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2021年高考物理二轮专题辅导与训练:高效演练--3.4第4讲-功-功率.docx

1、温馨提示: 此套题为Word版,请按住Ctrl,滑动鼠标滚轴,调整合适的观看比例,答案解析附后。关闭Word文档返回原板块。高 效 演 练1.如图所示,质量分别是mA和mB的A、B两物体,用劲度系数为k的弹簧相连,处于静止状态。现对A施以竖直向上的力F,并将其缓慢提起,当B对地面恰无压力时撤去F,A由静止向下运动至最大速度时,重力做的功为()A.B.C.D.【解析】选C。当A向下运动至平衡位置时速度最大,此时弹簧的压缩量x1=;当B恰好对地面无压力时弹簧的伸长量x2=。故知A从撤去F至速度达到最大的过程中,重力做的功WG=mAg(x1+x2)=,C正确。2.火车在水平轨道上做匀加速直线运动,若

2、阻力不变,则牵引力F和F的瞬时功率P的变化状况是()A.F不变,P变大B.F变小,P不变C.F变大,P变大D.F、P都不变【解析】选A。火车做匀加速直线运动,牵引力不变,速度渐渐增大,由公式P=Fv,其功率P不断变大,选项A正确。3.汽车保持额定功率在水平路面上匀速行驶。某时刻汽车突然驶入了另外一道路面,该路面的阻力与原路面的阻力不同,前后两段路面上运动的阻力大小恒定,则下列说法可能正确的是()A.汽车将做一段时间的加速度增大的减速运动B.汽车将做一段时间的加速度减小的减速运动C.汽车将做一段时间的加速度增大的加速运动D.汽车将做一段时间的加速度不变的加速运动【解析】选B。汽车保持额定功率在水

3、平路面上匀速行驶,说明牵引力F等于阻力f。当阻力变大,则汽车开头减速,牵引力变大,因此a=减小,所以汽车做加速度渐渐减小的减速运动,A错误、B正确;当阻力变小,则汽车开头加速,牵引力变小,因此a=减小,所以汽车做加速度渐渐减小的加速运动,C、D错误。4.(多选)(2022华中师大附中一模)开口向上的半球形曲面的截面如图所示,直径AB水平。一小物块在曲面内A点以某一速率开头下滑,曲面内各处动摩擦因数不同,因摩擦作用物块下滑时速率不变,则下列说法正确的是()A.物块运动过程中加速度始终为零B.物块所受合外力大小不变,方向时刻在变化C.在滑到最低点C以前,物块所受摩擦力大小渐渐变小D.滑到最低点C时

4、,物块所受重力的瞬时功率达到最大【解析】选B、C。由于物块做匀速圆周运动,所受合外力大小不变,方向时刻指向圆心,供应圆周运动的向心力,产生向心加速度,A错误,B正确;在下滑的过程中,物块受力如图所示,则摩擦力等于重力沿切线方向的分力,即Ff=mgcos,随着物块下滑,角越来越大,物块所受摩擦力越来越小,C正确;滑到最低点时,速度沿水平方向,此时重力的瞬时功率P=mgvcos,由于速度的方向与重力方向垂直,因此重力的瞬时功率恰好等于零,D错误。【总结提升】两种功率表达式的比较(1)功率的定义式:P=,所求出的功率是时间t内的平均功率。(2)功率的计算式:P=Fvcos,其中是力与速度间的夹角,该

5、公式有两种用法:求某一时刻的瞬时功率。这时F是该时刻的作用力大小,v取瞬时值,对应的P为F在该时刻的瞬时功率。当v为某段位移(时间)内的平均速度时,则要求这段位移(时间)内F必需为恒力,对应的P为F在该段时间内的平均功率。5.(多选)提高机车运动速率的有效途径是增大发动机的功率和减小阻力因数(设阻力与物体运动速率的平方成正比,即Ff=kv2,k是阻力因数)。当发动机的额定功率为P0时,物体运动的最大速率为vm,假如要使物体运动的速率增大到2vm,则下列方法可行的是()A.阻力因数不变,使发动机额定功率增大到2P0B.发动机额定功率不变,使阻力因数减小到C.阻力因数不变,使发动机额定功率增大到8

6、P0D.发动机额定功率不变,使阻力因数减小到【解析】选C、D。速度达到最大时,=k,即P0=k。由此可知,若vm增大到2vm,当k不变时,额定功率P0变为原来的8倍;当额定功率不变时,阻力因数变为原来的,故C、D正确。6.2022年我们中国有了自己的航空母舰“辽宁号”,航空母舰上舰载机的起飞问题始终备受关注。某学习小组的同学通过查阅资料对舰载机的起飞进行了模拟设计。如图,舰载机总质量为m,发动机额定功率为P,在水平轨道运行阶段所受阻力恒为f。舰载机在A处以额定功率启动,同时开启电磁弹射系统,它能额外给舰载机供应水平向右、大小为F的恒定推力。经受时间t1,舰载机运行至B处,速度达到v1,电磁弹射

7、系统关闭。舰载机连续以额定功率加速运行至C处,经受的时间为t2,速度达到v2。此后,舰载机进入倾斜曲面轨道,在D处离开航母起飞。请依据以上信息求解下列问题。(1)电磁弹射系统关闭的瞬间舰载机的加速度。(2)水平轨道AC的长度。(3)若不启用电磁弹射系统,舰载机在A处以额定功率启动,经受时间t到达C处,假设速度大小仍为v2,则舰载机的质量应比启用电磁弹射系统时削减多少?(该问AC间距离用x表示)【解析】(1)依据功率表达式可得F1=由牛顿其次运动定律F1-f=ma得a=-(2)舰载机在A处以额定功率启动,同时开启电磁弹射系统,它能额外给舰载机供应水平向右、大小为F的恒定推力。经受时间t1,舰载机运行至B处,速度达到v1,AB长度设为x1,由动能定理Pt1+Fx1-fx1=m电磁弹射系统关闭。舰载机连续以额定功率加速运行至C处,经受的时间为t2,速度达到v2,BC长度设为x2。同理得Pt2-fx2=m-m舰载机总位移AC=x1+x2联式解得AC=+(3)全过程,依据动能定理有Pt-fx=m1应削减的质量m=m-m1得m=m-答案:(1)-(2)见解析(3)m-关闭Word文档返回原板块

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