高一年物理功功率机车启动习题孙铭鸿

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6-1 功功率和机车启动问题(练)(全国通用)(解析版)

专题6.1 功功率和机车启动问题一、单选题1．如图，某同学把质量为m 的足球从水平地面踢出，足球达到最高点时速度为v ，离地高度为h 。

不计空气阻力，重力加速度为g ，下列说法正确的是（）A ．该同学踢球时对足球做功212mv B ．足球上升过程重力做功mghC ．该同学踢球时对足球做功212mgh mv + D ．足球上升过程克服重力做功212mgh mv + 【答案】C【解析】AC ．由动能定理可得212W mgh mv -= 解得该同学踢球时对足球做功212W mv mgh =+ 故C 正确，A 错误；BD ．足球上升过程重力做功G W mgh =-则足球上升过程克服重力做功mgh ，故BD 错误。

故选C 。

2．如图所示，表示物体在力F 的作用下在水平面上发生了一段位移x ，设这三种情形下力F 和位移x 的大小都是一样的。

判断这三种情形下力F 对物体做的功，可知（）A ．图甲情况下F 做负功B ．图乙情况下F 做负功C ．图丙情况下F 做负功D ．无法确定【答案】B【解析】AC ．根据 cos W Fx θ=图甲和丙情况下力与位移方向的夹角为锐角，力做正功，故AC 错误；B ．同理，图乙情况下力与位移方向的夹角为钝角，力做负功，故B 正确；D ．可通过力与位移方向夹角为钝角还是锐角判断力做正功还是负功，故D 错误。

故选B 。

3．2022年3月10日，“95号汽油跑步进入9元时代”冲上微博热搜，许多车主纷纷表示顶不住油价而迫切想买电动车代步。

其中，某品牌纯电动车型部分参数：整备质量约1200kg ，高性能版的驱动电机最大功率120kW ，峰值扭矩为290N•m ，驱动形式为前车驱动，NEDC 综合续航里程430km 。

该电动汽车在公路上行驶受到阻力大小恒为4×103N ，则下列说法正确的是（）A ．汽车的最大速度为20m/sB ．汽车上坡时低速行驶，是为了使汽车获得较大的牵引力C ．汽车以2m/s 2的加速度匀加速启动时，牵引力为F ＝6.0×103ND ．里程120～320m 过程克服阻力所做的功约为8×104J【答案】B【解析】A ．当汽车以最大速度v m 行驶时，其牵引力与阻力大小相等，则m 3120000m/s=30m/s 410P v f ==⨯ 故A 错误；B ．根据P =Fv 可知，汽车上坡时低速行驶，是为了使汽车获得较大的牵引力，故B 正确；C ．汽车以2m/s 2的加速度匀加速启动，设牵引力大小为F ，根据牛顿第二定律有F f ma -=解得F ＝6.4×103 N故C 错误；D ．里程120～320 m 过程克服阻力所做的功为W f =fs=8×105J故D 错误。

高考物理一轮复习第五章专题功率与机车启动备考精炼

37 功率与机车启动[方法点拨] 分析机车启动问题时，抓住两个关键，一是汽车的运动状态，即根据牛顿第二定律找出牵引力与加速度的关系；二是抓住功率的定义式，即牵引力与速度的关系．综合以上两个关系，即可确定汽车的运动情况．1．(多选)质量为m 的汽车在平直路面上启动，启动过程的速度—时间图象如图1所示，其中OA 为过原点的一条直线．从t 1时刻起汽车的功率保持不变，整个运动过程中汽车所受阻力恒为F f ，则( )图1A ．0～t 1时间内，汽车的牵引力等于m v 1t 1B ．汽车在t 1～t 2时间内的功率等于t 2以后的功率C ．t 1～t 2时间内，汽车的功率等于⎝ ⎛⎭⎪⎫m v 1t 1＋F f v 1 D ．t 1～t 2时间内，汽车的平均速度等于v 1＋v 222．(2020·启东中学模拟)某段高速路对载重货车设定的允许速度范围为50～80 km/h ，而上坡时若货车达不到最小允许速度50 km/h ，则必须走“爬坡车道”来避免危险，如图2所示，某质量为4.0×104kg 的载重货车，保持额定功率200 kW 在“爬坡车道”上行驶，每前进1 km ，上升0.04 km ，汽车所受的阻力(摩擦阻力与空气阻力)为车重的0.01倍，g 取10 m/s 2，爬坡车道足够长，则货车匀速上坡的过程中( )图2A ．牵引力等于2×104N B ．速度可能大于36 km/hC ．上坡过程增加的重力势能等于汽车牵引力所做的功D ．上坡过程增加的机械能等于汽车克服阻力所做的功3．起重机的钢索将重物由地面吊到空中某个高度，其v －t 图象如图3所示，则钢索拉力的功率随时间变化的图象可能是图中的( )图34．(多选)(2020·黄桥中学第二次段考)质量为2 kg 的遥控玩具电动汽车在平直路面上由静止开始沿直线运动，汽车受到的阻力恒为重力的12，若牵引力做功W 和汽车位移x 之间的关系如图4所示，已知重力加速度g ＝10 m/s 2，则( )图4A ．汽车在0～1 m 位移内，牵引力是恒力，1～3 m 位移内，牵引力是变力B ．汽车位移为0.5 m 时，加速度的大小a ＝5 m/s 2C ．汽车位移在0～3 m 的过程中，牵引力的最大功率为2010 WD ．汽车位移在0～3 m 的过程中，牵引力的平均功率为1010 W5．(2020·海安中学模拟)汽车以恒定功率P 、初速度v 0冲上倾角一定的斜坡时，汽车受到的阻力恒定不变，则汽车上坡过程的v －t 图象不可能是下图中的( )6.(多选)(2020·盐城市期中考试)一根质量为M 的直木棒，悬挂在O 点，有一只质量为m 的猴子抓着木棒，如图5所示．剪断悬挂木棒的细绳，木棒开始下落，同时猴子开始沿木棒向上爬．设在一段时间内木棒沿竖直方向下落，猴子对地的高度保持不变，忽略空气阻力，下列四个图象中能正确反映猴子对木棒做功的功率和木棒速度变化的是( )图57．某汽车以额定功率在水平路面上行驶，空车质量为m0，空载时的最大速度为v1，装满货物后的最大速度为v2，已知汽车所受的阻力跟车重成正比，则汽车所装货物的质量是( )A.v1－v2v2m0 B.v1＋v2v2m0 C.v1－v2v1m0 D.v1v2m08．(多选)质量为400 kg的赛车在平直赛道上以恒定功率加速，受到的阻力不变，其加速度a和速度的倒数1v的关系如图6所示，则赛车( )图6A．速度随时间均匀增大B．加速度随时间均匀增大C．输出功率为160 kWD．所受阻力大小为1 600 N9．用一根绳子竖直向上拉一个物块，物块从静止开始运动，绳子拉力的功率按如图7所示规律变化，已知物块的质量为m，重力加速度为g,0～t0时间内物块做匀加速直线运动，t0时刻后功率保持不变，t1时刻物块达到最大速度，则下列说法正确的是( )图7A．物块始终做匀加速直线运动B．0～t0时间内物块的加速度大小为P0mt0C．t0时刻物块的速度大小为P0mgD．0～t1时间内物块上升的高度为P0mg (t1－t02)－P022m2g310．(多选)A、B两物体分别在大小相同的水平恒力F的作用下由静止开始沿同一水平面运动，作用时间分别为t0和4t0，两物体运动的v－t图象如图8所示，则( )图8A．A、B两物体与水平面的摩擦力大小之比为5∶12B．水平力F对A、B两物体做功的最大功率之比为2∶1C．水平力F对A、B两物体做功之比为2∶1D．在整个运动过程中，摩擦力对A、B两物体做功的平均功率之比为5∶311．(2020·盐城中学第三次模拟)如图9甲所示，质量m＝2 kg的小物体放在长直的水平地面上，用水平细线绕在半径R＝0.5 m的薄圆筒上．t＝0时刻，圆筒由静止开始绕竖直的中心轴转动，其角速度随时间的变化规律如图乙所示，小物体和地面间的动摩擦因数μ＝0.1，重力加速度g取10 m/s2，则( )图9A．小物体的速度随时间的变化关系满足v＝4tB．细线的拉力大小为2 NC．细线拉力的瞬时功率满足P＝4tD．在0～4 s内，细线拉力做的功为12 J12．在一条平直的公路上，甲车停在A点，乙车以速度v＝8 m/s匀速运动，当乙车运动到B点时，甲车以恒定加速度a＝0.5 m/s2匀加速启动，与乙车相向运动，若经过20 s两车相遇，此时甲车恰好达到最大速度．已知甲车质量为1.0×104 kg，额定功率为50 kW，阻力是车重的0.05倍，g取10 m/s2.试求：(1)甲车保持匀加速运动的时间；(2)A、B两点间的距离．答案精析1．BC [0～t 1时间内，汽车做匀加速直线运动，加速度a ＝v 1t 1，根据牛顿第二定律得，F －F f ＝ma ，解得牵引力F ＝F f ＋m v 1t 1，故A 错误；从t 1时刻起汽车的功率保持不变，可知汽车在t 1～t 2时间内的功率等于t 2以后的功率，故B 正确；由题意知，t 1～t 2时间内，汽车的功率P ＝Fv 1＝(F f ＋m v 1t 1)v 1，故C 正确；t 1～t 2时间内，汽车做变加速直线运动，平均速度不等于v 1＋v 22，故D 错误．]2．A [货车匀速上坡的过程中，根据平衡条件得：牵引力大小 F ＝0.01mg ＋mgsin θ＝0.01×4.0×104×10 N ＋4.0×104×10×0.041 N ＝2×104 N ，故A 正确；根据P ＝Fv 得：v ＝P F ＝2×1052×104 m/s ＝10 m/s ＝36 km/h ，故B 错误；上坡过程增加的重力势能等于汽车牵引力所做的功与克服阻力所做的功之差，故C 错误；由于汽车匀速上坡，根据功能关系知，上坡过程增加的机械能等于汽车牵引力做功与克服阻力所做的功之差，故D 错误．]3．A [由v －t 图象知重物先匀加速运动，再匀速运动，最后匀减速运动，由牛顿第二定律知，在匀加速过程有F 1－mg ＝ma 1，F 1为恒力且大于mg ，拉力的功率P 1＝F 1v ＝F 1a 1t ；在匀速过程有F 2＝mg ，拉力的功率P 2＝F 2v 0为定值；在匀减速过程有mg －F 3＝ma 3，F 3为恒力且小于mg ，拉力的功率P 3＝F 3v ＝F 3(v 0－a 3t)，功率逐渐减小到0，可知A 正确．]4．BCD [根据公式W ＝Fx 可知，题中W －x 图象的斜率表示汽车牵引力的大小，0～1 m 位移内，牵引力F 1＝20 N ，1～3 m 位移内，牵引力F 2＝10 N ，所以A 错误；0～1 m 位移内，a ＝F 1－12mgm ＝5 m/s 2，B 正确；0～1 m 位移内，汽车做匀加速运动，1～3 m 位移内，汽车受力平衡，做匀速运动，则速度刚达到最大时，牵引力功率最大，此时v 1＝2ax 1＝10 m/s ，P max ＝F 1v 1＝2010 W ，C 正确；牵引力做的总功W ＝40 J ，时间t ＝t 1＋t 2＝1102 s ＋210 s ＝410s ，平均功率为P ＝Wt ＝1010 W ，D 正确．]5．A [由瞬时功率P ＝Fv 可知，汽车功率恒定，汽车开始所受牵引力F ＝Pv 0，若汽车受到的合外力F 合＝0，则汽车做匀速运动，B 项中v －t 图象是可能的；若F 合与牵引力方向相同，则汽车做加速运动，随着速度增大，牵引力逐渐减小，合外力减小，由牛顿第二定律可知，汽车的加速度减小，直至减小到零，C 项中v －t 图象是可能的，A 项中v －t 图象是不可能的；若F 合与牵引力方向相反，则汽车做减速运动，牵引力增大，合外力减小，由牛顿第二定律可知，汽车的加速度减小，直至减小到零，D 项中v －t 图象是可能的．] 6．BD 7.A8．CD [对赛车受力分析，受重力、支持力、牵引力和摩擦力，根据牛顿第二定律，有：F －F f ＝ma ，F ＝P v联立得：a ＝P mv －F fm加速度随速度的增大而减小，因此赛车做变加速直线运动，加速度随时间而减小，A 、B 错误；由题图及a 与1v 的关系，可知，斜率k ＝P m ＝40.01＝400，P ＝160 kW ，在纵轴上截距的绝对值b ＝F f m ＝4，F f ＝1 600 N ，故C 、D 正确．]9．D [由题图可知，0～t 0时间内功率与时间成正比，则有F －mg ＝ma ，v ＝at ，P ＝Fv ，得P ＝m(a ＋g)at ，因此图线斜率P 0t 0＝m(a ＋g)a ，B 选项错误；t 0时刻后功率保持不变，拉力大于重力，物块继续加速运动，由P 0v －mg ＝ma 知，物块加速度逐渐减小，t 1时刻速度最大，则a ＝0，最大速度为v m ＝P 0mg ，A 、C 选项错误；P －t 图线与t 轴所围的面积表示0～t 1时间内拉力做的功，W ＝P 0t 02＋P 0(t 1－t 0)＝P 0t 1－P 0t 02，由动能定理得W －mgh ＝mv m 22，得h ＝P 0mg (t 1－t 02)－P 022m 2g 3，D 选项正确．]10．AB [由v －t 图象可知，A 加速运动时的加速度a A1＝2v 0t 0，减速运动时的加速度大小为a A2＝v 0t 0，由牛顿第二定律有：F －F f1＝m 12v 0t 0，F f1＝m 1v 0t 0，联立两式得：F f1＝F 3；B 加速运动时的加速度大小为a B1＝v 04t 0，减速运动时的加速度大小为a B2＝v 0t 0，由牛顿第二定律有：F －F f2＝m 2v 04t 0，F f2＝m 2v 0t 0，联立两式得：F f2＝4F5，所以A 、B 两物体与水平面的摩擦力之比为5∶12，A 项正确．由v －t 图象知，水平力F 对A 、B 两物体做功的最大功率之比为F·2v 0∶F·v 0＝2∶1，B 项正确．由v －t 图象与时间轴所围的面积表示位移可知两物体位移之比为6∶5，整个过程中，由动能定理知，水平力F 对A 、B 两物体做功之比等于摩擦力做功之比为1∶2，C 项错误．由功率的定义式知摩擦力对A 、B 两物体做功的平均功率之比为5∶6，D 项错误．] 11．D [由题图乙可知，圆筒匀加速转动，角速度随时间变化的关系式为：ω＝t ，圆筒边缘线速度与物体前进速度大小相同，根据v ＝ωR 得：v ＝ωR＝0.5t ，故A 错误；物体运动的加速度a ＝Δv Δt ＝0.5tt ＝0.5m/s 2，根据牛顿第二定律得：F －μmg＝ma ，解得：F ＝2×0.5 N＋0.1×2×10 N＝3 N ，故B 错误；细线拉力的瞬时功率P ＝Fv ＝3×0.5t＝1.5t ，故C 错误；物体在4 s 内运动的位移：x ＝12at 2＝12×0.5×42m＝4 m ，在0～4 s 内，细线拉力做的功为：W ＝Fx ＝3×4 J＝12 J ，故D 正确．] 12．(1)10 s (2)210 m解析 (1)对甲车，根据牛顿第二定律可知：F －F f ＝ma ，解得：F ＝F f ＋ma ＝0.05×1.0×104×10 N＋1.0×104×0.5 N＝1.0×104N 甲车匀加速运动过程中达到的最大速度为： v 加＝P F ＝5×1041.0×104 m/s ＝5 m/s加速时间为：t ＝v 加a ＝50.5s ＝10 s(2)甲车匀加速运动通过的位移为：x 1＝12at 2＝25 m甲车达到的最大速度为：v m ＝P F f ＝5×1040.05×1.0×104×10 m/s ＝10 m/s 甲车10～20 s 时间内通过的位移为x 2，根据动能定理有： Pt′－F f x 2＝12mv 2m －12mv 2加，代入数据解得：x 2＝25 m甲车通过的总位移为：x 甲＝x 1＋x 2＝50 m 乙车在20 s 内通过的位移为：x 乙＝vt 总＝160 m A 、B 两点间的距离为：Δx＝x 乙＋x 甲＝210 m.高考理综物理模拟试卷注意事项：1. 答题前，考生先将自己的姓名、准考证号填写清楚，将条形码准确粘贴在考生信息条形码粘贴区。

