2019版高考物理一輪復(fù)習(xí) 第五章 機(jī)械能及其守恒定律 第1講 功 功率學(xué)案

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1、 第1講　功　功率 ★★★考情微解讀★★★ 微知識(shí)1 功 1．做功的兩個(gè)要素：力和物體在力的方向上發(fā)生的位移。 2．公式：W＝Fxcosα，α代表力的方向和位移的方向間的夾角。 3．功是標(biāo)量：只有大小，沒(méi)有方向，但有正負(fù)。 4．功的正負(fù)的判斷 微知識(shí)2 功率 1．定義：功跟完成這些功所用時(shí)間的比值叫功率。功率是表示做功快慢的物理量，是標(biāo)量。 2．公式：(1)P＝，定義式求的是平均功率。 (2)P＝Fvcosα，α為F與v的夾角。 若v是平均速度，則P為平均功率；若v是瞬時(shí)速度，則P為瞬時(shí)功率。 3．單位：瓦特(W)。1 W＝1 J/s,1 kW＝1 0

2、00 W。 4．額定功率：表示機(jī)器長(zhǎng)時(shí)間正常工作時(shí)最大的輸出功率。 實(shí)際功率：表示機(jī)器實(shí)際工作時(shí)的輸出功率。 一、思維辨析(判斷正誤，正確的畫(huà)“√”，錯(cuò)誤的畫(huà)“×”。) 1．功是標(biāo)量，功的正負(fù)表示大小。(×) 2．一個(gè)力對(duì)物體做了負(fù)功，說(shuō)明這個(gè)力一定阻礙物體的運(yùn)動(dòng)。(√) 3．滑動(dòng)摩擦力可能做正功，也可能做負(fù)功；靜摩擦力對(duì)物體一定不做功。(×) 4．作用力對(duì)物體做正功，反作用力一定做負(fù)功。(×) 5．根據(jù)P＝Fv可知，發(fā)動(dòng)機(jī)功率一定時(shí)，交通工具的牽引力與運(yùn)動(dòng)速度成反比。(√) 二、對(duì)點(diǎn)微練 1. (功的正負(fù)判斷)(多選)如圖所示，木塊B上表面是水平的，當(dāng)木塊A置于B上，

3、并與B保持相對(duì)靜止，一起沿固定的光滑斜面由靜止開(kāi)始下滑，在下滑過(guò)程中(　　) A．A所受的合外力對(duì)A不做功 B．B對(duì)A的彈力做正功 C．B對(duì)A的摩擦力做正功 D．A對(duì)B不做功 解析　AB一起沿固定的光滑斜面由靜止開(kāi)始下滑，加速度為gsinθ。由于A速度增大，由動(dòng)能定理，A所受的合外力對(duì)A做功，B對(duì)A的摩擦力做正功，B對(duì)A的彈力做負(fù)功，選項(xiàng)A、B錯(cuò)誤，C正確；A對(duì)B的作用力垂直斜面向下，A對(duì)B不做功，選項(xiàng)D正確。 答案　CD　 2．(功的公式)如圖所示的a、b、c、d中，質(zhì)量為M的物體甲受到相同的恒力F的作用，在力F作用下使物體甲在水平方向移動(dòng)相同的位移。μ表示物體甲與水平面間

4、的動(dòng)摩擦因數(shù)，乙是隨物體甲一起運(yùn)動(dòng)的小物塊，比較物體甲移動(dòng)的過(guò)程中力F對(duì)甲所做的功的大小，下列選項(xiàng)正確的是(　　) A．Wa最小 B．Wd最大 C．Wa＜Wc D．四種情況一樣大 解析　依據(jù)功的定義式W＝FLcosθ，本題中四種情況下，F(xiàn)、L、θ均相同，這樣四種情況下力F所做的功一樣大，故選項(xiàng)D正確。 答案　D　 3．(功率的理解)在光滑的水平面上，用一水平拉力F使物體從靜止開(kāi)始移動(dòng)x，平均功率為P，如果將水平拉力增加為4F，使同一物體從靜止開(kāi)始移動(dòng)x，平均功率為(　　) A．2P　　　B．4P C．6P　　　D．8P 解析　設(shè)第一次運(yùn)動(dòng)時(shí)間為t，則其平均功率表達(dá)式

