1、课时作业(十五)功功率授课提示：对应学生用书第275页一、选择题(16题只有一个选项符合题目要求，710题有多个选项符合题目要求)1汽车在水平路面上行驶时受到的阻力相同，当汽车分别匀速、匀加速、匀减速地驶过同样的路程x时，汽车发动机所做的功的大小关系为()A匀速行驶时做的功最多B匀加速行驶时做的功最多C匀减速行驶时做的功最多D三种情况做的功相同解析：汽车匀加速运动时的牵引力FFfma最大，行驶相同的路程，汽车发动机做的功一定最多；匀减速时牵引力FFfma，做的功最少选项B正确答案：B2(2015海南卷)假设摩托艇受到的阻力的大小正比于它的速率如果摩托艇发动机的输出功率变为原来的2倍，则摩托艇的
2、最大速率变为原来的()A4倍 B2倍C.倍 D.倍解析：设Ffkv，当阻力等于牵引力时，速度最大，输出功率变化前，有PFvFfvkvvkv2，变化后有2PFvkvvkv2，联立解得vv，D正确答案：D3用起重机将地面上静止的货物竖直向上吊起，货物由地面运动至最高点的过程中，其vt图象如图所示下列说法正确的是()A在0t1时间内，货物处于失重状态B在t1t2时间内，起重机拉力对货物不做功C在t2t3时间内，起重机拉力对货物做负功D匀速阶段拉力的功率可能比加速阶段某一时刻拉力的瞬时功率小解析：由vt图象可知0t1时间内，货物具有向上的加速度，故处于超重状态，选项A错误；在t1t3时间内，起重机的拉
3、力始终竖直向上，一直做正功，选项B、C错误；匀速阶段拉力小于加速阶段的拉力，而匀速阶段的速度大于加速阶段的速度，由PFv可知匀速阶段拉力的功率可能比加速阶段某一时刻拉力的瞬时功率小，选项D正确答案：D4.如图所示是一种清洗车辆用的手持式喷水枪设枪口截面积为0.6 cm2，喷出水的速度为20 m/s.当它工作时，估计水枪的平均功率约为(水的密度为1103 kg/m3)()A12 W B120 WC240 W D1 200 W解析：考虑t时间内从枪口射出去的水，其质量为mSvt，该部分水增加的动能Ekmv2，结合上式有EkSv3t，则水枪的平均功率Sv3，代入数据得240 W.答案：C5.如图所示
4、，质量为m的小球(可视为质点)用长为L的细线悬挂于O点，自由静止在A位置现用水平力F缓慢地将小球从A拉到B位置而静止，细线与竖直方向夹角为60，此时细线的拉力为F1，然后放手让小球从静止返回，到A点时细线的拉力为F2，则()AF1F22mgB从A到B，拉力F做功为F1LC从B到A的过程中，小球受到的合外力大小不变D从B到A的过程中，小球重力的瞬时功率一直增大解析：在B位置对小球进行受力分析，根据平衡条件有F12mg，在最低点A位置，根据牛顿第二定律有F2mg，从B到A利用动能定理得mgL(1cos60)mv2，联立可知F22mg，选项A正确；从A到B利用动能定理得WFmgL(1cos60)0，
5、解得拉力F做功为WF，选项B错误；从B到A的过程中，小球受到的合外力大小时刻发生变化，选项C错误；在最高点时小球的速度为零，重力的瞬时功率为零，在最低点时，小球在竖直方向的速度也为零，其重力的瞬时功率为零，即从B到A的过程中，小球重力的瞬时功率先增大后减小，选项D错误答案：A6(2017河北冀州调研)一辆汽车在平直的公路上行驶，某时刻汽车以速度v0开始以额定功率继续行驶，以该时刻为零时刻，此过程中汽车的牵引力随时间变化的图象如图所示已知汽车的总质量为m，行驶过程中汽车所受的阻力大小恒定但未知其大小则根据已知条件不可以求出()A汽车的额定功率 B汽车的最大行驶速度C汽车所受的阻力 D加速过程所需
6、要的时间解析：从题图中可以看出，在t0时汽车的牵引力为F1，速度为v0，所以汽车牵引力的功率为PF1v0，则可以求出汽车的额定功率；汽车最终做匀速运动，其速度为最大速度vm，此时牵引力等于摩擦力，即F2Ff，所以vm，则可以求出汽车的最大行驶速度和汽车所受的阻力；在加速过程中，由动能定理有PtFfxmvmv，因不知道加速过程汽车通过的位移，故无法求出加速过程汽车所需要的时间本题应选D.答案：D7如图所示，在外力作用下某质点运动的vt图象为正弦曲线从图中可以判断()A在0t1时间内，外力做正功B在0t1时间内，外力的功率逐渐增大C在t2时刻，外力的功率最大D在t1t3时间内，外力做的总功为零解析
7、：由vt图象可知，在0t1时间内，由于质点的速度增大，根据动能定理可知，外力对质点做正功，A正确；在0t1时间内，因为质点的加速度减小，故所受的外力减小，由图可知t1时刻外力为零，故功率为零，因此外力的功率不是逐渐增大的，B错误；在t2时刻，由于质点的速度为零，故此时外力的功率最小，且为零，C错误；在t1t3时间内，因为质点的初末动能不变，故外力做的总功为零，D正确答案：AD8(2017西安一模)质量为m2 kg的物体沿水平面向右做直线运动，t0时刻受到一个水平向左的恒力F，如图甲所示，此后物体的vt图象如图乙所示，取水平向右为正方向，g取10 m/s2，则下列说法中正确的是()A物体与水平面
