高中物理一轮复习功功率机车启动专项训练-普通用卷
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高中物理一轮复习功功率机车启动专项训练
副标题
题号 | 一 | 二 | 三 | 总分 |
得分 |
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一、单选题（本大题共12小题，共48.0分）
- 如图所示，建筑工人通过滑轮装置将一质量是的料车沿倾角为的斜面由底端匀速地拉到顶端，斜面长L是，若不计滑轮的质量和各处的摩擦力，g取则这一过程中
A. 人拉绳子的力做的功为
B. 料车的重力做的功为
C. 斜面的支持力对料车做正功
D. 料车受到的合力对料车做的总功为零
- 某车以相同的功率在两种不同的水平路面上行驶，受到的阻力分别为车重的和倍，最大速率分别为和，则
A. B. C. D.
- 质量为m的物体静止在粗糙的水平地面上，从时刻开始受到方向恒定的水平拉力F作用，F与时间t的关系如图甲所示．物体在时刻开始运动，其图象如图乙所示，若可认为滑动摩擦力等于最大静摩擦力，则
A. 物体与地面间的动摩擦因数为
B. 物体在时刻的加速度大小为
C. 物体所受合外力在时刻的功率为
D. 水平力F在到这段时间内的平均功率为
- 如图所示为汽车的加速度和车速倒数的关系图像。若汽车质量为，它由静止开始沿平直公路行驶，且行驶中阻力恒定，最大车速为，则
A. 汽车所受阻力为
B. 汽车匀加速所需时间为5s
C. 汽车匀加速的加速度为
D. 汽车在车速为时，功率为
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- 列车在空载情况下以恒定功率P经过一平直的路段，通过某点时速率为v，加速度大小为；当列车满载货物再次经过同一点时，功率和速率均与原来相同，但加速度大小变为重力加速度大小为设阻力是列车重力的k倍，则列车满载与空载时的质量之比为
A. B. C. D.
- 如图所示，站在车厢里的人向前推车厢壁人相对于车厢静止，车的加速度方向向右。以下关于人对车做功的说法中正确的是
A. 做正功 B. 做负功 C. 不做功 D. 无法确定
- 质量为M的物体从高处由静止下落，若不计空气阻力，在第2s内和第3s内重力做的功的功率之比为物体未落到地面
A. 3：5 B. 1：1 C. 1：3 D. 2：3
- 一辆正沿平直路面行驶的车厢内，一个面向车前进方向站立的人对车厢壁施加水平推力F，在车前进s的过程中，下列说法正确的是
A. 当车匀速前进时，人对车做的总功为正功
B. 当车加速前进时，人对车做的总功为负功
C. 当车减速前进时，人对车做的总功为负功
D. 不管车如何运动，人对车做的总功都为零
- 额定功率为90kW的汽车在平直公路上行驶，汽车总质量为，在水平面上行驶时所受的阻力恒为若该汽车从静止开始运动，牵引力不超过3000N，则汽车运动2400m所用的最短时间为已知汽车在此运动过程中最后达到最大速度并匀速运动
A. 70s B. 60s C. 50s D. 40s
- 下列说法正确的是
A. 如果某力做的功越多，则该力的功率就越大
B. 如果取时间t非常小时，表示的就是瞬时功率
C. 当汽车输出功率P一定时，增大牵引力就会增大速度
D. 在平直公路上匀速行驶的汽车，受到的阻力越小则速度越大
- 有一质量为m的木块，从半径为r的圆弧曲面上的a点滑向b点，如图所示．如果由于摩擦使木块的运动速率保持不变，则以下叙述正确的是
A. 木块所受的合外力为零
B. 因木块所受的力都不对其做功，所以合外力做的功为零
C. 重力和摩擦力的合力做的功为零
D. 重力和摩擦力的合力为零
