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1、2022年高中物理 7.3功率（精讲优练课型）课时提升作业 新人教版必修2一、选择题(本题共5小题，每小题8分，共40分。多选题已在题号后标出)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【解析】选A、B、D。用公式P=Fv计算功率时，F应与速度v方向相同，D对；当v为瞬时速度时，Fv为瞬时功率，B对；v为平均速度，且F为恒力时，Fv为平均功率，A对；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
2、，C错。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l距离，第二次使此物体沿粗糙水平面也前进l距离，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=P2B.W1=W2，P1P2C.W1W2，P1P2D.W1W2，P1=P2【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时间短，所以P1P2，故B正确。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变化的图像是( )【解析】选A。设经过时间t速度大小为v，其方向与竖直方向
3、(或重力方向)成角，由功率公式P=Fvcos知，此时重力的功率P=mgvcos=mgvy=mggt=mg2t，所以A正确。【总结提升】功率P=Fv中F、v、P的对应关系(1)同时性：P、F、v三个量中任意一个物理量都是可以变化的，但应用P=Fv时，三者一定对应于同一时刻。(2)同体性：P、F、v是对应于同一物体的三个物理量，对不在同一物体上的三者关系讨论毫无意义。(3)同向性：P=Fv应用时F与v同向。若F的方向与v的方向成角，则P=Fvcos。4.(xx宁波高一检测)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；
4、当汽车速度为时，汽车的瞬时加速度的大小为( )A.B.C.D.【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. (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.mgB.mgC.mgD.mg【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=mgvsin30=mg，B正确。二、计算题(10分。要有必要的文字说明和解题步骤，有数值计算的要注明单位)6.质
5、量m=5kg的物体，在水平力F=10N的作用下，在光滑的水平面上从静止开始做匀加速直线运动，求：(1)力F在t=2s内对物体所做功的平均功率。(2)在2s末力F对物体做功的瞬时功率。【解题指南】解答本题时应注意以下两点：(1)平均功率用P=或P=F计算。(2)瞬时功率用P=Fv计算。【解析】(1)根据牛顿第二定律可求出加速度a=m/s2=2 m/s2，物体在2 s内的位移x=at2=222m=4 m，故力F在2s内的平均功率P=20 W。(2)物体在2s末的速度v=at=4m/s，2 s末力F的瞬时功率P=Fv=40W。答案：(1)20W(2)40 W(25分钟50分)一、选择题(本题共4小题
6、，每小题8分，共32分。多选题已在题号后标出)1.(xx榆林高一检测)质量为5000kg的汽车，在水平路面上由静止开始做加速度为2m/s2的匀加速直线运动，所受阻力是1 000 N，汽车在启动后第1s末牵引力的瞬时功率为( )A.2 kWB.11 kWC.20 kWD.22 kW【解析】选D。汽车的牵引力F=ma+Ff=50002N+1 000 N=11 000 N，汽车第1s末的速度v=at=2m/s，故第1s末牵引力的功率P=Fv=22000W=22 kW，D对。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、W
7、2及在时间t内小孩拉绳的功率P1、P2的关系为( )A.W1W2，P1=P2B.W1 W2，P1P2C.W1=W2，P1=P2D.W1W2，P1=P2【解题指南】解答该题注意以下两点：(1)拉力相等，小船相同，甲图中船的加速度与乙图中左船的加速度相同，相同时间内位移相同。(2)甲图中拉力只对一船做功，乙图中拉力对两船都做功。【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.(多选)(xx邢台
