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doc 2019-2020年高中物理课下能力提升十五功率新人教版 一、选择题 1.[多选](xx·瑞安高一检测)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 2.某人用同一水平力F先后两次拉同一物体,第一次使此物体沿光滑水平面前进距离l,第二次使此物体沿粗糙水平面也前进距离l,若先后两次拉力做的功为W1和W2,拉力做功的功率是P1和P2,则(  ) A.W1=W2,P1=P2 B.W1=W2,P1>P2 C.W1>W2,P1>P2 D.W1>W2,P1=P2 3.一小球以初速度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(  ) 4.质量为m的汽车启动后沿平直路面行驶,如果发动机的功率恒为P,且行驶过程中受到的阻力大小一定。当汽车速度为v时,汽车做匀速运动;当汽车速度为时,汽车的瞬时加速度的大小为(  ) A. B. C. D. 5.(xx·保定高一检测)如图是小孩滑滑梯的情景,假设滑梯是固定光滑斜面,倾角为30°,小孩质量为m,由静止开始沿滑梯下滑,滑行距离为s时,重力的瞬时功率为(  ) A.mg B.mg C.mg D.mg 二、非选择题 6.如图甲所示,质量为1 kg的物体置于固定斜面上,现对物体施以平行于斜面向上的拉力F,1 s后将拉力撤去,物体运动的v­t图象如图乙所示,试求: (1)拉力F的大小; (2)拉力F在第1 s内的平均功率。 [提能练] 一、选择题 1.质量为5 000 kg的汽车,在水平路面上由静止开始做加速度为2 m/s2的匀加速直线运动,所受阻力是1 000 N,汽车在启动后第1 s末牵引力的瞬时功率为(  ) A.2 kW B.11 kW C.20 kW D.22 kW 2.(xx·三明高一检测)一个小孩站在船头,按图示两种情况用同样大小的力拉绳,经过相同的时间t(船未碰撞),小孩所做的功W1、W2及在时间t内小孩拉绳的功率P1、P2的关系为(  )       甲        乙 A.W1>W2,P1=P2 B.W1< W2,P1<P2 C.W1=W2,P1=P2 D.W1<W2,P1=P2 3.[多选]质量为m=2 kg的物体沿水平面向右做直线运动,t=0时刻受到一个水平向左的恒力F,如图甲所示,此后物体的v­t图象如图乙所示,取水平向右为正方向,g取10 m/s2,则(  ) A.物体与水平面间的动摩擦因数为μ=0.5 B.10 s末恒力F的瞬时功率为6 W C.10 s末物体在计时起点左侧2 m处 D.10 s内物体克服摩擦力做功34 J 4.[多选]汽车在平直公路上以速度v0匀速行驶,发动机功率为P,牵引力为F0,t1时刻,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,到t2时刻,汽车又恢复了匀速直线运动。图中能正确表示这一过程中汽车牵引力F和速度v随时间t变化的图象是(  ) 5.[多选]如图甲所示,滑轮质量、摩擦均不计,质量为2 kg的物体在F作用下由静止开始向上做匀加速运动,其速度随时间的变化关系如图乙所示,由此可知(g取10 m/s2)(  ) A.物体加速度大小为2 m/s2 B.4 s末F的功率大小为42 W C.F的大小为10.5 N D.4 s内F做功的平均功率为21 W 二、非选择题 6.(xx·重庆高一检测)在水平路面上运动的汽车的额定功率为60 kW,若其总质量为5 t,在水平路面上所受的阻力为5×103 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,则这一过程能维持多长时间; (3)若汽车以额定功率启动,则汽车车速为v′=2 m/s时,其加速度多大。 答 案 [基础练] 1.解析:选ABD 用公式P=Fv计算功率时,F应与v方向相同,D正确;当v为瞬时速度时,Fv为瞬时功率,B正确;v为平均速度,且F为恒力时,Fv为平均功率,A正确;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错误。 2.解析:选B 由于拉力相同而又通过相同的位移,根据W=Fl可知拉力对物体做的功一样多,但由于沿光滑水平面前进所用时间短,所以P1>P2,故B正确。 3.解析:选A 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,所以A正确。 4.解析:选C 由题意知,汽车所受阻力Ff=,汽车速度为时的牵引力F==,由牛顿第二定律得F-Ff=ma。联立以上三式求得a=,C正确。 5.解析:选B 小孩的加速度a==g,由v2=2as得,小孩滑行距离s时的速率v=,故此时重力的瞬时功率P=mgvsin 30°=mg,B正确。 6.解析:(1)由v­t图象知,当撤去拉力F后,物体做匀减速直线运动,加速度大小 a=6 m/s2 由牛顿第二定律得Ff=ma=6 N 当物体受拉力F的作用时,由牛顿第二定律得 F-Ff=ma′ 其中由题图知加速度a′=12 m/s2 所以F=18 N (2)物体在拉力F作用下的位移 l=a′t2=6 m 所以拉力F在第1 s内的平均功率 == W=108 W 答案:(1)18 N (2)108 W [提能练] 1.解析:选D 汽车的牵引力F=ma+Ff=5 000×2 N+1 000 N=11 000 N,汽车第1 s末的速度v=at=2 m/s,故第1 s末牵引力的瞬时功率P=Fv=22 000 W=22 kW,D正确。 2.解析:选B 两种情况用同样大小的力拉绳,甲图中的船与乙图中左边的船移动的位移相同,但乙图中右边的船也要移动,故拉力作用点移动的距离大。拉力的功等于拉力与作用点在拉力方向上的位移的乘积,故乙图中拉力做功多,由于时间相同,故乙图中拉力的功率大。故B正确。 3.解析:选CD 由v­t图象得两段时间的加速度大小分别为a1=2 m/s2、a2=1 m/s2。根据牛顿第二定律:有F+μmg=ma1,F-μmg=ma2。解得:F=3 N,μ=0.05,故A错误;10 s末恒力F的瞬时功率P=Fv=18 W,B错误;10 s内物体的位移x=×4 m-×6 m=-2 m,说明物体10 s末在计时起点左侧2 m处,C正确;整个过程的路程s=×4 m+×6 m=34 m,所以10 s内物体克服摩擦力做功W=μmgs=34 J,D正确。 4.解析:选AD 由P=Fv可判断,开始时汽车做匀速运动,则F0=Ff,P=F0v0,v0=,当汽车功率减小一半P′=时,汽车开始做变减速运动,其牵引力减小为F1===,加速度大小为a==-,由此可见,随着汽车速度v减小,其加速度a也减小,最终以v= 做匀速运动,A正确;同理,可判断出汽车的牵引力由F1= 最终增加到F0,D正确。 5.解析:选BCD 由速度—时间图象可得加速度a=0.5 m/s2,由牛顿第二定律得2F-mg=ma,解得F==10.5 N,P=F·2v=10.5×2×2 W=42 W,=== W=21 W,B、C、D正确。 6.解析:(1)当汽车速度达到最大时,牵引力F=Ff, 则由P=Fv得汽车所能达到的最大速度为 vmax== m/s=12 m/s (2)汽车以恒定的加速度a做匀加速运动,设能够达到的最大速度为v,则由 -Ff=ma得 v== m/s =8 m/s 由v=at得这一过程维持的时间为 t== s=16 s (3)当汽车以额定功率启动达到2 m/s的速度时,牵引力为 F′== N=3×104 N 由牛顿第二定律得汽车的加速度为 a′== m/s2 =5 m/s2 答案:(1)12 m/s (2)16 s (3)5 m/s2