高一物理-机车启动问题

成长教育-机车启动问题一、选择题1、质量为m的汽车，启动后沿平直路面行驶，如果发动机的功率恒为P ，且行驶过程中受到的摩擦阻力大小一定，汽车速度能够达到的最大值为v，那么当汽车的车速为v／4时。

汽车的瞬时加速度的大小为A、3P／mvB、2P／mvC、P／mvD、4P／mv2、汽车发动机的额定输出功率为P额，它在水平路面上行驶时受到的阻力大小恒定，汽车在水平路面上由静止开始运动，直到车速达到最大，汽车发动机的输出功率P随时间变化的图象如图甲所示。

则图乙中关于汽车的牵引力F随时间变化的图象以及汽车受到的合力F合随时间变化的图象，可能正确的是3、如图，分别用力F1、F2、F3将质量为m的物体由静止沿同一固定光滑斜面以相同的加速度从斜面底端拉到斜面的顶端，在此过程中，F1、F2、F3做功的功率大小关系是（）A．P1=P2=P3 B．P1＞P2=P3C．P3＞P2＞P1 D．P1＞P2＞P34、升降机从地面上升，在一段时间内的速度随时间变化情况如图甲所示．则升降机内一个重物受到的支持力的功率随时间变化的图象可能是乙图中的5、汽车在平直公路上以速度v0匀速行驶，发动机功率为P，牵引力为F0。

t1时刻，司机减小了油门，使汽车的功率立即减小一半，并保持该功率继续行驶，到t2时刻，汽车又恢复了匀速直线运动（设整个过程中汽车所受的阻力不变）。

下面几个关于汽车牵引力F、汽车速度v在这个过程中随时间t变化的图像中正确的是（）6、动车组就是几节自带动力的车辆（动车）加几节不带动力的车辆（也叫拖丰）编成一组．假设动车组运行过程中受到的阻力与其受到的重力成正比，每节动车与拖车的质量都相等，每节动车的额定功率都相等．若1节动车加3节拖车编成的动车组的最大速度为120km/h，则3节动车加3节拖车编成的动车组的最大速度为（）A．120km/h B．240km／h C．320km／h D．480km／h7、如图所示，两个完全相同的小球A、B，在同一高度处以相同大小的初速度v0分别水平抛出和竖直向上抛出，则（）A．两小球落地时的速度相同B．两小球落地时，重力的瞬时功率相同C．从开始运动至落地，重力对两小球做功相同D．从开始运动至落地，重力对两小球做功的平均功率相同8、某汽车以恒定功率P、初速度v0冲上倾角一定的斜坡时，汽车受到的阻力恒定不变，则汽车上坡过程的v－t图象不可能是图中的()A B C D9、汽车在水平路面上从静止开始做匀加速直线运动，t1时刻关闭发动机，做匀减速直线运动，t2时刻静止，其v－t图象如图所示，图中α＜β，若汽车牵引力做功为W，平均功率为P；汽车加速和减速过程中克服摩擦力做功分别为W1和W2，平均功率分别为P1和P2，则()A．W＝W1＋W2B．W1>W2C．P＝P1D．P1＝P210、一辆汽车在平直的公路上以某一初速度运动，运动过程中保持恒定的牵引功率，其加速度a和速度的倒数(图象如图所示．若已知汽车的质量，则根据图象所给的信息，不能求出的物理量是()A．汽车的功率B．汽车行驶的最大速度C．汽车所受到的阻力D．汽车运动到最大速度所需的时间11、质量为的m轮船航行阻力f=KV2，现在轮船保持功率P0（10P0<P额）不变行驶时，最大速度为V0，则以下说法正确的是：（）A． B.C. 若要提高最大速度至2v0,则轮船的功率应该提高到4P0D．若要提高最大速度至2v0,则轮船的功率应该提高到8P012、一辆汽车在平直的水泥路面上匀速行驶，t0时刻突然进入一长段平直的煤渣路面。

高一物理必修2 功功率汽车启动问题专题练习含解析

功功率汽车启动问题专题练习一、选择题1、如图所示，质量为m 的汽车在平直公路上行驶，所受的阻力恒为车重的k 倍，当它以速度v ，加速度a 加速前进时，发动机的实际功率正好等于额定功率，从该时刻起，发动机始终在额定功率下运转，重力加速度为g ，则以下分析正确的是( )A ．汽车发动机的额定功率为kmgvB ．汽车行驶的最大速度为()kg a vkg +C ．当汽车加速度减小到2a时，速度增加到2vD ．欲使汽车最大速度增加到此时的2倍，则发动机额定功率应增加到此时的4倍【答案】B【详解】A.速度v 时，根据牛顿第二定律知0 P kmg ma v -＝所以P 0=kmgv +mav ，故A 错误；B.最后匀速牵引力等于阻力时速度最大，故0m P kmgv mav av v v kmg kmg kg ++＝＝＝，故B 正确；C.加速度为 2a 时，此时牵引力为F ，则F -kmg =m ？ 2a ，解得 F =kmg + 2ma ，此时速度为022122p kmgv mav kgv av v F kg akmg ma ++=++＝＝，故C 错误；D.由于匀速运动，故受到的阻力不变，则汽车最大速度增加到此时的2倍，则发动机额定功率应为P =f ？2v =2P 0，故D 错误。

