高中物理 4.2《功率》同步测试 教科版必修2
高中物理 4.2《功率》同步测试 教科版必修2
θA B同步测试功率 测试达标练习1.关于功率有以下表述，其中正确的是（ ）A. 功率大说明力对物体做的功越多B. 功率小说明力对物体做功慢C. 根据P=W/t 可知，在想等的时间内机器做功越多，其功率就越大D. 单位时间内机器做功越多，其功率就越大2.A 、B 两物体质量均为m ，A 置于光滑水平面上，B 置于粗糙水平面上，用相同水平力F 分别推A 和B ，使它们前进相同的位移。
假设力F 对物体A 做的功为W 1,对B 做的功为W 2，力F 对物体A 做功的平均功率为P 1, 对B 做功的平均功率为P 2。
以下关系正确的是（ ）A. W 1= W 2 , P 1= P 2B. W 1= W 2 , P 1> P 2C. W 1>W 2 , P 1> P 2D. W 1> W 2 , P 1= P 23.质量为m 的物体从静止开始自由下落，不计空气阻力，在t 秒内重力对物体做功的平均功率是（ ）A. mg 2tB. mg 2t/2C. mgt/4D. mgt4.物体自由下落，速度由0增加到5米/秒和由5米/秒增加到10米/秒的两段时间内，重力做功的平均功率之比是（ ）A.1:2B.1:3C.3:1D.1:15.把一个质量为1kg 的物块从某高处由静止释放，不计空气阻力，重力加速度g 取10m/s 2（物体未落地）。
求：（1）前3s 内重力做功的功率；（2）第3s 内重力做功的功率；（3）第3s 末重力做功的功率。
6.如图所示，质量为m 的小物块（可视为质点）从倾角为θ的光滑斜面顶端由静止释放。
已知斜面高为h ，重力加速度为g 。
求：（1）物块在斜面上滑行过程中重力的平均功率； （2）物块刚滑到斜面底端时重力的功率。
巩固与提高1、如图所示，A 、B 质量相等，它们与地面之间的摩擦系数也相等，且F A =F B 。
如果A 、B 由静止开始运动相同的距离，那么（ ）A. F A 对A 做的功大于F B 对B 做的功B. F A 对A 做的平均功率大于F B 对B 做功的平均功率C. 到终点时F A 做功瞬时功率大于F B 做功瞬时功率D. 到终点时物体A 获得的速度大于物体B 获得的速度2、质量为m的汽车，启动后沿平直路面行驶，如果发动机的功率恒为P，汽车行驶过程中受到的摩擦阻力大小一定，汽车速度能够达到的最大值为v，那么当汽车的车速为v/4时，汽车的瞬时加速度的大小为（）A. P/mvB. 2P/mvC. 3P/mvD. 4P/mv3、铁路提速要解决许多技术问题，其中提高机车牵引力功率是一个重要问题。
教科版高中物理必修2《功率》课时作业(有答案)
一、选择题1．拖拉机耕地时一般比在道路上行驶时速度慢，这样做的主要目的是( ) A ．节省燃料 B ．提高柴油机的功率 C ．提高传动机械的效率 D ．增大拖拉机的牵引力解析：选D ．拖拉机耕地时受到的阻力比在路面上行驶时大得多，根据P ＝F v ，在功率一定的情况下，减小速度，可以获得更大的牵引力，选项D 正确．2．某车以相同的功率在两种不同的水平路面上行驶，受到的阻力分别为车重的k 1和k 2倍，最大速率分别为v 1和v 2，则( )A ．v 2＝k 1v 1B ．v 2＝k 1k 2v 1C ．v 2＝k 2k 1v 1 D ．v 2＝k 2v 1解析：选B ．车达到最大速度时，牵引力大小等于阻力大小，此时车的功率等于克服阻力做功的功率．故P ＝k 1mg v 1＝k 2mg v 2，解得v 2＝k 1k 2v 1，选项B 正确．3．钢球在足够深的油槽中由静止开始下落，若油对钢球的阻力正比于其速率，则钢球在下落的过程中阻力对钢球做功的功率大小随时间的变化关系最接近于图中的( )解析：选A ．设油对钢球的阻力为f ＝k v t ，阻力对钢球做功的功率P ＝f ·v t ＝k v 2t ，所以开始的一段时间内随着速度的增大，钢球所受的阻力也增大，阻力做功的功率也增大，当所受阻力f ＝mg 时，钢球将向下做匀速运动，阻力做功的功率不再发生变化，故A 正确，B 、C 、D 均错．4．一根质量为M 的直木棒，悬挂在O 点，有一只质量为m 的猴子抓着木棒，如图所示．剪断悬挂木棒的细绳，木棒开始下落，同时猴子开始沿木棒向上爬．设在一段时间内木棒沿竖直方向下落，猴子对地的高度保持不变，忽略空气阻力，则下列的四个图中能正确反映在这段时间内猴子做功的功率随时间变化的关系的是( )解析：选B ．猴子对地的高度不变，所以猴子受力平衡．设木棒对猴子的作用力为F ，则有F ＝mg .设木棒的重力为Mg ，则木棒受合外力为F ＋Mg ＝mg ＋Mg ，根据牛顿第二定律，Mg ＋mg ＝Ma ，可见a 是恒量，t 时刻木棒速度v ＝at .猴子做功的功率P ＝mg v ＝mgat ，P 与t 为正比例关系，故B 正确．5．如图所示，分别用力F 1、F 2、F 3将质量为m 的物体由静止沿同一光滑斜面以相同的加速度从斜面底端拉到斜面的顶端，此时三个力的功率分别为P 1、P 2、P 3，则( )A ．P 1＝P 2＝P 3B ．P 1＞P 2＝P 3C ．P 3＞P 2＞P 1D ．P 1＞P 2＞P 3解析：选A ．因三种情况加速度相同，则F 1＝F 2cos α＝F 3cos β (β为F 3与斜面的夹角)，再由v ＝2ax 可知，它们到达斜面顶端时的速度相同，而P 1＝F 1v ，P 2＝F 2cos α·v ，P 3＝F 3cos β·v ，因此P 1＝P 2＝P 3，故A 对．6. 起重机的钢索将重物由地面吊到空中某一高度，其v －t 图像如图所示，则钢索拉力的功率随时间变化的图像可能是图中的哪一个( )解析：选B ．