第1章 第2节 功率（作业）-2022-2023学年新教材高中物理必修第二册【精讲精练】鲁科版

[课下作业] [基础训练] 1．解放前后，机械化生产水平较低，人们经常通过“驴拉磨”的方式把粮食颗粒加工成粗面来食用。如图所示，假设驴拉磨的平均拉力大小为500 N，运动的半径为1 m，驴拉磨转动一周所用时间约为10 s，则驴拉磨转动一周的平均功率约为(　　) A．0　　　　　　　　 B．50 W C．50π W D．100 πW 解析　由P＝得P＝＝100π W，故D正确，A、B、C错误。 答案　D 2．质量为m的汽车起动后，发动机以额定功率P沿水平道路行驶，经过一段时间后将达到以速度v匀速行驶，若行驶中受到的摩擦阻力大小不变，则在加速过程中车速为时，汽车的加速度大小为(　　) A． B． C． D． 解析　汽车以速度v匀速行驶时，牵引力等于阻力，则F＝f＝，当汽车的速度为时，牵引力为F′＝＝，此时汽车的加速度为a＝＝，选项B正确。 答案　B 3．一辆小车在水平路面上做匀速直线运动，从某时刻起，小车所受到的牵引力F和阻力f随时间变化的规律如图甲所示，则作用在小车上的牵引力F的功率随时间变化的规律应是图乙中的(　　) 解析　根据牵引力F与阻力f随时间变化的图像可知，小车做匀减速直线运动，即vt＝v0－at。那么，小车牵引力的功率随时间的变化规律为P＝Fvt＝Fv0－Fat，牵引力的功率随时间变化的图线是一条倾斜直线，且随时间的增加而减小，选项D正确，其他选项均错。 答案　D 4．一架自动扶梯以恒定的速度v1运送乘客上同一层楼，乘客第一次站在扶梯上不动，第二次以相对于扶梯的速度v2匀速向上走，两次扶梯牵引力做的功分别为W1和W2，牵引力的功率分别为P1和P2，则(　　) A．W1<W2，P1<P2 B．W1<W2，P1＝P2 C．W1＝W2，P1<P2 D．W1>W2，P1＝P2 解析　两种情况下人对扶梯的压力都等于人的重力，即两种情况下扶梯的牵引力大小相等。第一种情况下位移为一层楼高度，第二种情况下人也匀速走了一段位移，故扶梯的位移就比第一次小，故有s1>s2，W1>W2。因为两种情况下牵引力一样大，且牵引力作用下扶梯的运动速度v1也保持不变，由P＝Fv，可知P1＝P2。故D正确，A、B、C错误。 答案　D 5．如图所示，一质量为1 kg的木块静止在光滑水平面上，在t＝0时，用一大小为F＝2 N、方向与水平面成θ＝30°的斜向右上方的力作用在该木块上，则在t＝3s时力F的功率为(　　) A．5 W B．6 W C．9 W D．6 W 解析　对木块根据牛顿第二定律可知，木块的加速度为a＝＝ m/s2，则t＝3 s时的瞬时速度为v＝at＝3m/s，则力F的瞬时功率为 P＝Fvcos θ＝2×3×W＝9 W。 答案　C 6．(多选)一辆小汽车在水平路面上由静止启动，在前5 s内做匀加速直线运动，5 s末达到额定功率，之后保持额定功率运动，其v­t图像如图所示，已知汽车的质量为m＝2×103 kg，汽车受到地面的阻力为车重的0.1倍，g取10 m/s2，则(　　) A．汽车在前5 s内的牵引力为4×103 N B．汽车在前5 s内的牵引力为6×103 N C．汽车的额定功率为60 kW D．汽车的最大速度为30 m/s 解析　由v­t图像知，前5 s的加速度a＝＝2 m/s2，由牛顿第二定律知，前5 s的拉力F－kmg＝ma，得F＝(0.1×2×103×10＋2×103×2)N＝6×103 N，故B正确、A错误；又5 s末达到额定功率P＝F·v5＝6×103×10 W＝6×104 W＝60 kW，故C正确；最大速度vmax＝＝m/s＝30 m/s，故D正确。 答案　BCD 7．一个质量为1 kg的物块，沿倾角为37°的光滑斜面由静止开始下滑，当它下滑4 s时重力的瞬时功率为多大？这4 s内重力的平均功率为多大？(g取10 m/s2) 解析　由mgsin37°＝ma得物块下滑的加速度为a＝gsin 37°＝10×0.6 m/s2＝6 m/s2 下滑4 s时物块的瞬时速度为 v＝at＝6×4 m/s＝24 m/s 4 s内物块的位移为L＝at2＝×6×42 m＝48 m 所以物块下滑4 s时重力的瞬时功率为 P＝mgvcos53°＝1×10×24×0.6 W＝144 W 在这4 s内重力的平均功率为 ＝＝＝ W＝72 W。 答案　144 W　72 W [能力提升] 8．(多选)如图所示，静止在光滑水平桌面的两个物体A、B，B的质量比A大。在大小相等、方向相同(均与水平方向成θ角)的两个拉力FA和FB作用下，沿水平方向移动了相同距离。在这一过程中，FA做的功为WA，功率为PA；FB，做的功为WB，功率为PB，下列关系正确的是(　　) 　 A．WA>WB B．WA＝WB C．PA>PB D．PA＝PB 解析　由题意可知，