm）时，汽车的加速度大小为a，所受的牵引力大小为F，则下列关系式正确的是
A．
B．
C．
D．
9．修建高层建筑常用塔式起重机．起重机使质量为m的重物由静止开始，从大楼一层的地面竖直向上做匀加速直线运动，到达第八层地面，重物上升的时间为t1，起重机输出功率达到其允许的最大值时，将保持该功率运行，保持最大功率运行了Δt后重物速度达到最大vm，之后重物开始做匀速直线运动，其运动的v－t图象如图所示，已知每层楼高h，重力加速度为g，不考虑摩擦阻力和空气阻力．则下列说法正确的是(
)
A．0～t2内起重机的牵引力先增大后减小
B．重物匀加速运动的加速度大小为
C．Δt时间内重物的机械能增加mgvmΔt
D．Δt内重物上升的高度为vmΔt－
10．一质量为1kg的质点静止于光滑水平面上,从t=0时刻开始,受到水平外力F作用,如图所示。下列判断正确的是
A．第1s末外力的瞬时功率是6W
B．第2s末外力的瞬时功率为4W
C．0~2s内外力的平均功率是4W
D．0~2s内外力的平均功率是6W
11．质量为m=1kg的物体以初速v0=12m/s竖直上抛，空气阻力大小为其重力的0.2倍，g取10m/s2，求：
（1）该物体上升和下降时的加速度之比；
（2）求整个过程中物体克服阻力做功的平均功率P1和物体落回抛出点时重力的瞬时功率P2．
12．质量为2000kg，额定功率为80kW的汽车，在平直公路上行驶的最大速度为20m/s。若汽车从静止开始做匀加速直线运动，加速度大小为2m/s2，运动中的阻力不变，求：
(1)汽车所受阻力的大小；
(1)6s末汽车的瞬时功率。
13．质量的物体从空中静止开始自由下落，运动过程没有着地，设释放点为重力势能的参考点。取，求：
(1)重力G在秒内对物体做的功；
(2)重力G在4s末对物体做功的瞬时功率和物体的重力势能。
(3)在第3s内，重力G对物体做功的平均功率。
14．如图所示，建筑工人通过滑轮装置将一质量为100kg的料车沿30°角的斜面由底端以加速度匀加速拉到顶端，斜面长是4
m，若不计滑轮的质量和各处的摩擦力，求这一过程中（）
(1)人拉绳子的力做的功及料车的重力做的功；
(2)料车运动到斜面顶端时克服重力做功的瞬时功率。
参考答案
1．D
【解析】
根据W=mgh判断重力功；根据P=W/t判断重力做功的平均功率；根据P=Fv判断落地前瞬时重力的瞬时功率。
【详解】
根据W=mgh可知两球重力做功相同，选项A错误；上抛的物体运动时间长，根据P=W/t可知两球重力的平均功率不相等，选项B错误；根据机械能守恒定律可知可知，两球落地的速度相同，根据P=mgv可知落地前瞬间，两球重力的瞬时功率相等，选项C错误，D正确；故选D.
2．C
【解析】
下落高度为：
重力做功为：
平均功率为：
故C正确，ABD错误；
故选C。
3．D
【解析】
A.由v-t图斜率代表加速度可知，BC段图像斜率逐渐减小，则加速度逐渐减小，故A错误；
B.当在AB匀速运动时牵引力与摩擦力相等，则有
C.由B选项可知汽车额定功率，当汽车速度为8m/s时，则此时的牵引力
则此时加速度为
故C错误；
D.设从B到C的距离为x，由动能定理可知
解得
故D错误。
故选D。
4．D
【解析】
设每节动车的功率为P，每节动车的重力为G，阻力为kG，1节动车加1节拖车编成的动车组
其中牵引力
6节动车加2节拖车编成的动车组
其中牵引力
其中，联立解得
故选D。
5．D
【解析】
由功率的公式可只，D正确；
故选D。
6．A
【解析】
由题，汽车以功率P、速度v0匀速行驶时，牵引力与阻力平衡。当司机减小油门，使汽车的功率减为时，根据P=Fv得知，汽车的牵引力突然减小到原来的一半，即为，而阻力没有变化，则汽车开始做减速运动，由于功率保持为，随着速度的减小，牵引力逐渐增大，根据牛顿第二定律得知，汽车的加速度逐渐减小，做加速度减小的减速运动；当汽车再次匀速运动时，牵引力与阻力再次平衡，大小为；由P=Fv得知，此时汽车的速度为原来的一半。
AB．汽车功率变化后，做加速度减小的减速直至匀速；故A正确，B错误。
