内容正文:
课时分层训练(二) 功 率
知识点1 对功率的理解
1.(多选)关于功率,下列说法正确的是( )
A. 不同时间内做相同的功,功率一定相同
B. 物体做功越多,它的功率就越大
C. 物体做功越快,它的功率就越大
D. 发动机的额定功率与实际功率可能相等,也可能不相等
CD 功率是表示做功快慢的物理量,不仅与做功的多少有关,而且跟做功所需的时间有关,故C正确,A、B错误;发动机的实际功率可能等于额定功率,也可能不等于额定功率,故D正确.
知识点2 功率和速度
2.(多选)放在水平面上的物体在拉力F作用下做匀速直线运动,先后通过A、B两点,在这个过程中( )
A. 物体的运动速度越大,力F做功越多
B. 不论物体的运动速度多大,力F做功不变
C. 物体的运动速度越大,力F做功的功率越大
D. 不论物体的运动速度多大,力F做功的功率不变
BC 根据W=Fl知,不论速度多大,F做功不变.物体运动速度越大,通过相等位移所用时间越短,功率就越大,B、C正确.
3.汽车以额定功率从静止开始行驶时,一定是( )
A. 速度变大,加速度也变大
B. 速度变小,加速度也变小
C. 速度变大,而加速度变小
D. 速度最大时,牵引力一定也最大
C 当汽车的功率恒定时,由公式P=Fv可知,随着运动速度的增加,汽车的牵引力减小.由牛顿第二定律a=知,汽车的加速度也减小.当加速度减小到零时,汽车的速度达到最大值,此时牵引力应是最小,故只有C正确.
4.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( )
A. B.
C. D.
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.
知识点3 功率的计算
5.一个质量为m的小球做自由落体运动,那么,在0~t时间内重力对它做功的平均功率及在t时刻重力做功的瞬时功率P分别为(t时刻小球未着地)( )
A. =mg2t2,P=mg2t2
B. =mg2t2,P=mg2t2
C. =mg2t,P=mg2t
D. =mg2t,P=2mg2t
C t秒内小球下落高度h=gt2,重力做功W=mgh=mg2t2,重力平均功率==mg2t,t秒末小球速度v=gt,重力瞬时功率P=mgv=mg2t.
6.某同学进行体能训练,用100 s跑上了20 m 高的高楼,试估测他登楼时的平均功率最接近的数值是( )
A. 10 W B. 100 W
C. 1 kW D. 10 kW
B 本题是一道实际生活中求平均功率的估算题,要求对该同学的质量大小要有比较切合实际的估计,设人的质量m=50 kg,则有== W=100 W.故B正确.
7.一辆小车在水平面上做匀速直线运动,从某时刻起,小车所受牵引力和阻力随时间变化的规律如图所示,则作用在小车上的牵引力F的功率随时间变化的规律是下图中的( )
A B C D
D 车所受的牵引力和阻力恒定,所以车做匀加速直线运动,牵引力的功率P=Fv=F(v0+at),故选项D正确.
8.2019年5月26日,中国场地自行车联赛总决赛团体竞速赛在山西太原举行,浙江队选手王天琪在成年男子团体一公里竞速赛决赛中表现优异。最终,浙江队以约43 s的成绩获得冠军。两位运动员在比赛冲刺阶段的画面如图所示,若运动员此时受到的阻力约为200 N,则运动员的输出功率最接近( )
A. 40 W B. 4.0×102 W
C. 4.0×103 W D. 4.0×104 W
C 由题意,浙江队一公里用时约43秒,运动员的平均速度约为23 m/s,冲刺速度接近平均速度,P=Fv=fv=200×23 W=4.6×103 W,C正确,A、B、D选项数量级差太多,是错误的。
9.一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( )
A B
C D
A 由Pt图像知,0~t1内汽车以恒定功率P1行驶,t1~t2内汽车以恒定功率P2行驶。设汽车所受牵引力为F,则由P=Fv得,当v增加时,F减小,由a=知a减小,又因速度不可能突变,所以选项B、C、D错误,选项A正确。
10.修建高层建筑常用的塔式起重机如图所示。在起重机将质量m=5×103 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vmax=1.02 m/s的匀速运动,