【精】【精】高中物理第七章机械能守恒定律3功率习 题新人教版必修2 对点训练 知识点一功率的理解和计算 1.对公式P=Fv的理解,下列说法中正确的是() A.F一定是物体所受的合力 B.P一定是合力的功率 此公式中F与v必须共线 D.此公式中F与v可以成任意夹角 2.关于功率,以下说法中正确的是() A.根据P=可知,机器做功越多,其功率就越大 B.根据P=Fv可知,汽车的牵引力一定与速度成反比 C.根据P=可知,只要知道时间t内机器做的功,就可以求得这 段时间内任意时刻机器做功的功率 D.根据P=Fv可知,发动机的功率一定时,交通工具的牵引力与 运动速率成反比
优等学生有些有学习计划，有些没有，而尖子学生则普遍的有中长期的学习计划和短期到一天的学习计划，而且能保质执行，也正是在这种保质保量的计划学习下，尖子学生比优等学生平均每天相对多出了30 分钟的学习时间。30分钟时间虽短，但高手之间的较量也恰恰是在这分毫之间。比如说优等学生提高语文是有空时就看一下课外书，而尖子学生则是有较固定的每周阅读量计划，这种随机与计划之间的日积月累的差距就形成了5-10分的差距，而多门功课加起来，30-50分的差距就出来了，于是就区分出了优等学生和尖子学生。 1 / 9 【精】【精】高中物理第七章机械能守恒定律 3 功率习 题新人教版必修 2 对点训练 知识点一 功率的理解和计算 1．对公式 P＝Fv 的理解，下列说法中正确的是( ) A．F 一定是物体所受的合力 B．P 一定是合力的功率 C．此公式中 F 与 v 必须共线 D．此公式中 F 与 v 可以成任意夹角 2．关于功率，以下说法中正确的是( ) A．根据 P＝可知，机器做功越多，其功率就越大 B．根据 P＝Fv 可知，汽车的牵引力一定与速度成反比 C．根据 P＝可知，只要知道时间 t 内机器做的功，就可以求得这 段时间内任意时刻机器做功的功率 D．根据 P＝Fv 可知，发动机的功率一定时，交通工具的牵引力与 运动速率成反比
3.从空中以40m/s的初速度水平抛出一重为10N的物体,物体在 空中运动3s落地.不计空气阻力,g取10m/s2.当物体落地时,重力的 瞬时功率为() A.400WB.300W C.500WD.700W 4.同一恒力按同样方式施加在同一物体上,使它分别从静止开始 沿着粗糙水平地面和光滑水平地面移动相同的一段距离,两次恒力的 功和平均功率分别为W1、P1和W2、P2,则两者的关系是() A.W1>W2,P1>P2 B.W1=W2,P1P2 D.W1<W2,P1<P2 5.一质量为m的木块静止在光滑的水平面上,从t=0时刻开始, 将一个大小为F的水平恒力作用在该木块上,在t=t1时刻F的功率和 0~t1时间内的平均功率分别为() A,B.F2t1 C.,D. F2t1 知识点二功率和速度的关系 6.火车在一段平直的轨道上匀加速运动,若阻力不变,则牵引力 F和它的瞬时功率P的变化情况是()
优等学生有些有学习计划，有些没有，而尖子学生则普遍的有中长期的学习计划和短期到一天的学习计划，而且能保质执行，也正是在这种保质保量的计划学习下，尖子学生比优等学生平均每天相对多出了30 分钟的学习时间。30分钟时间虽短，但高手之间的较量也恰恰是在这分毫之间。比如说优等学生提高语文是有空时就看一下课外书，而尖子学生则是有较固定的每周阅读量计划，这种随机与计划之间的日积月累的差距就形成了5-10分的差距，而多门功课加起来，30-50分的差距就出来了，于是就区分出了优等学生和尖子学生。 2 / 9 3．从空中以 40m/s 的初速度水平抛出一重为 10N 的物体，物体在 空中运动 3s 落地．不计空气阻力，g 取 10m/s2.当物体落地时，重力的 瞬时功率为( ) A．400WB．300W C．500WD．700W 4．