5、為P＝；第二次加速度為第一次的4倍，由x＝at2可知時(shí)間為，其平均功率為＝＝8P，D項(xiàng)正確。 答案　D　 見(jiàn)學(xué)生用書(shū)P069 微考點(diǎn)　1　功的計(jì)算 核|心|微|講 1．恒力做的功 直接由W＝Flcosα計(jì)算。 2．合外力做的功 方法一：先求合外力F合，再用W合＝F合lcosα求功。 方法二：先求各個(gè)力做的功W1、W2、W3…，再應(yīng)用W合＝W1＋W2＋W3＋…求合外力做的功。 3．變力做的功 (1)應(yīng)用動(dòng)能定理求解。 (2)用W＝Pt求解，其中變力的功率P不變。 (3)常用方法還有轉(zhuǎn)換法、微元法、圖象法、平均力法等，求解時(shí)根據(jù)條件靈活選取。 典|例|微|探 【例

6、1】　如圖所示，木板質(zhì)量為M，長(zhǎng)度為L(zhǎng)，小木塊質(zhì)量為m，水平地面光滑，一根不計(jì)質(zhì)量的輕繩跨過(guò)定滑輪分別與M和m連接，小木塊與木板間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ，開(kāi)始時(shí)木塊靜止在木板左端，現(xiàn)用水平向右的力將m拉至右端，拉力至少做功為 (　　) A．μmgL B．2μmgL C. D．μ(M＋m)gL 【解題導(dǎo)思】 (1)小木塊m受到哪些力作用，這些力中哪些力做功，哪些力不做功？ 答：小木塊m受到重力G、支持力N、拉力F 、輕繩的拉力T和木板對(duì)木塊的摩擦力作用，在這些力中，重力G 、支持力N不做功，拉力F做正功，輕繩的拉力T和木板對(duì)木塊的摩擦力做負(fù)功 (2)當(dāng)木塊運(yùn)動(dòng)到木板的右端時(shí)，

7、木塊對(duì)地的位移是多少？ 答：小木塊對(duì)地位移為 。 解析　m緩慢運(yùn)動(dòng)至右端，拉力F做功最小，其中F＝μmg＋T，T＝μmg，小木塊位移為，所以WF＝F·＝μmgL。 答案　A (1)功的正負(fù)是由力和位移間的夾角決定的，與正方向的選取無(wú)關(guān)。 (2)恒力做功與物體的實(shí)際路徑無(wú)關(guān)，等于力與物體在力方向上的位移的乘積，或等于位移與在位移方向上的力的乘積。 題|組|微|練 1. (多選)如圖所示，傾角為θ的斜劈放在水平面上，斜劈上用固定的豎直擋板擋住一個(gè)光滑的質(zhì)量為m的小球，當(dāng)整個(gè)裝置沿水平面以速度v向左勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)間t時(shí)，以下說(shuō)法正確的是 (　　) A．小球的重力做功為零 B．斜

8、劈對(duì)小球的彈力做功為 C．擋板對(duì)小球的彈力做功為零 D．合力對(duì)小球做功為零 解析　小球的重力與速度方向始終垂直，不做功，A項(xiàng)正確；由于小球勻速，對(duì)小球受力分析如圖。 可求得斜劈對(duì)小球的彈力為N＝，做功為WN＝N·vtsinθ＝mgvt·tanθ，擋板的彈力為F＝mgtanθ，做功為WF＝－Fvt＝－mgvttanθ，故B、C兩項(xiàng)均錯(cuò)誤；小球受到的合力為零，則合力對(duì)小球做功為零，D項(xiàng)正確。 答案　AD　 2．以一定的初速度豎直向上拋出一個(gè)小球，小球上升的最大高度為h，空氣阻力的大小恒為F，則從拋出到落回到拋出點(diǎn)的過(guò)程中，空氣阻力對(duì)小球做的功為(　　) A．0 B．－Fh

