（江蘇專用）2019高考物理一輪復(fù)習(xí) 第五章 機(jī)械能 課時(shí)38 功率與機(jī)車啟動(dòng)加練半小時(shí)

《（江蘇專用）2019高考物理一輪復(fù)習(xí) 第五章 機(jī)械能 課時(shí)38 功率與機(jī)車啟動(dòng)加練半小時(shí)》由會(huì)員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《（江蘇專用）2019高考物理一輪復(fù)習(xí) 第五章 機(jī)械能 課時(shí)38 功率與機(jī)車啟動(dòng)加練半小時(shí)（8頁珍藏版）》請?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。

1、38 功率與機(jī)車啟動(dòng) [方法點(diǎn)撥]　分析機(jī)車啟動(dòng)問題時(shí)，抓住兩個(gè)關(guān)鍵，一是汽車的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，即根據(jù)牛頓第二定律找出牽引力與加速度的關(guān)系；二是抓住功率的定義式，即牽引力與速度的關(guān)系．綜合以上兩個(gè)關(guān)系，即可確定汽車的運(yùn)動(dòng)情況． 1．(多選)(2017·福建廈門一中模擬)質(zhì)量為m的汽車在平直路面上啟動(dòng)，啟動(dòng)過程的速度—時(shí)間圖象如圖1所示，其中OA為過原點(diǎn)的一條直線．從t1時(shí)刻起汽車的功率保持不變，整個(gè)運(yùn)動(dòng)過程中汽車所受阻力恒為Ff，則(　　) 圖1 A．0～t1時(shí)間內(nèi)，汽車的牽引力等于m B．汽車在t1～t2時(shí)間內(nèi)的功率等于t2以后的功率 C．t1～t2時(shí)間內(nèi)，汽車的功率等于v1

2、 D．t1～t2時(shí)間內(nèi)，汽車的平均速度等于 2．(2017·山東煙臺(tái)模擬)某段高速路對(duì)載重貨車設(shè)定的允許速度范圍為50～80 km/h，而上坡時(shí)若貨車達(dá)不到最小允許速度50 km/h，則必須走“爬坡車道”來避免危險(xiǎn)，如圖2所示，某質(zhì)量為4.0×104 kg的載重貨車，保持額定功率200 kW在“爬坡車道”上行駛，每前進(jìn)1 km，上升0.04 km，汽車所受的阻力(摩擦阻力與空氣阻力)為車重的0.01倍，g取10 m/s2，爬坡車道足夠長，則貨車勻速上坡的過程中(　　) 圖2 A．牽引力等于2×104 N B．速度可能大于36 km/h C．上坡過程增加的重力勢能等于汽車牽引力所

3、做的功 D．上坡過程增加的機(jī)械能等于汽車克服阻力所做的功 3．起重機(jī)的鋼索將重物由地面吊到空中某個(gè)高度，其v－t圖象如圖3所示，則鋼索拉力的功率隨時(shí)間變化的圖象可能是圖中的(　　) 圖3 4．(多選)(2018·河南省八校第二次測評(píng))質(zhì)量為2 kg的遙控玩具電動(dòng)汽車在平直路面上由靜止開始沿直線運(yùn)動(dòng)，汽車受到的阻力恒為重力的，若牽引力做功W和汽車位移x之間的關(guān)系如圖4所示，已知重力加速度g＝10 m/s2，則(　　) 圖4 A．汽車在0～1 m位移內(nèi)，牽引力是恒力，1～3 m位移內(nèi)，牽引力是變力 B．汽車位移為0.5 m時(shí)，加速度的大小a＝5 m/s2 C．汽車位移在

4、0～3 m的過程中，牽引力的最大功率為20 W D．汽車位移在0～3 m的過程中，牽引力的平均功率為10 W 5．(2018·廣東東莞模擬)汽車以恒定功率P、初速度v0沖上傾角一定的斜坡時(shí)，汽車受到的阻力恒定不變，則汽車上坡過程的v－t圖象不可能是下圖中的(　　) 6.(多選)(2017·福建漳州聯(lián)考)一根質(zhì)量為M的直木棒，懸掛在O點(diǎn)，有一只質(zhì)量為m的猴子抓著木棒，如圖5所示．剪斷懸掛木棒的細(xì)繩，木棒開始下落，同時(shí)猴子開始沿木棒向上爬．設(shè)在一段時(shí)間內(nèi)木棒沿豎直方向下落，猴子對(duì)地的高度保持不變，忽略空氣阻力，下列四個(gè)圖象中能正確反映猴子對(duì)木棒做功的功率和木棒速度變化的是(　　)