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- 如图甲所示，静止在水平地面的物块A，受到水平向右的拉力F的作用，F与时间t的关系如图乙所示，设物块与地面的静摩擦力最大值与滑动摩擦力大小相等，则
A. 时间内F的功率逐渐增大 B. 时刻物块A的速度最大
C. 时刻后物块A做反向运动 D. 时刻物块A的动能最大
二、多选题（本大题共4小题，共16.0分）
- 一个质量为m的木块静止在粗糙的水平面上，木块与水平面间的滑动摩擦力大小为，某时刻开始受到如图所示的水平拉力的作用，下列说法正确的是
A. 0到t时间内，木块的位移大小为
B. t时刻合力的功率为
C. 0到t时间内，水平拉力做功为
D. 2 t时刻，木块的速度大小为
- 分析下列三种情况下各力做功的正负情况：如图甲所示，光滑水平面上有一光滑斜面b，物块a从斜面顶端由静止开始下滑过程人造地球卫星在椭圆轨道上运行，由图乙中的a点运动到b点的过程小车M静止在光滑水平轨道上，球m用细线悬挂在车上，由图丙中的位置无初速度释放，小球下摆过程下列说法正确的是
A. 物块a下滑过程中斜面对物块不做功
B. 万有引力对卫星做正功
C. 绳的拉力对小车做正功
D. 小球下摆过程绳的拉力对小球做负功
- 如图甲所示，质量的物块放在光滑水平面上，在P点的左方始终受到水平恒力的作用，在P点的右方除外还受到与在同一条直线上的水平恒力的作用．物块从A点由静止开始运动，在内运动的图象如图乙所示，由图可知下列判断正确的是
A. 时，物块经过P点
B. 时，物块距P点最远
C. 时，恒力的功率P为10W
D. 在的过程中，与做功之和为
- 如图1所示，足够长的固定光滑细杆与地面成一定倾角，在杆上套有一个光滑小环，沿杆方向给环施加一个拉力F，使环由静止开始运动，已知拉力F及小环速度v随时间t变化的规律如图2所示，重力加速度g取10ms则以下判断正确的是
A. 小环的质量是1 kg
B. 细杆与地面间的倾角是
C. 前3 s内小环机械能的增加量是
D. 前3 s内拉力F的最大功率是
三、计算题（本大题共2小题，共20.0分）
- 汽车发动机的额定功率为30KW，质量为2000kg，当汽车在水平路面上行驶时受到阻力为车重的倍，
汽车在路面上能达到的最大速度是多少？
若汽车保持额定功率启动，当汽车速度为时的加速度是多少
若汽车从静止开始保持的加速度作匀加速直线运动，则这一过程能持续多长时间？
- 14、分如图所示，质量为m的物体放在粗糙的水平面上，物体与水平面间的动摩擦因数为，物体在与水平面成斜向上的拉力作用下，从静止开始运动，10s末撤去F，已知sin37 ，，g。求：
物体还能运动多远；
拉力的最大功率。
答案和解析
1.【答案】D
【解析】【分析】
根据共点力平衡求出拉力的大小，再根据求出拉力做的功。根据求出重力做的功。总功等于各个力做功的代数和，在运动的过程中只有重力和拉力做功。
解决本题的关键会根据共点力平衡求解力，以及知道总功等于各力做功的代数和。
【解答】
A、工人拉绳子的力：；工人将料车拉到斜面顶端时，拉绳子的长度：，根据公式，得：；故A错误；
B、重力做功为：，故B错误；
C、斜面的支持力与位移垂直，故支持力不做功，故C错误；
D、由于料车在斜面上匀速运动，则料车所受的合力为0，故，故D正确；
故选D。
2.【答案】B
【解析】解：设汽车的功率为P，质量为m，则有：，所以
故选：B。
汽车在水平路面上行驶时，当牵引力等于阻力时，速度最大。根据功率与速度的关系，结合汽车阻力与车重的关系求解。
解决本题的关键知道以额定功率行驶，汽车做加速度逐渐减小的加速运动，当牵引力等于阻力时，速度达到最大。
3.【答案】D
【解析】【分析】
在时刻刚好运动，物体受到的拉力等于摩擦阻力，由此判断出摩擦因数；在间内物体做变速运动，不能用运动学公式求解；由可得平均功率也可求的瞬时功率。
本题主要考查了平均功率的求法，注意可求平均功率与瞬时功率。
