7.3 功率 每课一练(人教版必修2)

第1页共4页7.3功率1．关于功和功率的概念，以下说法中正确的是()A．功率大说明物体做功多B．功率小说明物体做功少C．机器做功越多，其功率就越大D．机器做功越快，其功率就越大解析：功率表示做功快慢的物理量，功率大说明做功快，其大小与做功多少和做功时间都没有直接关系。答案：D2．下列对功率和机械效率的说明，错误的是()A．现在机械的机械效率小于1，将来有可能出现新的机械，其效率大于1B．功率的大小与机械效率的大小无关C．机械效率越大，说明有用功率越大D．功率越大，机械效率越大解析：机械在做功过程中，W总＝W有用＋W额外；W额外永远不可能等于0，因此机械效率不可能大于1，A错误；功率和机械效率是两个不同的物理量，功率是表示做功快慢的物理量，机械效率是表示对总能量利用率大小的物理量，二者没有必然联系，B正确，D错误；机械效率越大，说明有用功在总功中占的比例越大，但总功、有用功都不一定大，C错误。答案：ACD3.如图1所示，在平直公路上以一定速率(约为5m/s)行驶的自行车所受阻力为车和人总重量的0.02倍，则骑车人的功率最接近于(车和人的总质量约为100kg)()A．0.1kWB．1×103kWC．1kWD．10kW图1解析：因为车速v＝5m/s，骑车时的牵引力F＝f＝0.02×100×10N＝20N，所以功率P＝Fv＝20×5W＝100W，即0.1kW，故A正确。答案：A4．汽车上坡的时候，司机必须换挡，其目的是()A．减小速度，得到较小的牵引力B．增大速度，得到较小的牵引力C．减小速度，得到较大的牵引力D．增大速度，得到较大的牵引力解析：汽车在上坡时，汽车的牵引力除了需要克服阻力以外，还要克服重力沿斜坡向第2页共4页下的分力，所以需要增大牵引力，由F＝Pv知，在P不变时，要增大牵引力，必须减小v。答案：C5．如图2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，下列说法正确的是()图2A．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解析：由W＝Fs知F对A和B做功一样多，B在粗糙水平面上由于受到阻力的作用，B的加速度小，由s＝12at2知，通过相同的位移，B用的时间长，由P＝Wt知力对A做功的平均功率大，D正确。答案：D6．汽车以速率v1沿一斜坡向上匀速行驶，若保持发动机功率不变，汽车沿此斜坡向下匀速行驶的速度为v2，则汽车以同样大小的功率在水平路面上行驶时的最大速率为(设三种情况下汽车所受的阻力相同)()A.v1v2B.12(v1＋v2)C.2v1v2v1＋v2D.v1v2v1＋v2解析：设汽车的质量为m，斜坡倾角为α，汽车沿斜坡匀速向上和匀速向下时的牵引力分别为F1和F2，阻力大小为f，由力的平衡条件和功率公式得F1＝mgsinα＋f＝Pv1①F2＝f－mgsinα＝Pv2②①②两式相加，得汽车所受阻力的大小f＝v1＋v22v1v2P，若汽车沿水平路面行驶，达最大车速时牵引力等于阻力，即F3＝f或Pv3＝f，所以v3＝Pf＝2v1v2v1＋v2，故选项C正确。答案：C第3页共4页7．如图3所示，用轻绳悬挂一小铁块，将小铁块拉到如图所示的水平位置，然后放手使小铁块从静止开始向下摆动，在小铁块摆向最低点的过程中，重力对小铁块做功的功率()图3A．保持不变B．不断变大C．不断变小D．先变大，后变小解析：在竖直方向上，铁块的初速度为零，末速度也是零，由重力的功率表达式P＝mgv竖可知，重力的功率先变大后变小，D正确。答案：D8.质量为m的汽车在平直路面上起动，起动过程的速度图象如图4所示，从t1时刻起汽车的功率保持不变，整个运动过程中汽车所受阻力恒为f，则()A．0～t1时间内，汽车的牵引力等于mv1t1＋fB．t1～t2时间内，汽车的功率等于mv21t1图4C．汽车运动的最大速度v2＝(mv1ft1＋1)v1D．t1～t2时间内，汽车克服阻力做的功为fv1＋v22·(t2－t1)解析：0～t1时间内，汽车做匀加速直线运动，加速度为a＝v1t1，根据牛顿第二定律得F－f＝ma，解得F＝mv1t1＋f，选项A正确；在t1时刻，汽车的牵引力功率已经达到额定功率，故t1～t2时间内，汽车的功率等于P＝Fv1＝(mv1t1＋f)v1，选项B错误；汽车运动的最大速度v2＝Pf＝(mv1ft1＋1)v1，选项C正确；根据速度图象可知，t1～t2时间内汽车的位移大于v1＋v22·(t2－t1)，汽车克服阻力做的功大于fv1＋v22(t2－t1)，选项D错误。答案：AC9.如图5所示，用F为30N的力使重G＝50N的物体由静止出发，使物体以a＝0.1m/s2的加速度上升，则2s末，力F的功率为多少？用第4页共4页此动滑轮提升重物的机械效率是多少？解析：物体G在2s末的速度为：图5v1＝at＝0.1×2m/s＝0.2m/s根据动滑轮性质，F此时的速度v2＝2v1＝0.4m/s则F的功率：PF＝Fv2＝30×0.4W＝12WF是对动滑轮做功的动力，PF就是总功率，重力被提升的功率是有用功率。P有用＝PG＝Gv1＝50×0.2W＝10Wη＝PGPF＝10W12W＝83.3%。答案：12W83.3%10．在水平路面上运动的汽车的额定功率为60kW，若其总质量为5t，在水平路面上所受的阻力为5×103N，试求：(1)汽车所能达到的最大速度。(2)若汽车以0.5m/s2的加速度由静止开始做匀加速运动，这一过程能维持多长时间？(3)若汽车以额定功率起动，则汽车车速v1＝2m/s时的加速度为多大？(4)若汽车以v2＝6m/s的速度匀速行驶，汽车的实际功率为多大？解析：(1)当汽车达到最大速度时，牵引力F＝f，则由P＝Fv得，汽车所能达到的最大速度为vmax＝Pf＝60×1035×103m/s＝12m/s。(2)汽车以恒定的加速度a做匀加速运动，则牵引力恒定。F＝Pv，随v增大，发动机的输出功率也增大，当功率增至额定功率时不能再增大，牵引力将减小，a将变小，匀加速阶段结束，设此时速度为v0，则有Pv0－f＝ma即v0＝Pf＋ma＝60×1035×103＋5×103×0.5m/s＝8m/s由v0＝at得，这一过程维持的时间为t＝v0a＝80.5s＝16s。(3)当汽车以额定功率起动达到2m/s的速度时的牵引力为F1＝Pv1＝60×1032N＝3×104N由牛顿第二定律得，汽车的加速度为a＝F1－fm＝3×104－5×1035×103m/s2＝5m/s2。(4)汽车以6m/s的速度匀速行驶时，牵引力为F2＝f＝5×103N，此时汽车的实际功率为P′＝F2v2＝5×103×6W＝3×104W＝30kW。答案：(1)12m/s(2)16s(3)5m/s2(4)30kW