1、课时作业(十三)功和功率1. (2013北京模拟)如图甲所示，物体受到水平推力F的作用在粗糙水平面上做直线运动通过力传感器和速度传感器监测到推力F、物体速度v随时间t变化的规律如图乙所示取g10 m/s2.则()A物体的质量m1.0 kgB物体与水平面间的动摩擦因数0.20C第2 s内物体克服摩擦力做的功W2 JD前2 s内推力F做功的平均功率1.5 W2(2013山西师大附中)下列说法中正确的是()A相互摩擦的物体系统中摩擦力做功的代数和不一定为零B一质点受两个力作用且处于平衡状态(静止或匀速)，这两个力在同一段时间内做的功或者都为零，或者大小相等符号相反C在同样的时间内，作用力和反作用力的
2、功大小不一定相等，但正负号一定相反D在同样的时间内，作用力和反作用力的功大小不一定相等，正负号也不一定相反3.(2013河北正定)将一只苹果斜向上抛出，苹果在空中依次飞过三个完全相同的窗户1、2、3.图中曲线为苹果在空中运行的轨迹若不计空气阻力的影响，以下说法正确的是()A苹果通过第1个窗户所用的时间最长B苹果通过第3个窗户的平均速度最大C苹果通过第1个窗户重力做的功最大D苹果通过第3个窗户重力的平均功率最小4(2013浙江部分重点中学联考)汽车发动机的额定功率为P1，它在水平路面上行驶时受到的阻力f大小恒定，汽车在水平路面上由静止开始做直线运动，最大车速为v.汽车发动机的输出功率随时间变化的
3、图象如图所示则()A汽车开始时做匀加速运动，t1时刻速度达到v，然后做匀速直线运动B汽车开始时做匀加速直线运动，t1时刻后做加速度逐渐减小的直线运动，速度达到v后做匀速直线运动C汽车开始时牵引力逐渐增大，t1时刻牵引力与阻力大小相等D汽车开始时牵引力恒定，t1时刻牵引力与阻力大小5(2013北京四中)从距地面相同高度处，水平抛出两个质量相同的球A和B，抛出A球的初速为v0，抛出B球的初速为2v0，则两球运动到落地的过程中()A重力的平均功率相同，落地时重力的瞬时功率相同B重力的平均功率相同，落地时重力的瞬时功率不同C重力的平均功率不同，落地时重力的瞬时功率相同D重力的平均功率不同，落地时重力的
4、瞬时功率不同6.(2013北京东城区)把动力装置分散安装在每节车厢上，使其既具有牵引动力，又可以载客，这样的客车车辆叫做动车而动车组就是几节自带动力的车辆(动车)加几节不带动力的车辆(也叫拖车)编成一组，就是动车组，如图所示，假设动车组运行过程中受到的阻力与其所受重力成正比，每节动车与拖车的质量都相等，每节动车的额定功率都相等若1节动车加3节拖车编成的动车组的最大速度为120 km/h；则6节动车加3节拖车编成的动车组的最大速度为()A 120 km/hB240 km/hC320 km/hD480 km/h7(2013上海徐汇区)从合肥开往南京、上海的动车组开始运行，动车组的最大优点是列车的运
5、行速度快提高列车运行速度的一个关键技术问题是提高机车发动机的功率动车组机车的额定功率是普通机车的27倍，已知匀速运动时，列车所受阻力与速度的平方成正比，即fkv2，则动车组运行的最大速度是普通列车的()A1倍B2倍C3倍D9倍8上海世博会采用如图甲中的电动车接待贵宾突破5 000次，来自世界各国的贵宾乘坐世博电动车感受“科技世博、低碳世博”的魅力在检测某款电动车性能的一次实验中，质量为800 kg的电动车由静止开始沿平直公路行驶，并达到最大速度，现测得此过程中不同时刻电动车的牵引力F与对应的速度v，并描绘出F图像，如图乙所示假设电动车行驶中所受的阻力恒定，则关于此次实验的说法中正确的有()A电
6、动车的最大速度为15 m/sB地面对车的阻力为2 000 NC电动车的额定功率P6 kWD匀加速的时间为1.5 s9.质量为m的汽车在平直路面上启动，启动过程的速度时间图像如图所示t1时刻汽车速度为v1，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，则汽车运动的最大速度_，t1t2时间内，汽车的功率等于_10(2013河北正定)兴趣小组为测一遥控电动小车的额定功率，进行了如下实验：用天平测出电动小车的质量为0.4 kg；将电动小车、纸带和打点计时器按如图甲所示安装；接通打点计时器(其打点周期为0.02 s)；使电动小车以额定功率加速运动，达到最大速度一段时间后关闭小车电源，
7、待小车静止时再关闭打点计时器(设小车在整个过程中小车所受的阻力恒定)在上述过程中，打点计时器在纸带上所打的部分点迹如图乙所示请你分析纸带数据，回答下列问题：(a)该电动小车运动的最大速度为_m/s.(b)关闭小车电源后，小车的加速度大小为_m/s2(c)该电动小车的额定功率为_ W.11(2013杭州高三七校联考)动车组是城际间的高效运输工具，具有编组灵活、方便、快捷、安全、可靠、舒适等特点几节自带动力的车厢加几节不带动力的车厢编成一组，就是动车组假设有一动车组由8节车厢连接而成，每节车厢的质量均为7.5104kg.其中第一节、第二节带动力，它们的额定功率分别为3.6107W和2.4107W，
