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2019-2020年高三物理專題復習攻略 專題二第1講 功與動能定理知能優(yōu)化訓練 新人教版（安徽專用） 1．(改編題)如圖2－1－9甲所示，滑輪質(zhì)量、摩擦均不計，質(zhì)量為2 kg的物體在力F的作用下由靜止開始向上做勻加速運動，其速度隨時間的變化關系如圖乙所示，由此可知(取g＝10 m/s2)(　　) 圖2－1－9 A．力F的大小為21 N B．4 s內(nèi)力F做的功為84 J C．4 s末力F的功率大小為42 W D．4 s內(nèi)力F做功的平均功率為42 W 解析：選BC.由v－t圖象可知a＝0.5 m/s2，由牛頓第二定律得：2F－mg＝ma，即F＝ N．4 s末物體的位移為x＝4 m＝4 m，故力F做的功為W＝F2x＝84 J．因為繩子自由端運動速度是物體速度的兩倍，所以4 s末力F的功率為P＝2Fv＝42 W,4 s內(nèi)力F做功的平均功率為P＝F＝ W＝21 W，故B、C項正確． 2．(xx年試題調(diào)研)起重機的鋼索將重物由地面吊到空中某個高度，其速度圖象如圖2－1－10所示，則鋼索拉力的功率隨時間變化的圖象可能是下圖中的(　　) 圖2－1－10 解析：選B.從圖中可以看出，在0～t1時間內(nèi)，重物做勻加速直線運動，鋼索對重物的拉力為恒力，且F1＞G，由P1＝F1v知，拉力的功率隨速度的增大而增大；t1～t2時間內(nèi)，重物做勻速運動，F(xiàn)2＝G，所以t1時刻功率發(fā)生了突變，且在t1～t2時間內(nèi)功率恒定并小于t1時刻的功率；t2～t3時間內(nèi)重物做勻減速直線運動，拉力恒定，F(xiàn)3＜G，所以t2時刻功率也發(fā)生了突變，t2～t3時間內(nèi)功率減小，且小于t2時刻的功率． 3．(xx年高三押題卷)如圖2－1－11所示，某中學科技小組制作了利用太陽能驅(qū)動小車的裝置．當太陽光照射到小車上方的光電板時，光電板中產(chǎn)生的電流經(jīng)電動機帶動小車前進．小車在平直的公路上從靜止開始勻加速行駛，經(jīng)過時間t，速度為v時功率達到額定功率，小車保持額定功率又繼續(xù)前進了距離s，達到最大速度vmax.設小車的質(zhì)量為m，運動過程所受阻力恒為Ff，則小車的額定功率為(　　) 圖2－1－11 A．Ffvmax　　　　　　 B．Ffv C．Ffs/t D．(Ff＋mv/t)vmax 解析：選A.由P＝Fv可知，當小車達到最大速度vmax時，小車做勻速運動，牽引力等于阻力，小車的額定功率為P額＝Ffvmax，選項A正確，B、C、D錯誤． 4．(xx年高考山東卷)如圖2－1－12所示，將小球a從地面以初速度v0豎直上拋的同時，將另一相同質(zhì)量的小球b從距地面h處由靜止釋放，兩球恰在處相遇(不計空氣阻力)．則(　　) 圖2－1－12 A．兩球同時落地 B．相遇時兩球速度大小相等 C．從開始運動到相遇，球a動能的減少量等于球b動能的增加量 D．相遇后的任意時刻，重力對球a做功功率和對球b做功功率相等 解析：選C.對b球，由＝gt2得t＝，vb＝gt＝.以后以初速度勻加速下落．對a球，＝v0t－gt2得v0＝，在處，va＝v0－gt＝0，以后從處自由下落．故落地時間tb＜ta，a、b不同時落地，選項A錯誤．相遇時vb＝，va＝0，選項B錯誤．從開始運動到相遇，a球動能減少量ΔEka＝mv＝mgh，b球動能增加量ΔEkb＝mv＝mgh，選項C正確．相遇之后，重力對b球做功的功率Pb＝mgvb＝mg(＋gt)，重力對a球做功的功率Pa＝mg(va＋gt)＝mggt，Pb＞Pa，選項D錯誤． 5．(原創(chuàng)題)一位質(zhì)量為60 kg的運動員，用12 s跑完100 m．設他在運動過程中受到的阻力保持不變，并且他在開始后的前2 s內(nèi)做勻加速直線運動，后10 s內(nèi)則保持他在第2 s末時的瞬時功率值不變，繼續(xù)做直線運動．已知他在做勻速直線運動時的速度大小為11 m/s.試求： (1)他在100 m內(nèi)的平均功率多大？ (2)他在運動過程中受到阻力多大？ 解析：(1)設在第2 s末的功率為P1，阻力為Ff 由于前2 s內(nèi)做勻加速直線運動，故前2 s的平均功率為： ＝① 前2 s做的功W1＝t1② 后10 s都是以恒定功率P1運動， 則后10 s做的功W2＝P1t2③ 整個過程阻力做的功W3＝－Ffx④ 其動能變化量為ΔEk＝mv2⑤ 根據(jù)動能定理有：W1＋W2＋W3＝ΔEk⑥ 又P1＝Ffv⑦ 由⑦得Ff＝⑧ 由①～⑧得P1＝代入數(shù)據(jù)得， P1＝1901.4 W 則W1＝1901.4 J，W2＝19014 J 在100 m內(nèi)的平均功率＝＝1743 W (2)將P1的值代入⑧得Ff＝＝ N＝173 N. 答案：(1)1743 W　(2)173 N