第3節(jié)功率【二維選題表】物理觀念科學(xué)思維科學(xué)探究科學(xué)態(tài)度與責(zé)任對(duì)功率的理解1(易)2(易),3(易),4(易)功率的計(jì)算5(易),6(易),10(中),11(中)公式P=Fv的應(yīng)用7(易),8(易),9(中),12(難)7(易),9(中),12(難)基礎(chǔ)訓(xùn)練1.下列關(guān)于功率的說(shuō)法中正確的是(D)A.由P=知,力做的功越多,功率越大B.由P=Fv知,物體運(yùn)動(dòng)得越快,功率越大C.由W=Pt知,功率越大,力做的功越多D.由P=Fvcos 知,某一時(shí)刻,即使力和速度都很大,但功率不一定大解析:由公式P=可知,只有P,W,t中兩個(gè)量確定后,第三個(gè)量才能確定,故選項(xiàng)A,C錯(cuò)誤;由P=Fv可知,P與F,v有關(guān),故選項(xiàng)B錯(cuò)誤,由P=Fvcos 可知,P還與有關(guān),故選項(xiàng)D正確.2.(2016江蘇徐州期末)如圖所示,物體A,B質(zhì)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,由靜止開(kāi)始都通過(guò)了相同的位移s,那么(D)A.力F對(duì)A做功較多,做功的平均功率也較大B.力F對(duì)B做功較多,做功的平均功率也較大C.力F對(duì)A,B做的功和做功的平均功率都相同D.力F對(duì)A,B做功相等,但對(duì)A做功的平均功率較大解析:由W=Fs知,兩種情況下,力F做功相等,但在光滑水平面上用時(shí)少,由P=知,在光滑水平面上平均功率較大,故選項(xiàng)D正確.3. 飛行員進(jìn)行素質(zhì)訓(xùn)練時(shí),抓住秋千桿由水平狀態(tài)開(kāi)始下擺,到達(dá)豎直狀態(tài)的過(guò)程中,飛行員所受重力的瞬時(shí)功率變化情況是(C)A.一直增大B.一直減小C.先增大后減小D.先減小后增大解析: 對(duì)飛行員受力及運(yùn)動(dòng)分析如圖所示,在A位置,飛行員受重力但速度為零,所以P=mgv=0;在B位置,飛行員受重力mg,速度為v,=90,所以P=Fvcos =0,在A,B之間的任意位置C,0<<90,由P=Fvcos 知P為一個(gè)大于零的數(shù)值,所以飛行員所受重力的瞬時(shí)功率先增大后減小,選項(xiàng)C正確.4. 如圖所示是甲、乙兩物體做功與所用時(shí)間的關(guān)系圖象,那么甲物體的功率P甲與乙物體的功率P乙相比(B)A.P甲>P乙B.P甲<P乙C.P甲=P乙D.無(wú)法判定解析:根據(jù)功率的定義式P=可知,在功與所用時(shí)間的關(guān)系圖象中,直線的斜率表示該物體的功率.因此,由圖線斜率可知P甲<P乙,選項(xiàng)B正確.5.質(zhì)量為M的物體從高處由靜止下落,若不計(jì)空氣阻力,在第2 s內(nèi)和第3 s內(nèi)重力做的功的功率之比為(物體未落到地面)(A)A.35B.11C.13D.23解析:物體做自由落體運(yùn)動(dòng),第2 s和第3 s內(nèi)位移之比為35,故做功之比為35,由P=知功率之比為35,選項(xiàng)A正確.6.一小球做自由落體運(yùn)動(dòng),不計(jì)空氣阻力,小球在空中運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中重力做功的功率P隨時(shí)間t變化的圖象是(A)解析:小球做自由落體運(yùn)動(dòng),其速度v=gt,重力做功的功率P=mgv=mg2t.故選項(xiàng)A正確.7.(2016福建四地六校聯(lián)考)手動(dòng)擋汽車上坡時(shí),司機(jī)一般都會(huì)將變速擋換到低速擋位上,這樣做的主要目的是(D)A.節(jié)省燃料B.使汽車獲得較大的功率C.避免因車速過(guò)大而發(fā)生危險(xiǎn)D.使汽車獲得較大的牽引力解析:司機(jī)用“換擋”的辦法來(lái)減速行駛是為了獲得更大的牽引力來(lái)上坡,由P=Fv可知,在功率一定的情況下,當(dāng)速度減小時(shí),汽車的牽引力就會(huì)增大,此時(shí)更容易上坡,所以選項(xiàng)D正確.8.質(zhì)量為m的物體沿傾角為的固定斜面滑至底端時(shí)的速度大小為v,此時(shí)支持力的瞬時(shí)功率為(B)A.mgvB.0C.mgvcos D.mgvtan 解析:物體沿斜面滑至斜面底端時(shí)的速度方向沿斜面向下,與支持力夾角為90,因而支持力的瞬時(shí)功率為0.選項(xiàng)B正確.9.