高中1.2 功与功率习题

【精品】1.2功与功率-1作业练习

一．填空题

1．一辆额定功率为的客车，保持额定功率在平直公路上行驶，牵引做功_________。假设该客车行驶中所受阻力大小恒为，则客车所能达到的最大速率为_________。

2．质量为m的物体从高h高处自由下落，经时间t重力对物体做功的平均功率为　    　，在时刻t重力对物体做功的瞬时功率为　    　．

3．下表列出了上海大众某种型号轿车的部分数据，试根据表中数据回答下列问题：

（1）图为轿车中用于改变车速的排挡.手推变速杆到达不同挡位，可获得不同的运行速度，从“1~5”逐挡速度增大，R是倒车挡.试问轿车要以最大动力上坡，变速杆应推至哪一挡？答：_________理由是_____________.

（2）该车以额定功率和最高速度运行时，轿车的牵引力是_________.

4．一辆机动车在平直的公路上由静止启动，图中图线A表示该车运动的速度和时间的关系，图线B表示车的功率和时间的关系。设车在运动过程中阻力不变，车在6s末前做匀加速运动，在16s末开始匀速运动。可知车在运动过程中阻力为______N，车的质量为______kg。

5．如图，质量为30kg同学荡秋千，该同学从空中某点荡到秋千支架的正下方，重心下降0.2m，此过程重力做的功为__________J；该同学荡到正下方时重力瞬时功率为_________W。（取g=10m/s2）。

6．汽车发动机的额定功率为60kW，汽车的质量为5t，汽车在平直路面上行驶时，阻力是5103N，汽车保持额定功率不变从静止启动（g=10m/s2），汽车所能达到的最大速度______，当汽车的速度为6m/s时的加速度________。

7．质量为 m 的汽车在平直公路上行驶，受到的阻力保持不变，若启动后汽车发动机的功率恒为 P，速度能够达到的最大值为v，那么当汽车的速度为时，汽车的瞬时加速度大小为___________。

8．质量为2kg的物体，放在动摩擦因数为μ=0.1的水平面上，在水平拉力F的作用下，由静止开始运动，拉力做的功W和物体发生的位移x之间的关系如图，g=10m/s2，则此物体在x=6m处，拉力的瞬时功率为_________W，从开始运动到x=9m处共用时t=_________s。

9．质量为2t的汽车，发动机功率为30kW，在水平公路上能以54km/h的最大速度行驶，汽车此时受到的阻力大小为___________N。如果保持功率不变，汽车速度为36km/h时，汽车的加速度为___________m/s2

10．质量为的汽车，其发动机的额定功率为80kW，假设它在平直公路上行驶时所受阻力大小始终为其车重的0.1倍，现在该车从静止开始以1.5 m/s2的加速度匀加速启动，匀加速时汽车的牵引力为_____N，该汽车在路面上行驶所能达到的最大速度为_____m/s。（g取10m/s2）

11．如图，一质量的物体静止在光滑水平面上，在方向为水平向右．大小为的恒力的作用下开始运动，则：力在前3秒对物体所做功的平均功率为_____；末力对物体做功的瞬时功率为_______。

12．某种型号汽车发动机的额定功率为60kW，设汽车在水平公路上行驶时受到的阻力恒定，大小为2000N。发动机在额定功率下，汽车匀速行驶的速度v=_____m/s；当汽车以10m/s的速度匀速行驶时，发动机的实际功率P=_____W。

13．汽车的额定功率为50kW，质量为1000kg，沿水平路面行驶，所受阻力恒定为2×103N，发动机以额定功率工作，则当汽车的速度为10m/s时，汽车的加速度为　    　，汽车的最大速度为　    　．

14．一辆汽车以的速度在平直的公路上行驶，发现前方有险情时，驾驶员立即进行急刹车，刹车过程中受到地面的摩擦力为，刹车后的速度随刹车位移的变化关系如图所示，设汽车刹车后做匀减速直线运动，则汽车的加速为_________，从开始刹车到汽车的速度减小为的过程中，汽车克服地面摩擦力做的功为________。

15．一物体做自由落体运动。在第1秒内和第2秒内，重力对该物体做的功之比为_____；在第1秒末和第2秒末，重力做功的瞬时功率之比为_____。

16．一质量为m的小轿车以恒定功率P启动，沿平直路面行驶，若行驶过程中受到的阻力大小不变，能够达到的最大速度为v，行驶过程中受到的阻力为____________， 当小轿车的速度大小为时，其加速度大小为__________________。

17．g取10m/s2.则阻力的系数k＝_____N·s/m.匀速行驶的速度为最大速度一半时，动车组的输出功率为________kW.