CD．汽车功率变化后，牵引力突然减小到原来的一半，然后牵引力逐渐增大(速度减小的越来越慢，牵引力增加的越来越慢)，最终牵引力还原；故CD错误。
7．D
【解析】
力F所做的功为，平均功率为，故D正确．
点睛：本题主要考查了功和平均功率的求法，属于基础问题．
8．D
【解析】
因为汽车的最大速率为vm，故P=F×vm，式中的F为汽车受到的阻力，则，选项AC错误；当汽车的速度为v时，其加速度为a，则根据牛顿第二定律可知F－F=ma，选项B错误；二者结合得，选项D正确．
9．B
【解析】
A．0～t1时间内重物由静止开始，从大楼一层地面向上做匀加速直线运动，起重机的牵引力大于重物的重力且恒定，t1～t2时间内起重机的牵引力不断减小，t2时刻减小为mg后不变，A错误；
B．上升了t1后，重物到达第八层地面，根据，解得，B正确；
C．起重机达到允许输出的最大功率时
Pm＝Fvm
F＝mg
可得起重机的最大输出功率为
Pm＝mgvm
可得Δt时间内重物的机械能变化
ΔE＝PmΔt＝mgvmΔt
C错误；
D．根据动能定理有
解得，D错误．
10．BC
【解析】
物体第1s内的加速度
第1s末速度
物体第2s内的加速度
第2s末速度
A.第1秒末外力的瞬时功率：
P1=F1v1=3×3=9W
故A错误；
B.
第2s末外力的瞬时功率：
P2=F2v2=4×1=4W
故B正确；
CD.
由动能定理可知0-2s内合力做功为：
故0～2s内外力的平均功率是：
故C正确D错误。
11．（1）3：2；
（2），
【解析】
（1）受力分析可得，上升过程中受到向下的重力和空气阻力，由牛顿第二定律可得
mg+f=ma1
解得
a1＝12m/s2
下降过程中受到向下的重力和向上的空气阻力，由牛顿第二定律可得
mg-f=ma2
解得
a2＝8m/s2
所以有
a1：a2=3：2
（2）物体上升高度
物体上升时间
下落时间
解得
总时间
落回出发点的速度
整个过程中物体克服阻力做功的平均功率
代入数据解得
物体落回抛出点时重力的瞬时功率
12．(1);(2)
【解析】
(1)当速度最大时，有
而，可知
(2)根据牛顿第二定律有
则牵引力为
则匀加速直线运动能加速到的速度为
故匀加速直线的时间为
因，故汽车的功率已达到额定功率，有
13．(1)1800J；(2)16000W，－3200J；(3)1000W
【解析】
(1)在秒内物体的位移为
重力做功为
(2)4s末物体的速度为
此时的重力的功率为
4s内物体的位移为
此时物体的重力势能为
(3)第3s的平均速度为
重力的平均功率为
14．(1)2800J，-2000J；(2)2000W
【解析】
设料车质量为，斜面长为。
(1)由牛顿第二定律有
人拉绳子的力做的功
联立解得
重力做的功
(2)料车运动到顶端时克服重力做功的瞬时功率为
据运动学公式有
联立可得
课时作业（含解析)
1．在水平地面上方某处，把质量相同的P、O两小球以相同速率沿竖直方向抛出，P向上，O向下，不计空气阻力，两球从抛出到落地的过程中
A．P球重力做功较多
B．两球重力的平均功率相等
C．落地前瞬间，P球重力的瞬时功率较大
D．落地前瞬间，两球重力的瞬时功率相等
2．质量m＝0.05kg的金属小球，从空中某点由静止开始自由下落，经2s落地。该过程中空气阻力不计，g＝10
m/s2，则小球在下落过程中重力的平均功率为
A．0.5W
B．1W
C．5W
D．10W
3．如图(a)所示，在水平路段AB上有质量为1×103kg的汽车，正以10m/s的速度向右与匀速行驶，汽车前方的水平路段BC因粗糙程度与AB段不同引起阻力变化，汽车通过整个ABC路段的v-t图象如图(b)所示，t=15s时汽车附好到达C点，并且已做匀速直线运动，速度大小为5m/s.运动过程中汽车发动机的输出功率保持不变，假设汽车在AB路段上运动时所受的恒定阻力为=2000N，下列说法正确的是
A．汽车在BC段牵引力增大，所以汽车在BC段的加速度逐渐增大
B．汽车在AB、BC段发动机的额定功率不变都是1×104W
C．由题所给条件不能求出汽车在8m/s时加速度的大小
D．由题给条件可以求出汽车在BC段前进的距离