【解答】
A.物体在刻开始运动，由图可知阻力等于水平拉力为：，故由摩擦力公式可得动摩擦因数：，故A错误；
B.从到，由速度图象的斜率可知，加速度逐渐增大，所以物体在时刻的加速度大于从到的平均加速度，即大于：，故B错误；
C.时刻物体所受合外力为：，速度为，则功率为，故C错误；
D.物体从到做匀加速运动，平均速度为：，平均功率为：，故D正确。
故选D。
4.【答案】B
【解析】【分析】
从图线看出，开始图线与横轴平行，表示加速度不变，牵引力不变，汽车先做匀加速直线运动，倾斜图线的斜率表示额定功率，即汽车达到额定功率后，做加速度减小的加速运动，当加速度减小到零，做匀速直线运动。
解决本题的关键能够从图线中分析出汽车的运动情况，知道倾斜图线的斜率表示汽车的额定功率。
【解答】
设汽车的额定功率为P，由图象知，匀加速阶段的加速度为，末速度为，匀速运动的速度为，
B.匀加速阶段的时间，故B正确；
A.当速度为时，牵引车的速度达到最大，做匀速直线运动，此时，且；当速度时，功率为额定功率，此时由牛顿第二定律：，几式联立解得，，故A错误；
C.由图象知匀加速阶段的加速度为，故C错误；
D.汽车在车速为时，还没有达到额定状态，所以功率小于，故D错误。
故选B。
5.【答案】A
【解析】解：设列车满载与空载时的质量分别为和．
当空载加速度为时，由牛顿第二定律和功率公式得：
；
当满载加速度为时，由牛顿第二定律和功率公式得：
；
联立得
故选：A
列车的功率等于牵引力与速度的乘积．由牛顿第二定律和功率公式，分别研究两种情况，联立即可求解．
对于机车，运用功率公式时要注意F是发动机的牵引力，不是机车的合力．
6.【答案】D
【解析】在加速向右运动的车厢中，人的加速度向右，根据牛顿第二定律得出人受的合力向右，人受力在竖直方向平衡，人的合力是由车厢对人的力提供的，所以车厢对人的力向右，根据牛顿第三定律得人对车厢的力向左；
而车厢的运动方向未知，所以人对车厢做的功无法确定
故选：D
在加速向右运动的车厢中，人的加速度向右，根据牛顿第二定律得出人受的合力向右，根据牛顿第三定律得人对车厢的力向左．根据功的定义式判断做功情况．
此题涉及到牛顿第二定律的应用和力的作用的相互性，解决此类题目要结合作用力和反作用力考虑，即一个物体在施力的同时必然也受力，另一个物体在受力的同时必然也是施力物体．
7.【答案】A
【解析】解：物体做自由落体运动，由初速度为零的匀加速运动的规律可知，在第1s内，第2s内，在第3s内位移之比为1：3：5，
第2s内和第3s内位移之比为3：5
由可知做功之比为3：5，由可知功率之比为3：5，故A正确
故选：A
物体做自由落体运动，由初速度为零的匀加速运动的规律可知，在第1s内，第2s内，在第3s内位移之比为1：3：5，故可计算出重力做功之比，从而计算出功率之比；
本题主要考查了平均功率的求法，关键是抓住自由落体运动的运动规律；
8.【答案】B
【解析】【分析】
人对车施加了三个力，分别为压力，推力F，摩擦力f，根据力做功的公式及作用力和反作用力的关系判断做正功还是负功。
本题主要考查了恒力做功公式的直接应用，关键是根据人的运动状态，判断人的受力情况，再根据作用力和反作用力的关系判断人对车厢施力情况，难度适中。
【解答】
A.当车匀速前进时，人对车厢的推力F做的功为，静摩擦力做的功，人处于平衡状态，根据作用力与反作用力的关系可知，，则人对车做的总功为零，故A错误；
B.当车加速前进时，人处于加速状态，车厢对人的静摩擦力f向右且大于车厢壁对人的作用力F，所以人对车厢的静摩擦力向左，静摩擦力做的功，人对车厢的推力F方向向右，做的功为，因为，所以人对车做的总功为负功，故B正确；
C.同理可以证明当车减速前进时，人对车做的总功为正功，故C错误；
D.由上述分析可知D错误。
故选B。
9.【答案】A