18．某型号汽车在水平公路上行驶时受到阻力的大小为2000N，已知汽车匀速行驶时发动机的功率为40kW，则汽车匀速行驶时速度的大小为_________m/s，在匀速行驶120s的过程中，汽车发动机所做的功为_________J。

【来源】上海市建平中学2018-2019学年高一（下）期末物理试题（A层卷）

参考答案与试题解析

1．【答案】    4.17   

【解析】

[1]由公式可知，保持额定功率在平直公路上行驶，牵引做功

[2]当客车受到的牵引力与阻力相等时，速度最大即为

2．【答案】：；mg2t．

【解析】【考点】 功率．平均功率和瞬时功率．

【分析】功率等于力与力的方向速度的乘积，而功等于力与力的方向的位移乘积．功率有平均功率与瞬时功率之分．瞬时功率等于力与瞬时速度乘积，而平均功率等于功与时间的比值，也可以力与平均速度的乘积．

【解答】解：小球自由下落，经时间t，

小球的位移为：h=；

重力做功的平均功率为：P==；

t时刻物体的速度为：v=gt；

在t时刻重力对物体做功的瞬时功率为PG=mgv=mg2t；

故答案为：；mg2t．

3．【答案】1    根据P=Fv，要增大牵引力，就要减小速度    1500N   

【解析】【来源】第二部分单元卷功和功率测试卷

【详解】

（1）[1][2]．轿车要以最大动力上坡，根据P=Fv知，需减小速度，增大牵引力，将变速杆应推至1档．

（2）[3]．最大时速为180km/h=50m/s，根据P=Fv得，

4．【答案】    (1). 1500    (2). 562.5

【解析】根据速度-时间图象可知，机动车先做匀加速运动，后做变加速运动，最后做匀速运动，最大速度，内的加速度，
根据图线B可以机车的额定功率，
当牵引力等于阻力时，速度取到最大值，则阻力；
匀加速运动的牵引力
根据牛顿第二定律得：，解得：。

点睛：本题考查的是机车启动问题．汽车通常有两种启动方式，即恒定加速度启动和恒定功率启动．要求同学们能对两种启动方式进行动态分析，能画出动态过程的方框图，公式，P指实际功率，F表示牵引力，v表示瞬时速度．当牵引力等于阻力时，机车达到最大速度。

5．【答案】60    0   

【解析】

[1]重力做的功

[2]由于在最下方时，速度沿水平方向，而重力沿竖直方向，两者相互垂直，因此重力的瞬时功率为0。

6．【答案】12m/s    1m/s2   

【解析】【来源】福建省永春县第一中学2018-2019学年高一3月月考物理试题

【详解】

当汽车的牵引力减小到等于阻力时，汽车的速度达到最大．根据P=Fv=fv得，最大速度．当汽车的速度为6m/s时，汽车的牵引力；根据牛顿第二定律得，

7．【答案】

【解析】

当牵引力等于阻力时，速度最大，根据P=Fv=fv得，阻力的大小

当速度为时，牵引力

根据牛顿第二定律得，加速度

8．【答案】6    4   

【解析】

[1]对物体受力分析，物体受到的摩擦力为

Ff=μFN=μmg=0.1×2×10N=2N

由图象可知，斜率表示的是物体受到的力的大小，0-3m段的拉力为5N，3-9m段的拉力为2N，所以物体在0-3m段做匀加速运动，在3-9m段做匀速直线运动；
在0-3m 段的拉力为5N，物体做加速运动

