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2019-2020年高中物理课时跟踪检测十二功率教科版必修1.多选关于功率公式P=Fv,下列说法正确的是 A.当F是恒力,v是平均速度时,对应的P是平均功率B.当v是瞬时速度时,对应的P是瞬时功率C.只适用于物体做匀速直线运动的情况D.只适用于F与v同方向的情况解析选ABD 用公式P=Fv计算功率时,F应与速度v方向相同,D对;当v为瞬时速度时,Fv为瞬时功率,B对;v为平均速度,且F为恒力时,Fv为平均功率,A对;P=Fv适用于任何运动的求解,但应注意v是力F方向上的速度,C错
2.如图1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 图1A.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,直线的斜率表示该物体的功率因此,由图线斜率可知P甲P乙,选项B正确3.一小球以初速度v0水平抛出,不计空气阻力,小球在空中运动的过程中重力做功的功率P随时间t变化的图像是 解析选A 设经过时间t速度大小为v,其方向与竖直方向或重力方向成θ角,由功率公式P=Fvcosθ知,此时重力的功率P=mgvcosθ=mgvy=mg·gt=mg2t,所以A正确4.起重机用4s的时间将2×104N重物匀速提升10m,在此过程中起重机的输出功率为 A.2×105W B.5×105WC.5×104WD.8×104W解析选C 物体匀速上升,则牵引力F=mg=2×104N;起重机做功W=Fh=2×104N×10m=2×105J;则起重机的输出功率P==W=5×104W;故选C
5.如图2所示,小丽和小芳都从一楼到二楼商场去购物,小丽从楼梯走上去,克服重力做功W1,所用时间t1,克服重力做功的平均功率为P1;小芳乘电梯上去,克服重力做功W2,所用时间t2,克服重力做功的平均功率为P2已知她们的体重相同,且t1t2,则 图2A.P1=P2B.P1P2C.W1=W2D.W1W2解析选C 这两个同学的体重相同,爬楼的高度相同,根据公式W=-Gh可知两人上楼过程重力做功相同,故克服重力做的功W
1、W2大小相等,即W1=W2;克服重力的平均功率为P=,由于t1t2,故P1P2;故C正确
6.多选如图3所示为一汽车在平直的公路上由静止开始运动的速度图像,汽车所受阻力恒定图中OA为一段直线,AB为一曲线,BC为一平行于时间轴的直线,则 图3A.OA段汽车发动机的功率是恒定的B.OA段汽车发动机的牵引力恒定C.AB段汽车发动机的功率可能是恒定的D.BC段汽车发动机的功率是恒定的解析选BCD OA为一段直线,说明OA段汽车做匀加速直线运动,牵引力不变,根据P=Fv可知,速度增大,牵引力不变,功率增大,故A错误,B正确;AB为一曲线,斜率逐渐减小,则加速度逐渐减小,牵引力减小,根据P=Fv可知,牵引力减小,速度增大,功率可能不变,故C正确;BC为一平行于时间轴的直线,则汽车做匀速直线运动,牵引力等于阻力,不变,速度也不变,根据P=Fv可知,功率不变,故D正确7.汽车以恒定的功率在平直公路上行驶,所受到的摩擦阻力恒等于车重的
0.1倍,汽车能达到的最大速度为vm则当汽车速度为时,汽车的加速度为重力加速度为g A.
0.1gB.
0.2gC.
0.3gD.