在0～t 1时间内，重物加速上升，设加速度为a 1，则据牛顿第二定律可得钢索的拉力F 1＝mg ＋ma 1，速度v t ＝a 1t ，所以拉力的功率为：P 1＝m (a 1＋g )a 1t ；在t 1～t 2时间内，重物匀速上升，拉力F 2＝mg ，速度为v 1＝a 1t 1，所以拉力的功率为：P 2＝mga 1t 1；在t 2～t 3时间内，重物减速上升，设加速度大小为a 2，则据牛顿第二定律可得钢索的拉力F 2＝mg －ma 2，速度v 2＝a 1t 1－a 2t ，所以拉力的功率为：P 1＝m (g －a 2)(a 1t 1－a 2t )．综上所述，只有B 选项正确．7．列车在恒定功率的机车牵引下，从车站出发沿平直轨道行驶10 min ，速度达到108 km/h 的最大速度，那么这段时间内列车行驶的距离( )A ．等于18 kmB ．等于9 kmC ．一定小于9 kmD ．一定大于9 km ，小于18 km解析：选D ．如图所示列车以恒定功率做变加速运动，其位移为曲线下方的面积．若是匀加速运动则x 1＝1082×16 km ＝9 km ，若以v m 匀速运动，则x 2＝108×16 km ＝18 km ，所以，以恒定功率行驶的距离x 1＜x＜x 2，即9 km ＜x ＜18 km ，故选D ．8.为了保护环境，我国城市公交推出新型节能环保电动车，在检测某款电动车性能的实验中，质量为8×102 kg 的电动车由静止开始沿平直公路行驶，达到的最大速度为15 m/s ，利用传感器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 －1v 图像如图(图中AB 、BO 均为直线)，假设电动车行驶中所受的阻力恒定，则( )A ．在全过程中，电动车在B 点时速度最大B ．AB 过程电动车做匀加速运动C ．BC 过程电动车做减速运动D ．BC 过程电动车的牵引力的功率恒定解析：选BD ．因为刚开始起动时，v 较小，1v 较大，所以看F －1v 图像时，应该从图像的右边向左看，根据图像可知：电动车由静止开始做匀加速直线运动，达到额定功率后，做牵引力逐渐减小的变加速直线运动，达到最大速度后做匀速直线运动.1v 越小，速度v 越大，所以，在全过程中，电动车在C 点时速度最大，选项A 错误；AB 过程中，牵引力F 不变，所以加速度a ＝(F －f )/m 不变，电动车做匀加速运动，选项B 正确；根据图像，在BC 过程中，1v 的取值逐渐减小，这说明速度v 逐渐增大，所以电动车做加速运动，选项C 错误；在BC 过程中，F 与1v 成正比，所以F v ＝P ，恒定不变，选项D 正确．☆9.2012年11月，“歼15”舰载机在“辽宁号”航空母舰上着舰成功．图(a)为利用阻拦系统让舰载机在飞行甲板上快速停止的原理示意图．飞机着舰并成功钩住阻拦索后，飞机的动力系统立即关闭，阻拦系统通过阻拦索对飞机施加一作用力，使飞机在甲板上短距离滑行后停止．某次降落，以飞机着舰为计时零点，飞机在t ＝0.4 s 时恰好钩住阻拦索中间位置，其着舰到停止的速度—时间图线如图(b)所示．假如无阻拦索，飞机从着舰到停止需要的滑行距离约为1 000 m ．已知航母始终静止，重力加速度的大小为g .则( )A ．从着舰到停止，飞机在甲板上滑行的距离约为无阻拦索时的110B ．在0.4 s ～2.5 s 时间内，阻拦索的张力几乎不随时间变化C ．在滑行过程中，飞行员所承受的加速度大小会超过2.5gD ．在0.4 s ～2.5 s 时间内，阻拦系统对飞机做功的功率几乎不变解析：选AC ．由v －t 图像面积可知，飞机从着舰到停止发生的位移约为x ＝12×3×70 m ＝105 m ，即约为无阻拦索时的110，选项A 正确；由v －t 图像斜率知，飞机与阻拦索作用过程中(0.4 s ～2.5 s 时)，其F 合恒定，在此过程中阻拦索两段间的夹角变小，而合力恒定，则阻拦索张力必减小，选项B 错误；在0.4 s ～2.5 s 时间内，加速度a ＝67－102.1m/s 2≈27.1 m/s 2>2.5g ，选项C 正确；在0.4 s ～2.5 s 时间内，阻拦系统对飞机的作用力F 合不变，但v 减小，所以功率减小，选项D 错误．二、非选择题10．质量为3 kg 的物体，从高30 m 处自由落下，(g 取10 m/s 2)问： (1)第2 s 内重力做功的功率是多少？(2)第2 s 末重力做功的功率是多少？解析：(1)第2 s 内是指一段时间，应对应P ＝Wt， 是平均功率．第2 s 内的位移 x ＝12g (t 22－t 21)＝12×10×(22－12) m ＝15 m. 重力做的功W ＝mgx ＝3×10×15 J ＝450 J. 重力在第2 s 内的功率P ＝W t ＝4501W ＝450 W.(2)第2 s 末指时刻，应采用P ＝F v 计算，是瞬时功率． 第2 s 末物体的速度v ＝gt 2＝10×2 m/s ＝20 m/s 第2 s 末重力做功的瞬时功率 P ＝mg v ＝3×10×20 W ＝600 W. 答案：(1)450 W (2)600 W11．2013年1月，一场别开生面的节能车竞赛在东风本田发动机有限公司T 区内进行，40支车队以各家独门绝技挑战1升汽油行驶里程的最高纪录．某公司研制开发的某型号小汽车发动机的额定功率为24 kW ，汽车连同驾乘人员总质量为m ＝2 000 kg ，在水平路面上行驶时受到恒定的阻力是800 N ，求：(1)汽车在额定功率下匀速行驶的速度大小；(2)汽车在额定功率下行驶，速度为20 m/s 时的加速度大小．