第1章 课时精练(二) 功 率-【金版新学案】2024-2025学年新教材高一物理必修第二册同步课堂高效讲义教师用书word（鲁科版2019）

课时精练(二)　功　率 (本栏目内容，在学生用书中以独立形式分册装订！) [基础达标] 1．(多选)关于力对物体做功的功率，下面几种说法中正确的是(　　) A．力对物体做功越多，这个力的功率就越大 B．力对物体做功的时间越短，这个力的功率就越大 C．力对物体做功少，其功率可能很大；力对物体做功多，其功率也可能较小 D．功率是表示做功快慢而不是表示做功多少的物理量 CD　[功率P＝，表示单位时间内所做的功。当t一定时，W越大，P越大，当W一定时，t越小，P越大，可见P由W、t共同决定，只强调一个因素的说法是错误的，故A、B错误；如果W较小，但当t更小时，P就可能很大；如果W较大，但当t更大时，P就可能较小，故C正确；由P＝知P是表示做功快慢的物理量，P越大表示单位时间内 做功越多，即做功越快，故D正确。] 2．(多选)关于额定功率与实际功率，下列说法中正确的是(　　) A．正常条件下可以长时间工作的功率叫额定功率 B．机器在工作时发动机实际输出的功率叫实际功率 C．实际功率可以小于额定功率，但绝不能大于额定功率 D．机器的实际功率可能会暂时超过额定功率，但不能长时间工作 ABD　[由额定功率和实际功率的定义可知A、B正确，实际功率通常比额定功率要小，但可能会短时间超过额定功率，故C错误，D正确。] 3．如图所示，物体A、B质量相同，A放在光滑的水平面上，B放在粗糙的水平面上，在相同的力F作用下，由静止开始都通过了相同的位移s，那么(　　) A．力F对A做功较多，做功的平均功率也较大 B．力F对B做功较多，做功的平均功率也较大 C．力F对A、B做的功和做功的平均功率都相同 D．力F对A、B做功相等，但对A做功的平均功率较大 D　[由W＝Fs知，两种情况下，力F做功相等，但在光滑水平面上用时少，由P＝知，在光滑水平面上平均功率较大，故D正确。] 4．一小球由静止释放，不计空气阻力，小球在空中运动的过程中重力做功的功率P随时间t变化的图像是(　　) A　[设经过时间t速度大小为v，由功率公式P＝Fv知，此时重力的功率P＝mgv＝mg·gt＝mg2t，所以A正确。] 5．(2022·上海静安高一期中)京沪杭高铁综合试验运行最高时速达到486.1 km/h，刷新了世界纪录，铁路提速再次引起世人的关注。铁路提速要解决许多具体的技术问题，其中提高火车牵引力功率是一个重要问题，假设匀速行驶时，火车所受阻力与速度的平方成正比，那么当火车分别以150 km/h 和50 km/h的速率在水平轨道上匀速行驶时，火车的牵引力功率之比为(　　) A．3∶1 B．9∶1 C．27∶1 D．81∶1 C　[由题意知，火车所受阻力为F阻＝kv2，而火车匀速行驶时，火车的牵引力大小等于其所受阻力，则火车的牵引力的功率P＝kv3，故功率之比为27∶1，所以C正确。] 6.(2022·黑龙江大庆高一下学期期中)如图所示，质量相同的两物体从同一高度由静止开始运动，A沿着固定在地面上的光滑斜面下滑，B做自由落体运动。两物体分别到达地面时，下列说法正确的是(　　) A．重力的平均功率> B．重力的平均功率＝ C．重力的瞬时功率PA＝PB D．重力的瞬时功率PA<PB D　[物体B做自由落体运动，运动时间tB＝，A做匀加速直线运动，a＝g sin θ，根据＝g sin θ·t2得，tA＝，重力做功相等，根据＝知，A<B，故A、B错误。根据动能定理，mgh＝mv2得，物块到达底端时的速度v＝。A物体重力的瞬时功率PA＝mgv sinθ，B物体重力的瞬时功率PB＝mgv.则PA＜PB。故D正确，C错误。] 7．质量为1.5×103 kg的汽车以某一恒定功率启动后沿平直路面行驶，且行驶过程中受到的阻力恒定，汽车能够达到的最大速度为30 m/s。若汽车的速度大小为10 m/s时的加速度大小为4 m/s2，则该恒定功率为(　　) A．90 kW　 B．75 kW　 C．60 kW　 D．4 kW A　[汽车以恒定的功率启动，由牛顿第二定律F－F阻＝ma和功率Pmax＝Fv联立可得－F阻＝ma，当速度为10 m/s时的加速度大小为4 m/s2，即：－F阻＝4 m，而汽车达到最大速度时加速度为零，有：＝F阻，联立两式解得：Pmax＝60m＝60×1.5×103 W＝90 kW，故A正确。] 8．