【解析】【分析】
本题考查机车启动的两种情况。
当牵引力等于阻力时，速度最大，根据求出最大速度，汽车先以最大加速度做匀加速直线运动，达到额定功率后做变加速直线运动，最后做匀速直线运动，运动的时间最短，根据求出匀加速直线运动的末速度，结合速度时间公式求出匀加速直线运动的时间，根据速度位移公式求出匀加速直线运动的位移，从而得出额定功率行驶的位移，运用动能定理求出额定功率行驶的时间，从而得出总时间。
解题的关键是知道什么情况下运动的时间最短，理清汽车在整个过程中的运动规律，结合牛顿第二定理、动能定理、运动学公式综合求解。
【解答】
汽车的最大速度
当汽车先以最大加速度运动，达到额定功率后，做变加速直线运动，最后做匀速直线运动，时间最短
匀加速直线运动的加速度
匀加速直线运动的末速度
匀加速直线运动的时间，匀加速直线运动的位移
则以额定功率行驶的位移
根据动能定理得，
代入数据解得
则最短时间
故选A。
10.【答案】B
【解析】【分析】
单位时间内所完成的功叫做功率。如果取时间t非常小时，表示的就是瞬时功率。功率可表示为。
理解功率的含义是解题的关键。
【解答】
A.功率是指单位时间内完成功的多少，故A错误；
B.如果取时间t非常小时，表示的就是瞬时功率，故B正确；
C.由，当汽车输出功率P一定时，增大牵引力就要减小速度，故C错误；
D.在平直公路上匀速行驶的汽车，当功率不变时，受到的阻力越小则速度越大，故D错误。
故选B。
11.【答案】C
【解析】解：木块的运动速率保持不变，则木块做匀速圆周运动；
A、木块在下滑过程中做匀速圆周运动，加速度方向始终指向圆心，合外力提供向心力，故A错误；
B、物体在下滑过程受重力及摩擦力的作用，在下滑过程中，重力做正功，摩擦力做负功，故B错误；
C、由于木块做匀速圆周运动，速度大小不变，由动能定理得，合外力做功为零，故C正确；
D、重力的方向竖直向下，而摩擦力的方向沿接触面，二者不在同一直线上，合力不可能为零，故D错误；
故选：C．
木块下滑过程中速率不变做匀速圆周运动，加速度不为零，具有向心加速度．根据牛顿第二定律分析圆弧曲面对木块的支持力的变化，分析摩擦力的变化．
匀速圆周运动是变加速曲线运动，速度、加速度都时刻在变化．要注意区分力及功．明确物体合外力不做功并不代表各力都不做功．
12.【答案】D
【解析】解：A、由图象可知，时间内拉力F小于最大静摩擦力，物体静止，拉力功率为零，故A错误；
B、由图象可知，在时刻物块A受到的拉力最大，物块A受到的合力最大，由牛顿第二定律可得，
此时物块A的加速度最大，做加速度增大的加速运动，时间内物体受到的合力与物块的速度方向相同，做加速度减小的加速运动，故速度最大，故B错误；
C、由图象可知在时间内物体受到的合力与物块的速度方向相同，物块一直做加速运动，故C错误；
D、由图象可知在时间内，物块A受到的合力一直做正功，物体动能一直增加，在时刻以后，合力做负功．物块动能减小，因此在时刻物块动能最大，故D正确；
故选：D．
当拉力大于最大静摩擦力时，物体开始运动；当物体受到的合力最大时，物体的加速度最大；由动能定理可知，物体拉力做功最多时，物体获得的动能最大．
根据图象找出力随时间变化的关系是正确解题的前提与关键；要掌握图象题的解题思路．
13.【答案】BC
【解析】【分析】
根据牛顿第二定律求出加速度，结合运动学公式求出瞬时速度的大小和位移的大小，根据力和位移求出水平拉力做功大小。
本题结合牛顿第二定律和运动学公式的综合运用来考查功与功率的计算，知道加速度是联系力学和运动学的桥梁是解答的关键。
【解答】
A.0到时间内，产生的加速度为： ，产生的位移为：，故A错误；
B.时刻的速度为：，时刻合力的功率为为：，故B正确；
C.0到时间内，水平拉力做功为：，故C正确；
D.在之后产生的加速度为，时刻，木块的速度大小为，故D错误。
故选BC。