4．我国高铁技术处于世界领先水平，和谐号动车组是由动车和拖车编组而成，提供动力的车厢叫动车，不提供动力的车厢叫拖车。假设动车组各车厢质量均相等，动车的额定功率都相同，动车组在水平直轨道上运行过程中阻力与车重成正比。某动车组由6节动车加2节拖车编成，该动车组的最大速度为360km/h。则1节动车和1节拖车编成的动车组的最大速度为
A．60
km/h
B．120
km/h
C．180
km/h
D．240km/h
5．如图所示，一个物体在恒力F的作用下，从静止开始沿光滑的水平面运动，经过时间t，物体通过距离为x，速度达到v，则在t时刻力F的功率P为
A．0
B．Fx
C．
D．Fv
6．某汽车在平直公路上以功率P、速度v0匀速行驶时，牵引力为F0。在t1时刻，司机减小油门，使汽车的功率减为P/2，此后保持该功率继续行驶，t2时刻，汽车又恢复到匀速运动状态。下面是有关汽车牵引力F、速度v在此过程中随时间t变化的图像，其中正确的是(
)
A．B．C．D．
7．如图，一物体在水平面上受到向右、大小为8N的恒力F作用，在4s时间内，向右运动2m，则在此过程中，力F对物体所做的功和平均功率分别为（ ）
A．32J，4W
B．32J，8W
C．16J，8W
D．16J，4W
8．在一段平直的公路上，汽车保持额定功率P行驶，所受的阻力大小恒为F．已知汽车的质量为m，最大速率为vm．若某时刻汽车的速度大小为v（v
<
vm）时，汽车的加速度大小为a，所受的牵引力大小为F，则下列关系式正确的是
A．
B．
C．
D．
9．修建高层建筑常用塔式起重机．起重机使质量为m的重物由静止开始，从大楼一层的地面竖直向上做匀加速直线运动，到达第八层地面，重物上升的时间为t1，起重机输出功率达到其允许的最大值时，将保持该功率运行，保持最大功率运行了Δt后重物速度达到最大vm，之后重物开始做匀速直线运动，其运动的v－t图象如图所示，已知每层楼高h，重力加速度为g，不考虑摩擦阻力和空气阻力．则下列说法正确的是(
)
A．0～t2内起重机的牵引力先增大后减小
B．重物匀加速运动的加速度大小为
C．Δt时间内重物的机械能增加mgvmΔt
D．Δt内重物上升的高度为vmΔt－
10．一质量为1kg的质点静止于光滑水平面上,从t=0时刻开始,受到水平外力F作用,如图所示。下列判断正确的是
A．第1s末外力的瞬时功率是6W
B．第2s末外力的瞬时功率为4W
C．0~2s内外力的平均功率是4W
D．0~2s内外力的平均功率是6W
11．质量为m=1kg的物体以初速v0=12m/s竖直上抛，空气阻力大小为其重力的0.2倍，g取10m/s2，求：
（1）该物体上升和下降时的加速度之比；
（2）求整个过程中物体克服阻力做功的平均功率P1和物体落回抛出点时重力的瞬时功率P2．
12．质量为2000kg，额定功率为80kW的汽车，在平直公路上行驶的最大速度为20m/s。若汽车从静止开始做匀加速直线运动，加速度大小为2m/s2，运动中的阻力不变，求：
(1)汽车所受阻力的大小；
(1)6s末汽车的瞬时功率。
13．质量的物体从空中静止开始自由下落，运动过程没有着地，设释放点为重力势能的参考点。取，求：
(1)重力G在秒内对物体做的功；
(2)重力G在4s末对物体做功的瞬时功率和物体的重力势能。
(3)在第3s内，重力G对物体做功的平均功率。
14．如图所示，建筑工人通过滑轮装置将一质量为100kg的料车沿30°角的斜面由底端以加速度匀加速拉到顶端，斜面长是4
m，若不计滑轮的质量和各处的摩擦力，求这一过程中（）
(1)人拉绳子的力做的功及料车的重力做的功；
(2)料车运动到斜面顶端时克服重力做功的瞬时功率。
参考答案
1．D
【解析】
根据W=mgh判断重力功；根据P=W/t判断重力做功的平均功率；根据P=Fv判断落地前瞬时重力的瞬时功率。
【详解】
根据W=mgh可知两球重力做功相同，选项A错误；上抛的物体运动时间长，根据P=W/t可知两球重力的平均功率不相等，选项B错误；根据机械能守恒定律可知可知，两球落地的速度相同，根据P=mgv可知落地前瞬间，两球重力的瞬时功率相等，选项C错误，D正确；故选D.
