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
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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1A0t1時(shí)間內(nèi),汽車的牽引力等于mB汽車在t1t2時(shí)間內(nèi)的功率等于t2以后的功率Ct1t2時(shí)間內(nèi),汽車的功率等于v1Dt1t2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5080km/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2A牽引力等于2104NB速度可能大于36km/hC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vt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34(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g10m/s2,則()圖4A汽車在01m位移內(nèi),牽引力是恒力,13m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a5m/s2C汽車位移在03m的過(guò)程中,牽引力的最大功率為20WD汽車位移在03m的過(guò)程中,牽引力的平均功率為10W5(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vt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57(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.m08(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6A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160kWD所受阻力大小為1600N9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,0t0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7A物塊始終做勻加速直線運(yùn)動(dòng)B0t0時(shí)間內(nèi)物塊的加速度大小為Ct0時(shí)刻物塊的速度大小為D0t1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vt圖像如圖8所示,則()圖8AA、B兩物體與水平面的摩擦力大小之比為512B水平力F對(duì)A、B兩物體做功的最大功率之比為21C水平力F對(duì)A、B兩物體做功之比為21D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5311(2017山東臨沂一模)如圖9甲所示,質(zhì)量m2kg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R0.5m的薄圓筒上t0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)0.1,重力加速度g取10m/s2,則()圖9A小物體的速度隨時(shí)間的變化關(guān)系滿足v4tB細(xì)線的拉力大小為2NC細(xì)線拉力的瞬時(shí)功率滿足P4tD在04s內(nèi),細(xì)線拉力做的功為12J12(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v8m/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a0.5 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1BC0t1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)fma,解得牽引力Ffm,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t1t2時(shí)間內(nèi)的功率等于t2以后的功率,故B正確;由題意知,t1t2時(shí)間內(nèi),汽車的功率PFv1(fm)v1,故C正確;t1t2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2A貨車勻速上坡的過(guò)程中,根據(jù)平衡條件得:牽引力大小F0.01mgmgsin0.014.010410N4.010410N2104N,故A正確;根據(jù)PFv得:vm/s10 m/s36km/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3A由vt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F1mgma1,F(xiàn)1為恒力且大于mg,拉力的功率P1F1vF1a1t;在勻速過(guò)程有F2mg,拉力的功率P2F2v0為定值;在勻減速過(guò)程有mgF3ma3,F(xiàn)3為恒力且小于mg,拉力的功率P3F3vF3(v0a3t),功率逐漸減小到0,可知A正確4BCD根據(jù)公式WFx可知,題中Wx圖像的斜率表示汽車牽引力的大小,01m位移內(nèi),牽引力F120N,13m位移內(nèi),牽引力F210N,所以A錯(cuò)誤;01m位移內(nèi),a5m/s2,B正確;01m位移內(nèi),汽車做勻加速運(yùn)動(dòng),13m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)v1m/s,PmaxF1v120W,C正確;牽引力做的總功W40J,時(shí)間tt1t2sss,平均功率為10W,D正確5A由瞬時(shí)功率PFv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vt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vt圖像是可能的,A項(xiàng)中vt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vt圖像是可能的6BD7.A8CD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:Ffma,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k400,P160kW,在縱軸上截距的絕對(duì)值b4,f1600N,故C、D正確9D由題圖可知,0t0時(shí)間內(nèi)功率與時(shí)間成正比,則有Fmgma,vat,PFv,得Pm(ag)at,因此圖線斜率m(ag)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mgma知,物塊加速度逐漸減小,t1時(shí)刻速度最大,則a0,最大速度為vm,A、C選項(xiàng)錯(cuò)誤;Pt圖線與t軸所圍的面積表示0t1時(shí)間內(nèi)拉力做的功,WP0(t1t0)P0t1,由動(dòng)能定理得Wmgh,得h(t1),D選項(xiàng)正確10AB由vt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:Ff1m1,f1m1,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:Ff2m2,f2m2,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512,A項(xiàng)正確由vt圖像知,水平力F對(duì)A、B兩物體做功的最大功率之比為F2v0Fv021,B項(xiàng)正確由vt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65,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12,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56,D項(xiàng)錯(cuò)誤11D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:t,圓筒邊緣線速度與物體前進(jìn)速度大小相同,根據(jù)vR得:vR0.5t,故A錯(cuò)誤;物體運(yùn)動(dòng)的加速度a0.5m/s2,根據(jù)牛頓第二定律得:Fmgma,解得:F20.5N0.1210N3N,故B錯(cuò)誤;細(xì)線拉力的瞬時(shí)功率PFv30.5t1.5t,故C錯(cuò)誤;物體在4s內(nèi)運(yùn)動(dòng)的位移:xat20.542m4m,在04s內(nèi),細(xì)線拉力做的功為:WFx34J12J,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:Ffma,解得:Ffma0.051.010410 N1.01040.5 N1.0104 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/s5 m/s加速時(shí)間為:t s10 s(2)甲車勻加速運(yùn)動(dòng)通過(guò)的位移為:x1at225 m甲車達(dá)到的最大速度為:vm m/s10 m/s甲車1020 s時(shí)間內(nèi)通過(guò)的位移為x2,根據(jù)動(dòng)能定理有:Ptfx2mvmv,代入數(shù)據(jù)解得:x225 m甲車通過(guò)的總位移為:x甲x1x250 m乙車在20 s內(nèi)通過(guò)的位移為:x乙vt總160 mA、B兩點(diǎn)間的距離為:xx乙x甲210 m.- 1.請(qǐng)仔細(xì)閱讀文檔,確保文檔完整性,對(duì)于不預(yù)覽、不比對(duì)內(nèi)容而直接下載帶來(lái)的問(wèn)題本站不予受理。
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