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2019-2020年高中物理 7.3功率（探究導(dǎo)學(xué)課型）課時(shí)提升作業(yè) 新人教版必修2 一、選擇題(本題共5小題,每小題7分,共35分。多選題已在題號(hào)后標(biāo)出) 1.關(guān)于功率公式P=和P=Fv的說法正確的是(　　) A.由P=知,只要知道W和t就可求出任意時(shí)刻的功率 B.由P=Fv只能求某一時(shí)刻的瞬時(shí)功率 C.從P=Fv知汽車的功率與它的速度成正比 D.從P=Fv知當(dāng)汽車發(fā)動(dòng)機(jī)功率一定時(shí),牽引力與速度成反比 【解析】選D。公式P=所計(jì)算的應(yīng)是時(shí)間t內(nèi)的平均功率,A錯(cuò)誤;在P=Fv中,若v為平均速度,則P為平均功率,若v為瞬時(shí)速度,則P為瞬時(shí)功率,B錯(cuò)誤;公式P=Fv涉及三個(gè)物理量之間的關(guān)系,因此必須在一個(gè)量確定不變時(shí),才能判斷另外兩個(gè)物理量之間的關(guān)系,C錯(cuò)誤,D正確。 2.(xx福州高一檢測)拖拉機(jī)耕地時(shí)一般比在道路上行駛時(shí)速度慢,這樣做的主要目的是(　　) A.節(jié)省燃料 B.提高柴油機(jī)的功率 C.提高傳動(dòng)機(jī)械的效率 D.增大拖拉機(jī)的牽引力 【解析】選D。拖拉機(jī)耕地時(shí)受到的阻力比在路面上行駛時(shí)大得多,根據(jù)P=Fv,在功率一定的情況下,減小速度,可以獲得更大的牽引力,選項(xiàng)D正確。 3.(xx鹽城高一檢測)某人用同一水平力F先后兩次拉同一物體,第一次使此物體沿光滑水平面前進(jìn)l距離,第二次使此物體沿粗糙水平面也前進(jìn)l距離,若先后兩次拉力做的功為W1和W2,拉力做功的功率是P1和P2,則(　　) A.W1=W2,P1=P2 B.W1=W2,P1>P2 C.W1>W2,P1>P2 D.W1>W2,P1=P2 【解析】選B。由于拉力相同而又通過相同的位移,根據(jù)W=Fl可知拉力對(duì)物體做的功一樣多,但由于沿光滑水平面前進(jìn)時(shí)間短,所以P1>P2,故B正確。 4.一小球以初速度v0水平拋出,不計(jì)空氣阻力,小球在空中運(yùn)動(dòng)的過程中重力做功的功率P隨時(shí)間t變化的圖像是(　　) 【解析】選A。設(shè)經(jīng)過時(shí)間t速度大小為v,其方向與豎直方向(或重力方向)成θ角,由功率公式P=Fvcosθ知,此時(shí)重力的功率P=mgvcosθ=mgvy=mggt=mg2t,所以A正確。 【總結(jié)提升】功率P=Fv中F、v、P的對(duì)應(yīng)關(guān)系 (1)同時(shí)性:P、F、v三個(gè)量中任意一個(gè)物理量都是可以變化的,但應(yīng)用P=Fv時(shí),三者一定對(duì)應(yīng)于同一時(shí)刻。 (2)同體性:P、F、v是對(duì)應(yīng)于同一物體的三個(gè)物理量,對(duì)不在同一物體上的三者關(guān)系討論毫無意義。 (3)同向性:P=Fv應(yīng)用時(shí)F與v同向。若F的方向與v的方向成α角,則P= Fvcosα。 5.(多選)如圖所示為汽車在水平路面上啟動(dòng)過程中的速度圖像,Oa為過原點(diǎn)的傾斜直線,ab段表示以額定功率行駛時(shí)的加速階段,bc段是與ab段相切的水平直線,則下述說法正確的是(　　) A.0～t1時(shí)間內(nèi)汽車做勻加速運(yùn)動(dòng)且功率恒定 B.t1～t2時(shí)間內(nèi)汽車牽引力逐漸減小 C.t1～t2時(shí)間內(nèi)的平均速度為(v1+v2) D.在全過程中t1時(shí)刻的牽引力及其功率都是最大值,t2～t3時(shí)間內(nèi)牽引力最小 【解析】選B、D。由圖可知,0～t1時(shí)間內(nèi)汽車做勻加速直線運(yùn)動(dòng),牽引力恒定,由P=Fv可知,汽車的功率均勻增大,A錯(cuò)誤;t1～t2時(shí)間內(nèi)汽車以額定功率行駛,速度逐漸增大,牽引力逐漸減小,B正確;因t1～t2時(shí)間內(nèi),ab圖線與t軸所圍面積大于ab直線與t軸所圍面積,故其過程中的平均速度大于(v1+v2),C錯(cuò)誤;0～t1時(shí)間內(nèi),牽引力恒定,功率均勻增大,t1時(shí)刻以后牽引力逐漸減小,到t2時(shí)刻牽引力等于阻力,達(dá)到最小,而t1時(shí)刻達(dá)到額定功率后,功率保持不變,D正確。 