2020版高考物理一轮复习 第五章 机械能及其守恒定律 课后分级演练14 功和功率 7页

课后分级演练(十四) 功和功率 ‎【A级——基础练】‎ ‎1．(多选)(2016·湖南衡阳联考)关于摩擦力做功的下列说法不正确的是(　　)‎ A．滑动摩擦力阻碍物体的相对运动，一定做负功 B．静摩擦力起着阻碍物体相对运动趋势的作用，一定不做功 C．静摩擦力和滑动摩擦力一定都做负功 D．系统内两物体间相互作用的一对摩擦力做功的总和恒为负值 解析：ABC　功的计算公式W＝Fscos θ中的s是指橙皮对于地面的位移，滑动摩擦力和静摩擦力仅起阻碍物体间的相对运动(或相对运动趋势)的作用，它们和物体对地“绝对位移”的方向既可能相同也可能相反，说它们一定做负功是错误的．物体间有静摩擦力作用时两物体相对静止，物体可以对地移动，所以静摩擦力也可能做功．物体间有相对滑动时，伴随有机械能的损耗(转化为内能)，所以一对滑动摩擦力做功的总和恒为负值．‎ ‎2．(多选)位于水平面上的物体在水平恒力F1作用下，做速度为v1的匀速运动；若作用力变为斜向上的恒力F2，物体做速度为v2的匀速运动，且F1与F2功率相同．则可能有(　　)‎ A．F2＝F1，v1>v2　　　　 B．F2＝F1，v1F1，v1>v2 D．F2F1还是F2W3＝W4‎ C．落地瞬间重力的功率P1＝P2＝P3＝P4‎ D．全程重力做功平均功率1＝2>3>4‎ 解析：D　图甲、乙中小球在竖直方向均做自由落体运动，故t1＝t2＝，其中h为竖直高度，对图丙，＝gtsin θ，t3＝，其中θ为斜面倾角，比较图丙和图丁，由动能定理可知，两小球从初始位置到水平面上同一高度处速度大小总相等，但小球4的路程长，因此t1＝t2vy3>vy4＝0，故落地瞬间重力的功率P1＝P2>P3>P4，选项C错误；综合分析，可知全程重力做功平均功率＝，故1＝2>3>4，选项D正确．‎ ‎13.(2017·苏州高三调研)(多选)质量为2×‎103 kg的汽车由静止开始沿平直公路行驶，行驶过程中牵引力F和车速倒数的关系图象如图所示．已知行驶过程中最大车速为‎30 m/s，设阻力恒定，则(　　)‎ A．汽车所受阻力为6×103 N B．汽车在车速为‎5 m/s时，加速度为‎3 m/s2‎ C．汽车在车速为‎15 m/s时，加速度为‎1 m/s2‎ D．汽车在行驶过程中的最大功率为6×104 W 解析：CD　当牵引力等于阻力时，速度最大，由图线可知阻力大小Ff＝2 000 N，故A错误．倾斜图线的斜率表示功率，可知P＝Ffv＝2 000×30 W＝60 000 W，车速为‎5 m/s时，汽车的加速度a＝ m/s2＝‎2 m/s2，故B错误；当车速为‎15 m/s时，牵引力F＝＝ N＝4 000 N，则加速度a＝＝ m/s2＝‎1 m/s2，故C正确；汽车的最大功率等于额定功率，等于60 000 W，故D正确．‎ ‎14.一汽车在平直公路上行驶．从某时刻开始计时，发动机的功率P随时间t的变化如图所示．假定汽车所受阻力的大小f恒定不变．下列描述该汽车的速度v随时间t变化的图线中，可能正确的是(　　)‎ 解析：A　由P＝FvF↓a↓vmax＝，A正确，B、C、D错误．‎ 7‎ ‎15．(2017·常州模拟)高速连续曝光照相机可在底片上重叠形成多个图象．现利用这架照相机对MD－2000家用汽车的加速性能进行研究，如图为汽车做匀加速直线运动时三次曝光的照片，图中汽车的实际长度为‎4 m，照相机每两次曝光的时间间隔为2.0 s．已知该汽车的质量为1 ‎000 kg，额定功率为90 kW，汽车运动过程中所受的阻力始终为1 500 N.‎ ‎(1)试利用图示，求该汽车的加速度．‎ ‎(2)若汽车由静止开始以此加速度做匀加速运动，匀加速运动状态最多能保持多长时间．‎ ‎(3)汽车所能达到的最大速度是多大．‎ ‎(4)若该汽车从静止开始运动，牵引力不超过3 000 N，求汽车运动2 ‎400 m所用的最短时间(汽车已经达到最大速度)．‎ 解析：(1)由图可得汽车在第1个2 s时间内的位移x1＝‎9 m，第2个2 s时间内的位移x2＝‎‎15 m 汽车的加速度a＝＝‎1.5 m/s2‎ ‎(2)由F－f＝ma得，汽车牵引力 F＝f十ma＝(1 500＋1 000×1.5) N＝3 000 N 汽车做匀加速运动的末速度 v＝＝ m/s＝‎30 m/s 匀加速运动保持的时间t1＝＝ s＝20 s ‎(3)汽车所能达到的最大速度 vm＝＝ m/s＝‎60 m/s ‎(4)由(1)、(2)知匀加速运动的时间t1＝20 s 运动的距离x′1＝＝×‎20 m＝‎‎300 m 所以，后阶段以恒定功率运动的距离 x′2＝(2 400－300) m＝2 ‎‎100 m 对后阶段以恒定功率运动，有：‎ P额t2－fx′2＝m(v－v2)‎ 解得t2＝50 s 所以，所求时间为t总＝t1＋t2＝(20＋50) s＝70 s 答案：(1)‎1.5 m/s2　(2)20 s　(3)‎60 m/s　(4)70 s 7‎