18-功率、平均功率、瞬时功率（计算题）-北京市三年（2020-2022）高一物理下学期期末试题知识点分类汇编1.（2022春•石景山区期末）在研究某些复杂的曲线运动时，常常采用运动的合成与分解的方法。（1）一滑块静置在xy水平面上的坐标原点，其质量m＝1.0kg，从t＝0开始，滑块受到水平力F的作用，F＝2N保持不变，F方向先向y轴正方向作用1s；然后改为向x轴正方向再作用1s；忽略一切摩擦。求：a．滑块运动1s末的位置坐标和0.5s末力F的瞬时功率P；b．在图1中绘出0～2s内滑块的运动轨迹；写出2s内力F对滑块做的总功W。（2）如图2所示，某同学偶然发现汽车轮胎边缘的一个白色漆点，在随汽车向前匀速直线运动过程中，其运动轨迹很有特点，像一个个“桥拱”一样，该同学猜测白色漆点同时参与了随汽车向前的匀速直线运动和随轮胎绕车轴的匀速圆周运动。若汽车轮胎半径为r，汽车向前匀速运动的速度为v，轮胎与地面接触时不发生相对滑动。a．求每形成一个“桥拱”的轨迹经历时间T；b．漆点在“桥拱”最高点时相对地面的速度大小v'。2.（2022春•西城区校级期末）人类总想追求更快的速度，继上海磁悬浮列车正式运营，又有人提出了新设想“高速飞行列车”，并引起了热议。如图1所示，“高速飞行列车”拟通过搭建真空管道，让列车在管道中运行，利用低真空环境和超声速外形减小空气阻力，通过磁悬浮减小摩擦阻力，最大时速可达4千公里。我们可以用高中物理知识对相关问题做一些讨论，为计算方便，取“高速飞行列车”（以下简称“飞行列车”）的最大速度为v1m＝1000m/s；取上海磁悬浮列车的最大速度为v2m＝100m/s；参考上海磁悬浮列车的加速度，设“飞行列车”的最大加速度为a＝0.8m/s2。（1）若“飞行列车”在北京和昆明（距离取为L＝2000km）之间运行，假设列车加速及减速运动时，保持加速度大小为最大值，且功率足够大，求从北京直接到达昆明的最短运行时间t。（2）列车高速运行时阻力主要来自于空气，因此我们采用以下简化模型进行估算：设列车所受阻力正比于空气密度、列车迎风面积及列车相对空气运动速率的平方；“飞行列车”与上海磁悬浮列车都采用电磁驱动，可认为二者达到最大速度时功率相同，且外形相同。在上述简化条件下，求在“飞行列车”的真空轨道中空气的密度ρ1与磁悬浮列车运行环境中空气密度ρ2的比值。（3）若设计一条线路让“飞行列车”沿赤道穿过非洲大陆，如图2所示，甲站在非洲大陆的东海岸，乙站在非洲大陆的西海岸，分别将列车停靠在站台、从甲站驶向乙站（以最大速度）、从乙站驶向甲站（以最大速度）三种情况中，车内乘客对座椅压力的大小记为F1、F2、F3，请通过必要的计算将F1、F2、F3按大小排序。（已知地球赤道长度约为4×104km，一天的时间取86000s）3.（2021春•延庆区期末）一辆质量是m＝1000kg的汽车在平直的路面上行驶，汽车受到的阻力恒为f＝2000N。（1）当汽车以a＝2m/s2的加速度行驶到速度为v＝15m/s时，求汽车的实际功率P；（2）若汽车以此功率匀速行驶时速度vm多大？4.（2021春•东城区校级期末）环保汽车将为2022年冬奥会场馆服务。某辆以蓄电池为驱动能源的环保汽车，总质量m＝3×103kg，当它在水平路面上以v＝36km/h的速度匀速行驶时，驱动电动机输入电功率15KW。若驱动电机能够将输入电功率的90%转化为用于牵引汽车前进的机械功率P。（g取10m/s2）在此行驶状态下：机（1）求牵引汽车前进的机械功率P。机（2）求汽车所受阻力大小与重力的比值。5.（2021春•房山区期末）如图所示，某人在高处A点将一质量m＝0.50kg的小球，以v0＝4.0m/s的初速度水平抛出，小球被抛出时距水平地面的高度h＝20m。不计空气阻力，取g＝10m/s2。（1）小球从抛出到落地过程中重力做的功；（2）小球落地时的动能；（3）小球落地时重力的瞬时功率。6.（2021春•东城区期末）某型号汽车质量为m，发动机的额定功率为P0。假设汽车在某水平路段行驶时，受到的阻力大小恒为F。阻（1）求发动机在额定功率下，汽车在此路段匀速行驶的速度。（2）某段时间内，汽车在此路段行驶时的v﹣t图像如图所示，已知t时刻速度为v。求0～t时间内发动机实际功率的最大值。7.（2020春•通州区期末）如图所示，置于光滑水平面上的物块在大小为F＝6.0N的水平拉力作用下，由静止开始运动，在t＝2s内物块运动的位移l＝2m。求：（1）t＝2s内，拉力F对物块做的功W；（2）t＝2s内，拉力F对物块做功的平均功率P。8.