同一恒力按同样方式施加在同一物体上，使它分别从静止开始 沿着粗糙水平地面和光滑水平地面移动相同的一段距离，两次恒力的 功和平均功率分别为 W1、P1 和 W2、P2，则两者的关系是( ) A．W1＞W2，P1＞P2 B．W1＝W2，P1＜P2 C．W1＝W2，P1＞P2 D．W1＜W2，P1＜P2 5．一质量为 m 的木块静止在光滑的水平面上，从t＝0 时刻开始， 将一个大小为 F 的水平恒力作用在该木块上，在 t＝t1 时刻 F 的功率和 0～t1 时间内的平均功率分别为( ) A.，B.， F2t1 m C.，D.， F2t1 m 知识点二 功率和速度的关系 6．火车在一段平直的轨道上匀加速运动，若阻力不变，则牵引力 F 和它的瞬时功率 P 的变化情况是( )
A.F不变,P变大B.F变小,P不变 C.F变大,P变大D.F不变,P不变 7.某同学的质量为50kg,所骑自行车的质量为15kg,设该同学在 平直路面上正常骑行时脚踏自行车的功率为40W.若人与车受到的阻力 是其重力的0.02倍,则正常骑行时的速度大小约为(g取10m/s2)() A.3m/sB. 4m/s C. 13m/sD. 30m/s 8.(多选)位于水平面上的物体在水平恒力F1作用下做速度为v1 的匀速运动;若作用力变为斜向上的恒力F2,物体做速度为v2的匀速 运动,且F1与F2功率相同.则可能有() 图L7-3-1 A.F2=F1,v1>v2B.F2=F1,v1F1,v1>V2D.F2<F1,v1<v2 知识点三生活中的功率问题 9.某同学进行体能训练,用了100s时间跑上20m高的高楼,他登 楼的平均功率最接近的数值是 A. 10WB. 100WC. lkWD. 10kW 个小孩站在船头,在如图L7-3-2甲、乙所示的两种情况 下用同样大小的拉力拉绳,经过相同的时间t(船未碰)小孩所做的功W1、 W2及在t时刻小孩拉绳的瞬时功率P1、P2的关系为(
优等学生有些有学习计划，有些没有，而尖子学生则普遍的有中长期的学习计划和短期到一天的学习计划，而且能保质执行，也正是在这种保质保量的计划学习下，尖子学生比优等学生平均每天相对多出了30 分钟的学习时间。30分钟时间虽短，但高手之间的较量也恰恰是在这分毫之间。比如说优等学生提高语文是有空时就看一下课外书，而尖子学生则是有较固定的每周阅读量计划，这种随机与计划之间的日积月累的差距就形成了5-10分的差距，而多门功课加起来，30-50分的差距就出来了，于是就区分出了优等学生和尖子学生。 3 / 9 A．F 不变，P 变大 B．F 变小，P 不变 C．F 变大，P 变大 D．F 不变，P 不变 7．某同学的质量为50kg，所骑自行车的质量为15kg，设该同学在 平直路面上正常骑行时脚踏自行车的功率为 40W．若人与车受到的阻力 是其重力的 0.02 倍，则正常骑行时的速度大小约为(g 取10m/s2)( ) A．3m/sB．4m/s C．13m/sD．30m/s 8．(多选)位于水平面上的物体在水平恒力 F1 作用下做速度为 v1 的匀速运动；若作用力变为斜向上的恒力 F2，物体做速度为 v2 的匀速 运动，且 F1 与 F2 功率相同．则可能有( ) 图 L7－3－1 A．F2＝F1，v1＞v2B．F2＝F1，v1＜v2 C．F2＞F1，v1＞v2D．F2＜F1，v1＜v2 知识点三 生活中的功率问题 9．某同学进行体能训练，用了 100s 时间跑上20m 高的高楼，他登 楼的平均功率最接近的数值是( ) A．10WB．100WC．1kWD．10kW 10．一个小孩站在船头，在如图 L7－3－2 甲、乙所示的两种情况 下用同样大小的拉力拉绳，经过相同的时间t(船未碰)小孩所做的功W1、 W2 及在 t 时刻小孩拉绳的瞬时功率 P1、P2 的关系为( )