2、汽年在平直公路上行驶时，在一段时间内，发动机以恒定功率工作，则图中各v-t 图像，反映汽车运动情况可能正确的是（）A.①和②B.①和③C.②和④D.③和④ 【答案】C【详解】发动机以恒定功率工作，当汽车由静止开始运动时，由P =Fv ，速度时间关系：v =at ，牛顿第二定律：F -f =ma ，可知汽车做的是加速度逐渐减小的变加速运动，故②正确；当发动机以恒定功率工作时，汽车应经达到匀速运动状态，故④正确。

A ．①和②。

故A 错误。

B ．①和③。

故B 错误。

C ．②和④。

故C 正确。

D ．③和④。

故D 错误。

3、蔚来ES8纯电动汽车的发动机最大输出功率为480kW ，最高车速为180km/h ．某次测试时，若汽车在平直路面上以最高车速行驶，则所受阻力为（）A ．96000NB ．9600NC ．960ND ．96N【答案】B【详解】根据P=Fv ，当最高车速行驶时，F=f ，则348010N 9600N 50m P f v ⨯===A ．96000N ，与结论不相符，选项A 错误；B ．9600N ，与结论相符，选项B 正确；C ．960N ，与结论不相符，选项C 错误；D ．96N ，与结论不相符，选项D 错误；4、汽车从静止开始沿平直轨道做匀加速运动，所受阻力始终不变，在此过程中，下列说法正确的是（）A ．汽车牵引力保持不变B ．汽车牵引力逐渐增大C ．发动机输出功率不变D ．发动机输出功率逐渐增大【答案】AD【详解】A 、因为汽车做匀加速运动，则物体受到的合力大小不变，又因为阻力不变，合力等于牵引力减去摩擦力，因此牵引力保持不变，故A 正确，B 错误；C 、输出功率P Fv =，因为牵引力F 不变，速度v 越来越大，因此发动机的输出功率逐渐增大，故C 错误，D 正确。

高考物理专题34功率与机车启动的两个模型练习含解析

专题34 功率与机车启动的两个模型1．公式P ＝W t 一般用来计算平均功率，瞬时功率用公式P ＝Fv cos θ进行计算，若v 取平均速度，则P ＝Fv cos θ为平均功率.2.分析机车启动问题时，抓住两个关键：(1)汽车的运动状态，即根据牛顿第二定律找出牵引力与加速度的关系；(2)抓住功率的定义式，即牵引力与速度的关系.3.机车启动四个常用规律：(1)P ＝Fv ；(2)F －F f ＝ma ；(3)v ＝at (a 恒定)；(4)Pt －F f x ＝ΔE k (P 恒定)．1.(2020·湖北随州市3月调研)如图1所示，一半圆槽固定在水平面上，A 、B 两点为最高点，O 为最低点，一个小球在外力控制下沿AOB 做匀速圆周运动，下列说法正确的是( )图1A ．半圆槽对小球的支持力先做正功后做负功B ．合力对小球先做负功后做正功C ．小球在最低点O 时，所受合力的功率最大D ．整个过程中小球重力的功率先减小后增大答案 D解析小球在外力控制下沿AOB 做匀速圆周运动，半圆槽对小球的支持力与其速度一直垂直，故支持力不做功，故A 错误；小球做匀速圆周运动，合力提供向心力，指向圆心，方向始终与速度方向垂直，合力不做功，功率为零，故B 、C 错误；小球在运动过程中，竖直分速度先减小后增大，故小球重力的功率先减小后增大，故D 正确．2．(2020·河南洛阳市一模)为了人民的健康和社会的长远发展，我国环保部门每天派出大量的洒水车上街进行空气净化除尘，已知某种型号的洒水车的操作系统是由发动机带动变速箱，变速箱带动洒水泵产生动力将罐体内的水通过管网喷洒出去，假设行驶过程中车受到的摩擦阻力与其质量成正比，受到的空气阻力与车速成正比，当洒水车在平直路面上匀速行驶并且匀速洒水时，以下判断正确的是( )A ．洒水车的动能保持不变B ．发动机的功率保持不变C ．牵引力的功率随时间均匀减小D ．牵引力大小跟洒水时间成反比答案 C解析以车和车内的水为研究对象，受力分析可知，水平方向受牵引力、摩擦阻力和空气阻力作用，由题意，车受到的摩擦阻力与其质量成正比，受到的空气阻力与车速成正比，洒水车匀速行驶，合力为零，整体的质量在减小，故摩擦阻力在减小，空气阻力恒定不变，则由F －F f －F 阻＝0知，牵引力减小，E k ＝12mv 2，洒水车的质量减小，速度不变，故动能减小，故A 错误．发动机的功率P ＝Fv ，牵引力减小，速度不变，则发动机的功率减小，故B 错误．牵引力F ＝F f ＋F 阻，洒水车的质量随时间均匀减小，则牵引力的大小随洒水时间均匀减小，不成反比，故D 错误．牵引力的功率随洒水时间均匀减小，故C 正确．3．(多选)(2020·陕西宝鸡中学第三次模拟)我国高铁技术处于世界领先水平．和谐号动车组是由动车和拖车编组而成，提供动力的车厢叫动车，不提供动力的车厢叫拖车．假设动车组各车厢的质量均为m ，动车的额定功率都为P ，动车组在水平直轨道上运行过程中阻力恒为车重的k 倍．某列动车组由8节车厢组成，其中第1、5节车厢为动车，其余为拖车，则该动车组( )A ．启动时乘客受到车厢作用力的方向与车运动的方向相同B ．加速运动时，第3、4节与第7、8节车厢间的作用力之比为1∶1C ．无论是匀加速启动还是以恒定功率启动，行驶的最大速度v m 都为P 8kmgD ．以恒定功率启动达到最大速度v m 的过程中，动车组的平均速度大于12v m 答案 BD解析启动时乘客受到车厢的作用力包括两部分，一部分提供乘客前进的动力，与运动方向相同，另一部分对乘客的竖直向上的支持力与重力平衡，因此乘客受到车厢的作用力应该是这两部分力的合力，方向与乘客运动方向不同，A 错误；由于第1、5节车厢为动车，其余为拖车，根据对称性，第4、5节车厢间不存在作用力，第3、4节与第7、8节车厢间的作用力相等，B 正确；设每节动车的功率为P ，每一节车厢的质量是m ，阻力为kmg ，以恒定的功率启动时，最后做匀速运动，牵引力等于阻力时速度达到最大；以恒定的加速度启动，先达到额定功率，再保持功率不变，最后达到最大速度时，牵引力也与阻力相等，最后的速度与恒定功率启动的速度相等．根据功率定义可知2P ＝8kmgv m ，可得最大速度均为v m ＝P4kmg，C 错误；以恒定功率启动时，做加速度逐渐减小的加速运动，其v －t 图象是斜率越来越小的曲线，其与时间轴围成的面积比匀加速运动围成的面积大，匀加速的平均速度为12v m ，因此以恒定功率启动时的平均速度大于12v m ，D 正确． 4．(2020·江西南昌市三校联考)汽车以额定功率P 在平直公路上以速度v 1＝10 m/s 匀速行驶，在某一时刻突然使汽车的功率变为2P ，并保持该功率继续行驶，汽车最终以速度v 2匀速行驶(设汽车所受阻力不变)，则( )A ．v 2＝10 m/sB ．v 2＝20 m/sC ．汽车在速度v 2时的牵引力是速度v 1时的牵引力的两倍D ．汽车在速度v 2时的牵引力是速度v 1时的牵引力的一半答案 B解析汽车匀速行驶，阻力等于牵引力，汽车受到的阻力为F f ＝P v 1，若汽车的功率变为2P ，当牵引力等于阻力时，速度最大为v 2，已知阻力不变，故牵引力不变，v 2＝2P F f＝2v 1＝20 m/s ，故A 、C 、D 错误，B 正确．5.如图2所示，质量为m 的小球以初速度v 0水平抛出，恰好垂直打在倾角为θ的斜面上，则球落在斜面上时重力的瞬时功率为(不计空气阻力，重力加速度为g )( )图2A ．mgv 0tan θB.mgv 0tan θC.mgv 0sin θ D ．mgv 0cos θ答案 B解析小球落在斜面上时重力的瞬时功率为P ＝mgv y ，而v y tan θ＝v 0，所以P ＝mgv 0tan θ，B 正确；本题中若直接应用P ＝mgv 求解可得P ＝mgv 0sin θ，则得出错误答案C. 6.(2020·甘肃威武市三诊)仰卧起坐是《国家学生体质健康标准》中规定的女生测试项目之一．根据该标准高三女生一分钟内完成 55 个以上仰卧起坐记为满分．如图3所示，若某女生一分钟内做了 50 个仰卧起坐，其质量为 50 kg ，上半身质量为总质量的 0.6 倍，仰卧起坐时下半身重心位置不变，g 取10 m/s 2 .则测试过程中该女生克服重力做功的平均功率约为( )图3A ．10 WB ．40 WC ．100 WD ．200 W答案 C解析该同学身高约1.6 m ，则每次上半身重心上升的距离约为14×1.6 m＝0.4 m ，则她每一次克服重力做的功W ＝0.6mgh ＝0.6×50×10×0.4 J＝120 J1 min 内她克服重力所做的总功W 总＝50W ＝50×120 J＝6 000 J她克服重力做功的平均功率为P ＝W t ＝6 00060W ＝100 W ，故C 正确，A 、B 、D 错误． 7．(2020·超级全能生24省11月联考)张家界百龙天梯(如图4甲)是吉尼斯世界纪录记载世界最高的户外观光电梯，百龙天梯垂直高度差335 m ，运行高度326 m ，用时66 s 就能从地面把人带到山顶．某次观光电梯空载测试由静止开始以a ＝5 m/s 2的加速度向上做匀加速直线运动，当输出功率达到其允许的最大值时(t ＝1 s)，保持该功率继续向上加速，其运动的a －t 图象如图乙所示．则0～1 s 和1～2 s 牵引力对电梯所做的功之比为( )图4A ．1∶2B ．2∶1C ．1∶1D ．条件不足，无法确定答案 A解析由题意可知，0～1 s 内观光电梯做匀加速运动，此过程牵引力恒定，设为F ，由牛顿第二定律可知，此过程牵引力做的功为W 1＝F ·12at 2＝2.5F (J)，输出功率最大值为P ＝F ·at ＝5F (W).1～2 s 内保持功率不变，此过程牵引力做的功为W 2＝Pt ＝5F (J)，所以W 1∶W 2＝1∶2，故A 正确．8．(多选)(2019·山西晋中市适应性调研)如图5甲所示，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 变化的规律如图乙、丙所示，重力加速度g 取10 m/s 2.则以下判断正确的是( )图5A ．小环的质量是1 kgB ．细杆与地面间的倾角是30°C ．前3 s 内拉力F 的最大功率是2.25 WD ．前3 s 内拉力对小环做的功为5.75 J答案 AD解析由速度－时间图象得到环先匀加速上升，然后匀速运动，由题图可得：第 1 s 内，a ＝Δv t ＝0.51m/s 2＝0.5 m/s 2，加速阶段：F 1－mg sin θ＝ma ；匀速阶段：F 2－mg sin θ＝0，联立以上三式解得：m ＝1 kg ，sin θ＝0.45，故A 正确，B 错误；第1 s 内，速度不断变大，拉力的瞬时功率也不断变大，第1 s 末，P ＝Fv 1＝5×0.5 W＝2.5 W ；第1 s 末到第3 s 末，P ＝Fv 1＝4.5×0.5 W＝2.25 W ，即拉力的最大功率为2.5 W ，故C 错误；从速度－时间图象可以得到，第1 s 内的位移为0.25 m,1～3 s 内的位移为1 m ，前3 s 内拉力做的功为：W ＝5×0.25 J＋4.5×1 J＝5.75 J ，故D 正确．9．(2019·吉林五地六校期末)一辆汽车在水平路面上由静止启动，在前5 s 内做匀加速直线运动，5 s 末达到额定功率，之后保持额定功率继续运动，其v －t 图象如图6所示．已知汽车的质量为m ＝2×103 kg ，汽车受到地面的阻力为车重的110，g 取10 m/s 2，则( )图6A ．汽车在前5 s 内的阻力为200 NB ．汽车在前5 s 内的牵引力为6×103NC ．汽车的额定功率为40 kWD ．汽车的最大速度为20 m/s答案 B解析汽车受到地面的阻力为车重的110，则阻力F f ＝110mg ＝110×2×103×10 N＝2 000 N ，选项A 错误；由题图知前5 s 的加速度a ＝Δv Δt＝2 m/s 2，由牛顿第二定律知前5 s 内的牵引力F ＝F f ＋ma ，得F ＝(2 000＋2×103×2) N ＝6×103 N ，选项B 正确；5 s 末达到额定功率P 额＝Fv 5＝6×103×10 W＝6×104W ＝60 kW ，最大速度v max ＝P 额F f ＝6×1042 000 m/s ＝30 m/s ，选项C 、D 错误．10．(2019·安徽黄山市一模)一辆F1赛车含赛车手的总质量约为600 kg ，在一次F1比赛中赛车在平直赛道上以恒定功率加速，受到的阻力不变，其加速度a 和速度的倒数1v的关系如图7所示，则赛车在加速的过程中( )图7A ．速度随时间均匀增大B ．加速度随时间均匀增大C ．输出功率为240 kWD ．所受阻力大小为24 000 N答案 C解析由题图可知，加速度变化，则赛车做变加速直线运动，故A 错误；a －1v的函数方程a ＝(400v－4) m/s 2，赛车加速运动，速度增大，加速度减小，故B 错误；对赛车及赛车手整体受力分析，受重力、支持力、牵引力和摩擦力，根据牛顿第二定律有F －F f ＝ma ，其中F ＝Pv，联立解得a ＝P mv －F f m ，当物体的速度最大时，加速度为零，故结合图象可知，a ＝0时，1v m＝0.01 s/m ，v m ＝100 m/s ，所以最大速度为100 m/s ；由图象可知F f m ＝4 m/s 2，解得F f ＝4 m/s 2·m＝4×600 N＝2 400 N ，故D 错误；0＝1600 kg ·P 100 m/s－4 m/s 2，解得P ＝240 kW ，故C 正确．11．(2020·江苏省如皋中学、徐州一中、宿迁中学三校联考)如图8(a)所示，在水平路段AB 上有质量为1×103 kg 的汽车，正以10 m/s 的速度向右匀速行驶，汽车前方的水平路段BC 因粗糙程度与AB 段不同引起阻力变化，汽车通过整个ABC 路段的v －t 图象如图(b)所示，t ＝15 s 时汽车刚好到达C 点，并且已做匀速直线运动，速度大小为5 m/s.运动过程中汽车发动机的输出功率保持不变，假设汽车在AB 路段上运动时所受的恒定阻力为F f ＝2 000 N ，下列说法正确的是( )图8A ．汽车在BC 段牵引力增大，所以汽车在BC 段的加速度逐渐增大B ．汽车在AB 、BC 段发动机的额定功率不变都是1×104 WC ．由题所给条件不能求出汽车在8 m/s 时加速度的大小D ．由题给条件可以求出汽车在BC 段前进的距离答案 D解析由v －t 图象斜率代表加速度可知，BC 段图象斜率逐渐减小，则加速度逐渐减小，故A 错误；当在AB 段匀速运动时牵引力与摩擦力相等，则有P ＝Fv ＝F f v ＝2 000×10 W＝2×104 W ，故B 错误；由B 选项可知汽车额定功率P ＝2×104 W ，当汽车在C 点时，已做匀速运动，牵引力与摩擦力相等，P ＝F ′v ′＝F f ′v ′，F f ′＝P v ′＝2×104 W 5 m/s ＝4×103 N ，当汽车速度为8 m/s 时，则此时的牵引力F 1＝P v 1＝2×1048 N ＝2 500 N ，则此时加速度为a ＝F 1－F f ′m＝2 500－4 0001×103 m/s 2＝－1.5 m/s 2，故C 错误；设从B 到C 的距离为x ，由动能定理可知12mv C 2－12mv B 2＝Pt －F f ′x ，解得x ＝59.375 m ，故D 正确． 12．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 －2 000家用汽车的加速性能进行研究，如图9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.图9(1)试利用图示，求该汽车的加速度大小；(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)．答案 (1)1.5 m/s 2(2)20 s (3)60 m/s (4)70 s解析 (1)由题图可得汽车在第1个2.0 s 时间内的位移x 1＝9 m ，第2个2.0 s 时间内的位移x 2＝15 m汽车的加速度a ＝Δx T 2＝1.5 m/s 2.(2)由F －F f ＝ma 得，汽车牵引力F ＝F f ＋ma ＝(1 500＋1 000×1.5) N ＝3 000 N 汽车做匀加速运动的末速度v ＝P 额F ＝90×1033×103 m/s ＝30 m/s.匀加速运动保持的时间t 1＝v a ＝301.5 s ＝20 s.(3)汽车所能达到的最大速度v m ＝P 额F f ＝90×1031.5×103 m/s ＝60 m/s.(4)由(1)、(2)知匀加速运动的时间t 1＝20 s ，运动的距离x 1′＝v 2t 1＝302×20 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t 2－F f x 2′＝12m (v m 2－v 2)解得t 2＝50 s所以最短时间为t 总＝t 1＋t 2＝(20＋50) s ＝70 s ．。

