高中物理必修2功率 练习与解析

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1、功率练习与解析1.一质量为m的木块静止在光滑的水平面上，从t=0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，力F的功率是（　　）A.F2t1/2mB.F2t12/2mC.F2t1/mD.F2t12/m解析：很多同学错选A，原因是错误地理解题意，求了0→t1过程的平均功率.正确的解答是：因题目要求的是t1时刻的瞬时功率，所以应选用公式P=F·v.因为v=at=Ft1/m，所以P=F2t1/m.答案：C2.一个小孩站在船头，按图5－3－3所示的两种情况用同样大小的力拉绳，经过相同的时间t（船未碰撞）小孩所做的功W1、W2及在时刻t小孩拉绳的瞬时功率P1、P2的关系为（　　）图5－

2、3－3A.W1＞W2，P1=P2B.W1=W2，P1=P2C.W1＜W2，P1＜P2D.W1＜W2，P1=P2解析：小孩所做的功在第一种情况是指对自身（包括所站的船）做的功，在第二种情况除对自身（包括所站的船）做功外，还包括对另外一个小船所做的功.由于两种情况下人对自身（包括所站的船）所做的功相等，而在第二种情况下人对另外的一小船多做了一部分功，因此W1＜W2.又由P=W/t得P1＜P2，所以选项C正确.答案：C3.一辆汽车沿一略微倾斜的坡路运动，若保持发动机的功率不变，它能以v1的速度匀速上坡，能以v2的速度匀速下坡.则它在相同粗糙程度的水平路面上匀速运动的速度为（　　）A.B.（v1+v2

3、）/2C.2v1v2/（v1+v2）D.v1v2/（v1－v2）解析：匀速上坡时F=mgsinθ+μmgcosθ①P=Fv1=mgv1（sinθ+μcosθ）②匀速下坡时，F=μmgcosθ－mgsinθ③P=Fv2=mgv2（μcosθ－sinθ）④在同样粗糙的水平路面上匀速运动时，P=μmgv3⑤由②④可得：mgv1（sinθ+μcosθ）=mgv2（μcosθ－sinθ）所以μ=⑥将⑥代入②中，联立⑤可得：v3=2v1v2/（v1+v2）.答案：C4.一辆小车在水平面上做匀速直线运动，从某时刻起，小车所受到的牵引力和阻力随时间变化的规律如图5－3－4所示.则作用在小车上牵引力F的功率随时

4、间变化的规律应是图5－3－5中的（　　）　　　　　　图5－3－4　　　　　　　　　　　图5－3－5解析：因从开始运动后的某时刻起研究，所以车已具有初速度v0.P=F·v=F（v0+at）=F·v0+F·s·t令P0=F·v0，k=F（F－f）/m则P=P0+kt.答案：D5.如图5－3－6所示，质量相同的两物体处于同一高度，A沿固定在地面上的光滑斜面下滑，B自由下落，最后到达同一水平面，则（　　）图5－3－6A.重力对两物体做功相同B.重力的平均功率相同C.到达底端时重力的瞬时功率PA＜PBD.到达底端时两物体的速度相同解析：重力对B物体做功为mgh，重力对A物体做功（mgsinθ）s=mg（

5、ssinθ）=mgh，A正确.A、B两物体运动时间不同，平均功率不同，B错.到底端vB2=2gh，vA2=2（gsinθ）·s=2g·（s·sinθ）=2gh.A、B两物体到底端速度大小相等，但方向不同，D错.到底端A的瞬时功率PA=（mgsinθ）·vA，B的瞬时功率PB=mg·vB显然PB＞PA，C正确.答案：AC6.如图5－3－7所示，一物体置于水平粗糙的地面上，在水平力F的作用下运动，F为一变力，但其功率大小不变，当物体速度为2m/s时，加速度为2m/s2；当其速度为3m/s时，加速度为1m/s2.则物体运动的最大速度为（　　）图5－3－7A.4m/sB.3.5m/sC.5m/sD.6

6、m/s解析：因为P=F·v，所以F=P/v根据牛顿第二定律得F－f=ma－f=ma1，－f=ma2，所以m=从而f=vm=P/f=m/s=6m/s.答案：D7.额定功率80kW的汽车，在平直公路上行驶的最大速度为20m/s.汽车的质量m=2×103kg，如果汽车从静止开始做匀加速直线运动，加速度大小为2m/s2.运动过程中阻力不变，求：（1）汽车所受的恒定阻力；解析：汽车的运动过程可分为三个阶段，开始以a=2m/s2的匀加速运动，达额定功率后，减小牵引力F，进一步做变加速运动，最后当F=f阻力时做匀速直线运动，此时v达最大值vm，因此由P额=Fvm可得：F=N=4×103N即汽车所受恒定阻力f

7、阻=F=4×103N.答案：4×103N（2）3s末汽车的瞬时功率；解析：对汽车匀加速运动阶段，由牛顿第二定律可得：F牵－f阻=ma，所以F牵=f阻+ma=4×103N+2×103×2N=8×103N3s末汽车的瞬时速度v=at=2×3m/s=6m/s　所以3s末汽车的瞬时功率为P=F牵v=8×103×6W=4.8×104W=48kW.答案：48kW（3）经过多长时间汽车功率达到额定值？解析：汽车