8、间的动摩擦因数为0.5B10 s末恒力F的瞬时功率为6 WC10 s末物体在计时起点左侧2 m处D10 s内物体克服摩擦力做功34 J解析：由题图乙知前后两段时间内物体加速度的大小分别为a12 m/s2、a21 m/s2，由牛顿第二定律知Fmgma1，Fmgma2，联立得F3 N、0.05，A错误；10 s末恒力F的瞬时功率为PFv18 W，B错误；由速度时间图象中图线与坐标轴所围面积的物理意义知，10 s内物体的位移x2 m，即在计时起点左侧2 m处，C正确；10 s内物体的路程为s 34 m，即10 s内物体克服摩擦力所做的功Wmgs0.0521034 J34 J，D正确答案：CD9一质量
9、为1 kg的质点静止于光滑水平面上，从t0时起，第1 s内受到2 N的水平外力作用，第2 s内受到同方向的1 N的外力作用下列判断正确的是()A02 s内外力的平均功率是 WB第2 s内外力所做的功是 JC第2 s末外力的瞬时功率最大D第1 s内与第2 s内质点动能增加量的比值是解析：根据牛顿第二定律得，质点在第1 s内的加速度a12 m/s2，在第2 s内的加速度a21 m/s2；第1 s末的速度v1a1t2 m/s，第2 s末的速度v2v1a2t3 m/s；02 s内外力做的功Wmv J，平均功率P W，故选项A正确；第2 s内外力所做的功W2mvmv J J，故选项B错误；第1 s末的瞬
10、时功率P1F1v14 W，第2 s末的瞬时功率P2F2v23 W，故选项C错误；第1 s内动能的增加量Ek1mv2 J，第2 s内动能的增加量Ek2W2 J，所以，故选项D正确答案：AD10(2017河北保定调研)如图所示，内壁光滑半径大小为R的圆轨道竖直固定在桌面上，一个质量为m的小球静止在轨道底部A点现用小锤沿水平方向快速击打小球，击打后迅速移开，使小球沿轨道在竖直面内运动当小球回到A点时，再次用小锤沿运动方向击打小球，通过两次击打，小球才能运动到圆轨道的最高点已知小球在运动过程中始终未脱离轨道，在第一次击打过程中小锤对小球做功W1，第二次击打过程中小锤对小球做功W2.设先后两次击打过程中
11、小锤对小球做功全部用来增加小球的动能，则的值可能是()A. B.C. D1解析：本题考查圆周运动、动能定理和机械能守恒定律的综合应用，意在考查考生的推理能力和分析综合能力第一次击打小球时小球最高运动到过O点与水平地面平行的直径的两端位置，小锤对小球做功W1 maxmgR，第二次击打小球，小球恰好做圆周运动，此时小球在最高点速度v，与小球在最高点对应最低点的速度为vA，根据机械能守恒定律可得mg2Rmv2mv，第二次击打小球，小锤对小球做的功W2 minmvmgRmgR，则先后两次击打，小锤对小球做功的最大值为，故选项A、B正确，C、D错误答案：AB二、非选择题11近几年全国多地雾霾频发，且有愈
12、演愈烈的趋势，空气质量问题备受关注在雾霾天气下，能见度下降，机动车行驶速度降低，道路通行效率下降，对城市快速路、桥梁和高速公路的影响很大，已知汽车保持匀速正常行驶时受的阻力为Ff10.2mg，刹车时受到的阻力为Ff20.5mg，重力加速度为g10 m/s2.(1)若汽车在雾霾天行驶的速度为v136 km/h，则刹车后经过多长时间才会停下来？(2)若前车因故障停在车道上，当质量为m1 200 kg的后车距离已经停止的前车为x22.5 m处紧急刹车，刚好不与前车相撞，则后车正常行驶时的功率为多大？解析：(1)v36 km/h10 m/sFf20.5mg刹车后由牛顿第二定律可知：Ff2ma0.5mg
13、maa0.5g5 m/s2vvat0得：t s2 s(2)根据动能定理有：Ff2x0mvFf20.5mg联立解得：v015 m/s正常行驶时有：FFf10Ff10.2mgPFv00.21 2001015 W3.6104 W答案：(1)2 s(2)3.6104 W12质量为400 kg的汽车沿直线从A点开始以额定功率匀速运动，到达B点后关闭发动机滑行到C点停下，整个过程阻力恒定，BC段做匀变速运动的位移x与速度v的曲线关系如图所示，已知A、C间距l400 m，试求：(1)BC段加速度大小；(2)AC段所经历的时间；(3)汽车的额定功率解析：(1)设加速度大小为a，由匀变速运动的速度位移关系可得：v22ax，故a m/s22 m/s2.(2)A、C间距l400 m，故AB间的位移为：x400 m100 m300 m从A到B的时间为：t1 s15 s从B到C的时间为：t2 s10 s故总时间为：tt1t215 s10 s25 s(3)由BC段做匀减速运动，由牛顿第二定律可得摩擦阻力：Ffma4002 N800 N从A点开始以额定功率匀速运动故有F牵Ff800 N汽车的额定功率PF牵v80020 W16 000 W答案：(1)2 m/s2(2)25 s(3)16 000 W