图L7-3-2 A.W1>W2,P1=P2B.W1=W2,P1=P2 C.W1<W2,P1<P2D.W1<W2,P1=P2 综合拓展 11.(多选)如图L7-3-3甲所示,小物块静止在倾角θ=37°的 粗糙斜面上.现对物块施加一个沿斜面向下的推力F,力F的大小随时 间t的变化情况如图乙所示,物块的速率ν随时间t的变化情况如图丙 所示.已知sin37°=0.6,cos37°=0.8,重力加速度g取10m/s2.下 列说法正确的是 图L7-3-3 A.物块的质量为1kg B.物块与斜面间的动摩擦因数为0.7 C.0~3s时间内,力F做功的平均功率为0.32W D.0~3s时间内,物块克服摩擦力做的功为5.12J 12.雨滴在空中运动时所受空气阻力与其速率的平方成正比.若 有两个雨滴从空中落下,其质量分别为m1、m2,落至地面前均已做匀 速直线运动,则落地时其重力的功率之比为( C.:D.):) 13.如图L7-3-4所示,手持一根长为L的轻绳的一端在水平桌
优等学生有些有学习计划，有些没有，而尖子学生则普遍的有中长期的学习计划和短期到一天的学习计划，而且能保质执行，也正是在这种保质保量的计划学习下，尖子学生比优等学生平均每天相对多出了30 分钟的学习时间。30分钟时间虽短，但高手之间的较量也恰恰是在这分毫之间。比如说优等学生提高语文是有空时就看一下课外书，而尖子学生则是有较固定的每周阅读量计划，这种随机与计划之间的日积月累的差距就形成了5-10分的差距，而多门功课加起来，30-50分的差距就出来了，于是就区分出了优等学生和尖子学生。 4 / 9 图 L7－3－2 A．W1＞W2，P1＝P2B．W1＝W2，P1＝P2 C．W1＜W2，P1＜P2D．W1＜W2，P1＝P2 综合拓展 11．(多选)如图 L7－3－3 甲所示，小物块静止在倾角 θ＝37°的 粗糙斜面上．现对物块施加一个沿斜面向下的推力 F，力 F 的大小随时 间 t 的变化情况如图乙所示，物块的速率v 随时间 t 的变化情况如图丙 所示．已知 sin37°＝0.6，cos37°＝0.8，重力加速度g 取10m/s2.下 列说法正确的是( ) 图 L7－3－3 A．物块的质量为 1kg B．物块与斜面间的动摩擦因数为 0.7 C．0～3s 时间内，力 F 做功的平均功率为 0.32W D．0～3s 时间内，物块克服摩擦力做的功为 5.12J 12．雨滴在空中运动时所受空气阻力与其速率的平方成正比．若 有两个雨滴从空中落下，其质量分别为 m1、m2，落至地面前均已做匀 速直线运动，则落地时其重力的功率之比为( ) A．m1∶m2B.∶ m2 C.∶D.)∶) 13．如图 L7－3－4 所示，手持一根长为 L 的轻绳的一端在水平桌
面上做半径为r、角速度为ω的匀速圆周运动,绳子始终保持与该圆 周相切,绳的另一端系一质量为m的小木块,木块也在桌面上做匀速圆 周运动,不计空气阻力,求: (1)绳子的拉力大小; (2)手拉木块做功的功率 图 L7-3-4 14.如图L7-3-5所示,质量为2kg的物体静止在水平地面上, 物体与地面间的动摩擦因数为0.2,最大静摩擦力与滑动摩擦力大小视 为相等.t=0时,物体受到方向不变的水平拉力F的作用,F的大小在 不同时间段内有不同的值,具体情况如下表所示(g取10m/s2).求: 匚时间t() 拉力F(N) 8 (1)4s末拉力的瞬时功率 (2)6~8s内拉力所做的功; (3)8s内拉力的平均功率 图L7-3-5 1.C[解析]公式P=Fv中的F可以是物体所受的合力,也可以是 物体所受的某个力,但F、v必须共线,故C正确 2.D[解析]机器做功多,但如果时间比较长的话,功率未必大, 故选项A错误;只有当功率一定时,汽车的牵引力才与速度成反比,故 选项B错误,选项D正确;由功率的定义式求岀的是平均功率而不是瞬 5/9
