2018-2019學(xué)年高中物理 第七章 機(jī)械能守恒定律 第3節(jié) 功率學(xué)案 新人教版必修2.docx

第3節(jié)功率核心素養(yǎng)關(guān)鍵詞知識(shí)體系1.功與完成這些功所用時(shí)間的比值叫做功率，即P，表示做功的快慢2公式P一般用來計(jì)算平均功率，瞬時(shí)功率用公式PFv進(jìn)行計(jì)算，若v取平均速度，則PFv為平均功率3汽車上坡時(shí)，司機(jī)要“換擋”來減小速度，這樣在發(fā)動(dòng)機(jī)功率相同的情況下可以獲得較大的牽引力；汽車在平直公路，所受阻力較小，可以使用高轉(zhuǎn)速比的擋位獲得較大的速度4注意額定功率與實(shí)際功率、瞬時(shí)功率與平均功率的區(qū)別.一、功率1功率(1)定義：功W跟完成這些功所用時(shí)間t的比值叫做功率(2)公式：P，單位是瓦特，簡稱瓦，符號(hào)W.(3)物理意義：功率是表示物體做功快慢的物理量(4)功率是標(biāo)量：只有大小，沒有方向，它正、負(fù)的意義與功正、負(fù)的意義相同2額定功率和實(shí)際功率(1)額定功率：動(dòng)力機(jī)械長期正常工作時(shí)最大的輸出功率(2)實(shí)際功率：機(jī)器工作時(shí)實(shí)際的輸出功率實(shí)際功率等于也可以小于額定功率，實(shí)際功率大于額定功率對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)有害，只能工作很短時(shí)間二、功率與速度1當(dāng)一個(gè)力與物體運(yùn)動(dòng)方向在同一條直線上時(shí)，這個(gè)力對(duì)物體做功的功率等于力與速度的乘積2關(guān)系式：PFv3從關(guān)系式可以看出，汽車、火車等交通工具，當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)的功率P一定時(shí)，牽引力F與速度v成反比，要增大牽引力F就要減小速度v.一、合作探究找規(guī)律考點(diǎn)一功率去過泰山的同學(xué)會(huì)遇到挑山工，假設(shè)挑山工和纜車將相同的貨物運(yùn)至山頂，兩者對(duì)貨物做的功相同嗎？做功的功率相同嗎？答：兩者對(duì)貨物做的功都等于克服重力做的功，由于將相同的貨物運(yùn)往相同高度的山頂，因此兩者做相同的功，而用纜車運(yùn)送貨物所用時(shí)間遠(yuǎn)小于挑山工的用時(shí)，根據(jù)功率定義知纜車的做功功率遠(yuǎn)大于挑山工的做功功率考點(diǎn)二功率與速度汽車以不同方式啟動(dòng)，一次以恒定功率啟動(dòng)，一次勻加速啟動(dòng)1用公式PFv研究汽車啟動(dòng)問題時(shí)，力F是什么力？2以恒定功率啟動(dòng)時(shí)，汽車的加速度變化嗎？做什么運(yùn)動(dòng)？答：1.F是汽車的牽引力2汽車以恒定功率啟動(dòng)，根據(jù)PFv，v增大，F(xiàn)減小，加速度減小，故加速度變化，汽車做變加速運(yùn)動(dòng)二、理解概念做判斷1功率是描述力對(duì)物體做功快慢的物理量()2力對(duì)物體做功越多，功率就越大()3各種機(jī)械銘牌上所標(biāo)功率一般是指額定功率()4PFv中的v指的是物體的平均速度()5發(fā)動(dòng)機(jī)的功率表達(dá)式PFv，其中F為機(jī)車所受到的合力()要點(diǎn)1|功率的理解1正確理解：PP是功率的定義式，適用于任何情況下功率的計(jì)算，既適用于人或機(jī)械做功功率的計(jì)算，也適用于一般物體做功功率的計(jì)算，既適用于合力或某個(gè)力做功功率的計(jì)算，也適用于恒力或變力做功功率的計(jì)算，一般用于求解某段時(shí)間內(nèi)的平均速率2對(duì)公式PFv的認(rèn)識(shí)(1)由于WFl的表示形式適用于力(F)與位移(l)同方向的情況，故PFv適用于力F和速度v同方向的情況(2)當(dāng)力