《2019高考物理一輪復(fù)習(xí) 第五章 機(jī)械能 第38講 功率與機(jī)車啟動(dòng)加練半小時(shí) 教科版.docx》由會(huì)員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《2019高考物理一輪復(fù)習(xí) 第五章 機(jī)械能 第38講 功率與機(jī)車啟動(dòng)加練半小時(shí) 教科版.docx（7頁(yè)珍藏版）》請(qǐng)?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。

第38講 功率與機(jī)車啟動(dòng) [方法點(diǎn)撥]　分析機(jī)車啟動(dòng)問(wèn)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(guò)程的速度—時(shí)間圖像如圖1所示，其中OA為過(guò)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(guò)程中汽車所受阻力恒為f，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 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50～80km/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(lái)避免危險(xiǎn)，如圖2所示，某質(zhì)量為4.0104kg的載重貨車，保持額定功率200kW在“爬坡車道”上行駛，每前進(jìn)1km，上升0.04km，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10m/s2，爬坡車道足夠長(zhǎng)，則貨車勻速上坡的過(guò)程中(　　) 圖2 A．牽引力等于2104N B．速度可能大于36km/h C．上坡過(guò)程增加的重力勢(shì)能等于汽車牽引力所做的功 D．上坡過(guò)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圖像如圖3所示，則鋼索拉力的功率隨時(shí)間變化的圖像可能是圖中的(　　) 圖3 4．(多選)(2018河南省八校第二次測(cè)評(píng))質(zhì)量為2kg的遙控玩具電動(dòng)汽車在平直路面上由靜止開(kāi)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＝10m/s2，則(　　) 圖4 A．汽車在0～1m位移內(nèi)，牽引力是恒力，1～3m位移內(nèi)，牽引力是變力 B．汽車位移為0.5m時(shí)，加速度的大小a＝5m/s2 C．汽車位移在0～3m的過(guò)程中，牽引力的最大功率為20W D．汽車位移在0～3m的過(guò)程中，牽引力的平均功率為10W 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(guò)程的v－t圖像不可能是下圖中的(　　) 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(kāi)始下落，同時(shí)猴子開(kāi)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)圖像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(　　) 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.m0B.m0C.m0D.m0 8．(多選)(2017廣東廣州模擬)質(zhì)量為400kg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160kW D．所受阻力大小為1600N 9．用一根繩子豎直向上拉一個(gè)物塊，物塊從靜止開(kāi)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(shuō)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(kāi)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圖像如圖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 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(guò)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＝2kg的小物體放在長(zhǎng)直的水平地面上，用水平細(xì)線繞在半徑R＝0.5m的薄圓筒上．t＝0時(shí)刻，圓筒由靜止開(kāi)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10m/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2N C．細(xì)線拉力的瞬時(shí)功率滿足P＝4t D．在0～4s內(nèi)，細(xì)線拉力做的功為12J 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＝8m/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(guò)20s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1.0104kg，額定功率為50kW，阻力是車重的0.05倍，g取10m/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)－f＝ma，解得牽引力F＝f＋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＝(f＋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(guò)程中，根據(jù)平衡條件得：牽引力大小F＝0.01mg＋mgsinθ＝0.014.010410N＋4.010410N＝2104N，故A正確；根據(jù)P＝Fv得：v＝＝m/s＝10 m/s＝36km/h，故B錯(cuò)誤；上坡過(guò)程增加的重力勢(shì)能等于汽車牽引力所做的功與克服阻力所做的功之差，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(guò)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圖像知重物先勻加速運(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(guò)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(guò)程有F2＝mg，拉力的功率P2＝F2v0為定值；在勻減速過(guò)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圖像的斜率表示汽車牽引力的大小，0～1m位移內(nèi)，牽引力F1＝20N，1～3m位移內(nèi)，牽引力F2＝10N，所以A錯(cuò)誤；0～1m位移內(nèi)，a＝＝5m/s2，B正確；0～1m位移內(nèi)，汽車做勻加速運(yùn)動(dòng)，1～3m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＝20W，C正確；牽引力做的總功W＝40J，時(shí)間t＝t1＋t2＝s＋s＝s，平均功率為＝＝10W，D正確．] 5．A　[由瞬時(shí)功率P＝Fv可知，汽車功率恒定，汽車開(kāi)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圖像是可能的；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圖像是可能的，A項(xiàng)中v－t圖像是不可能的；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圖像是可能的．] 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－f＝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＝160kW，在縱軸上截距的絕對(duì)值b＝＝4，f＝1600N，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圖像可知，A加速運(yùn)動(dòng)時(shí)的加速度aA1＝，減速運(yùn)動(dòng)時(shí)的加速度大小為aA2＝，由牛頓第二定律有：F－f1＝m1，f1＝m1，聯(lián)立兩式得：f1＝；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－f2＝m2，f2＝m2，聯(lián)立兩式得：f2＝，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圖像知，水平力F對(duì)A、B兩物體做功的最大功率之比為F2v0∶Fv0＝2∶1，B項(xiàng)正確．由v－t圖像與時(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(guò)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∶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＝＝＝0.5m/s2，根據(jù)牛頓第二定律得：F－μmg＝ma，解得：F＝20.5N＋0.1210N＝3N，故B錯(cuò)誤；細(xì)線拉力的瞬時(shí)功率P＝Fv＝30.5t＝1.5t，故C錯(cuò)誤；物體在4s內(nèi)運(yùn)動(dòng)的位移：x＝at2＝0.542m＝4m，在0～4s內(nèi)，細(xì)線拉力做的功為：W＝Fx＝34J＝12J，故D正確．] 12．(1)10s　(2)210m 解析　(1)對(duì)甲車，根據(jù)牛頓第二定律可知：F－f＝ma， 解得：F＝f＋ma＝0.051.010410 N＋1.01040.5 N＝1.0104 N 甲車勻加速運(yùn)動(dòng)過(guò)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(guò)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(guò)的位移為x2，根據(jù)動(dòng)能定理有： Pt′－fx2＝mv－mv， 代入數(shù)據(jù)解得：x2＝25 m 甲車通過(guò)的總位移為：x甲＝x1＋x2＝50 m 乙車在20 s內(nèi)通過(guò)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.