9、C．Fh D．－2Fh 解析　阻力與小球速度方向始終相反，故阻力一直做負(fù)功，W＝－Fh＋(－Fh)＝－2Fh，D項(xiàng)正確。 答案　D　 微考點(diǎn)　2　功率的計(jì)算 核|心|微|講 1．平均功率的計(jì)算 (1)利用＝。 (2)利用＝F·cosα，其中為物體運(yùn)動(dòng)的平均速度。 2．瞬時(shí)功率的計(jì)算 (1)利用公式P＝F·vcosα，其中v為t時(shí)刻的瞬時(shí)速度。 (2)利用公式P＝F·vF，其中vF為物體的速度v在力F方向上的分速度。 (3)利用公式P＝Fv·v，其中Fv為物體受的外力F在速度v方向上的分力。 典|例|微|探 【例2】 (多選)質(zhì)量為m的物體靜止在光滑水平面上，從t＝

10、0時(shí)刻開(kāi)始受到水平力的作用。力的大小F與時(shí)間t的關(guān)系如圖所示，力的方向保持不變，則(　　) A．3t0時(shí)刻的瞬時(shí)功率為 B．3t0時(shí)刻的瞬時(shí)功率為 C．在t＝0到3t0這段時(shí)間內(nèi)，水平力的平均功率為 D．在t＝0到3t0這段時(shí)間內(nèi)，水平力的平均功率為 【解題導(dǎo)思】 (1)公式P＝能求解瞬時(shí)功率嗎？ 答：不能，此公式只能求解平均功率。 (2)公式P＝Fv能求解瞬時(shí)功率嗎？平均功率呢？ 答：此公式既可以求瞬時(shí)功率也可以求平均功率。 解析　2t0時(shí)的速度v1＝·2t0， 0～2t0時(shí)間內(nèi)的位移 l1＝··(2t0)2＝， F做功W1＝F0l1＝， 3t0時(shí)的速度

11、v2＝·t0＋v1＝， 3t0時(shí)刻的瞬時(shí)功率P＝3F0·v2＝， 故B項(xiàng)正確，A項(xiàng)錯(cuò)； 2t0～3t0時(shí)間內(nèi)的位移 l2＝v1t0＋··t＝， F做的功W2＝3F0l2＝。 0～3t0時(shí)間內(nèi)F的平均功率P＝＝，故D項(xiàng)正確，C項(xiàng)錯(cuò)。 答案　BD 【易錯(cuò)警示】 求解功率時(shí)應(yīng)注意的三個(gè)問(wèn)題： (1)首先要明確所求功率是平均功率還是瞬時(shí)功率。 (2)平均功率與一段時(shí)間對(duì)應(yīng)，計(jì)算時(shí)要明確是哪個(gè)力在哪段時(shí)間內(nèi)的平均功率。 (3)瞬時(shí)功率要明確是哪個(gè)力在哪個(gè)時(shí)刻的功率。 題|組|微|練 3．(2018·安徽江淮十校第二次聯(lián)考)如圖所示，三個(gè)相同小球甲、乙、丙的初始位置在同一

12、水平高度。小球甲從豎直固定的四分之一光滑圓弧軌道頂端由靜止滑下，軌道半徑為R，軌道底端切線水平。小球乙從離地高為R的某點(diǎn)開(kāi)始做自由落體。小球丙從高為R的固定光滑斜面頂端由靜止滑下。則(　　) A．甲、乙、丙剛到達(dá)地面時(shí)速度相同 B．甲、丙兩球到達(dá)軌道底端時(shí)重力的瞬時(shí)功率相同 C．乙球下落過(guò)程中重力的平均功率大于丙球下滑過(guò)程中重力的平均功率 D．若僅解除光滑斜面與光滑水平地面間的固定，丙球釋放后斜面對(duì)其不做功 解析　甲、乙、丙球剛到達(dá)地面時(shí)速度大小相同方向不同，A項(xiàng)錯(cuò)；甲球到達(dá)軌道底端時(shí)速度方向與重力方向垂直，瞬時(shí)功率為零，而丙球到達(dá)軌道最低點(diǎn)時(shí)瞬時(shí)功率并不為零，B項(xiàng)錯(cuò)；乙球下落和