解析：(1)汽车匀速行驶时，牵引力F 等于阻力f ，即F ＝f ，又P ＝F v 代入数据得v ＝30 m/s.(2)设v 1＝20 m/s 时汽车牵引力为F 1，则P ＝F 1v 1 根据牛顿第二定律F 1－f ＝ma 代入数据得：a ＝0.2 m/s 2. 答案：(1)30 m/s (2)0.2 m/s 2☆12.如图为修建高层建筑常用的塔式起重机．在起重机将质量m ＝5×103 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a ＝0.2 m/s 2，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v m ＝1.02 m/s 的匀速运动．取g ＝10 m/s 2，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．解析：(1)设起重机允许输出的最大功率为P 0，重物达到最大速度时，拉力F 0等于重力． P 0＝F 0v m ① F 0＝mg ②代入数据，有：P 0＝5.1×104 W ．③(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v 1，匀加速运动经历时间为t 1，有：P 0＝F v 1④F －mg ＝ma ⑤ v 1＝at 1⑥由③④⑤⑥代入数据得：t 1＝5 s ⑦t ＝2 s 时，重物处于匀加速运动阶段，设此时速度为v 2，输出功率为P ，则v 2＝at ⑧ P ＝F v 2⑨由⑤⑧⑨代入数据得：P ＝2.04×104 W. 答案：(1)5.1×104 W (2)5 s 2.04×104 W。
教科版高中物理必修二功率 测试
高中物理学习材料金戈铁骑整理制作功率测试达标练习1.关于功率有以下表述，其中正确的是（）A. 功率大说明力对物体做的功越多B. 功率小说明力对物体做功慢C. 根据P=W/t可知，在想等的时间内机器做功越多，其功率就越大D. 单位时间内机器做功越多，其功率就越大2.A、B两物体质量均为m，A置于光滑水平面上，B置于粗糙水平面上，用相同水平力F 分别推A和B，使它们前进相同的位移。
假设力F对物体A做的功为W1,对B做的功为W2，力F对物体A做功的平均功率为P1, 对B做功的平均功率为P2。
以下关系正确的是（）A. W1= W2 , P1= P2B. W1= W2 , P1> P2C. W1>W2 , P1> P2D. W1> W2 , P1= P23.质量为m的物体从静止开始自由下落，不计空气阻力，在t秒内重力对物体做功的平均功率是（）A. mg2tB. mg2t/2C. mgt/4D. mgt4.物体自由下落，速度由0增加到5米/秒和由5米/秒增加到10米/秒的两段时间内，重力做功的平均功率之比是（）A.1:2B.1:3C.3:1D.1:15.把一个质量为1kg的物块从某高处由静止释放，不计空气阻力，重力加速度g取10m/s2（物体未落地）。
求：（1）前3s内重力做功的功率；（2）第3s内重力做功的功率；（3）第3s末重力做功的功率。
6.如图所示，质量为m的小物块（可视为质点）从倾角为θ的光滑斜面顶端由静止释放。
已知斜面高θF A F B ааA B 为h ，重力加速度为g 。
求：（1）物块在斜面上滑行过程中重力的平均功率；（2）物块刚滑到斜面底端时重力的功率。
巩固与提高1、如图所示，A 、B 质量相等，它们与地面之间的摩擦系数也相等，且F A =F B 。
如果A 、B 由静止开始运动相同的距离，那么（ ）A. F A 对A 做的功大于F B 对B 做的功B. F A 对A 做的平均功率大于F B 对B 做功的平均功率C. 到终点时F A 做功瞬时功率大于F B 做功瞬时功率D. 到终点时物体A 获得的速度大于物体B 获得的速度2、质量为m 的汽车，启动后沿平直路面行驶，如果发动机的功率恒为P ，汽车行驶过程中受到的摩擦阻力大小一定，汽车速度能够达到的最大值为v ，那么当汽车的车速为v/4时，汽车的瞬时加速度的大小为（ ）A. P/mvB. 2P/mvC. 3P/mvD. 4P/mv3、铁路提速要解决许多技术问题，其中提高机车牵引力功率是一个重要问题。
教科版高中物理 必修第二册 2. 功率 课后练习、课时练习
一、单选题(选择题)1. 如图所示，重为20N的物体，沿固定的斜面由静止开始下滑，经过1s下降了1m的高度，在此过程中重力做功的平均功率是（）A．40W B．30W C．20W D．10W2. 如图所示，两个完全相同的小球A、B，在同一高度处以相同大小的初速度分别水平抛出和竖直向上抛出，下列说法中正确的是（）A．重力对上抛球做功更多，重力的平均功率也更大B．重力对平抛球做功更多，重力的平均功率也更大C．重力对两球做功一样多，重力对平抛球做功的平均功率更大D．重力对两球做功一样多，重力对两个球做功的平均功率一样大3. 有一辆质量为170kg、输出功率为1440W的太阳能试验汽车，安装有约6m2的太阳能电池板和蓄能电池，该电池板在有效光照条件下单位面积输出的电功率为30W/m2。
驾驶员的质量为70kg，汽车最大行驶速度为90km/h。
假设汽车行驶时受到的阻力与其速度成正比，则汽车（）A．以最大速度行驶时牵引力大小为60NB．以额定功率启动时的加速度大小为0.24m/s2C．保持最大速度行驶1h至少需要有效光照8hD．直接用太阳能电池板输出的功率可获得6m/s的最大行驶速度4. 某同学搬一叠书上楼用了时间t，对书做功W。
