2017_2018学年高中物理第1章功和功率第3节功率课下作业含解析鲁科版必修22017072315.doc

功率1关于功率，下列说法中正确的是()A功率大的物体一定做功多B做功少的物体功率一定小C单位时间内做功越多，其功率越大D由PFv可知，机车运动速度越大，其功率一定越大解析：由功率的定义可知，功率反映做功的快慢，数值上等于单位时间内做的功，C项正确；又由PFv知，速度增加，可能牵引力F减小，此时功率不一定增加，D项错。答案：C2.在平直公路上以一定速率(约5 m/s)行驶的自行车所受阻力为车和人总重力的0.02倍，则骑车人的功率最接近于(车和人的总质量约为100 kg)()A0.1 kWB1×103 kWC1 kW D10 kW图1解析：这是一道估算题，车速v5 m/s，骑车时的牵引力Ff0.02×100×10 N20 N，所以功率PFv20×5 W100 W，即0.1 kW，故A正确。答案：A32010年12月3日京沪杭高铁综合试验运行最高时速达到486.1 km/h，刷新了世界纪录，铁路提速再次引起世人的关注。铁路提速要解决许多具体的技术问题，其中提高火车牵引力功率是一个重要问题。假设匀速行驶时，火车所受阻力与速度的平方成正比，那么当火车分别以150 km/h和50 km/h的速率在水平轨道上匀速行驶时，火车的牵引力功率之比为()A31B91C271 D811解析：由题意知，火车所受阻力为fkv2，而火车匀速行驶时，火车的牵引力等于其所受阻力，则火车的牵引力的功率Pkv3，故功率之比为271，所以C正确。答案：C4一个质量为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，Pmg2t2B.mg2t2，Pmg2t2C.mg2t，Pmg2tD.mg2t，P2mg2t解析：前t秒内重力做功的平均功率mg2t；t秒末重力做功的瞬时功率PFvmg·gtmg2t，故C正确。答案：C5.一辆小汽车在平直路面上由静止起动，在前5 s内做匀加速直线运动，5 s末达到额定功率，之后保持额定功率运动，其vt图像如图2所示。已知汽车的质量m2×103 kg，汽车受到地面的阻力为车重的0.1 倍，取g10 m/s2，则以下说法错误的是() 图2A汽车在前5 s内的牵引力为4×103 NB汽车在前5 s内的牵引力为6×103 NC汽车的额定功率为60 kWD汽车的最大速度为30 m/s解析：由vt图像知汽车在前5 s内的加速度a2 m/s2，由牛顿第二定律得，前5 s内汽车牵引力为Fkmgma0.1×2×103×10 N2×103 ×2 N6×103 N，故B正确，A错误；又5 s末达到额定功率PFv56×103×10 W6×104 W60 kW，则最大速度vmax m/s30 m/s，故C、D正确。答案：A6.质量为m的物体静止在光滑水平面上，从t0时刻开始受到水平力的作用。力的大小F与时间t的关系如图3所示，力的方向保持不变，则()A3t0时刻的瞬时功率为B3t0时刻的瞬时功率为图3C在t0到3t0这段时间内，水平力的平均功率为D在t0到3t0这段时间内，水平力的平均功率为解析：2t0时速度v1·2t002t0内位移s1·(2t0)22·F做功W1F0s123t0时速度：v2·t0v15·t03t0时刻瞬时功率：P3F0·v215，故A错误，B正确。2t03t0内位移s2v1t0·t02F做的功W23F0s203t0内F的平均功率P，故C、D选项错误。答案：B7.如图4所示是健身跑步机示意图，质量为m的人踩在与水平面成角的静止皮带上，运动员用力向后蹬皮带，皮带运动中受恒定阻力F，皮带以速度v匀速向后运动，则下列说法中正确的是()A脚对皮带的摩擦力是皮带的动力图4B人对皮带不做功C人对皮带做功功率为mgvD人对皮带做功功率为Fvsin 解析：皮带向后运动是由于人对皮带沿斜面向下有摩擦力的作用，摩擦力对皮带做正功，故A正确；由PFv知，D错误。答案：A8一个小孩站在船头，按图5两种情况用同样大小的力拉绳，若经过相同的时间t(都未发生碰撞)，小孩所做的功分别为W1、W2，在时间t内小孩拉绳的平均功率分别为P1、P2，则()图5AW1>W2，P1>P2 BW1W2，P1P2CW1<W2，P1<P2 DW1<W2，P1P2解析：小孩所做的功，第一种情况是指对自身(包括所站的船A)做的功，第二种情况除了对自身(包括所站的船A)做功外，还包括对另一小船B做功。设水的阻力恒定不变，则两种情况下小孩对自身(包括所站的船A)所做的功相等，而在第二种情况下小孩对船B多做了一部分功，因此W1<W2，由P可知P1<P2，故选项C正确。答案：C9下表列出了某种型号轿车的部分数据，试根据表中数据回答下列问题。××型轿车(部分数据)长(mm)×宽(mm)×高(mm)4 871×1 835×1 460净重/kg1 500传动系统前轮驱动与挡变速发动机型号直列4缸发动机排量(L)2.2最高时速(km/h)2520108 km/h的加速时间(s)10额定功率(kW)140(1)图6为轿车中用于改变车速的排挡。手推变速杆到达不同挡位，可获得不同的运行速度，从“15”逐挡速度增大，“R”是倒车挡。试问轿车要以最大动力上坡，变速杆应推至哪一挡？并说明理由。(2)该车以额定功率和最高速度运行时，轿车的牵引力为多大？ 图6(3)如果把0108 km/h的加速过程看做匀加速直线运动，则此过程中汽车的加速度为多大？解析：(1)变速杆应推至1挡。由PF牵v，可知当功率一定时，汽车牵引力与速度成反比。(2)vm252 km/h70 m/s，则F牵2 000 N。(3)vt108 km/h30 m/s，a3 m/s2。答案：(1)1挡(2)2 000 N(3)3 m/s210.如图7所示，为修建高层建筑常用的塔式起重机。在起重机将质量m5×103 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a0.2 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vm1.02 m/s的匀速运动。取g10 m/s2，不计额外功。求：(1)起重机允许输出的最大功率。图7(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)牵引力F等于重物重力即Fmg时，vvm1.02 m/s，此时功率最大PmFvmgvm5×104×1.02 W5.1×104 W。(2)匀加速的末状态PPm由Fmgma知Fm(ga)此时速度v01.0 m/s匀加速的时间为t5 s所以第2 s末的瞬时功率PFvm(ga)at12.04×104W。答案：(1)5.1×104W(2)5 s2.04×104W5