【中學(xué)教材全解】2020-2021學(xué)年人教版高中物理必修2-第7章-第3節(jié)-功率課時練案

第3節(jié)功率題組1功率（時間：6分鐘分值：12分）1.［4分］（單選）下列關(guān)于功率的說法，正確的是（）A.力對物體做的功越多，功率就越大B.做功時間短的機(jī)械，功率大C.完成相同的功，用的時間越長，功率越大D.功率大的機(jī)械在單位時間內(nèi)做的功會更多圖7-3-12.［4分］（單選）如圖7-3-1所示，某人用同一水平力QUOTE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)QUOTE的距離，其次次使此物體沿粗糙水平面也前進(jìn)QUOTE的距離，若先后兩次拉力做的功分別為QUOTE和QUOTE，功率分別為QUOTE和QUOTE，則（）圖7-3-1QUOTE＝QUOTE，QUOTE＝QUOTEQUOTE＝QUOTE，QUOTE＞QUOTEQUOTE＞QUOTE,QUOTE＞QUOTE QUOTE＞QUOTE,QUOTE3.［4分］（單選）某汽車上標(biāo)有其內(nèi)燃機(jī)的功率是“100kW”字樣，則該功率表示汽車的（）A.額定功率 B.實(shí)際功率C.瞬時功率 D.平均功率題組2功率與速度（時間：14分鐘分值：28分）4.［4分］（單選）汽車上坡的時候，司機(jī)必需換擋，其目的是（）A.減小速度，得到較小的牽引力B.增大速度，得到較小的牽引力C.減小速度，得到較大的牽引力D.增大速度，得到較大的牽引力圖7-3-25.［4分］（單選）飛行員進(jìn)行素養(yǎng)訓(xùn)練時，抓住秋千桿由水平狀態(tài)開頭下擺，到達(dá)豎直狀態(tài)的過程中（如圖7-3-2圖7-3-2A.始終增大B.始終減小C.先增大后減小D.先減小后增大圖7-3-36.［4分］（多選）如圖7-3-3所示，質(zhì)量相同的兩物體處于同一高度，QUOTE沿固定在地面上的光滑斜面下滑，QUOTE自由下落，最終達(dá)到同一水平面，則（）圖7-3-3A.重力對兩物體做功相同B.重力的平均功率相同C.到達(dá)底端時重力的瞬時功率QUOTED.到達(dá)底端時兩物體的速度相同7.［8分］一輛電動自行車的銘牌上給出了如下技術(shù)指標(biāo)：規(guī)格車型26型電動自行車整車質(zhì)量30kg最大載重120kg額定輸出功率120W額定電壓48V額定電流3A質(zhì)量為QUOTE70kg的人騎此電動自行車沿平直大路行駛，所受阻力QUOTE恒為車和人總重的0.02倍，QUOTE取10QUOTE。則在電動自行車正常工作時，人騎車行駛的最大速度為多少？8.［8分］一臺起重機(jī)將質(zhì)量QUOTEkg的貨物從靜止勻加速地豎直吊起，在2s末貨物的速度QUOTE4.0m/s。（g取10QUOTE）求：（1）起重機(jī)在2s內(nèi)的平均輸出功率。（2）起重機(jī)在2s末的輸出功率。題組3機(jī)車的啟動問題（時間：10分鐘分值：20分）9.［4分］（單選）質(zhì)量為QUOTE的汽車以恒定功率QUOTE在平直的水平大路上行駛，汽車勻速行駛時的速率為QUOTE，當(dāng)汽車以速率QUOTE）行駛時，汽車的加速度為（）A.QUOTE B.QUOTE C.QUOTE D.QUOTE圖7-3-410.