根据

v2=2ax1

v=at1

代入数值解得

v=3m/s

t1=2s

则此物体在x=6m处，拉力的瞬时功率为

[2]在3-9m段，物体匀速运动的时间

所以从开始运动到x=9m处共用时

t总=2s+2s=4s

9．【答案】2000    0.5   

【解析】【来源】上海市第二工业大学附属龚路中学2020-2021学年高一（下）期中物理试题

[1]当牵引力和阻力相等时，汽车的速度最大，最大速度为，由

可得阻力

[2]速度达到时，汽车的牵引力为

由牛顿第二定律可得

所以

10．【答案】10000    20   

【解析】【来源】山东省济宁市嘉祥县第一中学2019-2020学年高一（下）6月物理试题

【分析】

【详解】

[1]加速度为1.5m/s2时，由牛顿第二定律得牵引力为

[2]当汽车在路面上行驶达到最大速度，则有

汽车在路面上行驶所能达到的最大速度为

11．【答案】       

【解析】【来源】陕西省宝鸡市渭滨区2019-2020学年高一（下）期末考试物理试题

【分析】

【详解】

[1]物体做匀加速直线运动，根据牛顿第二定律

解得

前内的位移为

平均功率为

[2]在末，物块的速度为

瞬时功率为

12．【答案】30m/s    20kW   

【解析】【来源】北京市丰台区2019-2020学年高一（下)期末物理试题

【分析】

【详解】

[1]．根据P=Fv，当匀速行驶时F=f，则

[2]．当汽车以10m/s的速度匀速行驶时，发动机的牵引力为

F′=f=2000N

则发动机的实际功率

13．【答案】3m/s2，25m/s．

【解析】【考点】 功率．平均功率和瞬时功率．

【分析】汽车受到的摩擦力阻力和汽车的牵引力相等的时候，汽车的速度达到最大，此时汽车做匀速运动，汽车以额定功率启动时，根据F=可以求出汽车的牵引力的大小，在根据牛顿第二定律可以求得加速度的大小．

【解答】解：汽车的速度达到最大时，汽车做匀速运动，所以F==f，所以最大速度：

V==m/s=25m/s

汽车以额定功率启动，速度达到v=10m/s时的牵引力的大小：

F===5000N

根据牛顿第二定律可得：

F﹣f=ma，

所以：

a==m/s2=3m/s2，

故答案为：3m/s2，25m/s．

14．【答案】10    10080   

【解析】【来源】2021届上海市嘉定区嘉定二中高三（上）期中物理试题

[1]汽车刹车后做匀减速直线运动，设加速度大小为a。则 v02=2ax，由图知 v0=20m/s，x=20m，解得 a=10m/s2

[2]当v=8m/s时，汽车的刹车距离为

所以汽车克服地面摩擦力做的功为

15．【答案】    (1). 1:3    (2). 1:2

【解析】试题分析：物体在第1s内的位移为x1＝gt12＝×10×1m＝5m，第2s内的位移x2＝gt22？gt12＝×10×（4？1）m＝15m，可知位移之比为1：3．根据W=mgx得，重力做功之比为1：3．重力做功的瞬时功率P=mgv=mg2t，知重力做功的瞬时功率之比为1：2．

考点：功率

16．【答案】       

【解析】【来源】福建省三明市第一中学2020-2021学年高一（下）期中物理试题

[1]当达到最大速度时，牵引力等于阻力，即

F=f

则根据

P=Fv

可得行驶过程中受到的阻力为

[2]当小轿车的速度大小为时，牵引力

则加速度

17．【答案】800    1125   

【解析】【来源】黑龙江省哈尔滨市第六中学2018-2019学年高一6月月考物理试题

【详解】

(1)动车组以最大速度行驶时的牵引力大小：;

动车组以最大速度行驶时的牵引力大小与阻力的大小相等，则f=kvm=6×104N，

解得:k=800N？s/m.

(2)机车匀速行驶的速度为最大速度一半时，v=37.5m/s，

动车组受到的阻力为：f′=kv=800×37.5N=3×104N，动车组的输出功率为：P′=F′v=f′v=3×104×37.5W=1.125×106W=1125kW.

18．【答案】20    4.8×106   

【解析】

【分析】

【详解】

[1][2]由于汽车匀速行驶，所以

F=f=2000N

所以发动机的实际功率为

P=Fv

所以

发动机做的功

W=Pt=40×103×120=4.8×106J