高一物理功功率专题机车启动两种方式)

功和功率专题一、功率基本概念1．概念：功率是描述。

定义：功率等于。

2．功率的公式：(1)平均功率：P ＝W/t (2)瞬时功率：P ＝FVcosα 3．功率是量。

国际单位制中功率符号是，单位。

【例1】举重运动员在5s 内将1500 N 的杠铃匀速举高了 2 m ，则可知他对杠铃做的功为，功率是 .【例2】两个体重相同的人甲和乙一起从一楼上到三楼，甲是跑步上楼，乙是慢步上楼.甲、乙两人所做的功W 甲 W 乙，他们的功率P 甲 P 乙.（填“大于”“小于”或“等于”）【例3】某人通过一个无摩擦的定滑轮，把一只猴子匀速提高 h .第一次猴子相对绳子不动，人提拉所做的功为 W 1，功率为 P 1；第二次人拉动绳子的速率不变，猴子相对于绳匀速上爬，提拉的高度不变，人提拉所做的功为W 2，功率为 P 2.则有( )A ．P 1＝P 2，W 1＝W 2B ．P 1≠P 2，W 1＝W 2C ．P 1＝P 2，W 1≠W 2D ．P 1≠P 2，W 1≠W 2 二、两个公式的应用1.公式P ＝W/t 是定义式，但中学阶段只能用它计算平均功率。

而P ＝FVcosα可用于计算瞬时功率和平均功率。

2. 公式P=Fv 对于机车，由于F 与v 一般方向一致，故可写为P=Fv 。

机车在实际运行中有两种理想模式：机车运行时受两个重要力：牵引力F 和阻力f 。

①.机车以恒定功率启动的运动过程由公式P=Fv 和F -F f =ma 知，由于P 恒定，随着v 的增大，F 必将减小，a 也必将减小，汽车做加速度不断减小的加速运动，直到F=F f ，a=0，这时v 达到最大值fmm mF P F P ==ν。

可见恒定功率的加速一定不是匀加速。

这种加速过程发动机做的功只能用W=Pt 计算，不能用W=Fs 计算（因为F 为变力）。

这一启动过程的P-t 、ν-t 关系如图所示②.机车以恒定加速度启动的运动过程由公式P=Fv 和F-F f =ma 知，由于F 恒定，所以a 恒定，汽车做匀加速运动，而随着v 的增大，P 也将不断增大，直到P 达到额定功率P m ，功率不能再增大了。

