2019人教版物理必修二精练：分层训练·进阶冲关 7.3 功率（含解析）

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1、分层训练进阶冲关A 组 基础练(建议用时 20 分钟)1.(多选)(2018长沙高一检测)甲、乙两台起重机分别以 v 甲 =0.6 m/s 和 v 乙 =0.2 m/s 的速度匀速提升同样重的物体,使两物体都升高18 m,则 ( B、C )A.甲做的功多 B.甲、乙做的功一样多C.甲的功率大 D.乙的功率大2.共享电动自行车已成为许多城市便捷的日常交通工具。张老师骑电动自行车沿平直公路行驶,因为想锻炼身体,故改用脚蹬骑车。现设张老师与车的总质量为 100 kg,人与车的速度恒为 5 m/s,骑行过程中所受阻力约为人与车总重力的 0.02 倍,g 取 10 m/s2。此时人骑电动车做功的功率约为

2、 (B)A.10 W B.100 W C.1 000 W D.10 000 W3.(2018长春高一检测)假设列车从静止开始匀加速运动,经 500 米的路程后,速度达到 360 千米/时,列车的质量为 1105 kg,如果不计阻力,在匀加速阶段,牵引力的最大功率为 (B)A.4.67106 kW B.1.0 105 kWC.1.0108 kW D.4.67 109 kW4.(2018济南高一检测)质量为 0.1 kg 的金属块从距水平地面 50 m 高处由静止开始下落,不计空气阻力,g 取 10 m/s2,则该金属块所受重力在从初始时刻算起的第 2 s 内所做的功和第 2 s 末的功率分别为

3、(B)A.20 J,20 W B.15 J,20 WC.20 J,10 W D.15 J,15 W5.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 (C)A. B. C. D.6.平坦路面上行驶的汽车所受到的阻力大小 Ff与汽车行驶的速率成正比。若汽车从静止出发,先做匀加速直线运动,达到额定功率后保持额定功率行驶,则在整个行驶过程中,汽车受到的牵引力大小 F 与阻力大小 Ff关系图象是 (A)7.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

4、质量为 m,由静止开始沿滑梯下滑,滑行距离为 x 时,重力的瞬时功率为 (B)A.mg B. mgC.mg D. mg8.(2018西安高一检测)质量为 5 kg 的物体置于粗糙水平地面上,受到水平恒力 F 作用一段时间后撤去,运动的 v-t 图象如图所示。(g取 10 m/s2)求:(1)物体与水平地面间的动摩擦因数 。(2)全过程物体克服摩擦力做的功 W 克 。(3)水平恒力 F 的最大功率 Pm。【解析】(1)撤去拉力后物体的加速度大小 a2=2 m/s2,物体所受的摩擦力 Ff=ma2=10 N,Ff=mg,=0.2。(2)由图线与坐标轴包围面积等于物体运动位移可知,全过程物体的位移

5、x=50 m,克服摩擦力做的功W 克 =Ffx=500 J。(3)物体受 F 作用时的加速度 a1=2 m/s2由 F-Ff=ma1 得 F=20 N故 Pm=Fvm=200 W。答案:(1)0.2 (2)500 J (3)200 WB 组 提升练(建议用时 20 分钟)9.(多选)我国科学家正在研制航母舰载机使用的电磁弹射器,舰载机总质量为 3.0104 kg,设起飞过程中发动机的推力恒为 1.0105 N,弹射器有效作用长度为 100 m,推力恒定,要求舰载机在水平弹射结束时速度大小达到 80 m/s。弹射过程中舰载机所受总推力为弹射器和发动机推力之和,假设所受阻力为总推力的 20%,则

6、( A、B、D )A.弹射器的推力大小为 1.1106 NB.弹射器对舰载机所做的功为 1.1108 JC.弹射器对舰载机做功的平均功率为 8.8107 WD.舰载机在弹射过程中的加速度大小为 32 m/s210.(2018福州高一检测)如图是一汽车在平直路面上启动的速度-时间图象,整个启动过程中汽车受到的阻力恒定不变,其中 t1时刻起汽车的功率保持不变。由图象可知 (D)A.0t 1时间内,汽车的牵引力增大,功率增大B.0t 1时间内,汽车的牵引力不变,功率不变C.t1t 2时间内,汽车的牵引力减小,功率减小D.t1t 2时间内,汽车的牵引力减小,功率不变11.(2018唐山高一检测)汽车在