此过程中该同学对书做功的平均功率是（）A．B．C．D．5. 如图所示，一质量为的木块静止在光滑水平面上，在时，用一大小为、方向与水平面成的斜向右上方的力作用在该木块上，则在时力F的功率为（）A．B．C．D．6. 一辆CRH2型动车组的总质量M=2×105kg，额定输出功率为4800kW，假设该动车组在水平轨道上运动时的最大速度为270km/h，受到的阻力f与速度v满足f=kv，当匀速行驶的速度为最大速度一半时，动车组的输出功率为（）A．600kW B．1200kW C．2400kW D．4800kW7. 如图所示为用绞车拖物块的示意图．拴接物块的细线被缠绕在轮轴上，轮轴逆时针转动从而拖动物块．已知轮轴的半径，细线始终保持水平；被拖动的物块初速度为零，质量，与地面间的动摩擦因数；轮轴的角速度随时间t变化的关系是，，g取，以下判断正确的是A．物块的加速度逐渐增大B．细线对物块的拉力逐渐增大C．前2秒，细线对物块做的功为2JD．，细线对物块的拉力的瞬时功率为12W8. 在江苏省第二十届省运会上，扬州小将以1.97m的成绩夺得青少年部15-16岁组男子跳高金牌、经了解，该同学身高为1.94m，质量为65kg。
高中物理必修二功与功率练习题含答案
高中物理必修二功与功率练习题含答案学校：__________ 班级：__________ 姓名：__________ 考号：__________1. 关于功的概念，下列说法正确的是（）A.物体受力越大，位移越大，力对物体做功越多B.合力的功等于各分力功的矢量和C.摩擦力可以对物体做正功D.功有正、负，正、负表示功的方向2. 关于功的说法，正确的是（）A.力对物体不做功，说明物体一定无位移B.合力的功等于各分力功的代数和C.因为功有正功和负功，所以功是矢量D.功的大小只由力和位移的大小决定3. 关于功的概念，下列说法中正确的是（）A.力对物体做功多，说明物体的位移一定大B.力对物体做功小，说明物体的受力一定小C.力对物体不做功，说明物体一定没有移动D.物体发生了位移，不一定有力对它做功4. 某同学为配合值日生打扫地面，将凳子向上搬起后再缓慢放回原处，此过程中该同学对凳子做功的情况是（）A.一直做正功B.先做正功，再做负功C.一直做负功D.先做负功，再做正功5. 如图所示是健身用的“跑步机”示意图，质量为m的运动员踩在与水平面成α角的静止皮带上，运动员用力向后蹬皮带，皮带运动过程中受到的阻力恒为f，使皮带以速度v 匀速向后运动，则在运动过程中，下列说法中正确的是（）A.运动员的脚对皮带的摩擦力是皮带运动的阻力B.运动员对皮带不做功C.运动员对皮带做功的功率为mgvD.运动员对皮带做功的功率为fv6. 如图所示，小朋友在弹性较好的蹦床上跳跃翻腾，尽情玩耍．在小朋友接触床面向下运动的过程中，床面对小朋友的弹力做功情况是（）A.先做负功，再做正功B.先做正功，再做负功C.一直做负功D.一直做正功7. 关于功率公式P=W和P=Fv说法中，正确的是（）t知，只要知道W和t，就可求出任意时刻的瞬时功率A.由P=WtB.由P=Fv只能求某一时刻的瞬时功率C.由P=Fv可知，汽车的功率与它的速度成正比D.功率是表示做功快慢的物理量，而不是表示做功多少的物理量8. 小华同学骑着自行车在平直公路上以正常速度匀速行驶时的功率约为70W，则他骑车时所受阻力约为（）A.2000NB.200NC.20ND.2N9. 一辆汽车在平直的公路上运动，运动过程中先保持某一恒定加速度，后保持恒定的牵引功率，其牵引力和速度的图像如图所示．若已知汽车的质量m，牵引力F1和速度v1及该车所能达到的最大速度v3．则根据图像所给的信息，下列说法正确的是（）A.汽车运动中的最大功率为F1v3B.速度为v2时的加速度大小为F1v1mv2C.汽车行驶中所受的阻力F1v1v3D.恒定加速时，加速度为F1m10. 自然界中某个量D的变化量，与发生这个变化所用时间Δt的比值，叫做这个量D的变化率。
教科版高中物理必修第二册4-2功率课时学案含答案
2.功率课标要求1.知道功率的物理意义、定义、单位．2．理解输出功率与力、速度之间的关系式P＝F v的物理意义，并会利用功率的两个公式来解释有关现象和进行相关计算．3．理解平均功率、瞬时功率的概念，了解平均功率、瞬时功率、额定功率、实际功率的区别与联系．思维导图必备知识·自主学习——突出基础性素养夯基一、功率的理解1．定义：力对物体所做的功W与做功________的比．.2．定义式：P＝Wt3．单位：在国际单位制中，功率的单位是________，简称________，用________表示.1 W＝1 J/s.4．标矢性：功率是________．5．物理意义：表示物体做功________的物理量．6．额定功率与实际功率(1)额定功率：动力机械可以________的最大输出功率．(2)实际功率：动力机械________时的输出功率．(3)关系：实际功率往往________额定功率，但也可以在很短时间内________额定功率．[举例]在建筑工地上分别采用以下三种方式，把1 t货物从地面运到三楼：方式一，搬运工分批搬运，需要时间3 h；方式二，用一台起重机提升，需要时间1 min; 方式三，用另一台起重机提升，需要时间30 s．三种方式对货物所做的功相同．三种方式所用时间不同，做功快慢不同，方式一最慢，功率最小，方式三最快，功率最大．二、输出功率、作用力和速度之间的关系1．功率与力和速度的关系式：P＝______(F与v方向相同)．2．推导：功率的定义式P＝W，功的计算式：W＝Fx，位移x＝v t，联立解得P＝F v.t3．应用：由功率与速度的关系式知，汽车、火车等交通工具和各种起重机械，当发动机的功率P一定时，牵引力F与速度v成________，要增大牵引力，就要________速度．4．