1、功率 (25分钟60分)一、选择题(本题共6小题，每题6分，共36分)1.(2020淄博高一检测)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约为(重力加速度g取10 m/s2)()A.100 WB.150 WC.200 WD.250 W【解析】选B。每次引体向上克服重力做的功约为W1=mgh=50100.5 J=250 J，40 s内的总功W=nW1=25250 J=6 250 J，40 s内的平均功率P= W156 W，则B正确，A、C、D错误。2.如图所示，我国
2、自主研制的绞吸挖泥船“天鲲号”达到世界先进水平。若某段时间内，“天鲲号”的泥泵输出功率恒为1104 kW，排泥量为1.4 m3/s，排泥管的横截面积为0.7 m2。则泥泵对排泥管内泥浆的推力为()A.5106 NB.2107 NC.2109 ND.5109 N【解析】选A。排泥量Q=vS，则v= m/s=2 m/s。又P=Fv，则F= N=5106 N。所以A正确，B、C、D错误。3.如图所示是甲、乙两物体做功与所用时间的关系图像，那么甲物体的功率P甲与乙物体的功率P乙相比()A.P甲P乙B.P甲P乙C.P甲=P乙D.无法判定【解析】选B。根据功率的定义式P=可知，在功与所用时间的关系图像中，
3、直线的斜率表示功率。因此，由图线斜率可知P甲W2，P1=P2B.W1W2，P1P2C.W1=W2，P1=P2D.W1W2，P1=P2【解析】选B。按图甲、乙两种情况用同样大小的力拉绳，左边的船移动的位移相同，但乙图中右边的船也要移动，故乙图中拉力作用点移动的总的距离大；拉力做的功等于拉力与作用点在拉力方向上的位移的乘积，故乙图中拉力做功多，由于时间相同，故乙图中拉力的功率大，则B正确，A、C、D错误。10.(6分)质量为m的物体，在水平恒力F的作用下，在光滑水平面上从静止开始运动，则有()A.力F对物体做功的瞬时功率保持不变B.力F对物体做功的瞬时功率跟时间t成正比C.某时刻力F的瞬时功率小于
4、从开始到此时刻这段时间内力F的平均功率D.某时刻力F的瞬时功率等于从开始到此时刻这段时间内力F的平均功率【解析】选B。物体的加速度a=，t时刻的速度v=at，t时刻的功率P=Fv=，因为F、m为定值，所以P与t成正比，即P逐渐增大，故选项A错误，选项B正确；0t时间内F的平均功率=F=F=，而t时刻F的瞬时功率P=Fv大于，则C、D错误。【加固训练】(多选)如图所示是健身用的“跑步机”示意图，质量为m的运动员踩在与水平面成角的静止皮带上，运动员用力向后蹬皮带，皮带运动过程中，受到的阻力恒定为f，使皮带以速度v匀速运动，则在运动过程中，下列说法正确的是()A.人脚对皮带的摩擦力是皮带运动的动力B
5、.人对皮带不做功C.人对皮带做功的功率为mgvD.人对皮带做功的功率为fv【解析】选A、D。脚蹬皮带时，脚和皮带之间产生了摩擦力，皮带受到的摩擦力是皮带运动的动力，故选项A正确；皮带在人的作用下移动了距离，人对皮带做功，故选项B错误；皮带运动过程中受到的阻力恒定为f，使皮带以速度v匀速运动，人对皮带做功的功率，等于阻力的功率，即人对皮带做功的功率为fv，故选项C错误，选项D正确。11.(6分)如图所示，特斯拉Model S标配全轮驱动双电机，Model S P100 D更有高性能后置电机，与高效率的前置电机联动，实现超跑级别的加速表现，仅需2.7 s，即可从静止加速至100 km/h。假设驾驶
6、员与车总质量为2 200 kg，则在此加速过程中下列说法中正确的是()A.合力做功约为8.5105 JB.牵引力做功约为8.5105 JC.合力做功的平均功率约为3 150 kWD.牵引力做功的平均功率约为3 150 kW【解析】选A。v=100 km/h27.8 m/sF合=ma=m2.265104 Ns=t=37.53 mW合=F合s8.5105 JP合=3.15105 W=315 kW牵引力功率大于合外力的功率，则A正确，B、C、D错误。12.(22分)如图所示，质量为2 kg的物体在大小为24 N、沿斜面向上的力F作用下，由静止开始沿光滑斜面体向上运动，斜面的倾角为30，斜面足够长(g
7、取10 m/s2)。求：(1)5 s内拉力对物体做功的功率；(2)5 s末拉力对物体做功的功率；(3)5 s末物体克服重力做功的功率。【解析】(1)(2)物体在斜面上运动的加速度大小a= m/s2=7 m/s25 s内发生的位移s=at2=752 m=87.5 m5 s末物体的速度v1=at=35 m/s5 s内拉力做的功W=Fs=2487.5 J=2 100 J。5 s内拉力做功的功率P=420 W。5 s末拉力做功的功率P5=Fv1=2435 W=840 W。(3)5 s末物体克服重力做功的功率P=mgv1sin 30=2035 W=350 W。答案：(1)420 W(2)840 W(3)
8、350 W【加固训练】如图所示，一地铁列车从甲站由静止启动后做直线运动，先匀加速运动t1=10 s达到速度大小v=54 km/h，再匀速运动t2=100 s，接着匀减速运动t3=12 s到达乙站停车。列车在运行过程中所受的阻力大小恒为f=1105 N，列车在减速过程中发动机停止工作，求：(1)列车匀速运动过程中克服阻力所做的功W。(2)列车在匀加速阶段牵引力的平均功率。【解析】(1)已知v=54 km/h=15 m/s列车在匀速阶段的位移为：x=vt2=1 500 m列车匀速运动过程中克服阻力所做的功为：W=fx=1.5108 J(2)设列车在匀加速阶段的加速度大小为a1，由牛顿第二定律有：F-f=ma1又：a1=匀减速过程有：f=mg=ma2，又a2=得m=8104 kg，F=2.2105 N该阶段牵引力的平均功率=F解得：=1.65106 W。答案：(1)1.5108 J(2)1.65106 W