7、平直公路上以速度 v0匀速行驶,发动机功率为 P。快进入闹市区时,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。下面四个图象中表示从司机减小油门开始,汽车的速度与时间关系的是 (B)12.某测试员测试汽车启动、加速、正常行驶及刹车的性能。前 4 s逐渐加大油门,使汽车做匀加速直线运动,415 s 保持油门位置不变,可视为发动机保持恒定功率运动,达到最大速度后保持匀速,15 s 时松开油门并踩刹车,经 3 s 停止。已知汽车的质量为 1 200 kg,在加速及匀速过程中汽车所受阻力恒为 Ff,刹车过程汽车所受阻力为5Ff,根据测试数据描绘 v-t 图象如图所示,下列说法正确的是

8、(D)A.Ff=1 200 NB.04 s 内汽车所受牵引力为 3.6103 NC.415 s 汽车功率为 360 kW D.04 s 汽车牵引力做的功为 1.44105 JC 组 培优练(建议用时 20 分钟)13.(2018雅安高一检测)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 m=5103 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 a=0.2 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 vm=1.02 m/s 的匀速运动。g 取 10 m/s2,不计额外功。求:(1)起重机允许输出的最大功率。(2)重物做匀加速运动所

9、经历的时间和起重机在第 2 秒末的输出功率。(3)假设起重机以最大功率起吊重物,先加速运动紧接着匀速运动,经历的总时间为 12 秒,求整个过程中起重机所做的功。【解析】(1)设起重机允许输出的最大功率为 Pmax,重物达到最大速度时,拉力 F0 等于重力。 Pmax=F0vmF0=mg,代入数据,有 Pmax=5.1104 W(2)匀加速运动结束时,起重机达到允许输出的最大功率,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:P 0=Fv1,F-mg=ma,v1=at1联立并代入数据,得 t1=5 st2=2 s 时,重物处于匀加速运动阶段,设此时速度为 v2,输出功

10、率为 P,则 v2=at2,P=Fv2联立代入数据,得:P=2.0410 4 W。(3)起重机保持功率一定,则整个过程中做功:W=Pmaxt=5.110412 J=6.12105 J答案:(1)5.110 4 W (2)5 s 2.0410 4 W(3)6.12105 J14.(2018上饶高一检测)汽车发动机的功率为 60 kW,汽车的质量为 4 t,当它行驶在倾角正弦值为 0.02 的长直公路上时,如图所示,所受阻力为车重的 0.1 倍(g 取 10 m/s2),求:(1)汽车所能达到的最大速度 vm。(2)若汽车从静止开始以 0.6 m/s2的加速度做匀加速直线运动,则此过程能维持多长时

11、间?(3)当汽车匀加速行驶的速度达到最大值时,汽车做功多少?(4)在 10 s 末汽车的瞬时功率为多大?【解析】(1)汽车在坡路上行驶,所受阻力由两部分构成,即:Ff=kmg+mgsin=4 800 N;又因为 F=Ff 时,P=F fvm,所以 vm= =12.5 m/s(2)汽车从静止开始,以 a=0.6 m/s2 的加速度匀加速行驶, 由 F=ma,有F-Ff=ma。所以 F=ma+kmg+mgsin=41030.6 N+4 800 N=7.2103 N,保持这一牵引力,汽车可达到匀加速行驶的最大速度 vm,有 vm= = m/s=8.33 m/s由运动学规律可以求出匀加速行驶的时间与位移:t= = s=13.9 ss= = m=57.82 m(3)由 W=Fs 可求出汽车在匀加速阶段行驶时做功为W=Fs=7.210357.82 J=4.16105 J(4)当 t=10 s13.9 s 时,汽车做匀加速直线运动 ,v=at=0.610 m/s=6 m/sP=Fv=7 2006 W=43 200 W答案:(1)12.5 m/s (2)13.9 s(3)4.16105 J (4)43.2 kW