8、高一检测)质量为m=2kg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v-t图像如图乙所示，取水平向右为正方向，g取10m/s2，则( )A.物体与水平面间的动摩擦因数为=0.5B.10 s末恒力F的瞬时功率为6 WC.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【解析】选C、D。由v-t图像得两段时间的加速度大小分别为a1=2m/s2、a2=1m/s2。根据牛顿第二定律：有F+mg=ma1，F-mg=ma2。解得：F=3N，=0.05，故A错。10 s末恒力F的瞬时功率P=Fv=18W，B错。10s内物体的位移x=4
9、m-6 m=-2 m，说明物体10 s末在计时起点左侧2 m处，C对。整个过程的路程s=4m+6 m=34 m，所以10 s内物体克服摩擦力做功W=mgs=34J，D对。【补偿训练】放在水平地面上的物体受到水平拉力的作用，在06s内其速度与时间图像和拉力的功率与时间图像如图所示，则物体的质量为(g取10m/s2)()A.kgB.kgC.kgD.kg【解析】选B。由P=Fv及v=6m/s时，P=30W可得F=5N。由P=10W，v=6m/s得Ff=N，由牛顿第二定律得F-Ff=ma，而a=3m/s2，可求得m=kg，B正确。4.(xx全国卷)一汽车在平直公路上行驶。从某时刻开始计时，发动机的功率
10、P随时间t的变化如图所示。假定汽车所受阻力的大小f恒定不变。下列描述该汽车的速度v随时间t变化的图线中，可能正确的是()【解析】选A。本题属于机车的恒定功率启动问题。当牵引力大于阻力时，机车加速运动，但速度的增加会导致牵引力变小，机车所受的合力变小，机车的加速度变小，故机车的运动为加速度不断变小的加速运动，直到加速度等于零变为匀速直线运动，故0t1时间内，是一个恒定功率加速过程，直到变为匀速直线运动，t1t2时间内，是另一个恒定功率加速过程，直到变为匀速直线运动，故A项正确。二、计算题(本题共2小题，共18分。要有必要的文字说明和解题步骤，有数值计算的要注明单位)5.(8分)(xx重庆一中高一
11、检测)已知解放牌汽车发动机的额定功率为60kW，汽车的质量为4t，它在水平路面上行驶时所受的阻力为车重的0.1倍，g取10m/s2，求：(1)解放牌汽车以额定功率从静止启动后，能达到的最大速度。(2)若解放牌汽车以0.5m/s2的加速度匀加速启动，其匀加速运动的时间多长。【解析】(1)Ff=kmg=4000N以额定功率启动，达到最大速度时，P=Fvm=Ffvm由此：vm=15m/s(2)由a=得F=ma+Ff=6000N由P=Fv得v=10m/s，故t=20s答案：(1)15m/s(2)20s【补偿训练】一辆重5t的汽车，发动机的额定功率为80kW。汽车从静止开始以加速度a=1m/s2做匀加速
12、直线运动，车受的阻力为车重的0.06倍。(g取10m/s2)求：(1)汽车做匀加速直线运动的最长时间。(2)汽车开始运动后5s末和15s末的瞬时功率。【解析】(1)设汽车做匀加速运动所能达到的最大速度为v对汽车由牛顿第二定律得F-Ff=ma即-kmg=ma，代入数据得v=10m/s所以汽车做匀加速直线运动的时间t=s=10s(2)由于10s末汽车达到了额定功率5s末汽车还处于匀加速运动阶段P=Fv=(kmg+ma)at=(0.06500010+50001)15W=4104W=40 kW15s末汽车已经达到了额定功率P=80kW答案：(1)10s(2)40kW80kW【总结提升】解决机车启动问题
13、的两个关键(1)正确分析物理过程，即分析确定属于哪种启动方式，注意匀加速启动时机车的功率逐渐增大。(2)抓住两个基本公式：一是功率公式P=Fv，其中F是机车的牵引力，而非合力；二是牛顿第二定律：F-Ff=ma。6.(10分)(xx四川高考)严重的雾霾天气，对国计民生已造成了严重的影响，汽车尾气是形成雾霾的重要污染源，“铁腕治污”已成为国家的工作重点。地铁列车可实现零排放，大力发展地铁，可以大大减少燃油公交车的使用，减少汽车尾气排放。若一地铁列车从甲站由静止启动后做直线运动，先匀加速运动20s达最高速度72 km/h，再匀速运动80 s，接着匀减速运动15 s到达乙站停住。设列车在匀加速运动阶段
14、牵引力为1106N，匀速运动阶段牵引力的功率为6103kW，忽略匀减速运动阶段牵引力所做的功。(1)求甲站到乙站的距离。(2)如果燃油公交车运行中做的功与该列车从甲站到乙站牵引力做的功相同，求公交车排放气态污染物的质量。(燃油公交车每做1焦耳功排放气态污染物310-6克)【解题指南】解答本题可按以下思路进行：(1)根据运动学公式求出每段的位移，进而求出甲站到乙站的距离。(2)根据功的计算公式求公交车从甲站到乙站牵引力做的功。【解析】(1)设列车匀加速直线运动阶段所用的时间为t1，距离为s1；在匀速直线运动阶段所用的时间为t2，距离为s2，速度为v；在匀减速直线运动阶段所用的时间为t3，距离为s3；甲站到乙站的距离为s。则s1=vt1s2=vt2s3=vt3s=s1+s2+s3联立式并代入数据得s=1950m(2)设列车在匀加速直线运动阶段的牵引力为F，所做的功为W1；在匀速直线运动阶段的牵引力的功率为P，所做的功为W2。设燃油公交车做与该列车从甲站到乙站相同的功W，将排放气态污染物质量为M。则W1=Fs1W2=Pt2W=W1+W2M=(310-9kgJ-1)W联立式并代入数据得M=2.04kg答案：(1)1
