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2020人教版高一物理必修二核心知识点练习4 功和功率

04  功和功率

一、选择题

1.伽利略的斜面实验反映了一个重要的事实:如果空气阻力和摩擦力小到可以忽略,小球必将准确地到达同它出发点相同高度的点,绝不会更高,也不会更低。这说明,小球在运动过程中有一个东西是不变的,这个东西应是     (  )

A.弹力  

B.势能  

C.速度  

D.能量

1D 【解析】在伽利略的斜面实验中,小球从一个斜面滚到另一个斜面,小球所受的弹力是不同的,势能先减小后增大,速度先增大后减小,所以ABC错误;不变的东西应是能量,包括动能和势能,D正确.

 

2(单选+新情景)如图所示,2019年市场上推出一款特殊的手机,在电池能量快要耗尽时,摇晃手机,即可产生电能维持通话。摇晃手机的过程是将机械能转化为电能的过程,如果将该手机摇晃一次,相当于将100 g的重物举高20 cm,若每秒摇两次,g10 m/s2。估算摇晃该手机的平均功率约为             (  )

A0.04 W  

B0.4 W

C4 W  

D40 W

2B【解析】摇晃一次做的功为Wmgh0.1×10×0.2 J0.2 J,摇晃两次做的功为0.4 J,所以平均功率为P1(0.4) W0.4 W,故B正确.

3(多选+改编)如图甲所示,物体受到水平推力F的作用在粗糙水平面上做直线运动.运动过程中推力F、物体速度v随时间t变化的规律如图乙所示。下列说法正确的是   

A.物体受到的摩擦力大小为3N

B.第2 s末摩擦力做功的瞬时功率大小为4 W

C.前3 s内推力做的总功为7 J

D.前3 s内推力F做功的平均功率为3 W

3BC 【解析】3 s内,物体做匀速运动,由平衡条件知,物体受到的摩擦力大小为2 NA错误;由速度时间图象知,第2 s末物体的瞬时速度为2 m/s,由Pfv得,第2 s末摩擦力做功的瞬时功率大小为4 WB正确;第1 s内物体静止,推力做功为0,第2 s内物体运动的位移为1 m,推力做的功为3 J,第3 s内物体运动的位移为2 m,推力做的功为4 J,则前3 s内推力做的总功为7 J,故平均功率为3(7) WC正确,D错误。

4(多选+原创)小明从桥顶上静止释放一质量为0.1kg的小物块,经2s落到水面上,不计空气阻力,重力加速度g10m/s。下列说法正确的是             (   )

A1s内重力的做功为10J

B2s内重力的平均功率为20W

C落到水面上时,重力的瞬时功率为20W

D落到水面上时,物块的瞬时功率为10W

4AB 【解析】物体只受重力,做自由落体运动,1s内物体下落的高度为h=gt2=5m,所以1s内重力的做功为=5JA错误;2s内物体下落的高度为h=gt2=20m,所以2s内重力的做功为=20J,重力的功率为WB错误;落到水面上时,物块的速度为v=gt=10×2=20m/s,所以重力的瞬时功率P=mgv=1×20m/s=20WC正确,D错误。

 

二、计算题

5(原创)如图甲所示,某高架桥的引桥可视为一个倾角θ30°、长l500 m的斜面.一辆质量m2 ×103 kg的电动汽车从引桥底端由静止开始加速,其加速度a随速度v变化的关系图象如图乙所示,电动汽车的速度达到1 m/s后,牵引力的功率保持恒定.已知行驶过程中电动汽车受到的阻力Ff(摩擦和空气阻力)不变,重力加速度g10 m/s2。求:

1)电动汽车所受阻力和恒定功率;

2)第1 s内电动汽车机械能的增量。

5.答案:(1Ff2 ×103N P014 kW  ;(26 ×103J   

【解析】(1电动汽车的速度达到1 m/s后保持功率不变

v(P0)Ffmgsin θma    

电动汽车做加速度逐渐减小的加速运动,最终加速度减小至0,电动汽车在恒定功率下的最大速度,有

vmax(P0)Ffmgsin θ0    

解得P014 kW   

Ff2 ×103N    

2)第1 s内,电动汽车做匀加速运动的过程,位移为

x0.5 m   

在匀加速直线运动阶段,由牛顿第二定律得

FFfmgsin θma    

解得F=1.4 ×104 N   

电动汽车机械能的增量等于牵引力与阻力做功的代数和

    =(FFf)x6 ×103J   

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 


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