2．C
【解析】
下落高度为：
重力做功为：
平均功率为：
故C正确，ABD错误；
故选C。
3．D
【解析】
A.由v-t图斜率代表加速度可知，BC段图像斜率逐渐减小，则加速度逐渐减小，故A错误；
B.当在AB匀速运动时牵引力与摩擦力相等，则有
C.由B选项可知汽车额定功率，当汽车速度为8m/s时，则此时的牵引力
则此时加速度为
故C错误；
D.设从B到C的距离为x，由动能定理可知
解得
故D错误。
故选D。
4．D
【解析】
设每节动车的功率为P，每节动车的重力为G，阻力为kG，1节动车加1节拖车编成的动车组
其中牵引力
6节动车加2节拖车编成的动车组
其中牵引力
其中，联立解得
故选D。
5．D
【解析】
由功率的公式可只，D正确；
故选D。
6．A
【解析】
由题，汽车以功率P、速度v0匀速行驶时，牵引力与阻力平衡。当司机减小油门，使汽车的功率减为时，根据P=Fv得知，汽车的牵引力突然减小到原来的一半，即为，而阻力没有变化，则汽车开始做减速运动，由于功率保持为，随着速度的减小，牵引力逐渐增大，根据牛顿第二定律得知，汽车的加速度逐渐减小，做加速度减小的减速运动；当汽车再次匀速运动时，牵引力与阻力再次平衡，大小为；由P=Fv得知，此时汽车的速度为原来的一半。
AB．汽车功率变化后，做加速度减小的减速直至匀速；故A正确，B错误。
CD．汽车功率变化后，牵引力突然减小到原来的一半，然后牵引力逐渐增大(速度减小的越来越慢，牵引力增加的越来越慢)，最终牵引力还原；故CD错误。
7．D
【解析】
力F所做的功为，平均功率为，故D正确．
点睛：本题主要考查了功和平均功率的求法，属于基础问题．
8．D
【解析】
因为汽车的最大速率为vm，故P=F×vm，式中的F为汽车受到的阻力，则，选项AC错误；当汽车的速度为v时，其加速度为a，则根据牛顿第二定律可知F－F=ma，选项B错误；二者结合得，选项D正确．
9．B
【解析】
A．0～t1时间内重物由静止开始，从大楼一层地面向上做匀加速直线运动，起重机的牵引力大于重物的重力且恒定，t1～t2时间内起重机的牵引力不断减小，t2时刻减小为mg后不变，A错误；
B．上升了t1后，重物到达第八层地面，根据，解得，B正确；
C．起重机达到允许输出的最大功率时
Pm＝Fvm
F＝mg
可得起重机的最大输出功率为
Pm＝mgvm
可得Δt时间内重物的机械能变化
ΔE＝PmΔt＝mgvmΔt
C错误；
D．根据动能定理有
解得，D错误．
10．BC
【解析】
物体第1s内的加速度
第1s末速度
物体第2s内的加速度
第2s末速度
A.第1秒末外力的瞬时功率：
P1=F1v1=3×3=9W
故A错误；
B.
第2s末外力的瞬时功率：
P2=F2v2=4×1=4W
故B正确；
CD.
由动能定理可知0-2s内合力做功为：
故0～2s内外力的平均功率是：
故C正确D错误。
11．（1）3：2；
（2），
【解析】
（1）受力分析可得，上升过程中受到向下的重力和空气阻力，由牛顿第二定律可得
mg+f=ma1
解得
a1＝12m/s2
下降过程中受到向下的重力和向上的空气阻力，由牛顿第二定律可得
mg-f=ma2
解得
a2＝8m/s2
所以有
a1：a2=3：2
（2）物体上升高度
物体上升时间
下落时间
解得
总时间
落回出发点的速度
整个过程中物体克服阻力做功的平均功率
代入数据解得
物体落回抛出点时重力的瞬时功率
12．(1);(2)
【解析】
(1)当速度最大时，有
而，可知
(2)根据牛顿第二定律有
则牵引力为
则匀加速直线运动能加速到的速度为
故匀加速直线的时间为
因，故汽车的功率已达到额定功率，有
13．(1)1800J；(2)16000W，－3200J；(3)1000W
【解析】
(1)在秒内物体的位移为
重力做功为
(2)4s末物体的速度为
此时的重力的功率为
4s内物体的位移为
此时物体的重力势能为
(3)第3s的平均速度为
重力的平均功率为
14．(1)2800J，-2000J；(2)2000W
【解析】
设料车质量为，斜面长为。
(1)由牛顿第二定律有
人拉绳子的力做的功
联立解得
重力做的功
(2)料车运动到顶端时克服重力做功的瞬时功率为
据运动学公式有
联立可得