［4分］（單選）汽車的發(fā)動機(jī)的額定輸出功率為QUOTE，它在水平路面上行駛時受到的摩擦阻力大小恒定。汽車在水平路面上由靜止開頭運(yùn)動，直到車速達(dá)到最大速度QUOTE，汽車發(fā)動機(jī)的輸出功率QUOTE隨時間變化的圖象如圖7-3-4所示。若在QUOTE時間內(nèi)，汽車發(fā)動機(jī)的牽引力是恒定的，則汽車受到的合力QUOTE隨時間變化的圖象可能是圖7-3-5中的（）圖7-3-4ABCD圖7-3-511.［12分］汽車的質(zhì)量為QUOTEkg，額定功率為30kW，運(yùn)動中阻力大小恒為車重的0.1倍。汽車在水平路面上從靜止開頭以QUOTEN的牽引力動身。（QUOTE取10QUOTE）求：（1）汽車所能達(dá)到的最大速度QUOTE。（2）汽車能保持勻加速運(yùn)動的最長時間QUOTE。（3）汽車加速度為0.6QUOTE時的速度QUOTE。（4）在勻加速運(yùn)動的過程中發(fā)動機(jī)做的功QUOTE。題組4綜合拓展提升（時間：16分鐘分值：32分）圖7-3-612.［4分］（多選）如圖7-3-6所示是健身用的“跑步機(jī)”示意圖。質(zhì)量為QUOTE的運(yùn)動員踩在與水平面成QUOTE角的靜止皮帶上，用力向后蹬皮帶。皮帶運(yùn)動過程中受到的阻力恒為QUOTE，使皮帶以速度QUOTE勻速向右運(yùn)動。則在運(yùn)動過程中，下列說法正確的是（）圖7-3-6A.人腳對皮帶的摩擦力是皮帶運(yùn)動的動力B.人對皮帶不做功C.人對皮帶做功的功率為QUOTED.人對皮帶做功的功率為QUOTE13.［4分］（多選）某科技創(chuàng)新小組設(shè)計(jì)制作出一種全自動升降機(jī)模型，用電動機(jī)通過鋼絲繩拉著升降機(jī)由靜止開頭勻加速上升，已知升降機(jī)的質(zhì)量為QUOTE，當(dāng)升降機(jī)的速度為QUOTE時，電動機(jī)的電功率達(dá)到最大值QUOTE，此后電動機(jī)保持該功率不變，直到升降機(jī)以最大速度QUOTE勻速上升為止，整個過程中忽視摩擦阻力及空氣阻力，重力加速度為QUOTE。有關(guān)此過程下列說法正確的是（）A.鋼絲繩的最大拉力為QUOTEB.升降機(jī)的最大速度QUOTEC.鋼絲繩的拉力對升降機(jī)所做的功等于升降機(jī)克服重力所做的功D.升降機(jī)的速度由QUOTE增大至QUOTE的過程中，鋼絲繩的拉力不斷減小圖7-3-714.［12分］一輛汽車質(zhì)量為QUOTEkg，最大功率為QUOTEW，在水平路面由靜止開頭做直線運(yùn)動，最大速度為QUOTE，運(yùn)動中汽車所受阻力恒定。發(fā)動機(jī)的最大牽引力為QUOTEN，其行駛過程中牽引力QUOTE與車速的倒數(shù)QUOTE的關(guān)系如圖7-3-7所示。試求：圖7-3-7（1）依據(jù)圖線QUOTE推斷汽車做什么運(yùn)動？（2）最大速度QUOTE的大??；（3）勻加速直線運(yùn)動中的加速度；（4）當(dāng)汽車的速度為10m/s時發(fā)動機(jī)的功率為多大？15.［12分］如圖7-3-8甲所示，質(zhì)量為1kg的物體置于固定斜面上，對物體施以平行于斜面對上的拉力QUOTE，1s末后將拉力撤去，物體運(yùn)動的QUOTE圖象如圖乙所示，試求：（1）拉力QUOTE；（2）拉力QUOTE的平均功率。