2019-2020学年高一物理人教版必修2 重力势能 同步练习(答案)

2019-2020学年高一物理人教版必修2 重力势能 同步练习(答案),高一下物理同步练习,莲山课件.

课时作业(十三) 功 率

一、单项选择题

1.关于功率,以下说法中正确的是(  )

A.据P=t(W)可知,机器做功越多,其功率就越大

B.据P=Fv可知,汽车牵引力一定与速度成反比

C.据P=t(W)可知,只要知道时间t内机器所做的功,就可以求得这段时间内任一时刻机器做功的功率

D.根据P=Fv可知,发动机功率一定时,交通工具的牵引力与运动速度成反比

解析:P=t(W)表明,功率不仅与物体做功的多少有关,同时还与做功所用的时间有关,A错误;由P=t(W)求出来的是平均功率,C错误;在P=Fv中,当功率一定时,在一定阶段汽车的牵引力与速度成反比,但当牵引力等于阻力时,速度不变牵引力也不再变化,D正确;还有一种情况,当牵引力一定时,速度增加,功率也增加,在这种情况下牵引力F是不变的,B错误.

答案:D

2.如图所示,一自动扶梯以恒定的速度v1运送乘客上同一层楼,某乘客第一次站在扶梯上不动,第二次以相对扶梯v2的速度匀速往上走.两次扶梯运送乘客所做的功分别为W1、W2,牵引力的功率分别为P1、P2,则(  )

A.W1<W2,P1<P2   B.W1<W2,P1=P2

C.W1=W2,P1<P2  D.W1>W2,P1=P2

解析:扶梯两次运送乘客的速度均为v1,扶梯所施加的力不变,由P=Fv知P1=P2;由于第二次所用的时间短,由W=Pt得W2<W1.故选项D正确.

答案:D

3.某学校在进行体育测试时,质量为m=50 kg的晓宇同学在t=40 s内完成了25个引体向上,假设每次晓宇同学上升的高度大约为h=0.5 m,则晓宇同学克服重力做功的平均功率为(重力加速度g=10 m/s2)(  )

A.100 W  B.150 W

C.200 W  D.250 W

解析:每次引体向上克服重力做的功约为W1=mgh=50×10×0.5 J=250 J,40 s内的总功W=nW1=25×250 J=6 250 J,40 s内的功率P=t(W)=40(6 250) W≈156 W,B正确.

答案:B

4.一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(  )

解析: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.

答案:D

5.(2017·台州高一检测)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.4(P)  B.2(P)

C.2P  D.4P

解析:设当飞艇以速度v匀速飞行时,所受空气阻力为F阻,则P=F阻v.由题意,当匀速飞行速度为2v时,所受空气阻力为2F阻,所以此时动力系统输出的功率P1=2F阻·2v=4P,D正确.

答案:D

6.(2017·恩施高一检测)质量为5t的汽车,在水平路面上以加速度a=2m/s2启动,所受阻力为1.0×103 N,汽车启动后第1 s末的瞬时功率是(  )

A.2 kW  B.22 kW

C.1.1 kW  D.20 kW

解析:根据牛顿第二定律得F-Ff=ma,则F=Ff+ma=1 000 N+5 000×2 N=11 000 N.汽车第1 s末的速度v=at=2×1 m/s=2 m/s,所以P=Fv=11 000×2 W=22 000 W=22 kW,故B正确,A、C、D错误.

答案:B

二、多项选择题

7.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

解析:求做功用W=Fl,故不论速度多大,F做功不变,故A错、B对;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,故C对、D错.

答案:BC

8.用竖直向上的拉力F将一个质量为m的物体从静止开始,以加速度a向上匀加速提起,经t时间,物体上升的高度为h.则t时间末,作用力F的瞬时功率为(  )

A.Fat  B.t(Fh)

2019-2020学年高一物理人教版必修2 探究弹性势能的表达式 同步练习(答案)

2019-2020学年高一物理人教版必修2 探究弹性势能的表达式 同步练习(答案),高一下物理同步练习,莲山课件.

C.m(F(F-mg)t)  D.m(F2t)

解析:t时间末,物体的速度为v=at,故t时间末,力F的瞬时功率为P=Fv=Fat.又由于a=m(F-mg),故F的瞬时功率也可表示为P=m(F(F-mg)t).故A、C正确.

答案:AC

9.如图所示,四个相同的小球在距地面相同的高度以相同的速率分别竖直下抛、竖直上抛、平抛和斜抛,不计空气阻力,则下列关于这四个小球从抛出到落地过程的说法中正确的是(  )

A.小球飞行过程中单位时间内的速度变化相同

B.小球落地时,重力的瞬时功率均相同

C.从开始运动至落地,重力对小球做功相同

D.从开始运动至落地,重力对小球做功的平均功率相同

解析:因为抛体运动的加速度恒为g,所以选项A正确;小球落地时竖直方向速度大小不同,B错误;WG=mgh,选项C正确;从抛出到落地所用时间不等,所以D错误.

答案:AC

10.如图所示,用细线悬挂一小铁块,将小铁块拉直到水平位置,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(  )

A.一直增大

B.先变大,后变小

C.在最低点为零

D.在最低点最大

解析:开始时,铁块的速度为零,重力的功率为零,当铁块到达最低点时,速度虽然最大,但速度方向与重力方向垂直,故此时重力的功率也为零;而在运动过程中,重力方向与速度方向有一定夹角,故功率不为零,由此可知,重力的功率一定是先增大后减小,故选项B、C正确.

答案:BC

三、非选择题

11.如图甲所示,质量为1.0 kg的物体置于固定斜面上,对物体施以平行于斜面向上的拉力F,1.0 s末将拉力撤去,物体运动的v-t图象如图乙,试求:(g=10 m/s2)

(1)拉力F的大小.

(2)拉力F在第1 s内的平均功率.

解析:(1)由v-t图象知,当撤去拉力F后,物体做匀减速直线运动,加速度大小a=6 m/s2.

由牛顿第二定律得Ff+mgsinα=ma=6 N,当物体受拉力F的作用时,由牛顿第二定律得

F-Ff-mgsinα=ma′,

其中由题图知加速度

a′=12 m/s2,所以F=18 N.

(2)物体在拉力F作用下的位移

x=2(1)a′t2=6 m,

所以拉力F在第1 s内的平均功率=t(Fx)=1(18×6) W=108 W.

答案:(1)18 N (2)108 W

12.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.

解析:(1)设起重机允许的最大输出功率为P0,重物达到最大速度时拉力 F0等于重力.P0=F0vm,F0=mg.

代入数据,得:P0=5.1×104 W.

(2)匀加速运动结束时,起重机达到允许的最大输出功率,

设此时重物受到的拉力为F,速度为v1,匀加速运动经历时间为t1,

有:P0=Fv1,F-mg=ma,v1=at1.

代入数据,得t1=5 s.

t=2 s时,重物处于匀加速运动阶段,设此时速度为v2,输出功率为P,v2=at,P=Fv2.

得:P=2.04×104 W.

答案:(1)5.1×104 W (2)5 s 2.04×104 W

2019-2020学年高一物理人教版必修2 动能和动能定理 同步练习(答案)

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