二、非選擇題(15分) 6.一輛重5t的汽車,發(fā)動(dòng)機(jī)的額定功率為80kW。汽車從靜止開始以加速度a=1m/s2做勻加速直線運(yùn)動(dòng),車受的阻力為車重的0.06倍。(g取10m/s2)求: (1)汽車做勻加速直線運(yùn)動(dòng)的最長時(shí)間。 (2)汽車開始運(yùn)動(dòng)后5s末和15s末的瞬時(shí)功率。 【解題指南】功率最大時(shí)勻加速過程結(jié)束,此時(shí)P=Fv,應(yīng)用v=at求時(shí)間;瞬時(shí)功率用P=Fv進(jìn)行求解。 【解析】(1)設(shè)汽車做加速運(yùn)動(dòng)所能達(dá)到的最大速度為v 對(duì)汽車由牛頓第二定律得F-Ff=ma 即-kmg=ma,代入數(shù)據(jù)得v=10m/s 所以汽車做勻加速直線運(yùn)動(dòng)的時(shí)間t==s=10s (2)由于10s末汽車達(dá)到了額定功率 5s末汽車還處于勻加速運(yùn)動(dòng)階段 P=Fv=(kmg+ma)at=(0.06500010+50001)15W=4104W=40 kW 15s末汽車已經(jīng)達(dá)到了額定功率P=80kW 答案:(1)10s　 (2)40kW　 80kW 【變式訓(xùn)練】如圖所示是某中學(xué)科技小組制作的利用太陽能驅(qū)動(dòng)小車的裝置。當(dāng)太陽光照射到小車上方的光電板時(shí),光電板中產(chǎn)生的電流經(jīng)電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)小車前進(jìn)。若電動(dòng)機(jī)的額定輸出功率為80W,在平直路面上行駛的最大速度為4m/s,則小車在以最大速度勻速行駛時(shí)所受的阻力是(　　) A.16 N　　　B.20 N　　　C.40 N　　　D.80 N 【解析】選B。當(dāng)小車運(yùn)動(dòng)達(dá)到最大速度時(shí),小車的加速度等于零,即阻力等于牽引力,則有Ff=F=。故小車在以最大速度勻速行駛時(shí)所受到的阻力為Ff=N= 20 N,選項(xiàng)B正確,其他選項(xiàng)均錯(cuò)。 一、選擇題(本題共4小題,每小題7分,共28分。多選題已在題號(hào)后標(biāo)出) 1.(xx駐馬店高一檢測)質(zhì)量為5kg的小車在光滑的水平面上做勻加速直線運(yùn)動(dòng)。若它在2s內(nèi)從靜止開始速度增加到4m/s,則在這一段時(shí)間里外力對(duì)小車做功的平均功率是(　　) A.40 W B.20 W C.10 W D.5 W 【解析】選B。小車做的是勻加速直線運(yùn)動(dòng),加速度a==2m/s2,小車受到的合外力為F=ma,所以合外力對(duì)小車做功的平均功率為:P=F=52W=20W,B正確。 2.(多選)設(shè)勻速行駛的汽車,發(fā)動(dòng)機(jī)功率保持不變,則(　　) A.路面越粗糙,汽車行駛得越慢 B.路面越粗糙,汽車行駛得越快 C.在同一路面上,汽車不載貨比載貨時(shí)行駛得快 D.在同一路面上,汽車不載貨比載貨時(shí)行駛得慢 【解析】選A、C。汽車勻速行駛時(shí),運(yùn)動(dòng)速度最大,此時(shí)牽引力等于汽車受到的阻力,故最大速度vm=,而汽車在越粗糙的路面上,重力越大時(shí)所受阻力越大,最大速度越小,所以A、C正確,B、D錯(cuò)誤。 3.(xx包頭高一檢測)鐵路提速要解決許多技術(shù)問題,其中提高機(jī)車牽引力功率是一個(gè)重要問題。已知列車勻速運(yùn)動(dòng)時(shí),列車所受阻力與速度的平方成正比,即Ff=kv2。設(shè)提速前最大速度為80km/h,提速后最大速度為120km/h,則提速前與提速后,機(jī)車牽引力的功率之比為(　　) A. B. C. D. 【解析】選C。由題可知,=,由于Ff=kv2,當(dāng)列車在水平軌道上勻速行駛時(shí),牽引力等于阻力,即F=Ff=kv2,故牽引力之比為:==,機(jī)車的牽引力功率之比為===,C正確。 