高一物理必修2 功功率汽车启动问题专题练习含解析

A ．①和②。

故A 错误。

B ．①和③。

故B 错误。

C ．②和④。

故C 正确。

D ．③和④。

故D 错误。

功率和机车启动问题-高中物理第六章专项练习

第六章机械能守恒定律功率和机车启动问题1．功率公式P ＝W t一般用来计算平均功率；功率计算公式P ＝F v cos θ的应用：若v 取平均速度，则P 为平均功率；若v 取瞬时速度，则P 为瞬时功率.2.分析机车启动问题时，抓住两个关键：(1)汽车的运动状态，即根据牛顿第二定律找出牵引力与加速度的关系；(2)抓住功率的定义式，即牵引力与速度的关系.3.机车启动四个常用关系式：(1)P ＝F v ；(2)F －F f ＝ma ；(3)v ＝at (a 恒定)；(4)Pt －F f x ＝ΔE k (P 恒定)．1．(2023·江苏省昆山中学模拟)如图所示，一个质量为60kg 的运动员在做俯卧撑运动．已知运动员每分钟完成25个俯卧撑，则运动员克服重力做功的平均功率最接近()A ．1WB ．10WC ．100WD ．300W答案C 解析运动员质量为60kg ，假设每次重心上升的距离均为0.3m ，则每分钟克服重力做功约为W ＝nmgh ＝25×60×10×0.3J ＝4500J ，则运动员克服重力做功的平均功率约为P ＝W t＝450060W ＝75W ，故A 、B 、D 错误，C 正确．2．(2023·黑龙江齐齐哈尔市模拟)在同一水平高度(足够高)不同位置由静止释放A 球，同时以初速度v 0＝10m/s 水平抛出B 球．已知两球质量相等且均可视为质点，不计空气阻力，重力加速度g 取10m/s 2.则A 、B 球在空中运动1s 时重力的瞬时功率之比为()A ．1∶2B ．1∶1C.2∶1D ．1∶2答案B 解析A 、B 两球在竖直方向做自由落体运动，1s 末竖直方向获得的速度均为v y ＝gt ＝10×1m/s ＝10m/s ，故A 、B 球在空中运动1s 时重力的瞬时功率之比为P A P B ＝mg v y mg v y ＝11，故A 、C 、D 错误，B 正确．3．(2023·上海市黄浦区模拟)如图所示，汽车以不变的速率通过路面abcd 、ab 段为平直上坡路，bc 段为水平路，cd 段为平直下坡路．设汽车在ab 、bc 、cd 段行驶时发动机的输出功率分别为P 1、P 2、P 3，不计空气阻力和摩擦阻力的大小变化，则()A ．P 1＝P 3＞P 2B ．P 1＝P 3＜P 2C ．P 1＜P 2＜P 3D ．P 1＞P 2＞P 3答案D 解析设汽车质量为m ，上坡与下坡的倾角分别为α和β，汽车所受阻力大小为F f ，根据平衡条件可得汽车在ab 和bc 段路面行驶时发动机的牵引力大小分别为F 1＝F f ＋mg sin α，F 2＝F f ，汽车在cd 段行驶时，若F f ≥mg sin β，则F 3＝F f －mg sin β，若F f <mg sin β，则汽车将受到与运动方向相反的制动力作用才能匀速行驶，此时发动机的牵引力为0.综上所述可知F 1>F 2>F 3，根据P ＝F v 可得P 1>P 2>P 3，故选D.4．(多选)如图甲所示，滑轮质量、摩擦均不计，质量为2kg 的物体在F 作用下由静止开始向上做匀加速运动，其速度随时间的变化关系如图乙所示，由此可知(g 取10m/s 2)()A ．物体加速度大小为2m/s 2B ．F 的大小为10.5NC ．4s 内F 做功的平均功率为42WD ．4s 末F 的功率大小为42W答案BD 解析根据v －t 图像的斜率表示加速度知a ＝Δv Δt＝0.5m/s 2，故A 错误；由牛顿第二定律得2F －mg ＝ma ，解得F ＝mg ＋ma 2＝20＋12N ＝10.5N ，故B 正确；物体在4s 内的位移x 物＝12at 2＝12×0.5×42m ＝4m ，则拉力作用点的位移x ＝8m ，则拉力F 做功的大小为W ＝Fx ＝10.5×8J ＝84J ，平均功率P ′＝W t ＝844W ＝21W ，故C 错误；4s 末物体的速度为2m/s ，则拉力作用点的速度为4m/s ，则拉力F 的功率P ＝F v ＝10.5×4W ＝42W ，故D 正确．5．(多选)(2023·天津市模拟)如图甲所示，一木块放在水平地面上，在水平拉力F ＝3N 作用下向右运动，水平地面AB 段光滑，BC 段粗糙，木块从A 点运动到C 点的v －t 图像如图乙所示，则下列说法正确的是(g ＝10m/s 2)()A ．该木块的质量为3kgB ．在t ＝6s 时，克服摩擦力做功的功率为6WC ．拉力在AC 段做功为57JD ．木块在BC 段克服摩擦力做功的平均功率为3.5W答案BC 解析由题图乙可知AB 段的加速度a 1＝Δv Δt＝3－22m/s 2＝0.5m/s 2，则木块的质量m ＝F a 1＝30.5kg ＝6kg ，同理BC 段的加速度a 2＝Δv ′Δt ′＝4－34m/s 2＝0.25m/s 2，根据牛顿第二定律有F －F f ＝ma 2，解得F f ＝1.5N ，所以t ＝6s 时，克服摩擦力做功的功率P ＝F f v ＝1.5×4W ＝6W ，故A 错误，B 正确；由题图乙可知AC 段的位移x ＝12×(2＋3)×2m ＋12×(3＋4)×4m ＝19m ，则拉力F 做的功W ＝Fx ＝3×19J ＝57J ，物体在BC 段的位移x 2＝12×(3＋4)×4m ＝14m ，则木块在BC 段克服摩擦力做的功为W 克f ＝F f x 2＝1.5×14J ＝21J ，克服摩擦力做功的平均功率为P ＝21J 4s＝5.25W ，故C 正确，D 错误．6.(多选)质量为500kg 的赛车在平直赛道上以恒定功率加速，受到的阻力不变，其加速度a与速度的倒数1v 的关系如图所示，则赛车()A ．速度随时间均匀增大B ．加速度随时间均匀增大C ．恒定功率为200kWD ．所受阻力大小为2000N答案CD 解析由题图可知，赛车的加速度随速度的增大而减小，赛车做变加速直线运动，选项A 错误；赛车的加速度随速度的增大而减小，即随时间增大而减小，选项B 错误；对赛车受力分析，受重力、支持力、牵引力和阻力，根据牛顿第二定律，有F －F f ＝ma ，即P v－F f ＝ma ，变形得a ＝Pm v －F f m ，结合题图，当赛车加速运动的速度最大时，加速度为零，即a ＝0时，1v ＝0.01s·m －1，代入得0＝P 100×500－4，解得P ＝200kW ，由F f m 4m/s 2可得F f ＝2000N ，选项C 、D 正确．7．(2023·河北沧州市模拟)一质量为m ＝40kg 的儿童电动汽车在水平地面上由静止开始做直线运动．在一段时间内电动汽车的速度与牵引力的功率随时间变化的函数关系图像分别如图甲、乙所示，3s 末电动汽车牵引力功率达到额定功率，10s 末电动汽车的速度达到最大值，14s 时关闭发动机，经过一段时间电动汽车停止运动．整个过程中电动汽车受到的阻力恒定．下列说法正确的是()A ．电动汽车最大速度为10m/sB ．电动汽车受到的阻力为100NC ．关闭发动机后，电动汽车经过5s 停止运动D ．整个过程中，电动汽车克服阻力做功为3750J答案D 解析由v －t 图像可知在0～3s 内，电动汽车的加速度a 1＝1m/s 2，由P －t 图像可知在0～3s 内P ＝F ·v ＝F ·a 1t ，解得F ＝100N ，由牛顿第二定律F －F f ＝ma 1，解得F f ＝60N ，由P 额＝F f ·v m ，解得v m ＝5m/s ，选项A 、B 错误；关闭发动机后，由F f ＝ma 2，解得a 2＝32m/s 2，经过t 2＝v m a 2＝103s ，电动汽车停止运动，选项C 错误；对全程由动能定理可得P 额2t 1＋P 额t 3＋W f ＝0，W f ＝－(3002×3＋300×11)J ＝－3750J ，所以整个过程中克服阻力做功为3750J ，选项D 项正确．8．假设有一辆超级电容车，质量m ＝2×103kg ，额定功率P ＝60kW ，当超级电容车在平直水平路面上行驶时，受到的阻力F f 是车重的0.1，g 取10m/s 2.(1)求超级电容车在此路面上行驶所能达到的最大速度是多大；(2)若超级电容车从静止开始，保持以0.5m/s 2的加速度做匀加速直线运动，求这一过程能维持多长时间．答案(1)30m/s(2)40s解析(1)当超级电容车速度达到最大时，超级电容车的牵引力与阻力平衡，即F＝F f F f＝kmg＝2000NP＝F f v m解得v m＝PF f＝30m/s.(2)超级电容车做匀加速直线运动，由牛顿第二定律得：F1－F f＝ma解得：F1＝3000N设超级电容车刚达到额定功率时的速度为v1，P＝F1v1v1＝PF1＝20m/s设超级电容车匀加速运动的时间为t，则v1＝at解得：t＝v1a＝40s.。