F和速度v不在同一直線上時(shí)，也可以將力F分解為沿v方向的分力F1和垂直于v方向的分力F2，F(xiàn)2不做功，其功率為0，分力F1的功率即為力F的功率；或者分解速度，力F乘以沿F方向上的分速度即為力F的功率故其一般表達(dá)式為PFvcos，其中是矢量F、v之間的夾角(3)對(duì)公式中F、v、P的說明物理量應(yīng)用說明力(F)力F是研究對(duì)象所受的外力，F(xiàn)是恒力，F(xiàn)可以是某一個(gè)力，也可以是幾個(gè)力的合力速度(v)通常情況下，速度v是一瞬時(shí)值，但物體的速度可能是恒定的，也可能是變化的夾角()角是F、v兩個(gè)矢量正方向間的夾角，式中cos的作用是將F、v統(tǒng)一到一條直線上功率(P)所有功率都是對(duì)力而言的，因此，要注意弄清所求的是某一個(gè)力的功率還是合力的功率3.平均功率和瞬時(shí)功率(1)平均功率平均功率表示力在一段時(shí)間內(nèi)做功的平均快慢程度平均功率與一段時(shí)間(或過程)相關(guān)計(jì)算時(shí)應(yīng)明確哪個(gè)力在哪段時(shí)間(或過程)內(nèi)做功的平均功率(2)瞬時(shí)功率瞬時(shí)功率表示力在某一瞬時(shí)的功率，計(jì)算時(shí)應(yīng)明確哪個(gè)力在哪個(gè)時(shí)刻(或狀態(tài))的功率用公式PFv來計(jì)算瞬時(shí)功率，公式中v應(yīng)為瞬時(shí)速度典例1質(zhì)量m2 kg的物體從足夠高的空中自由下落，取g10 m/s2，求：(1)剛開始下落20 m過程中重力的平均功率；(2)第3 s末重力的瞬時(shí)功率【思路點(diǎn)撥】瞬時(shí)功率一般根據(jù)公式PFv求解，平均功率一般根據(jù)P求解【解析】(1)根據(jù)自由落體運(yùn)動(dòng)規(guī)律，hgt2，得t2 s下落20 m重力做功WGmgh400 J平均功率P200 W.(2)根據(jù)自由落體運(yùn)動(dòng)規(guī)律，vgt，得v30 m/s下落3 s時(shí)重力的瞬時(shí)功率Pmgv600 W.【答案】(1)200 W(2)600 W一架質(zhì)量m2.0104 kg的飛機(jī)在水平跑道上起飛，發(fā)動(dòng)機(jī)提供的推力恒為F1，在跑道上經(jīng)過s1400 m的加速運(yùn)動(dòng)，達(dá)到起飛速度vm100 m/s.現(xiàn)要使該飛機(jī)能在s2100 m的航母跑道上起飛，需用電磁彈射器輔助假設(shè)電磁彈射器對(duì)飛機(jī)施加恒定推力F2，飛機(jī)在地面和航母跑道上運(yùn)動(dòng)時(shí)所受的阻力均為Ff1.0104 N，求：(1)飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)的推力F1大小；(2)電磁彈射器的推力F2大?。?3)電磁彈射器的平均輸出功率解析：(1)飛機(jī)在跑道上經(jīng)過s1400 m的加速運(yùn)動(dòng)過程中，根據(jù)牛頓第二定律得，F(xiàn)1Ffma1，由運(yùn)動(dòng)學(xué)公式得，v2a1s，聯(lián)立解得F12.6105 N.(2)飛機(jī)在電磁彈射區(qū)內(nèi)運(yùn)動(dòng)時(shí)，根據(jù)運(yùn)動(dòng)學(xué)公式得，a250 m/s2，根據(jù)牛頓第二定律得，F(xiàn)2F1Ff1ma1，聯(lián)立解得F27.5105 N.(3)飛機(jī)在電磁彈射區(qū)內(nèi)的平均速度v50 m/s，平均功率PF2v3.75107 W.