2019-2020年高一物理 第6單元:達(dá)標(biāo)訓(xùn)練(2、功率)(有解析) 大綱人教版.doc
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2019-2020年高一物理 第6單元:達(dá)標(biāo)訓(xùn)練(2、功率)(有解析) 大綱人教版 基礎(chǔ)鞏固 1.如圖7-2-5所示,利用動(dòng)滑輪來吊起質(zhì)量為20 kg的物體,已知拉力F=120 N,滑輪與繩的質(zhì)量以及摩擦均不計(jì),則當(dāng)物體由靜止開始升高1 m時(shí),拉力的功率為( ?。? 圖7-2-5 A.200 W B.400 W C.480 W D.280 W 解析:可依據(jù)滑輪的受力特點(diǎn),求取滑輪上升加速度、速度,然后用瞬時(shí)功率P=Fv求解.物體所受合力:F合=2F-G=40 N 所以物體上升時(shí)的加速度為2 m/s2,上升時(shí)物體運(yùn)動(dòng)的速度: 故F作用點(diǎn)的移動(dòng)速度v′=4 m/s,則F的功率為:P=Fv′=1204 W=480 W,故C正確. 答案:C 2.質(zhì)量為m的物體,自高為h、傾角為θ的光滑斜面頂端由靜止滑下,經(jīng)歷時(shí)間t到達(dá)斜面底端,到達(dá)斜面底端時(shí)的速度為v,則物體在斜面底端時(shí)重力的功率是( ?。〢.mgv B.mgvsinθ C.mgvcosθ D.mgvttanθ 解析:可將重力沿平行與垂直向斜面的方向分解,最終應(yīng)用瞬時(shí)功率的公式P=Fv求解.將重力沿v方向與垂直v方向分解,在速度方向上分量G1=mgsinθ,故在斜面底端時(shí)功率為P=G1v=mgvsinθ,故選項(xiàng)B正確. 答案:B 3.設(shè)人騎自行車在平直公路上以一般速度行駛,所受阻力約為人和車總重的0.02倍.則騎車人的功率最接近于( ?。? A.10-1 kW B.10-3 kW C.1 kW D.10 kW 解析:估算題“在理不在數(shù)”,可事先估測人車總重以及自行車速度,然后依據(jù)P=Fv求解.這是一道估算題,需根據(jù)日常生活經(jīng)驗(yàn)作答,假設(shè)人和車總重為1 000 N,則運(yùn)動(dòng)過程中所受阻力大小為f=0.02mg=20 N,自行車一般行駛的速度約為5 m/s,則騎車人的功率等于克服阻力做功的功率P=fv=100 W. 答案:A 4.設(shè)飛機(jī)在飛行中所受空氣阻力與它的速度的平方成正比,當(dāng)飛機(jī)以速度v水平勻速飛行時(shí),發(fā)動(dòng)機(jī)的功率為P.則當(dāng)飛機(jī)以2v的速度水平勻速飛行時(shí),發(fā)動(dòng)機(jī)的功率為( ?。? A.2P B.4P C.8P D.16P 解析:阻力的表達(dá)式可寫為F=kv2,可依據(jù)P=Fv分析判斷.設(shè)阻力f=kv2(k為比例常數(shù)),水平勻速飛行時(shí),牽引力F=f,發(fā)動(dòng)機(jī)功率P=Fv=kv3∝v3,故當(dāng)飛機(jī)速度變?yōu)樵瓉淼?倍時(shí),功率變?yōu)樵瓉淼?倍. 答案:C 5.在距地面h高處,分別以速度v和2v水平拋出兩個(gè)質(zhì)量相同的小球A和B,不計(jì)空氣阻力,則從拋出到落地,兩小球重力的平均功率PA_________PB(填“大于”“等于”或“小于”),兩球落地時(shí)重力做功的瞬時(shí)功率PA_________PB. 解析:拋出點(diǎn)高度相同,則飛行時(shí)間相等.豎直方向,小球的位移及落地速度的豎直分量相同.重力的平均功率∝;重力的瞬時(shí)功率P=Fvcosα=mgvy=mg2t∝t,從同一高度h平拋,落地時(shí)間為是相同的,與水平拋出速度v無關(guān). 答案:等于 等于 6.