平均功率和瞬时功率(1)平均功率：时间t内功率的平均值，计算公式：P̅＝W和P̅＝F v̅.t(2)瞬时功率：某一时刻功率的瞬时值，能精确地描述做功的快慢，计算公式：P＝F v，其中v为瞬时速度；当F与v夹角为α时，P＝F v cos α.[导学]P＝W为功率的定义式，一般用于求平均功率，当时间t→0时，可求瞬时功率(高中阶段t很少使用)；P＝Fv为功率的计算式，当v为瞬时速度时，P为瞬时功率，当v为平均速度时，P为平均功率．关键能力·合作探究——突出综合性素养形成和P＝F v的理解探究点一对公式P＝Wt导学探究如图所示，某部队正用吊车将一台坦克车从码头上吊起装上舰船．(1)将质量为m的坦克车以速度v匀速吊起，坦克车在t时间内匀速上升h高度．怎样计算这一过程中吊车的平均功率？其瞬时功率是多少？(2)若坦克车在相同的时间t内，从静止开始以加速度α匀加速上升高度h时，该过程中吊车的平均功率是多少？其瞬时功率是多少？归纳总结1.公式P＝W和P＝F v的比较t典例示范例1 如图甲所示，为小朋友进行的滑雪游戏，滑雪车和小朋友的总质量为m＝80 kg，其运动可以简化为如图乙所示的模型，滑雪车在倾角θ＝37°的斜面上由静止开始下滑，滑雪车与斜面间的动摩擦因数为μ＝0.5，已知：sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8，g取10 m/s2，求：(1)前2 s内重力的平均功率；(2)2 s末重力的瞬时功率．素养训练1下列关于功率的说法中正确的是()A.根据P＝W可知，力做功越多，其功率越大tB．根据P＝F v可知，汽车的牵引力一定与速率成反比C.由P＝W可知，只要知道时间t内力所做的功，就可以求得这段时间内任一时刻的功t率D．由P＝F v可知，当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素养训练2(多选)质量为3 kg的物体，从高45 m处自由落下(g取10 m/s2)，那么在下落的过程中()A．前2 s内重力做功的功率为300 WB．前2 s内重力做功的功率为675 WC．第2 s末重力做功的功率为600 WD．第2 s末重力做功的功率为900 W【思维方法】计算功率应该注意的问题(1)首先应该明确所求的功率是平均功率还是瞬时功率，计算平均功率与瞬时功率选择的公式不同．(2)求平均功率时，应明确是哪一段时间内的平均功率；求瞬时功率时，应明确是哪一时刻的瞬时功率．(3)应该明确是哪一个力对物体做功的功率，是动力还是阻力，是恒力还是变力等．不同情况应选择不同的公式．探究点二机车的启动问题归纳总结1.两种启动方式的对比机车启动通常有两种方式，即以恒定功率启动和以恒定加速度启动．分析的理论依据是机车功率P＝F v，水平方向上应用牛顿第二定律，牵引力F与阻力f有F－f＝ma，应用这两个公式对运动过程进行分析．以恒定功率启动以恒定加速度启动2.几个重要的关系式(1)无论哪种运行过程，机车的最大速度都等于其匀速运动时的速度，即v max＝PF min ＝Pf(式中F min为最小牵引力，其值等于阻力f)．(2)机车以恒定加速度启动的运动过程中，匀加速过程结束时，功率最大，速度不是最大，即v ＝P F＜v max ＝Pf.(3)机车以恒定功率运行时，牵引力做的功W ＝Pt . (4)P ＝F v 中F 为机车的牵引力而不是合力．典例示范例2 一列火车总质量m ＝500 t ，发动机的额定功率P ＝6×105 W ，在轨道上行驶时，轨道对火车阻力f 是火车重力的0.01倍．(g 取10 m/s 2)(1)求火车在水平轨道上行驶的最大速度；(2)在水平轨道上，发动机以额定功率P 工作，求当行驶速度为v 1＝1 m/s 和v 2＝10 m/s 时，火车的瞬时加速度a 1、a 2的大小；(3)若火车从静止开始，保持0.5 m/s 2的加速度做匀加速直线运动，求这一过程维持的最长时间．素养训练3 (多选)我国高铁技术处于世界领先水平，和谐号动车组是由动车和拖车编组而成，提供动力的车厢叫动车，不提供动力的车厢叫拖车．假设动车组各车厢质量均相等，动车的额定功率都相同，动车组在水平直轨道上运行过程中阻力与车重成正比，某列动车组由8节车厢组成，其中第1、5节车厢为动车，其余为拖车，则该动车组( )A ．启动时乘客受到作用力合力的方向与车运动的方向相同B ．做匀加速运动时，第5、6节与第6、7节车厢间的作用力之比为3∶1C ．改为4节动车带4节拖车的动车组后的最大速度与之前动车组的最大速度之比2∶1D ．进站时从关闭发动机到停下来滑行的距离与关闭发动机时的速度成正比素养训练4 (多选)一辆汽车在水平路面上由静止启动，在前5 s 内做匀加速直线运动，5 s 末达到额定功率，之后保持以额定功率运动．其v t 图像如图所示．已知汽车的质量为m ＝2×103 kg ，汽车受到地面的阻力为车重的0.1倍，g 取10 m/s 2，则以下说法正确的是( )A ．汽车在前5 s 内的加速度为2 m/s 2B ．汽车的最大速度为10 m/sC ．汽车的额定功率为60 kWD ．汽车在前5 s 内的牵引力为4×103 N随堂演练·自主检测——突出创新性 素养达标1．关于功率的概念，下列说法正确的是( ) A ．力对物体做的功越多，其功率就越大B．功率是描述物体做功快慢的物理量C．由P＝F v可知，汽车发动机的功率随速度的增大而增大D．当汽车在水平路面上匀速行驶时，合外力为零，发动机的实际功率也为零2．引体向上是中学生体育测试的项目之一，引体向上运动的吉尼斯世界纪录是54次/分钟．若一个普通高中生在30秒内完成20次引体向上，该学生此过程中克服重力做功的平均功率最接近于()A．