答案：(1)2.6105 N(2)7.5105 N(3)3.75107 W名師方法總結(jié)求解功率時(shí)應(yīng)該注意的問題：(1)首先要明確是求哪個(gè)力的功率，是某個(gè)力的功率，還是物體所受合力的功率，汽車的功率是指汽車牽引力的功率，起重機(jī)的功率是指起重機(jī)鋼絲繩拉力的功率(2)若求平均功率，還需明確是哪段時(shí)間內(nèi)的平均功率，可由公式PFv或P來計(jì)算(3)若求瞬時(shí)功率，需明確是哪一時(shí)刻或哪一位置，再確定該時(shí)刻或該位置的速度，應(yīng)用公式PFv，如果F、v不同向，則投影到相同方向再計(jì)算名師點(diǎn)易錯(cuò)功率反映的是做功的快慢，而不是做功的多少功率大，說明做功快，但做功不一定多就像加速度，反映的是速度變化的快慢，而不是速度變化的多少.要點(diǎn)2|機(jī)車的兩種啟動(dòng)方式1機(jī)車以恒定功率P啟動(dòng)的運(yùn)動(dòng)過程機(jī)車達(dá)到最大速度時(shí)，a0，F(xiàn)Ff，PFvmFfvm，這一啟動(dòng)過程的vt圖象如圖所示：2機(jī)車以恒定加速度a啟動(dòng)的運(yùn)動(dòng)過程這一運(yùn)動(dòng)過程的vt圖象如圖所示：典例22015年10月，我國自主研發(fā)的第一艘平流層飛艇“圓夢(mèng)”號(hào)試飛成功若飛艇在平流層水平勻速飛行時(shí)，所受空氣阻力與飛行速度成正比當(dāng)勻速飛行速度為v時(shí)，動(dòng)力系統(tǒng)的輸出功率為P；當(dāng)勻速飛行速度為2v時(shí)，動(dòng)力系統(tǒng)的輸出功率為()ABC2PD4P【思路點(diǎn)撥】本題考查功率公式PFv的直接應(yīng)用，要注意題中的信息：阻力與速度的關(guān)系，得到fkv，再應(yīng)用功率公式研究【解析】由題意知飛艇所受空氣阻力與飛行速度成正比，即： fkv，勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)，F(xiàn)f，當(dāng)速度為v時(shí)，動(dòng)力系統(tǒng)的輸出功率為Pf1vkvvkv2，當(dāng)速度為2v時(shí)，動(dòng)力系統(tǒng)的輸出功率為Pk(2v)24P，故選項(xiàng)D正確【答案】D一起重機(jī)的鋼繩由靜止開始勻加速提起質(zhì)量為m的重物，當(dāng)重物的速度為v1時(shí)，起重機(jī)達(dá)到額定功率P.以后起重機(jī)保持該功率不變，繼續(xù)提升重物，直到達(dá)到最大速度v2為止，則整個(gè)過程中，下列說法正確的是(重力加速度為g)()A鋼繩的最大拉力為mgB鋼繩的最大拉力為C重物的平均速度大小為D重物勻加速運(yùn)動(dòng)的加速度為g解析：勻加速提升重物時(shí)鋼繩拉力最大，根據(jù)功率公式得拉力F，此時(shí)mgma，解得勻加速運(yùn)動(dòng)的加速度ag，A、D選項(xiàng)錯(cuò)誤，B選項(xiàng)正確；速度由v1增大到v2的過程中，重物做變加速運(yùn)動(dòng)，平均速度v，C選項(xiàng)錯(cuò)誤答案：B分析機(jī)車啟動(dòng)問題的四個(gè)關(guān)鍵：(1)利用好vt圖象：利用vt圖象正確分析整個(gè)運(yùn)動(dòng)過程(2)關(guān)注兩個(gè)物理量：對(duì)于每一段啟動(dòng)過程，要正確分析各個(gè)物理量的變化情況，尤其要關(guān)注牽引力和加速度的變化規(guī)律(3)用好兩個(gè)基本公式：功率公式PFv，牛頓第二定律，即FFfma.(4)達(dá)到一個(gè)狀態(tài)：當(dāng)a0時(shí)，vvm.名師點(diǎn)易錯(cuò)1機(jī)車以恒定加速度啟動(dòng)時(shí)，先后經(jīng)過兩個(gè)過程，勻加速結(jié)束時(shí)的速度并未達(dá)到整個(gè)過程的最大速度vm，只是達(dá)到勻加速階段的最大速度，此值比機(jī)車勻速運(yùn)動(dòng)的速度要小2在PFv中，因?yàn)镻為機(jī)車牽引力的功率，所以對(duì)應(yīng)的F是牽引力并非合力3只有最終勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)FFf，vm.