13、丙球下滑過(guò)程中重力做功相同，但乙球下落時(shí)間較短，乙球下落過(guò)程中重力的平均功率較大，C項(xiàng)正確；解除光滑斜面與光滑水平地面間的固定后釋放丙球，丙球下滑過(guò)程中斜面將會(huì)發(fā)生移動(dòng)，支持力對(duì)丙球做負(fù)功，D項(xiàng)錯(cuò)誤。 答案　C　 4．質(zhì)量為1 kg的物體靜止于光滑水平面上，t＝0時(shí)刻起，物體受到向右的水平拉力F作用，第1 s內(nèi)F＝2 N，第2 s內(nèi)F＝1 N。下列判斷正確的是(　　) A．2 s末物體的速度為4 m/s B．2 s內(nèi)物體的位移為3 m C．第1 s末拉力的瞬時(shí)功率最大 D．第2 s末拉力的瞬時(shí)功率最大 解析　由牛頓第二定律知第1 s內(nèi)物體的加速度大小為2 m/s2，第2 s內(nèi)的加

14、速度大小為1 m/s2，則第1 s末物體的速度大小為v1＝a1t1＝2 m/s，第2 s末物體的速度大小為v2＝v1＋a2t2＝3 m/s，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；2 s內(nèi)物體的位移為x＝a1t＋(v1t2＋a2t)＝3.5 m，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；第1 s末拉力的瞬時(shí)功率為P1＝F1v1＝4 W，第2 s末拉力的瞬時(shí)功率為P2＝F2v2＝3 W，選項(xiàng)C正確，選項(xiàng)D錯(cuò)誤。 答案　C　 微考點(diǎn)　3　機(jī)車(chē)的啟動(dòng)問(wèn)題 核|心|微|講 1．機(jī)車(chē)的兩種啟動(dòng)方式 2.三個(gè)重要關(guān)系式 (1)無(wú)論哪種運(yùn)行過(guò)程，機(jī)車(chē)的最大速度都等于其勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)的速度，即vm＝＝(式中Fmin為最小牽引力，其值等于阻力Ff)。

15、 (2)機(jī)車(chē)以恒定加速度啟動(dòng)的運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，勻加速過(guò)程結(jié)束時(shí)，功率最大，速度不是最大，即v＝

16、這一過(guò)程能維持多長(zhǎng)時(shí)間？ 【解題導(dǎo)思】 (1)汽車(chē)以恒定功率啟動(dòng)時(shí)，汽車(chē)的運(yùn)動(dòng)是勻加速直線運(yùn)動(dòng)嗎？ 答：汽車(chē)做的是加速度減小的加速運(yùn)動(dòng)，最后做勻速運(yùn)動(dòng)。 (2)汽車(chē)以恒定功率啟動(dòng)時(shí)，其加速度與速度是一一對(duì)應(yīng)的嗎？ 答：是，由－f＝ma可知，加速度與速度是一一對(duì)應(yīng)的。 (3)汽車(chē)勻加速啟動(dòng)是一直做勻加速運(yùn)動(dòng)嗎？ 答：不是，開(kāi)始做勻加速，當(dāng)功率達(dá)到額定功率后，汽車(chē)做加速度減小的加速運(yùn)動(dòng)，最后做勻速運(yùn)動(dòng)。 解析　汽車(chē)運(yùn)動(dòng)中所受阻力大小為 f＝0.1mg。① (1)當(dāng)a＝0時(shí)速度最大，牽引力最小等于f的大小，則最大速度 vmax＝，② 聯(lián)立①②解得vmax＝12 m/s。

17、設(shè)汽車(chē)加速度為2 m/s2時(shí)牽引力為F1， 由牛頓第二定律：F1－f＝ma，③ 此時(shí)汽車(chē)速度v1＝，④ 聯(lián)立③④并代入數(shù)據(jù)得v1＝4 m/s。 (2)當(dāng)汽車(chē)以a′＝0.5 m/s2勻加速運(yùn)動(dòng)時(shí)，設(shè)牽引力為F2。 由牛頓第二定律：F2－f＝ma′，⑤ 汽車(chē)勻加速過(guò)程所能達(dá)到的最大速度vt＝，⑥ 聯(lián)立①⑤⑥并代入數(shù)據(jù)解得 t＝＝16 s。 答案　(1)12 m/s　4 m/s　(2)16 s 題|組|微|練 5．質(zhì)量為m的汽車(chē)，啟動(dòng)后沿平直路面行駛，如果發(fā)動(dòng)機(jī)的功率恒為P，且行駛過(guò)程中受到摩擦阻力大小一定，汽車(chē)速度能夠達(dá)到的最大值為v，那么當(dāng)汽車(chē)的車(chē)速為v/3時(shí)，汽車(chē)的瞬時(shí)加