甲乙甲乙圖7-3-8參考答案1.D解析：功率與做功多少沒有必定的聯(lián)系，選項(xiàng)A、B錯誤；完成相同的功，用時越長，功率越小，選項(xiàng)C錯誤。2.B解析：拉力相同，又通過相同的位移，由QUOTE＝QUOTE知，拉力對物體做的功一樣多，即QUOTE＝QUOTE；但沿光滑水平面前進(jìn)時，加速度較大，故所用時間短，所以QUOTE＞QUOTE，故選項(xiàng)B正確。3.A解析：機(jī)器銘牌上標(biāo)注的功率為額定功率。4.C解析：汽車在上坡時，汽車的牽引力除了需要克服阻力以外，還要克服重力沿斜坡向下的分力，所以需要增大牽引力，由QUOTE，在功率QUOTE不變時要增大牽引力QUOTE，必需減小速度QUOTE。圖7-3-95.C解析：對飛行員受力及運(yùn)動分析如圖7-3-9所示，在QUOTE位置，飛行員受重力但速度為0，所以QUOTE；在QUOTE位置，飛行員受重力QUOTE，速度為QUOTE，QUOTE90°，所以QUOTEcosQUOTE=0；在QUOTE之間的任意位置QUOTE，0°＜QUOTE＜90°。由QUOTEcosQUOTE知QUOTE為一個大于0的數(shù)值，所以運(yùn)動員所受重力的瞬時功率的變化狀況是先增大后減小。圖7-3-96.AC解析：重力對QUOTE物體做功為QUOTE,對QUOTE物體做功（QUOTEsinQUOTE）QUOTEQUOTE，故選項(xiàng)A正確。QUOTE兩物體運(yùn)動時間不同，QUOTE,QUOTE=QUOTE=QUOTE,所以由QUOTE可知平均功率不同，故選項(xiàng)B錯誤。到達(dá)底端時，QUOTE,QUOTEsinQUOTE·QUOTEsinQUOTE)QUOTE2QUOTE,QUOTE兩物體到達(dá)底端時速度大小相等，但方向不同，故選項(xiàng)D錯誤。到達(dá)底端時QUOTE的瞬時功率QUOTE（QUOTEsinQUOTE,B的瞬時功率QUOTE，明顯QUOTE，故選項(xiàng)C正確。點(diǎn)評：解本題關(guān)鍵要留意兩點(diǎn)：一是重力在豎直方向，它做功的多少由豎直方向的位移打算；二是到達(dá)末位置時，QUOTE兩物體的速度大小相同但方向不同，此時求重力的功率要考慮速度與重力的夾角關(guān)系。7.6m/s解析：從電動自行車銘牌上獲得的有用信息為整車質(zhì)量為30kg，額定輸出功率為120W。分析知電動自行車在額定功率下行駛時，當(dāng)牽引力與阻力相等時，即QUOTE時速度達(dá)到最大值。設(shè)車的質(zhì)量為m，由題意知，地面對車的阻力為QUOTE，當(dāng)車速達(dá)到最大值時，應(yīng)有QUOTE，解得QUOTE=6m/s。解題技巧：提取有用信息，正確分析QUOTE中的各量，并留意當(dāng)QUOTE＝QUOTE時，車速達(dá)到最大值QUOTE。QUOTEWQUOTEW解析：(1)貨物運(yùn)動的加速度為QUOTEQUOTE=2QUOTE。設(shè)鋼繩的拉力為QUOTE，則依據(jù)牛頓其次定律得QUOTE，故QUOTE×QUOTEQUOTEN物體上升的位移大小QUOTE=4m拉力做的功QUOTE×4QUOTEJ則平均輸出功率QUOTEW。(2)2s末的速度QUOTE2×2m/s=4m/s，則2s末的輸出功率為QUOTE×4QUOTEW。