(2022·福建宁德期末)如图所示，某同学到超市购物，用大小为20 N、方向与水平成60˚角斜向上的拉力F拉购物篮，以1 m/s的速度v匀速前进。求： (1)前进6 s内拉力所做的功W； (2) 6 s末拉力做功的功率P。 解析：　(1)6 s内购物篮前进的位移s＝vt 拉力对购物篮做的功为W＝Fs cos θ 解得W＝ 60 J。 (2)根据P＝Fv cos θ，解得P＝10 W。 答案：　(1) 60 J　(2)10 W [能力提升] 9．(多选)(2022·重庆渝中区中学期中)发动机额定功率为P0的汽车在水平路面上从静止开始先匀加速启动，最后达到最大速度并做匀速直线运动，已知汽车所受路面阻力恒为F，汽车刚开始启动时的牵引力和加速度分别为F0和a0，如图所示描绘的是汽车在这一过程中速度随时间以及加速度、牵引力和功率随速度变化的图像，其中正确的是(　　) AC　[汽车匀加速启动时，a一定，根据v＝at知v增大，根据F＝ma＋F阻知F一定，根据P＝Fv知，功率P也均匀增大，达到P额后，功率保持不变，由v继续增大，牵引力减小，当F＝F阻时，a＝0，速度达到最大，之后匀速，故A、C正确。] 10．(多选)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v­t图像如图所示。已知汽车的质量为m＝2×103 kg，汽车受到阻力为车重的0.1，g取10 m/s2，则(　　) A．汽车在前5 s内的牵引力为3×103 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60 m/s BC　[汽车受到的阻力为F阻＝0.1×2×103×10 N＝2×103 N，前5 s内，由图知a＝2 m/s2，由牛顿第二定律可知F－F阻＝ma，求得汽车的牵引力为F＝F阻＋ma＝6×103 N，故B正确，A错误；t＝5 s末功率达到额定功率，汽车的额定功率为P＝Fv＝6×104 W＝60 kW，故C正确；当牵引力等于阻力时，汽车达最大速度，则最大速度vmax＝＝30 m/s，故D错误。] 11．(多选)(2022·河南洛阳高一期中)如图甲所示，物体受到水平推力F的作用在粗糙水平面上做直线运动。监测到推力F、物体速度v随时间t变化的规律如图乙、丙所示。取g＝10 m/s2，则(　　) A．第1 s内推力做功为1 J B．第2 s内摩擦力做的功为W＝2.0 J C．第1.5 s时推力F的功率为3 W D．第2 s内推力F做功的平均功率P＝3 W CD　[由v­t图可知第1 s内物体速度为零没有运动，所以推力做的功为零，A错误；由v­t图和F­t图可知第3 s内物体匀速，则f＝F＝2 N，第2 s内位移为1 m，由Wf＝－fs＝－2×1 J＝－2.0 J，则B错误；1.5 s时的瞬时速度为1 m/s，推力为3 N，则由P＝Fv＝3×1 W＝3 W，C正确；第2 s内的推力为3 N，第2 s内物体做匀加速直线运动平均速度为1 m/s，由P＝F＝3×1 W＝3 W，D正确。] 12.近年来，被称为“绿色环保车”的电动车成了不少市民购买的首选，电动车在出厂时都要进行检测，在检测某款电动车性能的实验中，质量为8×102 kg的电动车由静止开始沿平直公路行驶，达到的最大速度为15 m/s，利用传感器测得此过程中不同时刻电动车的牵引力F与对应的速度v，并描绘出F­图像，如图所示(图中AB、BO均为直线)。假设电动车行驶中所受阻力恒定，求此过程中： (1)电动车的额定功率； (2)电动车由静止开始运动，经过多长时间，速度达到2 m/s? 解析：　由F­图像知，AB段对应电动车加速过程中保持牵引力F＝2 000 N恒定不变，即做匀加速直线运动；BO段中直线的斜率k＝＝Fv保持恒定不变，对应电动车在这一阶段以额定功率加速行驶。 (1)当电动车达到最大速度vmax＝15 m/s时，电动车的牵引力F＝F阻＝400 N，其中F阻为地面对电动车的阻力。 所以电动车的额定功率P＝F阻vmax＝400×15 W＝6 000 W。 (2)电动车匀加速行驶过程中的加速度a＝＝ m/s2＝2 m/s2， 电动车刚达到额定功率时其速度v＝＝ m/s＝3 m/s，之后它将做加速度减小的变加速运动。 故当电动车的速度v′＝2 m/s时，正处于匀加速阶段，则这一过程所用时间t＝＝ s＝1 s。 答案：　(1)6 000 W　(2)1 s 学科网（北京）股份有限公司 $$