2 W B．20 WC．200 W D．2 000 W3．质量为0.1 kg的小球做自由落体运动，下落前2 s内重力的平均功率和2 s末重力的瞬时功率分别为()A．10W，10W B．10W，20WC．20W，10W D．20W，20W4．质量为m的汽车，启动后沿平直路面行驶，如果发动机的功率恒为P，且行驶过程中受到的摩擦阻力大小一定，汽车速度能够达到的最大值为v，那么当汽车的车速为v4时．汽车的瞬时加速度的大小为()A．Pm B．2PmC．3PmvD．4Pmv2．功率必备知识·自主学习一、1．所用时间t3．瓦特瓦W4．标量5．快慢6．(1)长时间正常工作(2)实际工作(3)小于或等于大于二、1．F v3．反比减小关键能力·合作探究探究点一 【导学探究】提示：(1)吊车对坦克车做的功W ＝mgh .吊车这一过程中的平均功率P ＝Wt ＝mgh t；其瞬时功率P 额＝F v ＝mg v .因为吊车匀速运动，则平均功率和瞬时功率相等．(2)该过程中吊车的平均功率为P ＝Wt＝Fht ＝m (a+g )ht.其瞬时功率为P 额＝F v ＝(mg ＋ma )at .【典例示范】 例1解析：(1)滑雪车沿斜面下滑时，对滑雪车和小朋友整体受力分析，如图所示．由牛顿第二定律可得mg sin θ－μmg cos θ＝ma ，解得a ＝2 m/s 2滑雪车2 s 内的位移x ＝12at 2＝12×2×22 m ＝4 m重力在前2 s 内做的功为W ＝mgx cos (90°－θ)＝mgx sin θ＝80×10×4×0.6 J ＝1 920 J重力在前2 s 内的平均功率为P ̅＝Wt ＝960 W.(2)滑雪车在2 s 末的速度v ＝at ＝2×2 m/s ＝4 m/s 2 s 末重力的瞬时功率P ＝mg v cos (90°－θ)＝mg v sin θ＝80×10×4×0.6 W ＝1 920 W. 答案：(1)960 W (2)1 920 W 素养训练1解析：力做功多，功率不一定大，还要看做功的时间，故A 错误；功率一定时，汽车的牵引力才与速率成反比，故B 错误、D 正确；只有时间t 极短时才能用P ＝Wt 求瞬时功率，故C 错误．答案：D素养训练2解析：前2 s 物体下落高度h ＝12gt 2＝20 m ，前2 s 内重力做功的功率P 1＝mgh t＝30×202W＝300 W ，A 正确，B 错误；2 s 末物体的速度v ＝gt ＝20 m/s ，此时重力的功率P 2＝mg v ＝600 W ，C 正确，D 错误．答案：AC 探究点二 【典例示范】例2 解析：(1)火车以额定功率行驶，当牵引力等于阻力，即F ＝f ＝kmg 时，火车的加速度为零，速度达到最大值v m ，则v m ＝P F ＝P f ＝Pkmg ＝12 m/s.(2)当v ＜v m 时，火车做加速运动，v 1＝1 m/s ，则F 1＝Pv 1＝6×105 N ，根据牛顿第二定律得a 1＝F 1−f m＝1.1 m/s 2；v 2＝10 m/s ，则F 2＝Pv 2＝6×104 N ，根据牛顿第二定律得a 2＝F 2−f m＝0.02 m/s 2.(3)由题分析得F ′＝f ＋ma ＝3×105 N ，在此过程中，速度增大，发动机功率增大，设功率达到额定功率时速度为v ′，即v ′＝PF ′＝2 m/s ，由v ′＝at 得t ＝v ′a ＝4 s.答案：(1)12 m/s (2)1.1 m/s 2 0.02 m/s 2 (3)4 s素养训练3 解析：启动时乘客的加速度的方向与车厢运动的方向是相同的，所以乘客受到车厢作用力的方向与车运动的方向相同，A 正确；做加速运动时，有两节动力车厢，对整个车进行受力分析得2F －8kmg ＝8ma ，把6、7、8车厢看成一个整体，第5、6节车厢间的作用力为F 1，由牛顿第二定律 F 1－3kmg ＝3ma ，把7、8车厢看成一个整体，第6、7节车厢间的作用力为F 2，由牛顿第二定律F 2－2kmg ＝2ma ，联立可得F1F 2＝32，故B 错误；当只有两节动力车时，最大速率为v ，由瞬时功率表达式2P ＝8kmg v ，改为4节动车带4节拖车的动车组时最大速率为v ′，由瞬时功率表达式4P ＝8kmg v ′，联立可得v ′v ＝21，C 正确；进站时从关闭发动机到停下来滑行的距离s 与关闭发动机时的速度v ，有s ＝v 22a ，又f ＝8kmg ＝8ma ，可得s ＝v 22kg，显然s 与v 2成正比，故D 错误．答案：AC素养训练4 解析：由v t 图像可知，汽车在前5 s 内匀加速过程的加速度为a ＝ΔvΔt＝105m/s 2＝2 m/s 2，根据牛顿第二定律可得F －0.1mg ＝ma ，解得F ＝6×103 N ，汽车在前5 s 内的牵引力为6×103 N ，故A 正确，D 错误；汽车在5 s 末达到额定功率，则有P 额＝F v ＝6×103×10 W ＝6×104 W ＝60 kW ，且当牵引力等于阻力时，汽车的速度达到最大，则有P额＝F ′v m ＝f v m ＝0.1mg v m ，解得v m ＝P额0.1mg＝30 m/s ，故C 正确，B 错误．答案：AC随堂演练·自主检测1．解析：根据P ＝Wt 可知，力对物体做的功越多，力做功的功率不一定越大，A 错误；功率是描述物体做功快慢的物理量，B 正确；从公式P ＝F v 可知，当牵引力一定的情况下，汽车的发动机瞬时功率可以随速度的不断增大而提高，当功率达到额定功率后，随着速度的增大，功率保持不变，牵引力减小，C 错误；当汽车在水平路面上匀速行驶时，合外力为零，此时牵引力等于阻力，发动机的实际功率不为零，D 错误．