2012高中物理 3.2研究功与功率同步练习 沪科版必修2

3.2研究功与功率同步练习（沪科版必修2）1．如图3－2－9所示，用同样的力F拉同一物体，在甲(光滑水平面)、乙(粗糙水平面)、丙(光滑斜面)、丁(粗糙斜面)上通过同样的距离，则拉力F的做功情况是(　　)图3－2－9A．甲中做功最少　　　B．丁中做功最多C．做功一样多D．无法比较解析：选C.功是力和在力的方向上的位移的乘积，四种情况下力和在力的方向上的位移都相同，所以四种情况做功一样多．或由W＝Fscosα计算，也可判断出四种情况做功一样多．2．以下关于功率的说法中正确的是(　　)A．据P＝W/t可知，机器做功越多，其功率就越大B．据P＝Fv可知，汽车牵引力一定与速度成反比C．据P＝W/t可知，只要知道时间t内机器所做的功，就可求得这段时间内任一时刻机器做功的功率D．据P＝Fv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：选D.做功越多，若所用时间也很长，则其功率不一定大；在功率P一定时，牵引力与速度成反比；P＝只能求一段时间内的平均功率，不能求任一时刻的瞬时功率．3．(2011年开封高一检测)一辆汽车以功率P1在平直公路上以速率v0匀速行驶．若某一时刻突然加大油门，使汽车的功率增大为P2，并保持这一功率继续行驶．设整个过程中阻力恒定，则功率增大为P2后，汽车的v－t图像可能是(　　)图3－2－10解析：选D.汽车的功率增大为P2时，由P＝Fv可知，汽车的牵引力要增大，所以汽车要做加速运动，速度增大后，牵引力会逐渐减小，因此汽车先做加速度减小的加速运动，当牵引力等于阻力时，加速度减为零，而速度达到最大，最后就以最大速度做匀速直线运动．4.(2011年高考上海卷)如图3－2－11所示，一长为L的轻杆一端固定在光滑铰链上，另一端固定一质量为m的小球．一水平向右的拉力作用于杆的中点，使杆以角速度ω匀速转动，当杆与水平方向成60°时，拉力的功率为(　　)图3－2－11A．mgLωB.mgLωC.mgLωD.mgLω解析：选C.由能的转化和守恒可知：拉力的功率等于克服重力的功率．PG＝mgvy＝mgvcos60°＝mgωL.故选C.5．某汽车发动机的额定功率为P＝6.0×104W，汽车的质量为m＝5.0×103kg，该车在水平路面上沿直线行驶时，阻力是车重的0.1倍，g取10m/s2.试求：(1)汽车保持额定功率的大小从静止启动后能达到的最大速度是多少？(2)若汽车从静止开始且保持以a＝0.5m/s2的加速度做匀加速运动，这一过程能维持多长时间？解析：(1)设汽车以额定功率启动达到最大速度vm时牵引力为F，此时汽车的加速度a＝0.根据牛顿第二定律和功率的 表 关于同志近三年现实表现材料材料类招标技术评分表图表与交易pdf视力表打印pdf用图表说话 pdf 达式F－f＝ma＝0①f＝0.1mg②P＝Fvm③联立①②③解得vm＝12m/s.(2)设汽车从静止开始做匀加速运动终止时的速度为v，这一过程所用的时间为t，由于速度为v时汽车的实际功率F′v等于汽车的额定功率P.根据匀变速运动公式和牛顿第二定律得F′－f＝ma④v＝at⑤F′v＝P⑥联立④⑤⑥解得t＝16s.答案：(1)12m/s　(2)16s一、选择 题 快递公司问题件快递公司问题件货款处理关于圆的周长面积重点题型关于解方程组的题及答案关于南海问题 1．如图3－2－12所示，力F大小相等，A、B、C、D中物体运动的位移s也相同，哪种情况F做功最少(　　)图3－2－12解析：选D.对恒力F做功的多少，可由W＝Fscosα分析，由题中条件知D项做功最少．2．质量为m的物体沿倾角为θ的斜面滑到底端时的速度大小为v，则此时重力的瞬时功率为(　　)A．mgv　　　　　　　　　B．mgvsinθC．mgvcosθD．mgvtanθ解析：选B.重力与物体的速度之间的夹角为90°－θ，则重力的瞬时功率为P＝Fvcos(90°－θ)＝mgvsinθ，所以选项B正确．3．一个力对物体做了负功，则说明(　　)A．这个力一定阻碍物体的运动B．这个力不一定阻碍物体的运动C．这个力与物体运动方向的夹角α>90°D．这个力与物体运动方向的夹角α<90°解析：选AC.由功的表达式W＝Fscosα知，只有当α>90°时，cosα<0，力对物体做负功；此力阻碍物体的运动，故A、C对．4．汽车由静止启动即以加速度a做匀加速运动，则汽车刚达到额定功率时，汽车的速度(　　)A．同时达到最大值B．还没有达到最大值C．在没有达到额定功率之前就达到最大值D．此后速度将保持不变解析：选B.当汽车刚达到额定功率时，其还有加速度，由F－f＝ma和P＝Fv，此后F逐渐减小，加速度a也逐渐减小，速度继续增大，直到加速度为零时，速度才达到最大，故B正确．5.举重运动是我国多次在世界级大赛中摘金夺银的传统强项．在举重比赛中，运动员举起杠铃时必须使杠铃平衡一段时间才能被裁判视为成功，如图3－2－13所示．下列说法中正确的是(　　)图3－2－13A．向上举起的过程中，运动员对杠铃做功B．向上举起的过程中，运动员对杠铃不做功C．举起后保持平衡的一段时间内，运动员对杠铃做功D．举起后保持平衡的一段时间内，运动员对杠铃没有力解析：选A.向上举起的过程中，运动员对杠铃有向上的作用力，运动员对杠铃做正功，选项A正确，B错误；举起后保持平衡的一段时间内，运动员对杠铃有向上的作用力，但杠铃没有位移，因此运动员对杠铃不做功，C、D错误．