优等学生有些有学习计划，有些没有，而尖子学生则普遍的有中长期的学习计划和短期到一天的学习计划，而且能保质执行，也正是在这种保质保量的计划学习下，尖子学生比优等学生平均每天相对多出了30 分钟的学习时间。30分钟时间虽短，但高手之间的较量也恰恰是在这分毫之间。比如说优等学生提高语文是有空时就看一下课外书，而尖子学生则是有较固定的每周阅读量计划，这种随机与计划之间的日积月累的差距就形成了5-10分的差距，而多门功课加起来，30-50分的差距就出来了，于是就区分出了优等学生和尖子学生。 5 / 9 面上做半径为 r、角速度为 ω 的匀速圆周运动，绳子始终保持与该圆 周相切，绳的另一端系一质量为m的小木块，木块也在桌面上做匀速圆 周运动，不计空气阻力，求： (1)绳子的拉力大小； (2)手拉木块做功的功率． 图 L7－3－4 14．如图 L7－3－5 所示，质量为 2kg 的物体静止在水平地面上， 物体与地面间的动摩擦因数为 0.2，最大静摩擦力与滑动摩擦力大小视 为相等．t＝0 时，物体受到方向不变的水平拉力F 的作用，F 的大小在 不同时间段内有不同的值，具体情况如下表所示(g 取 10m/s2)．求： 时间 t(s) 0～2 2～4 4～6 6～8 拉力 F(N) 4 8 4 8 (1)4s 末拉力的瞬时功率； (2)6～8s 内拉力所做的功； (3)8s 内拉力的平均功率． 图 L7－3－5 1．C [解析]公式 P＝Fv 中的F 可以是物体所受的合力，也可以是 物体所受的某个力，但 F、v 必须共线，故 C 正确． 2．D [解析]机器做功多，但如果时间比较长的话，功率未必大， 故选项A 错误；只有当功率一定时，汽车的牵引力才与速度成反比，故 选项 B 错误，选项 D 正确；由功率的定义式求出的是平均功率而不是瞬
时功率,故选项C错误. 3.B[解析]求重力的瞬时功率应代入竖直分速度,故PG=Gv竖 直=G·gt=10×10×3W=300W. 4.B[解析]根据力的独立性可知,同一恒力做的功的多少与是 否有其他力存在是无关的,但在有摩擦力的情况下,移动同样的距离 需要的时间要更长些,故其平均功率要小些.选项B正确 5.C[解析]t1时刻,木块的速度vl=at1=,0~t1时间内的平 均速度v==,由P=FV得,t1时刻F的功率为P=Fv1=F·=,0~ t1时间内的平均功率为P=Fv=F·tl=t1,C项正确 6.A[解析]因为是匀加速运动,所以牵引力F不变,但速度在增 大,故牵引力的瞬时功率变大 7.A[解析]人和车受的阻力为f=0.02×(15+50)×10N=13N, 则匀速运动时的牵引力为F=13N,根据P=Fv得v=≈3m/s,选项A正 确. 8.BD[解析]物体都做匀速运动,受力平衡,则FI=μng, F2cos=μ(mg-F2sin0),解得F1=F2(cos+usin0),故F1与 F2的大小关系无法确定,大于、等于、小于都可能.根据F1与F2功 率相同得Flvl=F2v2cosθ,解得v=v2,所以vl<v2.选项B、D正 确 9.B[解析]人的体重接近于50kg,由此计算出所做的功为104J
优等学生有些有学习计划，有些没有，而尖子学生则普遍的有中长期的学习计划和短期到一天的学习计划，而且能保质执行，也正是在这种保质保量的计划学习下，尖子学生比优等学生平均每天相对多出了30 分钟的学习时间。30分钟时间虽短，但高手之间的较量也恰恰是在这分毫之间。比如说优等学生提高语文是有空时就看一下课外书，而尖子学生则是有较固定的每周阅读量计划，这种随机与计划之间的日积月累的差距就形成了5-10分的差距，而多门功课加起来，30-50分的差距就出来了，于是就区分出了优等学生和尖子学生。 6 / 9 时功率，故选项 C 错误． 3．B [解析]求重力的瞬时功率应代入竖直分速度，故 PG＝Gv 竖 直＝G·gt＝10×10×3W＝300W. 4．B [解析]根据力的独立性可知，同一恒力做的功的多少与是 否有其他力存在是无关的，但在有摩擦力的情况下，移动同样的距离 需要的时间要更长些，故其平均功率要小些．