要點(diǎn)3|應(yīng)用功率知識(shí)解決實(shí)際問題解決與實(shí)際聯(lián)系的物理問題時(shí)，要抓住題中所給的有用信息進(jìn)行分析，將實(shí)際問題轉(zhuǎn)化為熟知的物理模型，然后利用相應(yīng)的物理規(guī)律進(jìn)行解答典例3小明同學(xué)騎電動(dòng)自行車沿平直公路行駛，因電瓶“沒電”，故改用腳蹬車勻速前行設(shè)小明與車的總質(zhì)量為100 kg，騎行過程中所受阻力恒為車和人總重的0.02倍，g取10 m/s2.通過估算可知，小明騎此電動(dòng)車做功的平均功率最接近()A10 WB100 WC300 W D500 W【思路點(diǎn)撥】計(jì)算功率利用PFv來求，此題需要估算小明騎車時(shí)的行進(jìn)速度大約是多少【解析】人在勻速行駛時(shí)，受到的阻力的大小和腳蹬車的力的大小相等，由PFvfv可以求得此時(shí)人做功的平均功率的大小人騎車的速度大小約為5 m/s，人在勻速行駛時(shí)，人和車的受力平衡，阻力的大小為f0.02mg0.021 000 N20 N，此時(shí)的功率PFvfv205 W100 W，B正確【答案】B變式訓(xùn)練31人的心臟每跳一次大約輸送8105 m3的血液，正常人血壓(可看做心臟送血的壓強(qiáng))的平均值為1.5104 Pa，心跳約每分鐘70次，據(jù)此估計(jì)心臟工作的平均功率約為_W.解析：如圖所示，液體、氣體對(duì)外做功可建立汽缸活塞模型說明，設(shè)活塞截面積為S，在氣體壓力下移動(dòng)的位移為l，則氣體對(duì)活塞做功：WFlpSl pV式中V為移動(dòng)活塞氣體體積的變化值此式對(duì)氣體、液體做功都適用本題為計(jì)算實(shí)際生活中的平均功率的問題，應(yīng)先知道心臟每次跳動(dòng)所花的時(shí)間及心臟每跳一次所做的功心臟跳一次做功多少，即每一次輸送血液過程做功多少，可將每一次輸送血液簡化成一個(gè)汽缸活塞模型則P W1.4 W.答案：1.4 求解與物理相關(guān)的實(shí)際問題時(shí)，首先要構(gòu)建一個(gè)簡化的物理模型名師點(diǎn)易錯(cuò)實(shí)際問題物理模型建立要與事實(shí)相符，不可憑想當(dāng)然構(gòu)建.對(duì)點(diǎn)訓(xùn)練一功率的理解1關(guān)于功率的概念，下列說法中正確的是()A力對(duì)物體做功越多，力的功率越大B由P可知，功率與時(shí)間成反比C由PFv可知，F(xiàn)為物體受到的合外力D某個(gè)力對(duì)物體做功越快，它的功率就一定大解析：功率是描述做功快慢的物理量，做功越快，功率越大，力對(duì)物體做功多，功率不一定大，A選項(xiàng)錯(cuò)誤，D選項(xiàng)正確；公式P是功率的定義式，不是決定式，功率與時(shí)間不成反比，B選項(xiàng)錯(cuò)誤；物體受到的任何一個(gè)力都可以做功，都有對(duì)應(yīng)的功率，公式PFv中，F(xiàn)不一定是合外力，C選項(xiàng)錯(cuò)誤答案：D2如圖甲，小明媽媽第一次站立在臺(tái)階式自動(dòng)扶梯上，扶梯將她送上樓第二次如圖乙，小明媽媽乘相同自動(dòng)扶梯的同時(shí)，她還相對(duì)于扶梯勻速向上走，兩次到達(dá)同一高度兩次自動(dòng)扶梯勻速運(yùn)動(dòng)的速度相同，下列關(guān)于兩次自動(dòng)扶梯的牽引力做功和功率的說法正確的是()A兩次牽引力做功相同，第一次的牽引力的功率較大B第一次牽引力做功較大，兩次牽引力的功率相同C第一次牽引力做功較大，功率也是第一次的大D兩次牽引力做功相同，功率也相同解析：功等于力和在力的方向上通過距離的乘積，由于都是勻速，兩種情況力的大小相同；由于第二次人沿扶梯向上走了一段距離，所以第一次扶梯運(yùn)動(dòng)的距離要比第二次扶梯運(yùn)動(dòng)的距離長，故兩次扶梯運(yùn)客所做的功不同，第一次的較大；功率等于力與力方向的速度的乘積，由于都是勻速，兩種情況力的大小相同，扶梯移動(dòng)的速度也相同，電機(jī)驅(qū)動(dòng)扶梯做功的功率相同，故B正確，A、C、D錯(cuò)誤答案：B對(duì)點(diǎn)訓(xùn)練二機(jī)車的兩種啟動(dòng)方式3(多選)某品牌汽車的整車質(zhì)量為1 