0.4g解析选A 令汽车质量为m,则汽车行驶时的阻力f=
0.1mg当汽车速度达到最大值vm时,汽车所受的牵引力F=f,则有P=fvm当速度为时有P=F·,由以上两式可得F==2f根据牛顿第二定律F-f=ma,得a==
0.1g,A正确8.如图4甲所示,滑轮质量、摩擦均不计,质量为2kg的物体在F作用下由静止开始向上做匀加速运动,其速度随时间的变化关系如图乙所示,由此可知g取10m/s2 图4A.物体加速度大小为2m/s2B.F的大小为21NC.4s末F的功率大小为42WD.4s内F做功的平均功率为42W解析选C 由速度-时间图像可得加速度a=
0.5m/s2,由牛顿第二定律得2F-mg=ma,所以F==
10.5N,4s末,P=F2v物=
10.5×2×2W=42W,4s内,===W=21W,故选项C正确
9.多选质量为m的物体静止在光滑水平面上,从t=0时刻开始受到水平力的作用力的大小F与时间t的关系如图5所示,力的方向保持不变,则 图5A.3t0时刻的瞬时功率为B.3t0时刻的瞬时功率为C.在t=0到3t0这段时间内,水平力的平均功率为D.在t=0到3t0这段时间内,水平力的平均功率为解析选BD 2t0时刻速度大小v2=a1·2t0=3t0时刻的速度大小为v3=v2+a2t0=+·t0=,3t0时刻力F=3F0,所以瞬时功率P=3F0·v3=,B对,A错0~3t0时间段,水平力对物体做功W=F0x1+3F0x2=F0×2t02+3F0·t0=,平均功率P==,D对,C错
10.一汽车在平直公路上行驶从某时刻开始计时,发动机的功率P随时间t的变化如图6所示假定汽车所受阻力的大小f恒定不变下列描述该汽车的速度v随时间t变化的图线中,可能正确的是 图6解析选A 由Pt图像知0~t1内汽车以恒定功率P1行驶,t1~t2内汽车以恒定功率P2行驶设汽车所受牵引力为F,则由P=Fv得,当v增加时,F减小,由a=知a减小,又因速度不可能突变,所以选项B、C、D错误,选项A正确11.动车组是城际间实现小编组、大密度的高效运输工具,以其编组灵活、方便、快捷、安全、可靠、舒适等特点而备受世界各国铁路运输和城市轨道交通运输的青睐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六节车厢连接而成,每节车厢的总质量均为m=8×104kg其中第一节、第二节带动力,他们的额定功率分别是P1=2×107W和P2=1×107W第一节车厢达到额定功率如功率不够用时启动第二节车厢,车在行驶过程中阻力恒为重力的
0.1倍g=10m/s21求该动车组的最大行驶速度;2若列车以1m/s2的加速度匀加速启动,求t=10s时,第一节和第二节车厢之间拉力的值解析1对整列动车,当前两节都输出额定功率且总牵引力等于总阻力时,动车速度最大,P1+P2=fvmf=
0.1×6mg联立解得vm=
62.5m/s2当t=10s时,v1=at=10m/s假设只有第一节车厢提供动力,输出功率P-f=6ma,得P=
9.6×106WP1,故假设成立,即t=10s时只有第一节车厢提供动力,对后五节车厢由牛顿第二定律得F-f2=5maf2=
0.1×5mg解得F=8×105N答案
162.5m/s 28×105N12.一架质量m=
2.0×104kg的飞机在水平跑道上起飞,发动机提供的推力恒为F1,在跑道上经过s1=400m的加速运动,达到起飞速度vm=100m/s现要使该飞机能在s2=100m的航母跑道上起飞,需用电磁弹射器辅助假设电磁弹射器对飞机施加恒定推力F2,飞机在地面和航母跑道上运动时所受的阻力均为=
1.0×104N,求1飞机发动机的推力F1大小;2电磁弹射器的推力F2大小;3电磁弹射器的平均输出功率解析1设第一阶段的加速度大小为a1,飞机在地面和航母跑道上运动时所受的阻力均为f=
1.0×104N,根据牛顿第二定律得F1-f=ma1
①根据运动学知识知vm2-0=2a1s1
②联立
①②解得F1=
2.6×105N2设飞机在电磁弹射区的加速度大小为a2,a2==m/s2=50m/s2
③由F2+F1-f=ma2
④解
③④得F2=
7.5×105N3平均速度为==50m/s平均功率为=F2=
7.5×105×50W=
3.75×107W答案
12.6×105N
27.5×105N
33.75×107W。