6_专题六 机械能及其守恒定律 【2021版《5·3B》教师备课资源——北京版物理】(02)

B.3×107 W
C.3×108 W
D.3×109 W
答案 D 1秒内水下落做功W=mgh=ρVgh≈3×109 J,功率P=W/t=3×109 W,故选D。
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4.(2018天津理综,10,16分)我国自行研制、具有完全自主知识产权的新一代大型喷气式客机C919 首飞成功后,拉开了全面试验试飞的新征程。假设飞机在水平跑道上的滑跑是初速度为零的匀加 速直线运动,当位移x=1.6×103 m时才能达到起飞所要求的速度v=80 m/s。已知飞机质量m=7.0×104 kg,滑跑时受到的阻力为自身重力的0.1倍,重力加速度取g=10 m/s2。求飞机滑跑过程中 (1)加速度a的大小; (2)牵引力的平均功率P。
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高考 物理
北京市专用
专题六 机械能及其守恒定律
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考点1 功和功率
1.(2020江苏单科,1,3分)质量为1.5×103 kg的汽车在水平路面上匀速行驶,速度为20 m/s,受到的阻力 大小为1.8×103 N。此时,汽车发动机输出的实际功率是 ( )
A.90 W
B.30 kW
C.36 kW
2
在滑跑阶段,牵引力的平均功率 P=F v ⑥ 联立②③④⑤⑥式得P=8.4×106 W⑦
评分细则 ①式4分,②③④⑤⑥⑦式各2分。
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以下为教师用书专用
1.(2016课标Ⅱ,19,6分)(多选)两实心小球甲和乙由同一种材料制成,甲球质量大于乙球质量。两球
在空气中由静止下落,假设它们运动时受到的阻力与球的半径成正比,与球的速率无关。若它们下
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3.(2016课标Ⅱ,21,6分)(多选)如图,小球套在光滑的竖直杆上,轻弹簧一端固定于O点,另一端与小 球相连。现将小球从M点由静止释放,它在下降的过程中经过了N点。已知在M、N两点处,弹簧对 小球的弹力大小相等,且∠ONM<∠OMN< π 。在小球从M点运动到N点的过程中, ( )
2
A.弹力对小球先做正功后做负功 B.有两个时刻小球的加速度等于重力加速度 C.弹簧长度最短时,弹力对小球做功的功率为零 D.小球到达N点时的动能等于其在M、N两点的重力势能差
答案 (1)2 m/s2 (2)8.4×106 W 解析 (1)飞机滑跑过程中做初速度为零的匀加速直线运动,有 v2=2ax ① 代入数据解得 a=2 m/s2② (2)设飞机滑跑受到的阻力为F阻,依题意有 F阻=0.1mg ③ 设发动机的牵引力为F,根据牛顿第二定律有 F-F阻=ma ④ 设飞机滑跑过程中的平均速度为 v,有 v=v ⑤
功,D项正确。
解题指导 关键词:①同一种材料;②甲球质量大于乙球质量;③静止下落;④阻力与球的半径成正比。 解题时应先易后难,逐次找到各物理量的正确表达式,然后再进一步分析求解。
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2.(2018江苏单科,7,4分)(多选)如图所示,轻质弹簧一端固定,另一端连接一小物块,O点为弹簧在原 长时物块的位置。物块由A点静止释放,沿粗糙程度相同的水平面向右运动,最远到达B点。在从A 到B的过程中,物块 ( ) A.加速度先减小后增大 B.经过O点时的速度最大 C.所受弹簧弹力始终做正功 D.所受弹簧弹力做的功等于克服摩擦力做的功 答案 AD 本题考查牛顿第二定律的应用、动能定理。对物块受力分析,当弹簧处于压缩状态 时,由牛顿第二定律可得kx-f=ma,x减小,a减小,当a=0时,物块速度最大,此时,物块在O点左侧,选项B 错误;从加速度a=0处到O点过程,由牛顿第二定律得f-kx=ma,x减小,a增大,当弹簧处于伸长状态时, 由牛顿第二定律可得kx+f=ma,x增大,a继续增大,可知物块的加速度先减小后增大,选项A正确;物块 所受弹簧的弹力对物块先做正功,后做负功,选项C错误;从A到B的过程,由动能定理可得W弹-Wf=0, 选项D正确。 思路分析 物块运动状态的确定 根据题设条件,对物块受力分析,并分阶段讨论物块的加速度和速度的变化情况。
D.300 kW
答案 C 由于汽车在水平路面上匀速行驶,其受到的合外力为0,即汽车的牵引力F等于其受到的 阻力f,F=f,则汽车发动机输出的实际功率P=Fv=fv=36 kW,C正确。
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2.(2017浙江11月选考,10,3分)如图所示,质量为60 kg的某运动员在做俯卧撑运动,运动过程中可将 她的身体视为一根直棒。已知重心在c点,其垂线与脚、两手连线中点间的距离oa、ob分别为0.9 m和0.6 m。若她在1 min 内做了30个俯卧撑,每次肩部上升的距离均为0.4 m,则克服重力做的功和 相应的功率约为(g取10 m/s2)( )
为W总=nW=4 320 J,功率P= W总 =72 W。故选B。
t
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3.(2018海南单科,6,4分)某大瀑布的平均水流量为5 900 m3/s,水的落差为50 m。已知水的密度为1.
00×103 kg/m3。在大瀑布水流下落过程中,重力做功的平均功率约为(g取10 m/s2) ( )
A.3×106 W
A.4Βιβλιοθήκη Baidu0 J,7 W
B.4 300 J,70 W
C.720 J,12 W
D.7 200 J,120 W
答案 B 根据相似三角形,运动员每次俯卧撑中,重心变化的高度h满足 h = 0.9m ,即h=
0.4m 0.9m 0.6m
0.24 m。一次俯卧撑中,克服重力做功W=mgh=60×10×0.24 J=144 J,所以一分钟内克服重力做的总功
3
3m甲 4 ρπ
,由牛顿第二定律知a甲=
m甲 g -f甲 m甲
=g-k
3
3 4 ρπm甲2
,同理a乙=g-k
3
3 4 ρπm乙2
,因m甲>m乙,所以
a甲>a乙,故C项错误;再由位移公式h=1 at2可知t甲<t乙,故A项错误;再由速度位移公式v2=2ah得v甲>v乙,B
2
项正确;甲球受到的阻力大,甲、乙下落距离相等,故甲球克服阻力做的功大于乙球克服阻力做的
落相同的距离,则 ( )
A.甲球用的时间比乙球长
B.甲球末速度的大小大于乙球末速度的大小
C.甲球加速度的大小小于乙球加速度的大小
D.甲球克服阻力做的功大于乙球克服阻力做的功
答案
BD
甲、乙下落的时间与加速度有关,应先求加速度,由m甲=ρV甲=ρ(
4π
3
R甲3 )得R甲=
3
3m甲 4 ρπ
,阻
力f甲=kR甲=k