9.C解析：汽車勻速行駛時，路面阻力QUOTE=QUOTE；當(dāng)汽車的速率為QUOTE時，牽引力QUOTE，此時加速度QUOTE。點(diǎn)評：QUOTE通常用于計(jì)算瞬時功率，QUOTE為機(jī)械供應(yīng)的動力，當(dāng)機(jī)車勻速運(yùn)動時，牽引力QUOTE與阻力QUOTE相等。QUOTE的其次個應(yīng)用是QUOTE已知，若已知瞬時速度QUOTE，則此時牽引力QUOTE；若已知牽引力QUOTE，則此時速度QUOTE。10.D解析：QUOTE時間內(nèi)牽引力是恒定的，故合力也是恒定的；輸出功率在增大，當(dāng)達(dá)到額定功率后，速度漸漸增大，牽引力漸漸減小，始終到等于摩擦力，故合力也始終減小直到等于零。11.（1）7.5m/s（2）3.75s（3）4.7m/sQUOTEJ解析：（1）汽車在水平路面上勻速行駛時，此時達(dá)到最大速度，汽車的功率達(dá)到額定功率QUOTE，則有QUOTE＝QUOTE，QUOTE＝QUOTE＝QUOTE，所以QUOTE=QUOTE，代入數(shù)據(jù)得QUOTE=7.5m/s。（2）當(dāng)汽車以恒定的牽引力啟動，即以加速度QUOTE勻加速啟動，依據(jù)牛頓其次定律可得：QUOTE＝QUOTE，又由QUOTE知汽車的速度不斷增加，所以可得：汽車的輸出功率將不斷增大，當(dāng)QUOTE＝QUOTE時，汽車功率不再增加，此時汽車的勻加速運(yùn)動將結(jié)束，速度為QUOTE，則有QUOTE＝QUOTE，QUOTE=QUOTE=QUOTE，代入數(shù)據(jù)解得QUOTE=3.75s。（3）汽車的加速度為0.6QUOTE時的牽引力QUOTE+QUOTE′,代入數(shù)據(jù)可解得QUOTE′=6.4×QUOTEN＜QUOTEN。說明勻加速運(yùn)動過程已經(jīng)結(jié)束，此時汽車的功率為QUOTE，所以由QUOTE＝QUOTE可得QUOTE=QUOTEm/s≈4.7m/s。（4）汽車在勻加速運(yùn)動過程中，發(fā)動機(jī)做的功，也就是牽引力所做的功為：QUOTE＝QUOTE=QUOTE。代入數(shù)據(jù)可得QUOTEJ。點(diǎn)撥：本題易將兩個速度QUOTE和QUOTE混淆，其中QUOTE是汽車的輸出功率等于額定功率時的速度，是勻加速運(yùn)動結(jié)束時的速度，而QUOTE是當(dāng)加速度為零時的最大速度，機(jī)車最終就以這個速度做勻速直線運(yùn)動。12.AD解析：摩擦力使皮帶運(yùn)動，對皮帶做功，做功的功率為QUOTE。13.BD解析：升降機(jī)先做勻加速運(yùn)動后做變加速運(yùn)動再做勻速運(yùn)動，在勻加速運(yùn)動過程中鋼絲繩的最大拉力大于重力，即QUOTE＞QUOTE，選項(xiàng)A錯誤。勻速運(yùn)動時升降機(jī)有最大速度QUOTE，選項(xiàng)B正確。升降機(jī)在整個上升過程中，鋼絲繩的拉力大于或等于升降機(jī)所受的重力，因此鋼絲繩的拉力對升降機(jī)所做的功大于升降機(jī)克服重力所做的功，故選項(xiàng)C錯誤。升降機(jī)速度由QUOTE增大至QUOTE的過程中，鋼絲繩的拉力不斷減小，最終等于重力，故選項(xiàng)D正確。14.(1)見解析（2）20m/s(3)2QUOTEQUOTEW解析：（1）圖線QUOTE牽引力QUOTE不變，阻力QU