8、车在行驶过程中阻力恒为车重的.(g10 m/s2)(1)求该动车组只开第一节车厢动力的情况下能达到的最大速度；(2)若动车组从A地沿直线开往B地，先以额定的功率6107W(同时开动第一、第二节车厢的动力)从静止开始启动，达到最大速度后匀速行驶，最后除去动力，列车在阻力作用下匀减速至B地恰好速度为零已知A、B间距为5.0104m，求列车从A地到B地的总时间12修建高层建筑时常用到塔式起重机在起重机将质量m5103 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a0.2 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vm1.02 m/s的匀速运动取g1
9、0 m/s2，不计额外功求：(1)起重机允许输出的最大功率(2)重物做匀加速运动所经历的时间和起重机在第2秒末的输出功率13.质量为2 kg的物体，放在动摩擦因数为0.1的水平面上，在水平拉力F的作用下，由静止开始运动，拉力做的功W和物体发生的位移x之间的关系如图所示，g10 m/s2，下列说法中正确的是()A此物体在AB段做匀加速直线运动，且整个过程中拉力的最大功率为15 WB此物体在AB段做匀速直线运动，且整个过程中拉力的最大功率为6 WC此物体在AB段做匀加速直线运动，且整个过程中拉力的最大功率为6 WD此物体在AB段做匀速直线运动，且整个过程中拉力的最大功率为15 W详解答案课时作业(
10、十三)1CD物体在第3 s内做匀速运动，则有F3mg2 N，第2 s内物体做加速运动，有F2mgma，其中加速度a2 m/s2，解得m0.5 kg，0.4，故选项A、B均错误；第2 s内的位移为1 m，克服摩擦力做功为Wmgx2 J，故选项C正确；前2 s内推力做功为3 J，则平均功率为 W1.5 W，故选项D正确2ABD3D4B开始时，汽车的功率与时间成正比，即：PFvFat，所以最初汽车牵引力恒定，汽车加速度恒定，汽车做匀加速直线运动；在t1时刻达到最大功率，此时，牵引力仍大于阻力，但随着速度的增大，汽车牵引力减小，汽车加速度逐渐减小至零后做匀速直线运动，B正确5A重力的功率等于重力乘以竖
11、直方向的速度重力的平均功率等于重力乘以竖直方向的平均速度，重力的瞬时功率等于重力乘以竖直方向的瞬时速度平抛运动在竖直方向做自由落体运动，由于高度相同，落地时竖直方向速度vygt相同，所以A对6C根据题意知，动车组运行过程中受到的阻力与其所受重力成正比，即可表示为fkmg(m为一节动车或拖车的质量)当1节动车加3节拖车编成的动车组的最大速度为v1120 km/h时，由功率与牵引力和速度关系可知P4fv1设6节动车加3节拖车编成的动车组的最大速度为v2，则6P9fv2，由两式得v2320 km/h，选项A、B、D错误，C正确7C列车以最大速度行驶时的功率Pfvkv3，所以动车组机车的额定功率是普通
12、机车的27倍时，机车组的最大行驶速度为普通列车的3倍，故C正确8ACD由图线可知，AB阶段牵引力F2 000 N不变，电动车由静止开始做匀加速直线运动BC阶段F和成正比，此阶段的斜率即功率可知，在电动车达到额定功率后，所受牵引力逐渐减小做加速度减小的变加速直线运动，最终达到最大速度15 m/s；此后电动车做匀速直线运动，此时有fFmin400 N，额定功率PFminvmax6 kW，选项A、C正确，B错匀加速运动的末速度v3 m/s，加速度a2 m/s2，所以匀加速的时间为t1.5 s，选项D正确9答案：v1v110答案：(a)1.5(b)2(c)1.211解析：(1)达到最大速度时，牵引力F
13、等于阻力f阻，则有PFvmFf阻解得vm60 m/s.(2)最大功率下的最大速度为vm解得vm100 m/s除去动力后减速运动过程中，由牛顿第二定律和匀变速直线运动的公式分别得f阻ma0vmat2匀减速运动的位移x2t2解得t2100 s，x25 000 m故加速和匀速段位移为x1xABx24.5104 m设加速和匀速运动阶段的时间为t1，由动能定理得(P1P2)t1f阻x1mv0解得t1500 s故列车从A地到B地的总时间tt1t2600 s.答案：(1)60 m/s(2)600 s12解析：(1)设起重机允许输出的最大功率为P0，重物达到最大速度时，拉力F0等于重力P0F0vmF0mg代入
14、数据：有：P05.1104 W(2)匀加速运动结束时，起重机达到允许输出的最大功率，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：P0Fv1Fmgmav1at1由，代入数据，得：t15 st2 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，则v2atPFv2由，代入数据，得P2.04104 W.答案：(1)5.1104 W(2)5 s2.04104 W13D由图知前3 m位移内拉力为5 N，摩擦力大小为fmg2 N，根据牛顿第二定律可得加速度a1.5 m/s2，所用时间为t2 s，末速度为3 m/s，后6 m位移内拉力等于2 N，与摩擦力等大反向，所以此物体在AB段做匀速直线运动，整个过程中拉力的最大功率为PmFmvm15 W，D对