【變式訓(xùn)練】(xx梅州高一檢測)設(shè)飛機(jī)在飛行中所受空氣阻力與它的速度平方成正比,當(dāng)飛機(jī)以速度v水平勻速飛行時(shí),發(fā)動(dòng)機(jī)的功率為P。若飛機(jī)以速度3v水平勻速飛行時(shí),發(fā)動(dòng)機(jī)的功率為(　　) A.27P B.9P C.18P D.3P 【解析】選A。由題意知P=Ffv=kv3,P=Ff3v=k27v3=27P,選項(xiàng)A正確。 4.汽車在平直公路上以速度v0勻速行駛,發(fā)動(dòng)機(jī)功率為P,快進(jìn)入鬧市區(qū)時(shí),司機(jī)減小了油門,使汽車的功率立即減小一半并保持該功率繼續(xù)行駛。下面四個(gè)圖像中,哪個(gè)圖像正確表示了從司機(jī)減小油門開始,汽車的速度與時(shí)間的關(guān)系(　　) 【解析】選C。汽車在勻速行駛時(shí)牽引力等于阻力,而當(dāng)功率減半時(shí)速度不變,由此可知牽引力減半,故阻力大于牽引力,車將減速,因功率恒定,故做變減速運(yùn)動(dòng),而牽引力變大,由a=知加速度逐漸減小。當(dāng)牽引力等于阻力后,汽車將做勻速運(yùn)動(dòng)。由以上分析可知C項(xiàng)正確。 二、非選擇題(本題共2小題,共22分) 5.(10分)(xx黃浦高一檢測)下表列出某種型號(hào)轎車的部分?jǐn)?shù)據(jù),根據(jù)表中數(shù)據(jù)回答下列問題: 長/mm寬/mm高/mm 4 8711 8351 460 凈重/kg 1 500 傳動(dòng)系統(tǒng) 前輪驅(qū)動(dòng)5擋變速 發(fā)動(dòng)機(jī)型式 直列4缸 發(fā)動(dòng)機(jī)排量/L 2.2 最高時(shí)速/(ms-1) 30 0～100km/h的加速時(shí)間/s 9.9 最大功率/kW 150 (1)該車以最高速度行駛時(shí)轎車的牽引力為多少? (2)轎車以最大功率行駛,求轎車速度為20m/s時(shí)的加速度? 【解析】(1)由表中數(shù)據(jù)可知,轎車的最大功率P=150kW=1.5105W,最大行駛速度vm=30m/s。最高時(shí)速行駛時(shí),認(rèn)為車做勻速運(yùn)動(dòng),此時(shí)牽引力與阻力大小相等,故:Ff=F==N=5000N (2)轎車速度為20m/s時(shí),牽引力大小F==N=7500N,故此時(shí)轎車的加速度大小 a==m/s2=m/s2≈1.67m/s2。 答案:(1)5000N　(2)1.67m/s2 【總結(jié)提升】解決機(jī)車啟動(dòng)問題的兩個(gè)關(guān)鍵 (1)正確分析物理過程,即分析確定屬于哪種啟動(dòng)方式,注意勻加速啟動(dòng)時(shí)機(jī)車的功率逐漸增大; (2)抓住兩個(gè)基本公式:一是功率公式P=Fv,其中F是機(jī)車的牽引力,而非合力;二是牛頓第二定律:F-Ff=ma。 6.(12分)如圖所示,位于水平面上的物體A,在斜向上的恒定拉力作用下,由靜止開始向右做勻加速直線運(yùn)動(dòng)。已知物體質(zhì)量為10kg,F的大小為100N,方向與速度v的夾角為37,物體與水平面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為0.5,g取10m/s2。求: (1)第2s末,拉力F對(duì)物體做功的功率是多大? (2)從運(yùn)動(dòng)開始,物體前進(jìn)12m過程中拉力對(duì)物體做功的功率?(sin37=0.6,cos37=0.8) 【解題指南】求解該題要注意以下三個(gè)方面: (1)做好受力分析,準(zhǔn)確確定物體的加速度; (2)明確兩個(gè)問題中的功率各屬什么功率; (3)準(zhǔn)確利用運(yùn)動(dòng)學(xué)公式求解相應(yīng)的位移或速度。 【解析】(1)物體對(duì)水平面的壓力 FN=mg-Fsin37=100N-1000.6N=40N 由牛頓第二定律得物體的加速度 a==m/s2=6m/s2 第2s末,物體的速度v=at=12m/s 拉力F對(duì)物體做功的功率P=Fvcos37=960W (2)從運(yùn)動(dòng)開始,前進(jìn)12m用時(shí) t==s=2s 該過程中拉力對(duì)物體做功 W=Flcos37=100120.8J=960J 拉力對(duì)物體做功的平均功率P==W=480W 答案:(1)960W　(2)480W