高考物理一轮复习专项训练及答案解析—功、功率及机车启动问题

高考物理一轮复习专项训练及答案解析—功、功率及机车启动问题1．(2023·广东惠州一中月考)图甲为一女士站在台阶式自动扶梯上匀速上楼(忽略扶梯对手的作用)，图乙为一男士站在履带式自动扶梯上匀速上楼，两人相对扶梯均静止．下列关于做功的判断中正确的是()A．图甲中支持力对人做正功B．图甲中摩擦力对人做负功C．图乙中支持力对人做正功D．图乙中摩擦力对人做负功2．水平恒力F两次作用在同一静止物体上，使物体沿力的方向发生相同的位移，第一次是在光滑水平面上，第二次是在粗糙水平面上，两次力F做的功和平均功率的大小关系是() A．W1＝W2，P1>P2B．W1>W2，P1＝P2C．W1>W2，P1>P2D．W1＝W2，P1＝P23.(2021·山东卷·3)如图所示，粗糙程度处处相同的水平桌面上有一长为L的轻质细杆，一端可绕竖直光滑轴O转动，另一端与质量为m的小木块相连．木块以水平初速度v0出发，恰好能完成一个完整的圆周运动．在运动过程中，木块所受摩擦力的大小为()A.m v 022πLB.m v 024πLC.m v 028πLD.m v 0216πL4．如图甲所示，滑轮质量、摩擦均不计，质量为2 kg 的物体在拉力F 作用下由静止向上做匀加速运动，物体速度随时间的变化关系如图乙所示，由此可知( )A ．物体加速度大小为2 m/s 2B ．F 的大小为21 NC ．4 s 末F 的功率为42 WD ．0～4 s 内F 的平均功率为42 W5.(多选)(2022·广东卷·9)如图所示，载有防疫物资的无人驾驶小车，在水平MN 段以恒定功率200 W 、速度5 m/s 匀速行驶，在斜坡PQ 段以恒定功率570 W 、速度2 m/s 匀速行驶．已知小车总质量为50 kg ，MN ＝PQ ＝20 m ，PQ 段的倾角为30°，重力加速度g 取10 m/s 2，不计空气阻力．下列说法正确的有( )A ．从M 到N ，小车牵引力大小为40 NB ．从M 到N ，小车克服摩擦力做功800 JC ．从P 到Q ，小车重力势能增加1×104 JD ．从P 到Q ，小车克服摩擦力做功700 J6．(2023·黑龙江佳木斯市高三模拟)用铁锤把小铁钉钉入木板，设木板对钉子的阻力与钉进木板的深度成正比．已知铁锤第一次将钉子钉进d ，如果铁锤第二次敲钉子时对钉子做的功与第一次相同，那么，第二次钉子进入木板的深度为( )A ．(3－1)dB ．(2－1)dC.(5－1)d 2D.22d7．(2023·山东烟台市高三检测)一辆汽车在平直公路上由静止开始启动，汽车先保持牵引力F 0不变，当速度为v 1时达到额定功率P e ，此后以额定功率继续行驶，最后以最大速度v m 匀速行驶．若汽车所受的阻力F f 为恒力，汽车运动过程中的速度为v 、加速度为a 、牵引力为F 、牵引力的功率为P ，则下列图像中可能正确的是( )8.(多选)地下矿井中的矿石装在矿车中，用电机通过竖井运送至地面．某竖井中矿车提升的速度大小v 随时间t 的变化关系如图所示，其中图线①②分别描述两次不同的提升过程，它们变速阶段加速度的大小都相同；两次提升的高度相同，质量相等．不考虑摩擦阻力和空气阻力．对于第①次和第②次提升过程，下列说法正确的有( )A ．矿车上升所用的时间之比为4∶5B ．电机的最大牵引力之比为2∶1C ．电机输出的最大功率之比为2∶1D ．电机所做的功之比为4∶59．(2021·湖南卷·3)“复兴号”动车组用多节车厢提供动力，从而达到提速的目的．总质量为m 的动车组在平直的轨道上行驶．该动车组有四节动力车厢，每节车厢发动机的额定功率均为P ，若动车组所受的阻力与其速率成正比(F 阻＝k v ，k 为常量)，动车组能达到的最大速度为v m .下列说法正确的是( )A ．动车组在匀加速启动过程中，牵引力恒定不变B ．若四节动力车厢输出功率均为额定值，则动车组从静止开始做匀加速运动C ．若四节动力车厢输出的总功率为2.25P ，则动车组匀速行驶的速度为34v m D ．若四节动力车厢输出功率均为额定值，动车组从静止启动，经过时间t 达到最大速度v m ，则这一过程中该动车组克服阻力做的功为12m v m 2－Pt 10.一辆汽车由静止开始沿平直公路行驶，汽车所受牵引力F 随时间t 变化关系图线如图所示．若汽车的质量为1.2×103 kg ，阻力恒定，汽车的最大功率恒定，则以下说法正确的是( )A ．汽车的最大功率为5×104 WB ．汽车匀加速运动阶段的加速度为256m/s 2 C ．汽车先做匀加速运动，然后再做匀速直线运动D ．汽车从静止开始运动12 s 内的位移是60 m11．质量为1.0×103 kg 的汽车，沿倾角为30°的斜坡由静止开始向上运动，汽车在运动过程中所受摩擦阻力大小恒为2 000 N ，汽车发动机的额定输出功率为5.6×104 W ，开始时以a ＝1 m/s 2的加速度做匀加速运动(g 取10 m/s 2)．求：(1)汽车做匀加速运动的时间；(2)汽车所能达到的最大速率；(3)若斜坡长143.5 m ，且认为汽车到达坡顶之前已达到最大速率，汽车从坡底到坡顶所需时间．12.一辆玩具赛车在水平直线跑道上由静止开始以10 kW 的恒定功率加速前进，赛车瞬时速度的倒数1v 和瞬时加速度a 的关系如图所示，已知赛车在跑道上所受到的阻力恒定，赛车到达终点前已达到最大速度．下列说法中正确的是( )A ．赛车做加速度逐渐增大的加速直线运动B ．赛车的质量为20 kgC ．赛车所受阻力大小为500 ND ．赛车速度大小为5 m/s 时，加速度大小为50 m/s 2答案及解析1．A 2.A 3.B 4.C 5.ABD 6.B7．C [因为汽车先保持牵引力F 0不变，由牛顿第二定律可得F 0－F f ＝ma ，又因为汽车所受的阻力F f 为恒力，所以开始阶段汽车做匀加速直线运动，所以v －t 图像开始应有一段倾斜的直线，故A 错误；因为当速度为v 1时达到额定功率P e ，此后以额定功率继续行驶，则满足P e ＝F v ，即F 与v 成反比，F 与1v 成正比，所以F －v 图像中v 1～v m 段图像应为曲线，F与1v 图像中1v m ～1v 1段图像应为直线，故B 错误，C 正确；因为当速度为v 1之前，保持牵引力F 0不变，则功率满足P ＝F 0v ，即P 与v 成正比，所以P －v 图像中0～v 1段图像应为过原点的直线，故D 错误．]8．AC [由题图可得，变速阶段的加速度大小a ＝v 0t 0，设第②次所用时间为t 2，根据速度－时间图像与时间轴所围的面积等于位移(此题中为提升的高度)可知，12×2t 0×v 0＝12[t 2＋(t 2－t 0)]×12v 0，解得：t 2＝5t 02，所以第①次和第②次矿车上升所用时间之比为2t 0∶5t 02＝4∶5 ，选项A 正确．由于两次提升过程变速阶段的加速度大小相同，在匀加速阶段，由牛顿第二定律，F －mg ＝ma ，可得电机的最大牵引力之比为1∶1，选项B 错误．由功率公式，P ＝F v ，电机输出的最大功率之比等于最大速度之比，为2∶1，选项C 正确．加速上升过程的加速度a 1＝v 0t 0，加速上升过程的牵引力F 1＝ma 1＋mg ＝m (v 0t 0＋g )，减速上升过程的加速度a 2＝－v 0t 0，减速上升过程的牵引力F 2＝ma 2＋mg ＝m (g －v 0t 0)，匀速运动过程的牵引力F 3＝mg .第①次提升过程做功W 1＝F 1×12×t 0×v 0＋F 2×12×t 0×v 0＝mg v 0t 0；第②次提升过程做功W 2＝F 1×12×12t 0×12v 0＋F 3×32t 0×12v 0＋F 2×12×12t 0×12v 0＝mg v 0t 0，两次做功相同，选项D 错误．] 9．C [对动车组由牛顿第二定律有F 牵－F 阻＝ma ，动车组匀加速启动，即加速度a 恒定，但F 阻＝k v 随速度增大而增大，则牵引力也随阻力增大而增大，故A 错误；若四节动力车厢输出功率均为额定值，则总功率为4P ，由牛顿第二定律有4P v －k v ＝ma ，故可知加速启动的过程，牵引力减小，阻力增大，则加速度逐渐减小，故B 错误；若四节动力车厢输出的总功率为2.25P ，动车组匀速行驶时加速度为零，有2.25P v ＝k v ，而以额定功率匀速行驶时，有4P v m＝k v m ，联立解得v ＝34v m ，故C 正确；若四节动力车厢输出功率均为额定值，动车组从静止启动，经过时间t 达到最大速度v m ，由动能定理可知4Pt －W 克阻＝12m v m 2－0，可得动车组克服阻力做的功为W 克阻＝4Pt －12m v m 2，故D 错误．] 10．A [由图可知，汽车在前4 s 内的牵引力不变，汽车做匀加速直线运动，4～12 s 内汽车的牵引力逐渐减小，则车的加速度逐渐减小，汽车做加速度减小的加速运动，直到车的速度达到最大值，以后做匀速直线运动，可知在4 s 末汽车的功率达到最大值；汽车的速度达到最大值后牵引力等于阻力，所以阻力F f ＝2×103 N ，前4 s 内汽车的牵引力为F ＝5×103 N ，由牛顿第二定律F －F f ＝ma 可得a ＝2.5 m/s 2，4 s 末汽车的速度v 1＝at 1＝2.5×4 m/s ＝10 m/s ，所以汽车的最大功率P ＝F v 1＝5×103×10 W ＝5×104 W ，A 正确，B 、C 错误；汽车在前4 s内的位移x 1＝12at 12＝12×2.5×42 m ＝20 m ，汽车的最大速度为v m ＝P F f ＝5×1042×103m/s ＝25 m/s ，汽车在4～12 s 内的位移设为x 2，根据动能定理可得Pt －F f x 2＝12m v m 2－12m v 12，代入数据可得x 2＝42.5 m ，所以汽车的总位移x ＝x 1＋x 2＝20 m ＋42.5 m ＝62.5 m ，D 错误．]11．(1)7 s (2)8 m/s (3)22 s解析 (1)由牛顿第二定律得F －mg sin 30°－F f ＝ma设匀加速过程的末速度为v ，则有P ＝F vv ＝at 1，解得t 1＝7 s.(2)当达到最大速度v m 时，加速度为零，有F m ＝mg sin 30°＋F f则有P ＝F m v m ＝(mg sin 30°＋F f )v m解得v m ＝8 m/s.(3)汽车匀加速运动的位移x 1＝12at 12，在后一阶段对汽车由动能定理得Pt 2－(mg sin 30°＋F f )x 2＝12m v m 2－12m v 2 又有x ＝x 1＋x 2，解得t 2≈15 s ，故汽车运动的总时间为t ＝t 1＋t 2＝22 s.12．C [由牛顿第二定律有P v －F f ＝ma ，可知赛车做加速度逐渐减小的加速直线运动，将公式整理得1v ＝m P a ＋F f P ，可见1v －a 图像的斜率恒定为m P ，与纵轴的截距为F f P ，可得F f P ＝0.05 s/m ，m P ＝0.1－0.0520s 3/m 2，解得m ＝25 kg ，F f ＝500 N ，将v ＝5 m/s 代入公式，解得a ＝60 m/s 2，故C 正确，A 、B 、D 错误．]。

高中物理一轮复习功功率机车启动专项训练-普通用卷

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一、单选题（本大题共12小题，共48.0分）1.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零2.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.3.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4.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5sC. 汽车匀加速的加速度为D. 汽车在车速为时，功率为5.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.6.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7.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. 3：5B. 1：1C. 1：3D. 2：38.一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零9.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. 70sB. 60sC. 50sD. 40s10.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11.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零12.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）13.一个质量为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. 2t时刻，木块的速度大小为14.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15.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10WD. 在的过程中，与做功之和为16.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10m s则以下判断正确的是A. 小环的质量是1kgB. 细杆与地面间的倾角是C. 前3s内小环机械能的增加量是D. 前3s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）17.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？18.14、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 。