18、速度的大小為(　　) A. B. C. D. 解析　當(dāng)汽車(chē)勻速行駛時(shí)，有f＝F＝，根據(jù)P＝F′，得F′＝，由牛頓第二定律得a＝＝＝，故B項(xiàng)正確。 答案　B　 6．汽車(chē)在平直公路上以速度v0勻速行駛，發(fā)動(dòng)機(jī)功率為P；快進(jìn)入鬧市區(qū)時(shí)，司機(jī)減小了油門(mén)，使汽車(chē)的功率立即減小一半并保持該功率繼續(xù)行駛。圖中正確表示了從司機(jī)減小油門(mén)開(kāi)始，汽車(chē)的速度與時(shí)間的關(guān)系是(　　) 　 A．　　　 　 B．　　　 　C．　　　　 D. 解析　汽車(chē)在平直公路上勻速行駛時(shí)牽引力F等于阻力f，即f＝?？爝M(jìn)入鬧市區(qū)時(shí)，功率變?yōu)镻，則牽引力F減小到F，故車(chē)要做減速運(yùn)動(dòng)，由P＝Fv和

19、F－f＝ma知v減小，F(xiàn)增大，故車(chē)不可能做勻變速運(yùn)動(dòng)，且一段時(shí)間后又有F＝＝f。即v＝v0，車(chē)做勻速運(yùn)動(dòng)。 答案　C　 見(jiàn)學(xué)生用書(shū)P071 變力功的求解 　素能培養(yǎng) 1．用動(dòng)能定理求變力做功 動(dòng)能定理既適用于直線運(yùn)動(dòng)，也適用于曲線運(yùn)動(dòng)，既適用于求恒力做功，也適用于求變力做功。因使用動(dòng)能定理可由動(dòng)能的變化來(lái)求功，所以動(dòng)能定理是求變力做功的首選。 2．利用微元法求變力做功 將物體的位移分割成許多小段，因小段很小，每一小段上作用在物體上的力可以視為恒力，這樣就將變力做功轉(zhuǎn)化為在無(wú)數(shù)多個(gè)無(wú)窮小的位移上的恒力所做元功的代數(shù)和。此法在中學(xué)階段常應(yīng)用于求解大小不變、方向改變的變力做功問(wèn)題

20、。 3．化變力為恒力求變力做功 變力做功直接求解時(shí)，通常都比較復(fù)雜，但若通過(guò)轉(zhuǎn)換研究對(duì)象，有時(shí)可化為恒力做功，可以用W＝Flcosα求解。此法常常應(yīng)用于輕繩通過(guò)定滑輪拉物體的問(wèn)題中。 4．用平均力求變力做功 在求解變力做功時(shí)，若物體受到的力的方向不變，而大小隨位移是成線性變化的，即力均勻變化時(shí)，則可以認(rèn)為物體受到一大小為＝的恒力作用，F(xiàn)1、F2分別為物體初、末狀態(tài)所受到的力，然后用公式W＝lcosα求此力所做的功。 5．用F－x圖象求變力做功 在F－x圖象中，圖線與x軸所圍“面積”的代數(shù)和就表示力F在這段位移所做的功，且位于x軸上方的“面積”為正，位于x軸下方的“面積”為負(fù)，但此方