在一次抗震救災(zāi)中,運(yùn)輸救災(zāi)物資的某汽車發(fā)動(dòng)機(jī)的額定功率為80 kW,它以額定功率在平直公路上行駛的最大速度為20 m/s,則汽車在以最大速度勻速行駛時(shí)所受的阻力是(C)A.1 600 NB.2 500 NC.4 000 ND.8 000 N解析:當(dāng)汽車在額定功率下運(yùn)動(dòng)達(dá)到最大速度時(shí),說(shuō)明汽車的加速度等于零,即阻力等于牽引力,則有f=F=.故汽車在以最大速度勻速行駛時(shí)所受到的阻力f= N=4103 N,選項(xiàng)C正確.素養(yǎng)提升10.(2016福建福州測(cè)試)(多選)光滑水平面上質(zhì)量為m=1 kg的物體在水平拉力F的作用下從靜止開(kāi)始運(yùn)動(dòng),如圖(甲)所示,若力F隨時(shí)間t的變化情況如圖(乙)所示,則下列說(shuō)法正確的是(BD)A.拉力在前2 s內(nèi)和后4 s內(nèi)做功之比為11B.拉力在前2 s內(nèi)和后4 s內(nèi)做功之比為13C.拉力在4 s末和6 s末做功的功率之比為23D.拉力在前2 s內(nèi)和后4 s內(nèi)做功的功率之比為23解析:根據(jù)牛頓第二定律得在02 s內(nèi),加速度a1=4 m/s2,在26 s內(nèi),加速度a2=2 m/s2,在2 s末的速度v0=a1t1=8 m/s前2 s內(nèi)的位移s1=a1=8 m,在26 s內(nèi)的位移s2=v0t2+a2=48 m,則拉力在前2 s內(nèi)做功為W1=F1s1=32 J,在后4 s內(nèi)做功為W2=F2s2=96 J,所以W1W2=3296=13,故選項(xiàng)A錯(cuò)誤,B正確;4 s末的速度v4=a1t1+a2t3=12 m/s,6 s末的速度v6=a1t1+a2t2=16 m/s,則=,故選項(xiàng)C錯(cuò)誤;拉力在前2 s內(nèi)的功率=16 W;后4 s內(nèi)做功的功率=24 W,則=,故選項(xiàng)D正確.11. 如圖所示,位于水平面上的物體A,在斜向上的恒定拉力作用下,由靜止開(kāi)始向右做勻加速直線運(yùn)動(dòng).已知物體質(zhì)量為10 kg,F的大小為100 N,方向與速度v的夾角為37,物體與水平面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為0.5,g=10 m/s2.求:(sin 37=0.6,cos 37=0.8)(1)第2 s末,拉力F對(duì)物體做功的功率是多大?(2)從運(yùn)動(dòng)開(kāi)始,物體前進(jìn)12 m過(guò)程中拉力對(duì)物體做功的平均功率是多大?解析:(1)物體對(duì)水平面的壓力N=mg-Fsin 37=100 N-1000.6 N=40 N由牛頓第二定律得物體的加速度a= m/s2=6 m/s2第2 s末,物體的速度v=at=12 m/s拉力F對(duì)物體做功的功率P=Fvcos 37=960 W.(2)從運(yùn)動(dòng)開(kāi)始,前進(jìn)12 m用時(shí)t= s=2 s該過(guò)程中拉力對(duì)物體做功W=Fscos 37=100120.8 J=960 J拉力對(duì)物體做功的平均功率P= W=480 W.答案:(1)960 W(2)480 W12.質(zhì)量為2 000 kg的汽車在平直公路上行駛,所能達(dá)到的最大速度為20 m/s,設(shè)汽車所受阻力為車重的0.2倍(即f=0.2mg).如果汽車在運(yùn)動(dòng)的初始階段以2 m/s2的加速度由靜止開(kāi)始做勻加速行駛,試求:(g取10 m/s2)(1)汽車的額定功率.(2)汽車在勻加速行駛時(shí)的牽引力.(3)汽車在3 s內(nèi)牽引力所做的功.(4)汽車在第3 s末的瞬時(shí)功率.(5)試畫出汽車在8 s內(nèi)的P-t圖象.解析:(1)汽車達(dá)到最大速度時(shí)做勻速運(yùn)動(dòng),此時(shí)有f=F0,則P=F0vm=fvm=0.2mgvm=80 kW.(2)汽車勻加速行駛時(shí),根據(jù)牛頓第二定律得F-f=ma.所以牽引力F=f+ma=8 000 N.(3)因?yàn)閯蚣铀匐A段的末速度v1=10 m/s.勻加速的時(shí)間為t=5 s>3 s.汽車在3 s內(nèi)的位移s=at2=232 m=9 m.牽引力所做的功WF=Fs=8 0009 J=72 000 J.(4)汽車在第3 s末的瞬時(shí)功率P=Fv=Fat=48 kW.(5)如圖所示.答案:見(jiàn)解析