420 kg，最大功率為Pm120 kW，在一段平直的公路上，汽車受到的阻力恒為車重力的0.2倍，質(zhì)量為80 kg的駕駛員駕駛該車從靜止啟動(dòng)，以a4 m/s2做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，g取10 m/s2.則下列說法正確的是()A汽車在該段公路上能達(dá)到的最大速度為40 m/sB汽車在勻加速階段所受牽引力大小為9 000 NC汽車做勻加速的時(shí)間約為10 sD汽車的速度達(dá)到10 m/s時(shí)，其功率為P90 kW解析：根據(jù)PFv可知汽車在該段公路上能達(dá)到的最大速度為vm m/s40 m/s，選項(xiàng)A正確；汽車在勻加速階段所受牽引力大小為F(Mm)ak(Mm)g1 500(40.210) N9 000 N，選項(xiàng)B正確；勻加速所能達(dá)到的最大速度vm1 m/s m/s，則勻加速的時(shí)間t1 s，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；汽車的速度達(dá)到10 m/s時(shí)，汽車正處在勻加速階段，其功率為PFv9 00010 W90 kW，選項(xiàng)D正確故選ABD答案：ABD對(duì)點(diǎn)訓(xùn)練三應(yīng)用功率知識(shí)解決實(shí)際問題4(2018杭州期中)一種巨型娛樂器械可以使人體驗(yàn)超重和失重一個(gè)可乘十多個(gè)人的環(huán)形座艙套裝在豎直柱子上，由升降機(jī)送上幾十米的高處，然后讓座艙自由落下落到一定位置時(shí)，制動(dòng)系統(tǒng)啟動(dòng)，到地面時(shí)剛好停下已知座艙開始下落時(shí)的高度為75 m，當(dāng)落到離地面30 m的位置時(shí)開始制動(dòng)，座艙均勻減速若座艙中某人質(zhì)量為60 kg，重力加速度g取10 m/s2，不計(jì)空氣阻力(1)求制動(dòng)系統(tǒng)啟動(dòng)時(shí)，某人重力的功率；(2)求座艙下落的總時(shí)間；(3)求整個(gè)過程中座艙對(duì)人做的功解析：(1)座艙開始做自由落體運(yùn)動(dòng)，制動(dòng)系統(tǒng)啟動(dòng)時(shí)，v22gh1解得v30 m/s此時(shí)重力的功率Pmgv18 000 W.(2)座艙先做自由落體運(yùn)動(dòng)，后做勻減速直線運(yùn)動(dòng)，末速度為零根據(jù)自由落體規(guī)律，h1gt解得自由落體的時(shí)間，t13 s勻減速直線運(yùn)動(dòng)階段，h2t2解得t22 s下落總時(shí)間為t1t25 s.(3)勻減速直線運(yùn)動(dòng)階段，座艙對(duì)人做功加速度a15 m/s2根據(jù)牛頓第二定律可知，F(xiàn)Nmgma聯(lián)立解得，F(xiàn)N1 500 N座艙對(duì)人做的功WFNh245 000 J.答案：(1)18 000 W(2)5 s(3)45 000 J【強(qiáng)化基礎(chǔ)】1(2018鹽城學(xué)業(yè)測(cè)試)體重相同的小紅和小田從一樓勻速爬到五樓，她們同時(shí)出發(fā)，小紅先到，小田后到，此過程中()A小紅做功多 B小田做功多C小紅的功率大 