21、法只適用于便于求圖線所圍面積的情況(如三角形、矩形、圓等規(guī)則的幾何圖形)。 　經(jīng)典考題　如圖所示，在一半徑為R＝6 m的圓弧形橋面的底端A，某人把一質(zhì)量為m＝8 kg的物塊(可看成質(zhì)點(diǎn))，用大小始終為F＝75 N的拉力從底端緩慢拉到橋面頂端B(圓弧AB在一豎直平面內(nèi))，拉力的方向始終與物塊在該點(diǎn)的切線成37°。整個(gè)圓弧橋面所對(duì)的圓心角為120°，物塊與橋面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ(g取10 m/s2)，求這一過(guò)程中： (1)拉力F做的功。 (2)橋面對(duì)物塊的摩擦力做的功。 解析　(1)將圓弧分成很多小段l1、l2、…、lx、拉力在每小段上做的功為W1、W2、…、Wx，因拉力F大小不變，方

22、向始終與物體在該點(diǎn)的切線成37°角，所以W1＝Fl1cos37°、W2＝Fl2cos37°、…、Wx＝Flxcos37°， 所以WF＝W1＋W2＋…＋Wx＝Fcos37°(l1＋l2＋…＋lx)＝Fcos37°··2πR＝376.8 J。 (2)因?yàn)橹亓做的功WG＝－mgR(1－cos60°)＝－240 J，而因物體在拉力F作用下緩慢移動(dòng)，動(dòng)能不變，由動(dòng)能定理知WF＋WG＋Wf＝0， 所以Wf＝－WF－WG＝－376.8 J＋240 J＝－136.8 J。 答案　(1)376.8 J　(2)－136.8 J 　對(duì)法對(duì)題 1.如圖所示，定滑輪至滑塊的高度為h，已知細(xì)繩的拉力為F(恒

23、定)，滑塊沿水平面由A點(diǎn)前進(jìn)s至B點(diǎn)，滑塊在初、末位置時(shí)細(xì)繩與水平方向夾角分別為α和β。求滑塊由A點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)過(guò)程中，繩的拉力對(duì)滑塊所做的功。 解析　由題圖可知，在繩與水平面的夾角由α變到β的過(guò)程中，拉力F的作用點(diǎn)的位移大小為 Δs＝s1－s2＝－， WT＝WF＝F·Δs＝Fh。 答案　Fh 2．如圖甲所示，靜止于光滑水平面上坐標(biāo)原點(diǎn)處的小物塊，在水平拉力F作用下，沿x軸方向運(yùn)動(dòng)，拉力F隨物塊所在位置坐標(biāo)x的變化關(guān)系如圖乙所示，圖線為半圓，則小物塊運(yùn)動(dòng)到x0處時(shí)的動(dòng)能為(　　) A．0 B.Fmx0 C.Fmx0 D.x 解析　根據(jù)動(dòng)能定理，小物塊運(yùn)動(dòng)到x0處

24、時(shí)的動(dòng)能為這段時(shí)間內(nèi)力F所做的功，物塊在變力作用下，不能直接用功的公式來(lái)計(jì)算，但此題可用求“面積”的方法來(lái)解決，力F所做的功的大小等于半圓的“面積”大小。根據(jù)計(jì)算可知，C項(xiàng)正確。 答案　C　 見(jiàn)學(xué)生用書(shū)P071 1.一輛正沿平直路面行駛的車(chē)廂內(nèi)，一個(gè)面向車(chē)前進(jìn)方向站立的人對(duì)車(chē)廂壁施加水平推力F，在車(chē)前進(jìn)s的過(guò)程中，下列說(shuō)法正確的是(　　) A．當(dāng)車(chē)勻速前進(jìn)時(shí)，人對(duì)車(chē)做的總功為正功 B．當(dāng)車(chē)加速前進(jìn)時(shí)，人對(duì)車(chē)做的總功為負(fù)功 C．當(dāng)車(chē)減速前進(jìn)時(shí)，人對(duì)車(chē)做的總功為負(fù)功 D．不管車(chē)如何運(yùn)動(dòng)，人對(duì)車(chē)做的總功都為零 答案　B　 2.把動(dòng)力裝置分散安裝在每節(jié)車(chē)廂上，使其既具有牽引力