14.【答案】CD
【解析】【分析】
甲中物块沿斜面下滑，物块有两个位移，一个沿斜面，一个水平向右；乙中万有引力是个变力，应用微分的方法判断引力做功的正负；丙中小车位移向右，小球一边做圆周运动，一边随车向右运动，三种情况功的计算根据力与速度夹角余弦的正负判断力做功的正负。
本题主要考查的是功的正负的判断，主要是确定位移的方向，根据力与速度夹角余弦的正负判断力做功的正负。
【解答】
A.物块a下滑过程中，因为支持力与位移之间的夹角大于，所以支持力对物块做负功，故A错误；
B.因为卫星由a点运动到b点的过程中，万有引力的方向和速度方向的夹角大于，所以万有引力对卫星做负功，故B错误；
C.小球下摆过程中，绳的拉力与小车向右的位移夹角小于，所以拉力对小车做正功，故C正确；
D.小球一边做圆周运动，一边随车一起向右运动，所以绳的拉力在沿圆周切线方向上不做功，在水平向右方向上做负功，故拉力一定对球m做负功，故CD正确。
故选CD。
15.【答案】BCD
【解析】解：A、B、物体向右加速，到达P点；
向右减速，到达最右端；
向左加速，回到P点；
向左减速，回到出发点；
故A错误，B正确；
C、物体向右加速，加速度为：；
根据牛顿第二定律，拉力：；
向左加速，加速度大小为：，负方向；
根据牛顿第二定律，有：；
解得：；
时，速度为，符合表示方向；
故3s时拉力的功率：，故C正确；
D、根据动能定理，在的过程中，与做功之和为：
，故D正确；
故选：BCD．
由图可知物体的速度随时间变化的规律，根据加速度定义求解出加速度；根据牛顿第二定律求解拉力和；根据求解拉力的功率；根据动能定理求解两力做功之和．
本题关键先根据图象得到运动情况，然后结合牛顿第二定律确定受力情况，最后根据动能定理确定功的情况．
16.【答案】AC
【解析】【分析】
从速度时间图象得到环先匀加速上升，然后匀速运动；对环受力分析，受重力、支持力和拉力，根据牛顿第二定律列式分析。
本题关键是根据速度时间图象得到运动规律，然后受力分析，最后根据牛顿第二定律列式求解。
【解答】
从速度时间图象得到环先匀加速上升，然后匀速运动，根据牛顿第二定律，有加速阶段，匀速阶段，解得，，故A正确，B错误；
C.从速度时间图象可以得到，前1s的位移为，2到3s位移为1m，前3s拉力做的功为：，故C正确；
D.第一秒内，速度不断变大，拉力的瞬时功率也不断变大，第1秒末，第一秒末到第三秒末，，即拉力的最大功率为，故D错误。
故选AC。
17.【答案】解：汽车有最大速度时，此时牵引力与阻力平衡，由此可得：
当速度时，则
若汽车从静止作匀加速直线运动，
则当时，匀加速结束
所以
答：汽车在路面上能达到的最大速度是；
若汽车保持额定功率启动，当汽车速度为时的加速度是；
若汽车从静止开始保持的加速度作匀加速直线运动，则这一过程能持续的时间是。
【解析】本题考查的是汽车的启动方式，对于汽车的两种启动方式，恒定加速度启动和恒定功率启动，对于每种启动方式的汽车运动的过程一定要熟悉。
分析汽车速度达到最大的条件，并在此条件下求解即可；
应用功率与速度的关系求出速度为的牵引力，而后应用牛顿第二定律求解即可；
抓住匀加速运动结束时牵引力的功率恰好达到额定功率，应用功率与速度的关系求出匀加速运动的末速度，而后应用运动规律求出运动时间即可。
18.【答案】解：
物体受拉力作用，加速度为，受地面支持力为N，
有
经撤去拉力是物体的速度为
撤去拉力后物体的加速度为
物体还能运动的位移x，
刚撤去拉力时，拉力功率最大
【解析】本题考查了牛顿第二定律和运动学公式的综合运用，知道撤去F时的速度最大，加速度是联系力学和运动学的桥梁，难度不大。
撤去拉力后，物体做匀减速直线运动，根据牛顿第二定律求出撤去F后的加速度大小，结合速度位移公式求出撤去拉力后还能滑行的距离；
根据拉力的大小，结合最大速度求出拉力的最大功率。