D小田的功率大解析：體重相同的小紅和小田從一樓爬到五樓，重力相等，上升高度相等，兩人做功相等，A、B選項(xiàng)錯(cuò)誤；小紅用的時(shí)間較短，根據(jù)功率公式可知，P，小紅的功率大，C選項(xiàng)正確，D選項(xiàng)錯(cuò)誤答案：C2(2018安徽三模)如圖，汽車停在緩坡上，要求駕駛員在保證汽車不后退的前提下向上啟動(dòng)，這就是汽車駕駛中的“坡道起步”駕駛員的正確操作是：變速桿掛入低速擋，徐徐踩下加速踏板，然后慢慢松開離合器，同時(shí)松開手剎，汽車慢慢啟動(dòng)下列說法正確的是()A變速桿掛入低速擋，是為了增大汽車的輸出功率B變速桿掛入低速擋，是為了能夠提供較大的牽引力C徐徐踩下加速踏板，是為了讓牽引力對(duì)汽車做更多的功D徐徐踩下加速踏板，是為了讓汽車的輸出功率保持為額定功率解析：司機(jī)用“換擋”的辦法來減速行駛是為了獲得更大的牽引力來上坡，根據(jù)功率公式可知，在功率一定的情況下，當(dāng)速度減小時(shí)，汽車的牽引力就會(huì)增大，A選項(xiàng)錯(cuò)誤，B選項(xiàng)正確；徐徐踩下加速踏板，增大了輸出功率，目的也是增大牽引力，C、D選項(xiàng)錯(cuò)誤答案：B3質(zhì)量為m的汽車，其發(fā)動(dòng)機(jī)額定功率為P，當(dāng)它開上一個(gè)傾角為的斜坡時(shí)，受到的摩擦阻力為車重的k倍，則車的最大速度為()ABCD解析：汽車速度最大時(shí)，汽車的加速度a0，牽引力Fmgsinkmg，故此時(shí)最大速度vm，選項(xiàng)D正確答案：D4(2018咸陽市秦都區(qū)四模)一物塊在光滑水平面上處于靜止?fàn)顟B(tài)，某時(shí)刻起受到方向水平向右、大小為3 N的拉力F1和水平向左的拉力F2作用，F(xiàn)2從6 N逐漸減小到零該過程中，拉力F1的瞬時(shí)功率P隨時(shí)間t變化的關(guān)系圖象可能是下面四幅圖中的()解析：F2從6 N逐漸減小到零，物體所受合外力先向左后向右，牛頓第二定律可知，物體的加速度先逐漸減小到零再從零反向逐漸增大，最大值相等，物體先做加速度減小的加速運(yùn)動(dòng)，后做加速度增大的減速運(yùn)動(dòng)，根據(jù)速度時(shí)間圖象的斜率表示加速度，故速度時(shí)間圖象的斜率先減小后增大，根據(jù)功率的公式PFv可知，拉力F1保持不變，瞬時(shí)功率先增大后減小，瞬時(shí)功率時(shí)間圖象的斜率先減小后增大，C選項(xiàng)正確，A、B、D選項(xiàng)錯(cuò)誤答案：C【鞏固易錯(cuò)】5(2018上海市松江區(qū)二模)水平路面上行駛的汽車所受到的阻力大小f與汽車行駛的速率成正比若汽車從靜止出發(fā)，先做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，達(dá)到額定功率后保持額定功率行駛，則在整個(gè)行駛過程中，汽車受到的牽引力大小F與阻力大小f的關(guān)系圖象是()解析：汽車受到的阻力大小f與汽車行駛的速率成正比，fkv，根據(jù)牛頓第二定律可知，F(xiàn)fma，汽車做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，加速度恒定，速度增大，阻力增大，牽引力隨著f的增大而均勻增大，圖象是一條傾斜的直線，功率達(dá)到額定功率后，F(xiàn)，fkv，聯(lián)立解得Fk，牽引力與阻力成反比，A選項(xiàng)正確答案：A6質(zhì)量為8102 kg的電動(dòng)車由靜止開始沿平直公路行駛，達(dá)到的最大速度為15 m/s，利用傳感器測(cè)得此過程中不同時(shí)刻電動(dòng)車的牽引力F與對(duì)應(yīng)的速度v，并描繪出F圖象(圖中AB、BO均為直線)，假設(shè)電動(dòng)車行駛中所受的阻力恒定，則()A在全過程中，電動(dòng)車在B點(diǎn)時(shí)速度最大BAB過程電動(dòng)車做勻變速運(yùn)動(dòng)CBC過程電動(dòng)車做減速運(yùn)動(dòng)DBC過程電動(dòng)車的牽引力功率變化解析：因?yàn)闄M坐標(biāo)是，所以全過程中，C點(diǎn)的值最小，則速度最大，A錯(cuò)誤；AB段牽引力不變，根據(jù)牛頓第二定律知，加速度不變，做