25、，又可以載客，這樣的車(chē)輛叫動(dòng)車(chē)。幾節(jié)動(dòng)車(chē)加幾節(jié)拖車(chē)(不帶動(dòng)力的車(chē)輛)編成一組，就是動(dòng)車(chē)組。如圖所示為往返于成都和都江堰的動(dòng)車(chē)組，它由6節(jié)動(dòng)車(chē)加2節(jié)拖車(chē)編成。若動(dòng)車(chē)組運(yùn)行過(guò)程中受到的阻力與車(chē)重成正比，每節(jié)動(dòng)車(chē)與拖車(chē)的質(zhì)量都相等，每節(jié)動(dòng)車(chē)的額定功率都相同，1節(jié)動(dòng)車(chē)加1節(jié)拖車(chē)編成的動(dòng)車(chē)組的最大速度為140 km/h。則圖示動(dòng)車(chē)組的最大速度為(　　) A．140 km/h B．210 km/h C．280 km/h D．420 km/h 解析　根據(jù)瞬時(shí)功率與牽引力、瞬時(shí)速度的關(guān)系，對(duì)于1節(jié)動(dòng)車(chē)加1節(jié)拖車(chē)編成的動(dòng)車(chē)組有P＝fvm＝k·(1＋1)mg·vm，對(duì)于6節(jié)動(dòng)車(chē)加2節(jié)拖車(chē)編成的動(dòng)

26、車(chē)組有6P＝k·(6＋2)mg·v′m，聯(lián)立以上兩式得v′m＝210 km/h，故B項(xiàng)正確。 答案　B　 3．(多選)滑塊在粗糙的水平地面上沿直線滑行，t＝0時(shí)其速度為2.0 m/s，從此刻開(kāi)始在滑塊運(yùn)動(dòng)方向上施加大小不同、方向相同的水平拉力F1、F2、F3，滑塊運(yùn)動(dòng)圖象如圖所示，設(shè)在第1 s內(nèi)、第2 s內(nèi)、第3 s內(nèi)力F對(duì)滑塊做功的平均功率分別為P1、P2、P3，在第3 s內(nèi)水平拉力對(duì)滑塊做功為W，則(　　) A．0～2 s內(nèi)水平拉力對(duì)滑塊做功為W/2 B．0～2 s內(nèi)水平拉力對(duì)滑塊做功為W C．F2>F3>F1, F2＝F3＋F1 D．P1

27、解析　由圖知，在第1 s內(nèi)f－F1＝ma，在第2 s內(nèi)F2－f＝ma，第3 s內(nèi)F3＝f，由題意知，第3 s內(nèi)拉力做功為W＝F3x3，0～2 s內(nèi)水平拉力對(duì)滑塊做功F1x1＋F2x2，由x3＝2x1＝2x2，代入解得F1x1＋F2x2＝F3x3＝W，所以A項(xiàng)錯(cuò)誤，B項(xiàng)正確；f－ma＝F1，F(xiàn)2＝ma＋f，F(xiàn)3＝f，故F2＞F3＞F1，F(xiàn)2不等于F3－F1，所以C項(xiàng)錯(cuò)誤；對(duì)第1、2、3秒內(nèi)分別用動(dòng)能定理W1－fx1＝－mv2，W2－fx2＝mv2，W3＝fx3，又x3＝2x1＝2x2，聯(lián)立解得W3＝W1＋W2，根據(jù)P＝，可得P1＜P2＜P3，P3＝P2＋P1，所以D項(xiàng)正確。 答案　BD　 4.一輛汽車(chē)在平直的公路上以某一初速度運(yùn)動(dòng)，運(yùn)動(dòng)過(guò)程中保持恒定的牽引功率，其加速度a和速度的倒數(shù)圖象如圖所示。 若已知汽車(chē)的質(zhì)量，則根據(jù)圖象所給的信息，不能求出的物理量是(　　) A．汽車(chē)的功率 B．汽車(chē)行駛的最大速度 C．汽車(chē)所受到的阻力 D．汽車(chē)運(yùn)動(dòng)到最大速度所需的時(shí)間 解析　由F－f＝ma，P＝Fv可得a＝·－，對(duì)應(yīng)圖線可知，＝k＝40，可求出汽車(chē)的功率P，由a＝0時(shí)，＝0.05可得vm＝20 m/s，再由vm＝，可求出汽車(chē)受到的阻力f，但無(wú)法求出汽車(chē)運(yùn)動(dòng)到最大速度的時(shí)間。 答案　D　 14