物理必修23.功率课后作业题

1．关于功率的概念，下列说法中正确的是(　　)

A．功率是描述力对物体做功多少的物理量

B．力做功时间越长，力的功率一定越小

C．力做功越多，力的功率一定越大

D．力对物体做功越快，力的功率一定越大

解析：功率是描述力对物体做功快慢的物理量，做功越快，功率越大，A错误，D正确；力对物体做功时间长或者做功多，未必做功快，B、C错误．

答案：D

2．一质量为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F的功率和时间t1内的平均功率分别为(　　)

A.，　　　　 B.t1，t1

C.t1，   D.t1，

解析：t1时刻，木块的速度v1＝at1＝t1，

0～t1时刻的平均速度＝＝t1，

由P＝Fv得，t1时刻F的功率为

P＝Fv1＝F·t1＝t1，

时间t1内的平均功率为

＝F＝F·t1＝t1，C正确．

答案：C

3.如图所示，小球被细线悬挂于O点，若将小球拉至水平后由静止释放，则在小球下摆到最低点的过程中，重力瞬时功率的变化情况是(　　)

A．减小　　　　　　 B．增大

C．先减小后增大   D．先增大后减小

解析：开始时，小球速度为零，重力瞬时功率为零．在最低点时，速度方向与重力方向垂直，故此时重力瞬时功率也为零，故重力的瞬时功率先增大后减小，D正确．

答案：D

4．一位高中三年级的男生在平直的公路上以较快的速度匀速骑自行车，所受的阻力为车和人总重力的0.05倍，则该男生的功率接近于(　　)

A．40 W   B．100 W

C．250 W   D．500 W

解析：人车总重力约为800 N，则受到的阻力Ff＝40 N，自行车匀速行驶时，牵引力F＝Ff＝40 N，速度v约为6 m/s，所以该男生的功率P＝Fv＝40×6 W＝240 W，最接近250 W，C正确．

答案：C

5.一个质量为m的物体，从高度为h，长度为L的光滑斜面顶端由静止开始下滑，如图所示．求物体到达斜面底端时重力的瞬时功率．

解析：据牛顿第二定律，物体下滑的加速度a＝gsin θ＝，据运动学公式，物体滑到底端时的速度v＝＝.该速度沿重力方向的分量vy＝vsin θ＝v，则物体到达斜面底端时重力的瞬时功率P＝mg·v＝.

答案：

(时间：45分钟　满分：60分)

一、选择题(共8个小题，每题5分，共40分)

1．关于功率，下列说法正确的是(　　)

A．不同物体做相同的功，它们的功率一定相同

B．物体做功越多，它的功率就越大

C．物体做功越快，它的功率就越大

D．发动机的额定功率与实际功率可能相等，也可能不相等

解析：功率是表示做功快慢的物理量，不仅与做功的多少有关，而且跟做功所需的时间有关，故C正确，A、B错误，发动机的实际功率可能等于额定功率，也可能不等于额定功率，故D正确．

答案：CD

2．某人用同一水平力F先后两次拉同一物体，第一次使此物体沿光滑水平面前进l距离，第二次使此物体沿粗糙水平面也前进l距离，若先后两次拉力做的功为W1和W2，拉力做功的功率是P1和P2，则(　　)

A．W1＝W2，P1＝P2　　　　 B．W1＝W2，P1＞P2

C．W1＞W2，P1＞P2   D．W1＞W2，P1＝P2

解析：由于拉力相同而又通过相同的位移，根据W＝Fl可知拉力对物体做的功一样多，但由于沿光滑水平面前进时间短，所以P1＞ P2，B正确．

答案：B

3．竖直上抛一球，球又落回原处，已知空气阻力的大小正比于球的速度，下列说法正确的是(　　)

A．上升过程中克服重力做的功大于下降过程中重力做的功

B．上升过程中克服重力做的功等于下降过程中重力做的功

C．上升过程中克服重力做功的平均功率大于下降过程中重力做功的平均功率

D．上升过程中克服重力做功的平均功率等于下降过程中重力做功的平均功率

解析：已知球上抛后又落回原处，球在上升过程中运动的距离等于下降过程中的距离，而重力的大小是恒定的．因此，上升过程中克服重力做的功肯定等于下降过程中重力做的功．在上升过程中运动的时间要小于在下降过程中运动的时间．根据平均功率的定义可知，球在上升过程中克服重力做功的平均功率大于下降过程中重力做功的平均功率，所以，选项A、D错误，B、C正确．

答案：BC

4．质量为1 kg的物体从某一高度自由下落，设1 s内物体未着地，则该物体下落1 s末重力做功的瞬时功率是(g取10 m/s2)(　　)

A．25 W   B．50 W

C．75 W   D．100 W

解析：据P＝mgv＝mg×gt＝100 W.

答案：D

5．设在平直的公路上以一般速度匀速行驶的自行车，所受阻力约为车和人总重力的0.02倍，则骑车人的功率最接近于(g取10 m/s2)(　　)

A．10－1kW　　　　　　　　 B．10－3kW

C．1 kW   D．10 kW

解析：车、人的总质量一般为100 kg，而车速约5 m/s左右，故P＝Fv＝F阻v＝0.02mgv＝100 W.

答案：A

6．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∶m2   B.∶

C.∶   D.∶

解析：根据雨滴所受阻力和速度的关系，落地时又是匀速直线，所以mg＝kv2，重力的功率P＝mgv，则两雨滴的重力功率之比＝＝ .

答案：D

7.如图所示，在外力作用下某质点运动的v－t图象为正弦曲线．从图中可以判断(　　)

A．在0～t1时间内，外力做正功

B．在0～t1时间内，外力的功率逐渐增大

C．在t2时刻，外力的功率最大

D．t2～t3时间内，外力做正功

解析：0～t1时间内，质点做加速运动，外力做正功，故选项A正确；t2到t3时间内，质点速度变大，外力做正功，故选项D正确；0～t1时间内，由图象看速度大小变化，图象斜率表示加速度，加速度对应合外力，根据P＝Fv可以得出外力的功率先增大后减小，故选项B错误；t2时刻，速率为零，此时外力的功率为零，选项C错误．

答案：AD

8.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的关系如图所示，力的方向保持不变，则(　　)

A．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：根据F­t图线，利用P＝Fv和＝分别可求出瞬时功率和平均功率．

答案：BD

二、非选择题(共2个小题，每题10分，共20分)

9．质量为3 kg的物体，从高30 m处自由落下，问：

(1)第2 s内重力做功的功率是多少？

(2)第2 s末重力做功的瞬时功率是多少？(g取10 m/s2)

解析：(1)第2 s内是指一段时间，因此对应P＝，是平均功率．

第2 s内的位移

s＝g(t－t)＝×10×(22－12) m＝15 m.

重力做的功W＝mgs＝3×10×15 J＝450 J.

重力在第2 s内做功的功率P＝＝ W＝450 W.

(2)第2 s末指时刻，因此采用P＝Fv计算，是瞬时功率．第2 s末物体的速度v＝gt2＝10×2 m/s＝20 m/s.

第2 s末重力做功的瞬时功率为：

P＝mgv＝3×10×20 W＝600 W.

答案：(1)450 W　(2)600 W

10.如图甲所示，滑轮质量、摩擦均不计，质量为2 kg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，求：

(1)4 s末F的功率是多大？

(2)4 s内F的功率是多大？(g取10 m/s2)