第六章第1课时功、功率机车启动问题-2025年高中物理大一轮复习

考情分析试题情境生活实践类体育运动中功和功率问题，风力发电功率计算，蹦极运动、过山车等能量问题，汽车启动问题，生活、生产中能量守恒定律的应用学习探究类变力做功的计算，机车启动问题，单物体机械能守恒，用绳、杆连接的系统机械能守恒问题，含弹簧系统机械能守恒问题，传送带、板块模型的能量问题第1课时功、功率机车启动问题目标要求 1.理解功的概念，会判断功的正负，会计算功的大小。

2.理解功率的概念，掌握功率的两个公式，会计算平均功率和瞬时功率。

3.会分析两种机车启动方式中各物理量的变化并能进行相关计算。

考点一功的分析和计算1．做功的两个要素(1)作用在物体上的________。

(2)物体在力的方向上发生________。

2．公式：W ＝________。

(1)α是力与________方向之间的夹角，l 为____________的位移。

(2)该公式只适用于________做功。

3．功的正负(1)当0≤α＜90°时，W ＞0，力对物体做______。

(2)当90°＜α≤180°时，W ＜0，力对物体做______，或者说物体________这个力做了功。

(3)当α＝90°时，W ＝0，力对物体________。

4．计算功的方法(1)恒力做的功①直接用W ＝Fl cos α计算。

②合外力做的功方法一：先求合外力F 合，再用W 合＝F 合l cos α求功。

方法二：先求各个力做的功W 1、W 2、W 3、…，再应用W 合＝W 1＋W 2＋W 3＋…求合外力做的功。

方法三：利用动能定理W 合＝E k2－E k1。

(2)求变力做功的常用方法①微元法求变力做功将物体的位移分割成许多小段，因每一小段很小，每一小段上作用在物体上的力可以视为恒力，这样就将变力做功转化为在无数个无穷小的位移上的恒力所做功的代数和。

②平均值法求变力做功若物体受到的力的方向不变，而大小随位移是呈线性变化的，即力随位移均匀变化时，则可以认为物体受到一大小为F ＝F 1＋F 22的恒力作用，F 1、F 2分别为物体初、末态所受的力，然后用公式W ＝F l 求此力所做的功。

2021届高三物理一轮复习力学功和能机车启动机车的额定功率、阻力与最大速度专题练习

2021届高三物理一轮复习力学功和能机车启动机车的额定功率、阻力与最大速度专题练习一、填空题1．质量为2×103kg的汽车，启动后沿平直路面行驶，如果发动机的功率恒为30kW，且行驶过程中受到的摩擦阻力大小一定，汽车速度能够达到的最大值为30m/s，则摩擦阻力大小为_____N。

当汽车的车速为10m/s 时，汽车的瞬时加速度的大小为_____m/s22．某种型号汽车发动机的额定功率为60kW，设汽车在水平公路上行驶时受到的阻力恒定，大小为2000N。

发动机在额定功率下，汽车匀速行驶的速度v=_____m/s；当汽车以10m/s的速度匀速行驶时，发动机的实际功率P=_____W。

3．质量为2t的汽车发动机的牵引力功率为30kW，在水平公路上行驶所能达到的最大速度为30m/s，当汽车速度为10m/s时，阻力为_________，加速度为_________。

4．汽车以恒定功率沿公路做直线运动，途中进入一块很大的沙地。

汽车在公路及沙地上所受阻力均为恒力，且在沙地上受到的阻力是在公路上受到阻力的2倍。

汽车在驶入沙地前已做匀速直线运动，速度为v0，则汽车在驶入沙地后的运动情况是：_____，汽车在沙地上的最终速度为______。

5．某汽车发动机的额定功率为60kW，汽车质量为5t，汽车在运动中所受阻力的大小恒为车重的0.1倍。

（g 取10m/s2）(1)汽车运动中所受阻力大小为_______N；(2)若汽车以额定功率启动，则汽车所能达到的最大速度是______m/s；(3)若汽车以额定功率启动，当汽车速度达到5m/s时，其加速度是______m/s2；(4)若汽车以恒定加速度0.5m/s2启动，则其匀加速过程最长能维持______s。

6．电动自行车具有低噪声、无废气、无油污的环保性，而且它的能源利用率很高，下表列出了某品牌电动自行车及所用电动机的主要技术参数，不计其自身机械损耗，若该车在额定状态下以最大运行速度行驶，则（1）该车获得的牵引力为______N。

高一物理机车启动P=FV公式试题

高一物理机车启动P=FV公式试题1.一辆小汽车在水平路面上由静止启动，在前5 s内做匀加速直线运动，5 s末达到额定功率，之后保持额定功率运动，其v-t图象如图所示。

已知汽车的质量为m=2×103 kg，汽车受到地面的阻力为车重的0.1倍，( 取g="10" m/s2)则（）A．汽车在前5 s内的牵引力为4×103 NB．汽车在前5 s内的牵引力为6×103 NC．汽车的额定功率为60 kWD．汽车的最大速度为20 m/s【答案】BC【解析】由于汽车受到地面的阻力为车重的0.1倍，故阻力为f=0.1mg=2×103 N，而汽车在前5 s 内的加速度为a==2m/s2，由牛顿第二定律得，牵引力为F＝ma+f=2×103kg×2m/s2+2×103 N=6×103 N，A错误，B正确；由于5 s末达到额定功率，故汽车的额定功率P==30m/s，＝Fv=6×103 N×10m/s=6×104 W="60" kW，C正确；汽车的最大速度vmaxD错误。

【考点】汽车的启动。

2.汽车在水平路面上由静止启动以额定功率行驶，汽车运动过程中所受的阻力恒为F，则下列说法正确的是（）A．汽车的运动是先加速，后减速B．汽车的加速度逐渐减小，一直减小到零C．汽车速度达到最大值时，牵引力最大D．阻力的功率逐渐增大，当汽车的加速度为零时，阻力的功率最大【答案】BD【解析】由P=FV知，P不变，V增大，F牵减小，V最大时，牵引力最小，C错误；加速度a=减小，当牵引力减小到等于阻力时，加速度减小为0，汽车做加速度逐渐减小的加速运动，加速度减小为0速度增大到最大，阻力F不变，V增大，则阻力的功率逐渐增大，速度最大时阻力的功率最大，D正确。

【考点】本题考查机车启动。

3.质量为m的汽车沿平直公路行驶，当它的加速度为a时，速度为v，此时发动机的实际功率为，则它在平直公路匀速行驶的最大速度P。

高考物理复习---功、功率机车启动问题课时练习题PPT课件

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双基巩固练
1.(2020·广东深圳中学月考)如图1所示，自动卸货车始终静止在水平地
面上，车厢在液压机的作用下，θ角逐渐增大且货物相对车厢静止的过
程中，下列说法中正确的是
A.货物受到的支持力对货物不做功
√B.货物受到的支持力对货物做正功
C.24 W 12 W 图6
D.12 W 24 W
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14
解析木块所受的合外力F合＝mgsin θ－μmgcos θ ＝mg(sin θ－μcos θ)
＝2×10×(0.6－0.5×0.8) N＝4 N 木块的加速度 a＝Fm合＝42 m/s2＝2 m/s2 前 2 s 内木块的位移 x＝12at2＝12×2×22 m＝4 m 所以，重力在前2 s内做的功为
W＝mgxsin θ＝2×10×4×0.6 J＝48 J
重力在前
2
s
内的平均功率
P
＝W＝48 t2
W＝24 W.
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14
木块在2 s末的速度v＝at＝2×2 m/s＝4 m/s 2 s末重力的瞬时功率 P＝mgvsin θ＝2×10×4×0.6 W＝48 W. 故选项B正确.
B.摩擦力一定做正功
√C.摩擦力可能不做功 √D.摩擦力可能做负功
图7
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14
解析支持力方向垂直斜面向上，与位移夹角小于90°，故支持力一定做正功，而摩擦力是否存在需要讨论，若摩擦力恰好为零，此时物体只受重力和支持力，如图所示，此时加速度a＝gtan θ.若a>gtan θ，摩擦力沿斜面向下，摩擦力与位移夹角小于90°，则做正功；若a<gtan θ，摩擦力沿斜面向上，摩擦力与位移夹角大于90°，则做负功.综上所述，A、C、 D正确，B错误.