5、 圖5 7．(2017·陜西寶雞二檢)某汽車以額定功率在水平路面上行駛，空車質(zhì)量為m0，空載時(shí)的最大速度為v1，裝滿貨物后的最大速度為v2，已知汽車所受的阻力跟車重成正比，則汽車所裝貨物的質(zhì)量是(　　) A.m0 B.m0 C.m0 D.m0 8．(多選)(2017·廣東廣州模擬)質(zhì)量為400 kg的賽車在平直賽道上以恒定功率加速，受到的阻力不變，其加速度a和速度的倒數(shù)的關(guān)系如圖6所示，則賽車(　　) 圖6 A．速度隨時(shí)間均勻增大 B．加速度隨時(shí)間均勻增大 C．輸出功率為160 kW D．所受阻力大小為1 600 N 9．用一根繩子豎直向上拉一個(gè)物塊，物塊

6、從靜止開始運(yùn)動(dòng)，繩子拉力的功率按如圖7所示規(guī)律變化，已知物塊的質(zhì)量為m，重力加速度為g,0～t0時(shí)間內(nèi)物塊做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，t0時(shí)刻后功率保持不變，t1時(shí)刻物塊達(dá)到最大速度，則下列說法正確的是(　　) 圖7 A．物塊始終做勻加速直線運(yùn)動(dòng) B．0～t0時(shí)間內(nèi)物塊的加速度大小為 C．t0時(shí)刻物塊的速度大小為 D．0～t1時(shí)間內(nèi)物塊上升的高度為(t1－)－ 10．(多選)A、B兩物體分別在大小相同的水平恒力F的作用下由靜止開始沿同一水平面運(yùn)動(dòng)，作用時(shí)間分別為t0和4t0，兩物體運(yùn)動(dòng)的v－t圖象如圖8所示，則(　　) 圖8 A．A、B兩物體與水平面的摩擦力大小之比為5∶12

7、B．水平力F對(duì)A、B兩物體做功的最大功率之比為2∶1 C．水平力F對(duì)A、B兩物體做功之比為2∶1 D．在整個(gè)運(yùn)動(dòng)過程中，摩擦力對(duì)A、B兩物體做功的平均功率之比為5∶3 11．(2017·山東臨沂一模)如圖9甲所示，質(zhì)量m＝2 kg的小物體放在長直的水平地面上，用水平細(xì)線繞在半徑R＝0.5 m的薄圓筒上．t＝0時(shí)刻，圓筒由靜止開始繞豎直的中心軸轉(zhuǎn)動(dòng)，其角速度隨時(shí)間的變化規(guī)律如圖乙所示，小物體和地面間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ＝0.1，重力加速度g取10 m/s2，則(　　) 圖9 A．小物體的速度隨時(shí)間的變化關(guān)系滿足v＝4t B．細(xì)線的拉力大小為2 N C．細(xì)線拉力的瞬時(shí)功率滿足P＝4t

8、 D．在0～4 s內(nèi)，細(xì)線拉力做的功為12 J 12．(2017·廣東順德一模)在一條平直的公路上，甲車停在A點(diǎn)，乙車以速度v＝8 m/s勻速運(yùn)動(dòng)，當(dāng)乙車運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)時(shí)，甲車以恒定加速度a＝0.5 m/s2勻加速啟動(dòng)，與乙車相向運(yùn)動(dòng)，若經(jīng)過20 s兩車相遇，此時(shí)甲車恰好達(dá)到最大速度．已知甲車質(zhì)量為1.0×104 kg，額定功率為50 kW，阻力是車重的0.05倍，g取10 m/s2.試求： (1)甲車保持勻加速運(yùn)動(dòng)的時(shí)間； (2)A、B兩點(diǎn)間的距離． 答案精析 1．BC　[0～t1時(shí)間內(nèi)，汽車做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，加速度a＝，根據(jù)牛頓第二定律得，F(xiàn)－Ff＝m