6．质量为m的物体始终固定在倾角为θ的斜面上，下列说法正确的是(　　)A．若斜面水平向右匀速运动距离s，斜面对物体没有做功B．若斜面向上匀速运动距离s，斜面对物体做功mgsC．若斜面水平向左以加速度a运动距离s，斜面对物体做功masD．若斜面向下以加速度a运动距离s，斜面对物体做功m(g＋a)s解析：选ABC.斜面对物体做功即斜面对物体的作用力(支持力和摩擦力)做功．物体受到平衡力作用而处于匀速直线运动状态，与重力相平衡的力是斜面给它的作用力，方向竖直向上．斜面沿水平方向匀速运动时，力与位移垂直，斜面对物体不做功．斜面向上匀速运动时，力与位移同向，即W＝F·s＝mgs.斜面水平向左加速运动时，物体所受的合外力为ma，恰等于斜面给它的作用力在位移方向上的分量，即W＝Fs·s＝mas.斜面向下加速时，对物体有mg＋F＝ma，W＝F·s＝m(a－g)·s.7.(2011年高考江苏卷)如图3－2－14所示，演员正在进行杂技表演．由图可估算出他将一只鸡蛋抛出的过程中对鸡蛋所做的功最接近于(　　)图3－2－14A．0.3JB．3JC．30JD．300J解析：选A.一只鸡蛋重约1N，人的身高一般为1.6m，则鸡蛋被抛出的高度约为0.6m，则鸡蛋获得的最大机械能约为E＝mgh＝1×0.6J＝0.6J，故人对鸡蛋做的功约为0.6J，最接近0.3J，故A正确，B、C、D错误．8．(2011年高考海南卷)一质量为1kg的质点静止于光滑水平面上，从t＝0时起，第1秒内受到2N的水平外力作用，第2秒内受到同方向的1N的外力作用．下列判断中正确的是(　　)A．0～2s内外力的平均功率是WB．第2秒内外力所做的功是JC．第2秒末外力的瞬时功率最大D．第1秒内与第2秒内质点动能增加量的比值是解析：选AD.由题意知质点所受的水平外力即为合力，则知质点在这2秒内的加速度分别为a1＝2m/s2、a2＝1m/s2，则质点在第1s末与第2s末的速度分别为v1＝2m/s、v2＝3m/s，每一秒内质点动能的增加量分别为ΔEk1＝mv＝2J、ΔEk2＝mv－mv＝2.5J，所以＝.D正确．再由动能定理可知第2s内与0～2s内，外力所做功分别为W2＝ΔEk2＝2.5J、W＝mv－0＝4.5J，则在0～2s内外力的平均功率P＝＝2.25W，A正确、B错误．由P＝Fv知，质点在第1s末与第2s末的瞬时功率分别为P1＝4W、P2＝3W，故C错误．9.如图3－2－15所示，物块A放在小车B上，A用绳系在固定的墙上，现用力F向右拉动小车，在此过程中，A对B的摩擦力对B做功W1，B对A的摩擦力对A做功W2，以下关系中正确的是(　　)图3－2－15A．W1<0，W2<0B．W1>0，W2<0C．W1<0，W2＝0D．W1<0，W2>0解析：选C.当向右拉动小车时，B相对A向右运动，则A对B的摩擦力方向向左，与B的运动方向相反，所以做负功，即W1<0，由牛顿第三定律，B对A的摩擦力方向向右，但A的位移等于零，所以B对A的摩擦力不做功，即W2＝0，故选C.10.一辆汽车在水平路面上原来做匀速运动，从某时刻开始，牵引力F和阻力f随时间t的变化规律如图3－2－16所示，则从图中的t1到t2时间内，汽车牵引力的功率P随时间t变化的关系图线应为图3－2－17中的(　　)图3－2－16图3－2－17解析：选C.从图中可以看出，t1到t2时间内，汽车牵引力F小于阻力f，汽车做匀减速运动，速度减小，汽车的牵引力功率P＝Fv也应均匀减小，所以选项C正确．二、非选择题11．质量m＝3kg的物体，在水平力F＝6N的作用下，在光滑水平面上从静止开始运动，运动时间t＝3s，求：(1)力F在t＝3s内对物体所做功的平均功率；(2)在3s末力F对物体做功的瞬时功率.解析：物体在水平力F的作用下，在光滑水平面上做初速度为零的匀加速直线运动，根据牛顿第二定律，可求出加速度a＝＝2m/s2，则物体在3s末的速度v＝at＝6m/s，物体在3s内的位移s＝at2＝9m.(1)力F在3s内的平均功率P＝＝＝18W(或P＝F＝18W)．(2)3s末力F的瞬时功率P＝Fv＝36W.答案：(1)18W　(2)36W12．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)4871×1835×1460净重/(kg)1500传动系统前轮驱动与挡变速发动机型式直列4缸发动机排量(L)2.2最高时速(km/h)2520～108km/h的加速时间(s)10额定功率(kW)140图3－2－18(1)如图3－2－18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“1～5”各挡速度逐渐增大，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？(3)如果把0～108km/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F＝可知，P一定，v越小，F越大．所以车以最大动力上坡时，应推至“1”挡．(2)由P＝Fv得，F＝＝2.0×103N.(3)由a＝可求得：a＝3m/s2.答案：(1)推至“1”挡　(2)2.0×103N　(3)3m/s2PAGE5用心爱心专心