物體重為100 N,在大小為20 N的水平推力作用下,5 s內(nèi)沿水平地面前進(jìn)10 m,則推力做的功為_________J,它的功率為_________W,重力對(duì)物體做的功為_________J. 解析:利用平均功率及瞬時(shí)功率的公式即可求解.力學(xué)里做功是指力使物體移動(dòng)了距離這種力的成效,功的大小由力和物體在力的方向上移動(dòng)的距離決定.題目中給了兩個(gè)力,要求計(jì)算兩個(gè)功,我們就不能死記亂套公式.因此,推力做的功W1=Fs=20 N10 m=200 J,重力做的功W2=0 J,功率是指物體在單位時(shí)間里做的功,. 答案:200 40 0 綜合應(yīng)用 7.(上海春季)一輛汽車在平直公路上行駛,以下說法正確的是( ?。? A.汽車的行駛速度保持不變,車輪直徑越大,車輪旋轉(zhuǎn)越快 B.汽車車輪旋轉(zhuǎn)快慢保持不變,車輪直徑越小,行駛速度越大 C.汽車的功率保持不變,行駛速度越大,受到的牽引力越小 D.汽車受到的牽引力保持不變,行駛速度越小,功率越大 解析:由做圓周運(yùn)動(dòng)中線速度和角速度的關(guān)系可知,v=rω,當(dāng)v不變時(shí),半徑r和角速度ω成反比,故選項(xiàng)A錯(cuò).當(dāng)ω不變時(shí),線速度和半徑成正比,故選項(xiàng)B錯(cuò).由P=Fv知,當(dāng)P不變時(shí),F(xiàn)和v成反比,故選項(xiàng)C對(duì).當(dāng)F不變時(shí),P和v成正比,故選項(xiàng)D錯(cuò). 答案:C 8.(廣東綜合)21世紀(jì)是全世界大規(guī)模開發(fā)利用海洋資源、發(fā)展海洋經(jīng)濟(jì)的新時(shí)期.為了人類和平利用海洋資源,今年我國環(huán)球科學(xué)考察船“大洋一號(hào)”首次執(zhí)行環(huán)球大洋科學(xué)考察任務(wù). 如果“大洋一號(hào)”在海洋中以速度v0做勻速直線航行,忽略風(fēng)力的影響,請回答: (1)船除受到推進(jìn)力、阻力和浮力的作用外,還受到_________的作用,船沿航行方向受到的合外力大小_________; (2)假設(shè)船所受的阻力與船速的平方成正比,當(dāng)航速為0.9v0時(shí),船的推進(jìn)功率是原來的百分之幾? 答案:(1)重力 等于零 (2)設(shè)F0、F和P0、P分別為科考船以v0、v勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)的推進(jìn)力和推進(jìn)功率,f為阻力,有 F0=f=kv02 P0=F0v0=kv03 P=Fv v=0.9v0 . 9.從空中以40 m/s的初速度平拋一個(gè)質(zhì)量為1 kg的物體,3 s后物體落至地面,不計(jì)空氣阻力,求3 s內(nèi)重力所做的功、重力的平均功率和落地時(shí)重力的瞬時(shí)功率(取g=10m/s2). 解析:平拋運(yùn)動(dòng)在豎直方向上的分運(yùn)動(dòng)是自由落體運(yùn)動(dòng),物體運(yùn)動(dòng)3 s下落的高度為豎直分速度為vy=gt=30 m/s 則3 s內(nèi)重力所做的功為W=mgy=11045 J=450 J 重力的平均功率為W=150 W 重力的瞬時(shí)功率為P=mgvy=11030 W=300 W. 10.一雜技運(yùn)動(dòng)員騎摩托車沿一豎直圓軌道做特技表演.若車運(yùn)動(dòng)的速率恒為30 m/s,人與車質(zhì)量之和為200 kg,輪胎與軌道間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ=0.1,車通過最低點(diǎn)A時(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)的功率為12 kW.