9、a，解得牽引力F＝Ff＋m，故A錯(cuò)誤；從t1時(shí)刻起汽車的功率保持不變，可知汽車在t1～t2時(shí)間內(nèi)的功率等于t2以后的功率，故B正確；由題意知，t1～t2時(shí)間內(nèi)，汽車的功率P＝Fv1＝(Ff＋m)v1，故C正確；t1～t2時(shí)間內(nèi)，汽車做變加速直線運(yùn)動(dòng)，平均速度不等于，故D錯(cuò)誤．] 2．A　[貨車勻速上坡的過程中，根據(jù)平衡條件得：牽引力大小F＝0.01mg＋mgsinθ＝0.01×4.0×104×10 N＋4.0×104×10× N＝2×104 N，故A正確；根據(jù)P＝Fv得：v＝＝ m/s＝10 m/s＝36 km/h，故B錯(cuò)誤；上坡過程增加的重力勢能等于汽車牽引力所做的功與克服阻力所做的功之差

10、，故C錯(cuò)誤；由于汽車勻速上坡，根據(jù)功能關(guān)系知，上坡過程增加的機(jī)械能等于汽車牽引力做功與克服阻力所做的功之差，故D錯(cuò)誤．] 3．A　[由v－t圖象知重物先勻加速運(yùn)動(dòng)，再勻速運(yùn)動(dòng)，最后勻減速運(yùn)動(dòng)，由牛頓第二定律知，在勻加速過程有F1－mg＝ma1，F(xiàn)1為恒力且大于mg，拉力的功率P1＝F1v＝F1a1t；在勻速過程有F2＝mg，拉力的功率P2＝F2v0為定值；在勻減速過程有mg－F3＝ma3，F(xiàn)3為恒力且小于mg，拉力的功率P3＝F3v＝F3(v0－a3t)，功率逐漸減小到0，可知A正確．] 4．BCD　[根據(jù)公式W＝Fx可知，題中W－x圖象的斜率表示汽車牽引力的大小，0～1 m位移內(nèi)，牽引力

11、F1＝20 N，1～3 m位移內(nèi)，牽引力F2＝10 N，所以A錯(cuò)誤；0～1 m位移內(nèi)，a＝＝5 m/s2，B正確；0～1 m位移內(nèi)，汽車做勻加速運(yùn)動(dòng)，1～3 m位移內(nèi)，汽車受力平衡，做勻速運(yùn)動(dòng)，則速度剛達(dá)到最大時(shí)，牽引力功率最大，此時(shí)v1＝＝ m/s，Pmax＝F1v1＝20 W，C正確；牽引力做的總功W＝40 J，時(shí)間t＝t1＋t2＝ s＋ s＝ s，平均功率為＝＝10 W，D正確．] 5．A　[由瞬時(shí)功率P＝Fv可知，汽車功率恒定，汽車開始所受牽引力F＝，若汽車受到的合外力F合＝0，則汽車做勻速運(yùn)動(dòng)，B項(xiàng)中v－t圖象是可能的；若F合與牽引力方向相同，則汽車做加速運(yùn)動(dòng)，隨著速度增大，牽引力

12、逐漸減小，合外力減小，由牛頓第二定律可知，汽車的加速度減小，直至減小到零，C項(xiàng)中v－t圖象是可能的，A項(xiàng)中v－t圖象是不可能的；若F合與牽引力方向相反，則汽車做減速運(yùn)動(dòng)，牽引力增大，合外力減小，由牛頓第二定律可知，汽車的加速度減小，直至減小到零，D項(xiàng)中v－t圖象是可能的．] 6．BD　7.A 8．CD　[對(duì)賽車受力分析，受重力、支持力、牽引力和摩擦力，根據(jù)牛頓第二定律，有：F－Ff＝ma，F(xiàn)＝ 聯(lián)立得：a＝－ 加速度隨速度的增大而減小，因此賽車做變加速直線運(yùn)動(dòng)，加速度隨時(shí)間而減小，A、B錯(cuò)誤；由題圖及a與的關(guān)系，可知，斜率k＝＝＝400，P＝160 kW，在縱軸上截距的絕對(duì)值b＝＝4，