答案：B2．解析：普通高中学生的体重大约为60 kg ，引体向上时向上运动的位移大约为0.4 m ，引体向上一次克服重力做功为W ＝mgh ＝240 J ，则克服重力做功的平均功率为P ＝Wt ＝2403020＝160 W 最接近的是C 选项．答案：C3．解析：小球做自由落体运动在下落前2 s 内的位移为h ＝12gt 2＝20 m ，则前2 s 内重力的平均功率为P ̅G ＝mgh t ＝10 W ，小球做自由落体运动在下落2 s 末的速度为v ＝gt ＝20 m/s ，则2 s 末重力的瞬时功率为P G ＝mg v ＝20 W ，故选B.答案：B4．解析：当汽车达到最大速度时做匀速运动，牵引力F 与摩擦力f 相等，有F ＝f ，P＝F v，所以可得f＝Pv ，当速度达到v4时，可得F′＝4Pv，则F′－f＝ma，所以加速度为a＝F′−fm＝3Pmv，故选C.答案：C。
【精准解析】物理教科版必修第二册4.1、4.2 功 功率
和汽车速度,下列说法中正确的是
()
A.汽车加速行驶时,牵引力不变,速度增大
B.汽车加速行驶时,牵引力增大,速度增大
C.汽车加速行驶时,牵引力减小,速度增大
D.当牵引力等于零时,速度达到最大值
【解析】选 C。汽车的发动机输出功率恒定,即 P 一定,则由公式 P=Fv
-1-
可得出 v 增大,此时 F 减小,但由于合外力方向与汽车运动方向一致,因
A.启动时乘客受到车厢作用力的方向与车运动的方向相反 B.做匀加速运动时,第 5、6 节与第 6、7 节车厢间的作用力之比为 3∶2 C.进站时从关闭发动机到停下来滑行的距离与关闭发动机时的速度成 正比 D.与改为 4 节动车带 4 节拖车的动车组最大速度之比为 1∶2
-7-
【解析】选 B、D。启动时,乘客的加速度向前,车厢对人的作用力方向 向前,与车运动的方向相同,选项 A 错误。以后面的车厢为研究对 象,F56=3ma,F67=2ma,则 5、6 节与 6、7 节车厢间的作用力之比为 3∶2, 选项 B 正确。根据 v2=2ax,车厢停下来滑行的距离 x 与速度的二次方成 正比,选项 C 错误。若改为 4 节动车,则功率变为原来 2 倍,由 P=Fv 知, 最大速度变为原来 2 倍,选项 D 正确。 10.(6 分)(多选)从地面上方同一点向东与向西分别平抛出两个等质量 的小物体,抛出速度大小分别为 v 与 2v,不计空气阻力,则两个小物体( ) A.从抛出到落地重力做的功不同 B.从抛出到落地重力做的功相同 C.从抛出到落地重力的平均功率不同 D.落地时重力做功的瞬时功率相同 【解析】选 B、D。重力做功为 W=mgh,两物体质量相等,抛出高度相同, 所以重力做功相同,A 错误,B 正确;重力做功的平均功率 P= = ,竖
【最新】物理必修二教科版4.2功率练习
2.功率课后作业提升一、选择题1.下列对功率的理解,正确的是()A.功率大说明物体做功多B.功率小说明物体做功少C.物体做功越多,其功率越大D.物体做功越快,其功率越大解析:功率大小表示做功快慢,功率越大,做功越快,D正确.答案:D2.汽车以恒定功率沿公路做直线运动,途中通过一块沙地.汽车在公路及沙地上所受阻力均为恒力,且在沙地上受到的阻力大于在公路上受到的阻力.汽车在驶入沙地前已做匀速直线运动,它在驶入沙地到驶出沙地后的一段时间内,位移s随时间t的变化关系可能是()解析:汽车由公路驶入沙地,受到的阻力变大,汽车减速;当汽车驶出沙地,受到的阻力变小,汽车的速度变大,稳定后的速度与驶进沙地前的速度相等,在沙地的速度也不会为零,A项正确.答案:A3.质量为5t的汽车在水平路面上由静止开始以2.2m/s2的加速度做匀加速直线运动,所受阻力是1.0×103 N,则汽车起动后第1s末发动机的瞬时功率是()A.2kWB.11kWC.20kWD.26.4kW解析:由牛顿第二定律得F-f=ma,所以F=ma+f=1.2×104N.由v=at知汽车起动后第1s末的速度为v=2.2m/s由P=Fv得第1s末发动机的瞬时功率P=1.2×104×2.2W=2. 64×104W,D正确.答案:D4.飞行员进行素质训练时,抓住秋千杆由水平状态开始下摆,如图所示.到达竖直状态的过程中,飞行员受到的重力的瞬时功率变化情况是()A.一直增大B.一直减小C.先增大后减小D.先减小后增大答案:C5.质量为m的物体从静止开始做加速度为a的匀加速直线运动,在运动时间为t的过程中合外力对它做功的平均功率为()A.ma2tB. ma2tC.2ma2tD.ma2t解析:物体所受的合外力为F=ma,t时间内位移为x=at2.由P=可知,合外力做功的平均功率为P=ma2t.答案:B6.如图所示,一个小孩站在船头,用同样大小的力拉绳.在甲、乙两种情况中,经过相同的时间t(船未碰撞),小孩做的功W1、W2及功率P1、P2的关系为()A.W1>W2,P1=P2B.W1=W2,P1=P2C.W1<W2,P1<P2D.W1<W2,P1=P2解析:小孩做的功,在甲情况下是指对自身(包括所站的船)做的功,在乙情况下除对自身(包括所站的船)做的功外,还包括对另一小船做的功.在两种情况下由于力相同,则小孩自身及所站的小船在两种情况下的加速度也相同,因而位移也就相等了.这样,两种情况中小孩对自身(包括所站的船)所做的功相等,但在乙情况下小孩还对另一小船做了功,因此W1<W2,又由功率的定义式P=得P1<P2.答案:C二、非选择题7.一个质量为4kg的木块,沿倾角为37°的光滑斜面由静止开始下滑.(g取10m/s2,sin37°=0.6)求:(1)木块下滑4s时重力的瞬时功率;(2)在这4s内重力的平均功率.