求車通過最高點(diǎn)B時(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)的功率 解析:利用牛頓第二定律與勻速圓周運(yùn)動(dòng)知識(shí)及功率公式分別對(duì)A、B兩點(diǎn)列式即可求解.以人和摩托車作為一個(gè)整體為研究對(duì)象,分別對(duì)其在A點(diǎn)和B點(diǎn)時(shí)進(jìn)行受力分析如右圖中所示,F(xiàn)NA、FNB分別表示摩托車在A點(diǎn)和B點(diǎn)受到軌道的彈力,F(xiàn)a、Fb表示的是摩托車的牽引力,F(xiàn)FA、FFB則表示的是摩擦阻力,對(duì)于A、B兩點(diǎn)而言都是豎直方向上的合力提供向心力,又由于摩托車保持勻速率不變,因此摩托車在切線方向上合外力為零,即A、B兩點(diǎn)牽引力與摩擦力大小相等、方向相反. 由牛頓第二定律可得: [又在A點(diǎn):FFA=μFNA=Fa 在B點(diǎn):FFB=μFNB=Fb 由功率公式可知: Pa=Fav Pb=Fbv 聯(lián)立以上各式,得: Pb=Pa-2μmgv=12103 W-20.12001020 W=4103 W,即為摩托車通過最高點(diǎn)時(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)的功率. 11.質(zhì)量m=5 t的汽車從靜止出發(fā),以a=1 m/s2的加速度沿水平直路做勻加速運(yùn)動(dòng),汽車所受的阻力等于車重的0.06倍,求汽車在10 s內(nèi)的平均功率和10 s末的瞬時(shí)功率(取g=10 m/s2). 解析:汽車在水平方向受到兩個(gè)力:牽引力F和阻力F.根據(jù)牛頓第二定律算出牽引力,結(jié)合運(yùn)動(dòng)學(xué)公式算出10 s內(nèi)的位移和10 s末的速度即可求解. 設(shè)汽車的牽引力為F,阻力F=kmg=0.06mg.由牛頓第二定律F-f=得F=m(0.06g+a)=5103(0.0610+1)N=8103 N 汽車在t=10 s內(nèi)的位移和10 s末的速度分別為 vt=at=110 m/s=10 m/s 所以汽車在10 s內(nèi)的平均功率和10 s末的功率分別為 Pt=Fvt=810310 W=8104 W. 12.額定功率為80 kW的汽車,在平直公路上行駛的最大速度是20 m/s,汽車的質(zhì)量是2 t,如果汽車從靜止開始做勻速直線運(yùn)動(dòng),加速度的大小是2 m/s2,運(yùn)動(dòng)過程中所受阻力不變,試求: (1)汽車受到的阻力多大? (2)3 s末汽車的瞬時(shí)功率多大? (3)汽車維持勻加速運(yùn)動(dòng)的時(shí)間是多少? 解析:(1)在輸出功率等于額定功率的條件下,當(dāng)牽引力F等于阻力Ff時(shí),汽車的加速度減為零,汽車的速度達(dá)到最大為vm,則汽車所受的阻力為: . (2)設(shè)汽車做勻加速運(yùn)動(dòng)時(shí),需要的牽引力為F′,根據(jù)牛頓第二定律有: F′-Ff=ma解得:F′=Ff+ma=(4103+21032)N=8103 N 因?yàn)? s末汽車的瞬時(shí)速度為:v3=at=32 m/s=6 m/s 所以3 s末的瞬時(shí)功率為:P3=F′v3=81036kW=48 kW. (3)汽車做加速運(yùn)動(dòng)時(shí),牽引力F′恒定,隨著車速增大,輸出功率逐漸增大,輸出功率等于額定功率時(shí)的速度是汽車做勻加速運(yùn)動(dòng)的最大速度vm′,其數(shù)值為: 根據(jù)運(yùn)動(dòng)學(xué)公式,汽車維持勻加速運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為- 1.請仔細(xì)閱讀文檔,確保文檔完整性,對(duì)于不預(yù)覽、不比對(duì)內(nèi)容而直接下載帶來的問題本站不予受理。
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