选项 B 正确． 5．C [解析]t1 时刻，木块的速度 v1＝at1＝，0～t1 时间内的平 均速度 v＝＝，由 P＝Fv 得，t1 时刻 F 的功率为 P＝Fv1＝F·＝，0～ t1 时间内的平均功率为 P＝Fv＝F·t1＝t1，C 项正确． 6．A [解析]因为是匀加速运动，所以牵引力F 不变，但速度在增 大，故牵引力的瞬时功率变大． 7．A [解析]人和车受的阻力为 f＝0.02×(15＋50)×10N＝13N， 则匀速运动时的牵引力为 F＝13N，根据 P＝Fv 得 v＝≈3m/s，选项A 正 确． 8．BD [解析]物体都做匀速运动，受力平衡，则 F1＝μmg， F2cosθ＝μ(mg－F2sinθ)，解得 F1＝F2(cosθ＋μsinθ)，故 F1 与 F2 的大小关系无法确定，大于、等于、小于都可能．根据 F1 与 F2 功 率相同得 F1v1＝F2v2cosθ，解得 v1＝v2，所以 v1＜v2.选项 B、D 正 确． 9．B [解析]人的体重接近于 50kg，由此计算出所做的功为 104J
由功率的定义式算出平均功率为100W 10.C[解析]小孩所做的功在第一种情况下是指对自身(包括所 站的船)做的功,在第二种情况下除对自身做功外,还要对另外一船做 功,由于两种情况下人对自身所做的功相等,所以W1<W2.设t时刻小 孩所在船的速率为v1(两种情况下都是v1),另一只船的速率为v2,则 P1=Fv1,P2=F(v1+v2),所以选项C正确 11.AD[解析]由图可知,在3~4s内,推力F1=0.4N,物块匀 速运动,有F1+ mosin0- u mgcos=0,在1~3s内,加速度为a 4m/s2,推力F=0.8N,由牛顿第二定律有a=,联立解得m=1kg, μ=0.8,A正确,B错误;在前1s,物块静止,力F不做功,在1~3s 内,F=0.8N,位移x=0.8m,0~3s内的平均功率P=≈0.21W,C错 误;0~3s时间内,物块克服摩擦力做的功为Wf=μ mgcosθ·x 5.12J,D正确 12.D[解析]根据雨滴所受阻力和速度的关系,且落地时又是匀 速直线运动,有mg=kv2,重力的功率P=mgw,则两雨滴落地时重力的 功率之比==,m) 13.(1)(2) mr3(L2+r2) [解析](1)小木块做匀速圆周运动的半径R=v2+r2 小木块做匀速圆周运动的向心力F1=mO2R 又知拉力F=,cos
优等学生有些有学习计划，有些没有，而尖子学生则普遍的有中长期的学习计划和短期到一天的学习计划，而且能保质执行，也正是在这种保质保量的计划学习下，尖子学生比优等学生平均每天相对多出了30 分钟的学习时间。30分钟时间虽短，但高手之间的较量也恰恰是在这分毫之间。比如说优等学生提高语文是有空时就看一下课外书，而尖子学生则是有较固定的每周阅读量计划，这种随机与计划之间的日积月累的差距就形成了5-10分的差距，而多门功课加起来，30-50分的差距就出来了，于是就区分出了优等学生和尖子学生。 7 / 9 由功率的定义式算出平均功率为 100W. 10．C [解析]小孩所做的功在第一种情况下是指对自身(包括所 站的船)做的功，在第二种情况下除对自身做功外，还要对另外一船做 功，由于两种情况下人对自身所做的功相等，所以 W1＜W2.设 t 时刻小 孩所在船的速率为 v1(两种情况下都是 v1)，另一只船的速率为 v2，则 P1＝Fv1，P2＝F(v1＋v2)，所以选项 C 正确． 11．AD [解析]由图可知，在 3～4s 内，推力 F1＝0.4N，物块匀 速运动，有 F1＋mgsinθ－μmgcosθ＝0，在 1～3s 内，加速度为 a＝ 0.4m/s2，推力 F＝0.8N，由牛顿第二定律有 a＝，联立解得 m＝1kg， μ＝0.8，A 正确，B 错误；在前 1s，物块静止，力F 不做功，在1～3s 内，F＝0.8N，位移 x＝0.8m，0～3s 内的平均功率 P＝≈0.21W，C 错 误；0～3s 时间内，物块克服摩擦力做的功为 Wf＝μmgcosθ·x＝ 5.12J，D 正确． 