13、Ff＝1 600 N，故C、D正確．] 9．D　[由題圖可知，0～t0時(shí)間內(nèi)功率與時(shí)間成正比，則有F－mg＝ma，v＝at，P＝Fv，得P＝m(a＋g)at，因此圖線斜率＝m(a＋g)a，B選項(xiàng)錯(cuò)誤；t0時(shí)刻后功率保持不變，拉力大于重力，物塊繼續(xù)加速運(yùn)動(dòng)，由－mg＝ma知，物塊加速度逐漸減小，t1時(shí)刻速度最大，則a＝0，最大速度為vm＝，A、C選項(xiàng)錯(cuò)誤；P－t圖線與t軸所圍的面積表示0～t1時(shí)間內(nèi)拉力做的功，W＝＋P0(t1－t0)＝P0t1－，由動(dòng)能定理得W－mgh＝，得h＝(t1－)－，D選項(xiàng)正確．] 10．AB　[由v－t圖象可知，A加速運(yùn)動(dòng)時(shí)的加速度aA1＝，減速運(yùn)動(dòng)時(shí)的加速度大小

14、為aA2＝，由牛頓第二定律有：F－Ff1＝m1，F(xiàn)f1＝m1，聯(lián)立兩式得：Ff1＝；B加速運(yùn)動(dòng)時(shí)的加速度大小為aB1＝，減速運(yùn)動(dòng)時(shí)的加速度大小為aB2＝，由牛頓第二定律有：F－Ff2＝m2，F(xiàn)f2＝m2，聯(lián)立兩式得：Ff2＝，所以A、B兩物體與水平面的摩擦力之比為5∶12，A項(xiàng)正確．由v－t圖象知，水平力F對(duì)A、B兩物體做功的最大功率之比為F·2v0∶F·v0＝2∶1，B項(xiàng)正確．由v－t圖象與時(shí)間軸所圍的面積表示位移可知兩物體位移之比為6∶5，整個(gè)過程中，由動(dòng)能定理知，水平力F對(duì)A、B兩物體做功之比等于摩擦力做功之比為1∶2，C項(xiàng)錯(cuò)誤．由功率的定義式知摩擦力對(duì)A、B兩物體做功的平均功率之比為5

15、∶6，D項(xiàng)錯(cuò)誤．] 11．D　[由題圖乙可知，圓筒勻加速轉(zhuǎn)動(dòng)，角速度隨時(shí)間變化的關(guān)系式為：ω＝t，圓筒邊緣線速度與物體前進(jìn)速度大小相同，根據(jù)v＝ωR得：v＝ωR＝0.5t，故A錯(cuò)誤；物體運(yùn)動(dòng)的加速度a＝＝＝0.5 m/s2，根據(jù)牛頓第二定律得：F－μmg＝ma，解得：F＝2×0.5 N＋0.1×2×10 N＝3 N，故B錯(cuò)誤；細(xì)線拉力的瞬時(shí)功率P＝Fv＝3×0.5t＝1.5t，故C錯(cuò)誤；物體在4 s內(nèi)運(yùn)動(dòng)的位移：x＝at2＝×0.5×42 m＝4 m，在0～4 s內(nèi)，細(xì)線拉力做的功為：W＝Fx＝3×4 J＝12 J，故D正確．] 12．(1)10 s　(2)210 m 解析　(1)對(duì)甲車

16、，根據(jù)牛頓第二定律可知：F－Ff＝ma， 解得：F＝Ff＋ma＝0.05×1.0×104×10 N＋1.0×104×0.5 N＝1.0×104 N 甲車勻加速運(yùn)動(dòng)過程中達(dá)到的最大速度為： v加＝＝ m/s＝5 m/s 加速時(shí)間為：t＝＝ s＝10 s (2)甲車勻加速運(yùn)動(dòng)通過的位移為：x1＝at2＝25 m 甲車達(dá)到的最大速度為：vm＝＝ m/s＝10 m/s 甲車10～20 s時(shí)間內(nèi)通過的位移為x2，根據(jù)動(dòng)能定理有： Pt′－Ffx2＝mvm2－mv加2， 代入數(shù)據(jù)解得：x2＝25 m 甲車通過的總位移為：x甲＝x1＋x2＝50 m 乙車在20 s內(nèi)通過的位移為：x乙＝vt總＝160 m A、B兩點(diǎn)間的距離為：Δx＝x乙＋x甲＝210 m. 8