解析:(1)木块沿斜面匀加速下滑,由牛顿第二定律得mg sin37°=ma①4s末木块的速度为v=at②由①②式解得a=6m/s2,v=24m/s木块下滑4s时重力的瞬时功率为P=mgv sin37°=2×10×24×0.6W=288W.(2)木块在4s内的位移为x=at2=×6×42m=48m在这4s内重力的平均功率为W=144W.答案:(1)288W(2)144W8.一辆总质量为15t的卡车,其额定功率是180kW,假定它在平直的公路上运动时受到的阻力是卡车总重的0.03倍,试求:(1)卡车以1.5m/s2的加速度由静止开始匀加速运动所经历的时间.(2)分析卡车的运动情况,并求出卡车运动的最大速度.解析:(1)卡车以恒定的加速度a=1.5m/s2加速时,由牛顿第二定律得:F-f=ma,所以F=f+ma=0.3×15000×10N+15000×1.5N=27000N在此阶段卡车的牵引力保持不变,但卡车的速度不断增加,卡车的实际功率不断增大,当功率增大到额定功率时,P额=Fv所以v=m/s所以t=s=4.4s.(2)当达到额定功率后,随着车速的增大,牵引力变小,加速度变小,当加速度减小到0时,卡车速度达到最大,之后做匀速运动,此时F=f故v max= m/s=40m/s.答案:(1)4.4s(2)见解析40m/s。
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θ
A B
同步测试
功率 测试
达标练习
1.关于功率有以下表述，其中正确的是（ ）
A. 功率大说明力对物体做的功越多
B. 功率小说明力对物体做功慢
C. 根据P=W/t 可知，在想等的时间内机器做功越多，其功率就越大
D. 单位时间内机器做功越多，其功率就越大
2.A 、B 两物体质量均为m ，A 置于光滑水平面上，B 置于粗糙水平面上，用相同水平力F 分别推A 和B ，使它们前进相同的位移。
假设力F 对物体A 做的功为W 1,对B 做的功为W 2，力F 对物体A 做功的平均功率为P 1, 对B 做功的平均功率为P 2。
以下关系正确的是（ ）
A. W 1= W 2 , P 1= P 2
B. W 1= W 2 , P 1> P 2
C. W 1>W 2 , P 1> P 2
D. W 1> W 2 , P 1= P 2
3.质量为m 的物体从静止开始自由下落，不计空气阻力，在t 秒内重力对物体做功的平均功率是（ ）
A. mg 2t
B. mg 2t/2
C. mgt/4
D. mgt
4.物体自由下落，速度由0增加到5米/秒和由5米/秒增加到10米/秒的两段时间内，重力做功的平均功率之比是（ ）
A.1:2
B.1:3
C.3:1
D.1:1
5.把一个质量为1kg 的物块从某高处由静止释放，不计空气阻力，重力加速度g 取10m/s 2（物
体未落地）。
求：
（1）前3s 内重力做功的功率；
（2）第3s 内重力做功的功率；
（3）第3s 末重力做功的功率。
6.如图所示，质量为m 的小物块（可视为质点）从
倾角为θ的光滑斜面顶端由静止释放。
已知斜面高
为h ，重力加速度为g 。
求：
（1）物块在斜面上滑行过程中重力的平均功率； （2）物块刚滑到斜面底端时重力的功率。
巩固与提高
1、如图所示，A 、B 质量相等，它们与地面之间的摩
擦系数也相等，且F A =F B 。
如果A 、B 由静止开始运动相同
的距离，那么（ ）
A. F A 对A 做的功大于F B 对B 做的功
B. F A 对A 做的平均功率大于F B 对B 做功的平均功率
C. 到终点时F A 做功瞬时功率大于F B 做功瞬时功率
D. 到终点时物体A 获得的速度大于物体B 获得的速度
2、质量为m的汽车，启动后沿平直路面行驶，如果发动机的功率恒为P，汽车行驶过程中受
到的摩擦阻力大小一定，汽车速度能够达到的最大值为v，那么当汽车的车速为v/4时，汽车的瞬时加速度的大小为（）
A. P/mv
B. 2P/mv
C. 3P/mv
D. 4P/mv
3、铁路提速要解决许多技术问题，其中提高机车牵引力功率是一个重要问题。
已知匀速行驶
时，列车所受阻力与速度平方成正比，即f=kv2。
列车要提速，就必须研制出更大功率的机车。
那么，当列车分别以200km/h和50km/h的速度在水平轨道上匀速行驶时，机车的牵引力功率之比为（）
A. 2:1
B. 4:1
C. 16:1
D. 64:1
4、质量为5t的汽车，在水平路面上由静止开始做加速度为2m/s2的匀加速直线运动，所受
阻力是1000N，汽车在启动后第1s末牵引力的瞬时功率是（）
A. 22 kW
B. 20 kW
C. 11 kW
D. 2 kW
5、从距离地面5 m的高处将质量为0.5 kg的物块以5 m/s的速度水平抛出，不计空气阻力，重力加速度取10 m/s2。
求：
（1）物块落地时的速度大小；
（2）物块在空中飞行过程中重力做工的平均功率；
（3）物块刚要落地时重力的瞬时功率。
6、汽车发动机的额定功率为60 kW，汽车的质量为5 t，汽车在水平路面上行驶时，阻力是
车重的0.1倍，重力加速度取10 m/s2。
（1）汽车保持额定功率不变从静止起动后，当汽车的加速度为2 m/s2时速度多大？
（2）若汽车从静止开始，保持以0.5 m/s2的加速度做匀加速直线运动，这一过程能维持多长
时间？
达标练习
1. BCD
2. B
3. B
4. B
5. 150W 250W 300W
6. mg(2gh)-2sinθ/2 , mg(2gh)-2sinθ
巩固与提高
1.BCD
2.C
3.D
4.A
5.（1）（2）25W （3）50W
6.（1）
4m/s （2）16s。