12．D [解析]根据雨滴所受阻力和速度的关系，且落地时又是匀 速直线运动，有mg＝kv2，重力的功率P＝mgv，则两雨滴落地时重力的 功率之比＝＝,m)). 13．(1) (2)mrω3（L2＋r2） L [解析] (1)小木块做匀速圆周运动的半径 R＝ L2＋r2 小木块做匀速圆周运动的向心力 F1＝mω2R 又知拉力 F＝，cosθ＝ L L2＋r2
解得F (2)根据功率公式可知P= Vcos-0 又知v=R cos-0=sin e +r2 解得P= 14.(1)32W(2)96J(3)20W [解析](1)在0~2s内,拉力等于4N,最大静摩擦力fm=f=μmg =4N,故物体静止 在2~4s内,拉力F=8N,由牛顿第二定律得 F- u mg=ma 解得a=2m/s2 位移为x1=a(△t)2=4m 4s末物体的速度大小v=a△t=4m/s 4s末拉力的瞬时功率P=Fv=8×4W=32W. (2)在4~6s内,拉力等于4N,滑动摩擦力等于4N,故物体做匀速 直线运动. 位移x2=v△t=4×2m=8m 在6~8s内,拉力仍然是F=8N,物体的加速度大小仍为a=2m/s2 位移x3=v△t+a(△t)2=12m 6~8s内拉力所做的功W=Fx3=8×12J=96J 8/9
优等学生有些有学习计划，有些没有，而尖子学生则普遍的有中长期的学习计划和短期到一天的学习计划，而且能保质执行，也正是在这种保质保量的计划学习下，尖子学生比优等学生平均每天相对多出了30 分钟的学习时间。30分钟时间虽短，但高手之间的较量也恰恰是在这分毫之间。比如说优等学生提高语文是有空时就看一下课外书，而尖子学生则是有较固定的每周阅读量计划，这种随机与计划之间的日积月累的差距就形成了5-10分的差距，而多门功课加起来，30-50分的差距就出来了，于是就区分出了优等学生和尖子学生。 8 / 9 解得 F＝. (2)根据功率公式可知 P＝Fvcos－θ 又知 v＝ωR cos－θ＝sinθ＝ r L2＋r2 解得 P＝. 14．(1)32W (2)96J (3)20W [解析] (1)在 0～2s 内，拉力等于 4N，最大静摩擦力 fm＝f＝μmg ＝4N，故物体静止． 在 2～4s 内，拉力 F＝8N，由牛顿第二定律得 F－μmg＝ma 解得 a＝2m/s2 位移为 x1＝a(Δt)2＝4m 4s 末物体的速度大小 v＝aΔt＝4m/s 4s 末拉力的瞬时功率 P＝Fv＝8×4W＝32W. (2)在 4～6s 内，拉力等于4N，滑动摩擦力等于 4N，故物体做匀速 直线运动． 位移 x2＝vΔt＝4×2m＝8m 在 6～8s 内，拉力仍然是 F＝8N，物体的加速度大小仍为a＝2m/s2 位移 x3＝vΔt＋a(Δt)2＝12m 6～8s 内拉力所做的功 W＝Fx3＝8×12J＝96J
(3)8s内拉力做功W总=0+8×4J+4×8J+96J=160J 平均功率P==20W
优等学生有些有学习计划，有些没有，而尖子学生则普遍的有中长期的学习计划和短期到一天的学习计划，而且能保质执行，也正是在这种保质保量的计划学习下，尖子学生比优等学生平均每天相对多出了30 分钟的学习时间。30分钟时间虽短，但高手之间的较量也恰恰是在这分毫之间。比如说优等学生提高语文是有空时就看一下课外书，而尖子学生则是有较固定的每周阅读量计划，这种随机与计划之间的日积月累的差距就形成了5-10分的差距，而多门功课加起来，30-50分的差距就出来了，于是就区分出了优等学生和尖子学生。 9 / 9 (3)8s 内拉力做功 W 总＝0＋8×4J＋4×8J＋96J＝160J 平均功率 P＝＝20W