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1、课时作业(十三)功率一、单项选择题1关于功率,以下说法中正确的是()A据P可知,机器做功越多,其功率就越大B据PFv可知,汽车牵引力一定与速度成反比C据P可知,只要知道时间t内机器所做的功,就可以求得这段时间内任一时刻机器做功的功率D根据PFv可知,发动机功率一定时,交通工具的牵引力与运动速度成反比解析:P表明,功率不仅与物体做功的多少有关,同时还与做功所用的时间有关,A错误;由P求出来的是平均功率,C错误;在PFv中,当功率一定时,在一定阶段汽车的牵引力与速度成反比,但当牵引力等于阻力时,速度不变牵引力也不再变化,D正确;还有一种情况,当牵引力一定时,速度增加,功率也增加,在这种情况下牵引力
2、F是不变的,B错误答案:D2如图所示,一自动扶梯以恒定的速度v1运送乘客上同一层楼,某乘客第一次站在扶梯上不动,第二次以相对扶梯v2的速度匀速往上走两次扶梯运送乘客所做的功分别为W1、W2,牵引力的功率分别为P1、P2,则()AW1W2,P1P2BW1W2,P1P2CW1W2,P1W2,P1P2解析:扶梯两次运送乘客的速度均为v1,扶梯所施加的力不变,由PFv知P1P2;由于第二次所用的时间短,由WPt得W2W1.故选项D正确答案:D3某学校在进行体育测试时,质量为m50 kg的晓宇同学在t40 s内完成了25个引体向上,假设每次晓宇同学上升的高度大约为h0.5 m,则晓宇同学克服重力做功的平
3、均功率为(重力加速度g10 m/s2)()A100 W B150 WC200 W D250 W解析:每次引体向上克服重力做的功约为W1mgh50100.5 J250 J,40 s内的总功WnW125250 J6 250 J,40 s内的功率P W156 W,B正确答案:B4一辆小车在水平面上做匀速直线运动,从某时刻起,小车所受牵引力和阻力随时间变化的规律如图所示,则作用在小车上的牵引力F的功率随时间变化的规律是下图中的()解析:车所受的牵引力和阻力恒定,所以车做匀加速直线运动,牵引力的功率PFvF(v0at),故选项D正确答案:D5(2017台州高一检测)2015年10月,我国自主研发的第一艘
4、平流层飞艇“圆梦”号试飞成功若飞艇在平流层水平匀速飞行时,所受空气阻力与飞行速度成正比当匀速飞行速度为v时,动力系统的输出功率为P;当匀速飞行速度为2v时,动力系统的输出功率为()A. B.C2P D4P解析:设当飞艇以速度v匀速飞行时,所受空气阻力为F阻,则PF阻v.由题意,当匀速飞行速度为2v时,所受空气阻力为2F阻,所以此时动力系统输出的功率P12F阻2v4P,D正确答案:D6(2017恩施高一检测)质量为5t的汽车,在水平路面上以加速度a2m/s2启动,所受阻力为1.0103 N,汽车启动后第1 s末的瞬时功率是()A2 kW B22 kWC1.1 kW D20 kW解析:根据牛顿第二
5、定律得FFfma,则FFfma1 000 N5 0002 N11 000 N汽车第1 s末的速度vat21 m/s2 m/s,所以PFv11 0002 W22 000 W22 kW,故B正确,A、C、D错误答案:B二、多项选择题7放在水平面上的物体在拉力F作用下做匀速直线运动,先后通过A、B两点,在这个过程中()A物体的运动速度越大,力F做功越多B不论物体的运动速度多大,力F做功不变C物体的运动速度越大,力F做功的功率越大D不论物体的运动速度多大,力F做功的功率不变解析:求做功用WFl,故不论速度多大,F做功不变,故A错、B对;物体运动速度越大,通过相等位移所用时间越短,功率就越大,故C对、D
6、错答案:BC8用竖直向上的拉力F将一个质量为m的物体从静止开始,以加速度a向上匀加速提起,经t时间,物体上升的高度为h.则t时间末,作用力F的瞬时功率为()AFat B.C. D.解析:t时间末,物体的速度为vat,故t时间末,力F的瞬时功率为PFvFat.又由于a,故F的瞬时功率也可表示为P.故A、C正确答案:AC9如图所示,四个相同的小球在距地面相同的高度以相同的速率分别竖直下抛、竖直上抛、平抛和斜抛,不计空气阻力,则下列关于这四个小球从抛出到落地过程的说法中正确的是()A小球飞行过程中单位时间内的速度变化相同B小球落地时,重力的瞬时功率均相同C从开始运动至落地,重力对小球做功相同D从开始
7、运动至落地,重力对小球做功的平均功率相同解析:因为抛体运动的加速度恒为g,所以选项A正确;小球落地时竖直方向速度大小不同,B错误;WGmgh,选项C正确;从抛出到落地所用时间不等,所以D错误答案:AC10如图所示,用细线悬挂一小铁块,将小铁块拉直到水平位置,然后放手使小铁块从静止开始向下摆动,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先变大,后变小C在最低点为零D在最低点最大解析:开始时,铁块的速度为零,重力的功率为零,当铁块到达最低点时,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零;而在运动过程中,重力方向与速度方向有一定夹角,故功率不为零,由此可知
8、,重力的功率一定是先增大后减小,故选项B、C正确答案:BC三、非选择题11如图甲所示,质量为1.0 kg的物体置于固定斜面上,对物体施以平行于斜面向上的拉力F,1.0 s末将拉力撤去,物体运动的vt图象如图乙,试求:(g10 m/s2)(1)拉力F的大小(2)拉力F在第1 s内的平均功率解析:(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a6 m/s2.由牛顿第二定律得Ffmgsinma6 N,当物体受拉力F的作用时,由牛顿第二定律得FFfmgsinma,其中由题图知加速度a12 m/s2,所以F18 N.(2)物体在拉力F作用下的位移xat26 m,所以拉力F在第1 s
9、内的平均功率 W108 W.答案:(1)18 N(2)108 W12如图所示,为修建高层建筑常用的塔式起重机在起重机将质量m5103 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)起重机允许的最大输出功率;(2)重物做匀加速运动所经历的时间和起重机在第2 s末的输出功率解析:(1)设起重机允许的最大输出功率为P0,重物达到最大速度时拉力 F0等于重力P0F0vm,F0mg.代入数据,得:P05.1104 W.(2)匀加速运动结束时,起重机达到允许的最大输出功率,设此时重物受到的拉力为F,速度为v1,匀加速运动经历时间为t1,有:P0Fv1,Fmgma,v1at1.代入数据,得t15 s.t2 s时,重物处于匀加速运动阶段,设此时速度为v2,输出功率为P,v2at,PFv2.得:P2.04104 W.答案:(1)5.1104 W(2)5 s2.04104 W