8.1功与功率（3）限时练 -2022-2023学年高一下学期物理人教版（2019）必修第二册

8.1功与功率 限时练(3) 1.质量为2 t的汽车,发动机的额定功率为30 kW,在水平公路上能以54 km/h的最大速度行驶,如果汽车保持额定功率不变从静止启动后,汽车速度为36 km/h时,汽车的加速度为( ) A.0.5 m/s2 B.1 m/s2 C.1.5 m/s2 D.2 m/s2 2.质量为m的汽车,其发动机额定功率为P.当它在倾角为θ的斜坡上向上行驶时,受到的阻力为车重力的k倍,则车在此斜坡上的最大速度为( ) A. B. C. D. 3.一辆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v-t图象如图所示.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倍,g取10 m/s2,则( ) A.汽车在前5 s内的阻力为200 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40 kW D.汽车的最大速度为20 m/s 4.(多选)汽车在平直公路上以速度v0匀速行驶,发动机功率为P,牵引力为F0,t1时刻,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,到t2时刻,汽车又恢复了匀速直线运动(设整个过程中汽车所受的阻力不变).在下列选项中能正确反映汽车牵引力F、汽车速度v在这个过程中随时间t的变化规律的是( ) 5.在2016年里约奥运会场地自行车女子团体竞速赛中,中国队的钟天使和宫金杰两位强将相继刷新奥运和世界纪录夺金.如图1所示是两位运动员在比赛冲刺阶段的画面,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 6.2015年10月,我国自主研发的第一艘平流层飞艇“圆梦”号试飞成功.若飞艇在平流层水平匀速飞行时,所受空气阻力与飞行速度成正比.当匀速飞行速度为v时,动力系统的输出功率为P;当匀速飞行速度为2v时,动力系统的输出功率为( ) A. B. C.2P D.4P 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选项中的( ) 8.(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 9.汽车发动机的额定功率为60 kW,汽车的质量为5 t,汽车在水平路面上行驶时,阻力是车重的0.1倍,g取10 m/s2. (1)汽车保持额定功率不变从静止启动后, ①汽车所能达到的最大速度是多大?②当汽车的速度为6 m/s时加速度为多大? (2)若汽车从静止开始,保持以0.5 m/s2的加速度做匀加速直线运动,这一过程能维持多长时间? 10.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=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vm=1.02 m/s的匀速运动.取g=10 m/s2,不计额外功.求: (1)起重机允许的最大输出功率; (2)重物做匀加速运动所经历的时间和起重机在第2 s末的输出功率. 答案 1.【A】解析 当牵引力和阻力相等时,汽车的速度最大,最大速度为vm=54 km/h=15 m/s,由P=Fvm=Ffvm可得,阻力Ff== N=2 000 N 速度为v=36 km/h=10 m/s时汽车的牵引力为:F==3 000 N 由牛顿第二定律可得F-Ff=ma, 所以a== m/s2=0.5 m/s2,故选A. 2.【D】解析 当汽车做匀速运动时速度最大,此时汽车的牵引力F=mgsin θ+kmg,由此可得vm=,故选项D正确. 3.【B】解析 汽车受到地面的阻力为车重的倍,则阻力Ff=mg=×2×103×10 N=2 000 N,A错误;由题图知前5 s的加速度a==2 m/s2,由牛顿第二定律知前5 s内的牵引力F=Ff+ma,得F=(2 000+2×103×2) N=6×103 N,选项B正确;5 s末达到额定功率P额=Fv5=6×103×10 W=6×104 W=60 kW,最大速度vmax== m/s=30 m/s,选项C、D错误. 4.【AD】解析 开始时汽车做匀速运动,则F0=Ff.由P=Fv可判断,P=F0v0,v0=,当汽车功率减小一半,即P′=时,其牵引力为F′==<Ff,汽车开始做加速度不断减小的减速运动,F1==,加速度大小为a==-,