课时作业36：专题强化　功率的计算　机车的两种启动方式

一、选择题1.钢球在足够深的槽中由静止开始下降，若槽中油对球的阻力正比于其速度，则球在下落的过程中阻力对球做功的功率大小随时间的变化关系最接近下列图象中的( )答案 A解析开始阶段，球速小，阻力也小，由P ＝F v 知，功率就小.由于F ＝k v ，则P ＝k v 2，可见，阻力的功率随时间非线性增大.当重力与阻力相等时，球速不变，阻力的功率达到最大，故选项A 正确.2.(2018·岷县一中高一下学期期末)质量为5 t 的汽车，在水平路面上以加速度a ＝2 m/s 2启动，所受阻力为1.0×103 N ，汽车启动后第1秒末发动机的瞬时功率是( ) A.2 kW B.22 kW C.1.1 kW D.20 kW 答案 B解析根据牛顿第二定律得：F －F f ＝ma ，则F ＝F f ＋ma ＝1 000 N ＋5 000×2 N ＝11 000 N ，汽车第1 s 末的速度：v ＝at ＝2×1 m /s ＝2 m/s ，所以汽车启动后第1 s 末发动机的瞬时功率为：P ＝F v ＝11 000×2 W ＝22 000 W ＝22 kW ，故B 正确.3.(2018·许昌市高一下学期期末)在平直的公路上，静止的汽车启动后先匀加速开始运动，达到额定功率后保持额定功率不变继续运动.设汽车所受阻力恒定，则关于汽车运动全过程中的加速度大小随时间变化图象可能是下图中的( )答案 A解析先保持匀加速运动，当汽车的功率达到额定功率时，此时P ＝F v ，随着速度的增大，牵引力在减小，根据F －F f ＝ma 知加速度减小，得Pv －F f ＝ma ，v ＝at ，整理得ma 2t ＋F f at －P ＝0，可知A 图象正确.4.(2018·哈尔滨六校高一下学期期末联考)如图1所示为某新型电动汽车在阻力一定的水平路面上进行性能测试时的v －t 图象.Oa 为过原点的倾斜直线， bc 段是与ab 段相切的水平直线，ab 段汽车以额定功率P 行驶，下列说法正确的是( )图1A.0～t 1时间内汽车的功率减小B.t 1～t 2时间内汽车的牵引力不变C.t 2～t 3时间内牵引力不做功D.汽车行驶时受到的阻力大小为P v 2答案 D解析 0～t 1时间内，电动汽车做匀加速直线运动，牵引力不变，速度逐渐增大，根据P ＝F v 知，汽车的功率逐渐增大，故A 错误；在v －t 图象中，斜率代表加速度，故在ab 段加速度减小，牵引力减小，故B 错误；t 2～t 3时间内，电动汽车做匀速直线运动，牵引力等于阻力，牵引力做正功，故C 错误；匀速行驶时，牵引力等于阻力，根据P ＝F v ＝F f v 2得：F f ＝Pv 2，故D 正确.5.质量为m 的汽车，其发动机额定功率为P .当它在倾角为θ的斜坡上向上行驶时，受到的阻力为车重力的k 倍，则车在此斜坡上的最大速度为( ) A.P mg sin θ B.P cos θmg (k ＋sin θ) C.P cos θmgD.Pmg (k ＋sin θ)答案 D解析当汽车做匀速运动时速度最大，此时汽车的牵引力F ＝mg sin θ＋kmg ，由此可得v m ＝Pmg (k ＋sin θ)，故选项D 正确.6.(多选)(2019·沙市中学高一下学期期中)质量为m 的坦克在平直的公路上从静止开始加速，前进距离s 速度便可达到最大值v m .设在加速过程中发动机的功率恒定为P ，坦克所受阻力恒为F f ，当速度为v (v <v m )时，所受牵引力为F .以下说法正确的是( ) A.坦克的最大速度v m ＝P F fB.坦克速度为v 时加速度为a ＝F －F fmC.坦克从静止开始达到最大速度v m 所用时间t ＝2sv mD.坦克从静止开始达到最大速度v m 的过程中，牵引力做功为Fs 答案 AB7.(多选)汽车在平直公路上以速度v 0匀速行驶，发动机功率为P ，牵引力为F 0，t 1时刻，司机减小了油门，使汽车的功率立即减小一半，并保持该功率继续行驶，到t 2时刻，汽车又恢复了匀速直线运动(设整个过程中汽车所受的阻力不变).在下列选项中能正确反映汽车牵引力F 、汽车速度v 在这个过程中随时间t 的变化规律的是( )答案 AD解析开始时汽车做匀速运动，则F 0＝F f .由P ＝F v 可判断，P ＝F 0v 0，v 0＝P F 0＝PF f ，当汽车功率减小一半，即P ′＝P2时，其牵引力为F ′＝P ′v 0＝F 02＜F f ，汽车开始做加速度不断减小的减速运动，F 1＝P ′v ＝P 2v ，加速度大小为a ＝F f －F 1m ＝F f m －P2m v ，由此可见，随着汽车速度v减小，其加速度a 也减小，最终以v ＝v 02做匀速直线运动，故A 正确；同理，可判断出汽车的牵引力由F ′＝F 02最终增加到F 0，所以D 正确.8.一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2所示.假定汽车所受阻力的大小F 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( )图2答案 A解析在v －t 图象中，图线的斜率代表汽车运动时的加速度，由牛顿第二定律可得，在0～t 1时间内，P 1v －F f ＝ma ，①当速度v 不变时，加速度a 为零，在v －t 图象中为一条水平线；②当速度v 变大时，加速度a 变小，在v －t 图象中为一条斜率逐渐减小的曲线，选项B 、D 错误.同理，在t 1～t 2时间内，P 2v －F f ＝ma ，图象变化情况与0～t 1时间内情况相似，由于汽车在运动过程中速度不会发生突变，故选项C 错误，A 正确.9.(多选)(2018·郑州外国语学校期末考试)提高汽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(设阻力与汽车运动速率的平方成正比，即F f ＝k v 2，k 是阻力因数).当发动机的额定功率为P 0时，汽车运动的最大速率为v m ，如果要使汽车运动的速率增大到2v m ，则下列办法可行的是( )A.阻力因数不变，使发动机额定功率增大到4P 0B.发动机额定功率不变，使阻力因数减小到k 4C.阻力因数不变，使发动机额定功率增大到8P 0D.发动机额定功率不变，使阻力因数减小到k8答案 CD解析设牵引力为F ，当速度最大时，有F ＝F f ，由题设知F f ＝k v 2，当发动机的额定功率为P 0时，汽车运动的最大速率为v m ，根据P ＝F v 得P 0＝F f v m ＝k v m 3，即k ＝P 0v m 3.当阻力因数不变，使发动机额定功率增大到4P 0时，则有4P 0＝k v 3，则v ＝34P 0k＝34v m ，故A 错误；当发动机额定功率不变，使阻力因数减小到k 4时，则有P 0＝k4v 3，则v ＝34P 0k＝34v m ，故B 错误；当阻力因数不变，使发动机额定功率增大到8P 0时，则有8P 0＝k v 3，则v ＝38P 0k＝2v m ，故C 正确；当发动机额定功率不变，使阻力因数减小到k 8时，则有P 0＝k8v 3，则v ＝38P 0k＝2v m ，故D 正确.10.(多选)(2018·湖南五市十校高一下学期期末)如图3所示为汽车的加速度和车速的倒数1v 的关系图象.若汽车质量为2×103 kg ，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30 m/s ，则( )图3A.汽车所受阻力为2×103 NB.汽车在车速为5 m/s 时，功率为6×104 WC.汽车匀加速的加速度为3 m/s 2D.汽车匀加速所需时间为5 s 答案 AD解析设汽车的额定功率为P .由题图知：汽车的最大速度为30 m/s ，此时汽车做匀速直线运动，有F ＝F f ，有P ＝F v m ＝F f v m ；代入得：P ＝F f ×30；当1v ＝110 s /m 时，a ＝2 m/s 2，根据牛顿第二定律得：P v －F f ＝ma ，代入得：P10－F f ＝2×103×2，联立解得F f ＝2×103 N ，P ＝6×104 W ，故A 正确.匀加速直线运动的牵引力F ＝P v ＝60 00010 N ＝6 000 N ；匀加速运动的加速度为a ＝2 m /s 2，匀加速直线运动的末速度为v ＝10 m/s ，故匀加速直线运动的时间t ＝va ＝5 s ，因为5 m /s<10 m/s ，所以汽车速度为5 m/s 时，功率还未达到额定功率6×104 W ，故D 正确，B 、C 错误. 二、非选择题11.(2019·北京一零一中高一下学期期中)汽车质量为1 000 kg ，发动机的额定功率是60 kW ，它在平直公路上行驶的最大速度可达30 m /s ，现在汽车在该公路上由静止开始以2 m/s 2的加速度做匀加速直线运动，若汽车运动中所受的阻力是恒定的，问： (1)汽车所受阻力是多大？(2)这个匀加速过程可以维持多长时间？(3)开始运动后的第3 s 末，汽车的瞬时功率多大？答案 (1)2 000 N (2)7.5 s (3)24 kW 解析 (1)当速度最大时，F ＝F f有P ＝F f v m ，则F f ＝P v m ＝60 00030N ＝2 000 N (2)根据牛顿第二定律有：F m －F f ＝ma则牵引力F m ＝F f ＋ma ＝2 000 N ＋1×103×2 N ＝4 000 N 所以匀加速运动的最大速度为v ＝P F m ＝60 0004 000 m /s ＝15 m/s匀加速直线运动的时间t ＝v a ＝152s ＝7.5 s(3)第3 s 末汽车还在做匀加速运动，v 3＝at 3＝2×3 m /s ＝6 m/s 则第3 s 末汽车的瞬时功率P ＝F m v 3＝4 000×6 W ＝24 000 W ＝24 kW.12.(2019·随州一中高一下学期期中)如图4所示，为修建高层建筑常用的塔式起重机.在起重机将质量为m ＝5×103 kg 的重物竖直吊起的过程中，重物由静止开始向上做匀加速直线运动，加速度a ＝0.2 m /s 2，当起重机输出功率达到其允许的最大值时，保持该功率直到重物做v m ＝1.02 m/s 的匀速运动.取g ＝10 m/s 2，不计额外功.求：图4(1)起重机允许的最大输出功率；(2)重物做匀加速运动所经历的时间和起重机在第2 s 末的输出功率. 答案 (1)5.1×104 W (2)5 s 2.04×104 W解析 (1)设起重机允许的最大输出功率为P 0，重物达到最大速度时拉力F 0等于重力，有P 0＝F 0v m ，F 0＝mg ，联立代入数据得P 0＝5.1×104 W.(2)匀加速运动结束时，起重机达到允许的最大输出功率，设此时重物受到的拉力为F ，速度为v 1，匀加速运动经历的时间为t 1，有：P 0＝F v 1，F －mg ＝ma ，v 1＝at 1，联立代入数据得，t 1＝5 s.第2 s 末，重物处于匀加速运动阶段，设此时速度为v 2，输出功率为P ，有v 2＝at ，P ＝F v 2，联立代入数据解得：P ＝2.04×104 W.13.(2018·临汾一中期末考试)一建筑工地在建设一高楼时，利用升降机将建筑材料运到l ＝15 m 高的地方，已知建筑材料的质量为4×103 kg ，所用的时间为t ＝10 s ，重力加速度g ＝10 m/s 2. (1)当以恒定的速度将建筑材料运到目的地时，升降机做功的平均功率是多少？(2)当升降机在10 s 的时间内由静止开始匀加速将建筑材料运到目的地时，升降机做功的平均功率是多少？(3)由以上分析求出升降机额定功率应满足的条件.答案 (1)6×104 W (2)6.18×104 W (3)升降机的额定功率应大于等于1.236×105 W 解析 (1)建筑材料匀速上升时，升降机对建筑材料向上的拉力F 1＝mg ＝4×104 N 拉力做的功W 1＝F 1l ＝4×104×15 J ＝6×105 J 升降机做功的平均功率P 1＝W 1t＝6×104 W (2)建筑材料匀加速上升时，由运动学公式可得加速度a ＝2l t 2＝2×15102 m /s 2＝0.3 m/s 2升降机对建筑材料的拉力F 2＝m (g ＋a )＝4×103×(10＋0.3) N ＝4.12×104 N 拉力做的功W 2＝F 2l ＝4.12×104×15 J ＝6.18×105 J 升降机做功的平均功率P 2＝W 2t＝6.18×104 W (3)额定功率应大于等于升降机正常工作时实际功率的最大值，也就是10 s 末的实际功率. 10 s 末的速度v ＝at ＝0.3×10 m /s ＝3 m/s升降机的最大功率P max ＝F 2v ＝4.12×104×3 W ＝1.236×105 W 所以该升降机的额定功率的最小值是1.236×105 W ，则升降机的额定功率应大于等于1.236×105 W.。

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