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，B正確；BC圖線的斜率表示電動(dòng)車的功率，知BC段功率不變，牽引力減小，加速度減小，速度增大，電動(dòng)車做加速度逐漸減小的加速運(yùn)動(dòng)，C、D錯(cuò)誤故選B答案：B【能力提升】7摩天大樓中一部直通高層的客運(yùn)電梯，行程超過百米電梯的簡化模型如圖甲所示，考慮安全、舒適、省時(shí)等因素，電梯的加速度a是隨時(shí)間t變化的已知電梯在t0時(shí)由靜止開始上升，at圖象如圖乙所示電梯總質(zhì)量m2.0103 kg，忽略一切阻力，重力加速度g取10 m/s2.(1)求電梯在上升過程中受到的最大拉力F1和最小拉力F2；(2)求110 s內(nèi)拉力所做的功；(3)求電梯以最大速率勻速上升時(shí)，拉力做功的功率P.解析：(1)由牛頓第二定律，有Fmgma由at圖象可知，F(xiàn)1和F2對(duì)應(yīng)的加速度分別是a11.0 m/s2, a21.0 m/s2，則F1m(ga1)2.0103(101.0) N2.2104 NF2m(ga2)2.0103(101.0)N1.8104 N.(2)由題意可得：第1 s內(nèi)速度變化量等于at圖線與t軸所圍圖形的面積，可得v10.5 m/s即v10.5 m/s110 s電梯做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，上升的高度為hv1tat245 m由(1)知F2.2104 N，可得在這段時(shí)間內(nèi)拉力的功為WFh9.9105 J(3)由at圖象可知， 11 s30 s內(nèi)速率最大，其值vm等于011 s內(nèi)at圖線與t軸所圍圖形的面積，此時(shí)電梯做勻速運(yùn)動(dòng)，拉力F等于重力mg, vm10 m/s所求功率PFvmmgvm2.01031010 W2.0105 W.答案：(1)2.2104 N1.8104 N(2)9.9105 J(3)2.0105 W8(2018佛山二模)如圖，是游樂場的一項(xiàng)游樂設(shè)備一環(huán)形座艙裝在豎直柱子上，由升降機(jī)送上幾十米的高處，然后讓座艙自由落下，落到一定位置時(shí)，制動(dòng)系統(tǒng)啟動(dòng)，到地面時(shí)剛好停下已知座艙開始下落的高度為H75 m，當(dāng)落到離地面h30 m的位置時(shí)開始制動(dòng)，座艙均勻減速在一次中，某同學(xué)把質(zhì)量m6 kg的書包放在自己的腿上g取10 m/s2，不計(jì)座艙與柱子間的摩擦力及空氣阻力(1)當(dāng)座艙落到離地面h160 m和h220 m的位置時(shí)，求書包對(duì)該同學(xué)腿部的壓力各是多大；(2)若環(huán)形座艙的質(zhì)量M4103 kg，求制動(dòng)過程中機(jī)器輸出的平均功率解析：(1)分析題意可知，座艙在離地面h30 m的位置時(shí)開始制動(dòng)，說明座艙離地面60 m時(shí)，座艙做自由落體運(yùn)動(dòng)，處于完全失重狀態(tài)，書包對(duì)該同學(xué)腿部的壓力為零座艙落到離地面20 m高時(shí)，做勻減速直線運(yùn)動(dòng)，根據(jù)牛頓第二定律可知，F(xiàn)2mgma座艙下落45 m時(shí)開始制動(dòng)，此時(shí)速度為vv22g(Hh)座艙到地面時(shí)剛好停下，v22ah聯(lián)立解得F150 N根據(jù)牛頓第三定律可知，該同學(xué)腿部受到的壓力為150 N.(2)制動(dòng)過程中，座艙所受的制動(dòng)力為F0，經(jīng)歷的時(shí)間為t，根據(jù)運(yùn)動(dòng)學(xué)公式可知，a，ht根據(jù)牛頓第二定律，對(duì)座艙有F0MgMa座艙克服制動(dòng)力做功WF0h機(jī)器輸出的平均功率P聯(lián)立解得P1.5106 W.答案：(1)零150 N(2)1.5106 W