2020年高考物理考点练习6.5 与功和功率相关的图象问题(提高篇)(解析版).doc
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1、2020年高考物理100考点最新模拟题千题精练第六部分 机械能专题6.5与功和功率相关的图象问题(提高篇)一选择题1(2019山东济宁模拟)一汽车在水平平直路面上,从静止开始以恒定功率P运动,运动过程中所受阻力大小不变,汽车最终做匀速运动。汽车运动速度的倒数与加速度a的关系如图所示。下列说法正确的是()A汽车运动的最大速度为v0 B阻力大小为C汽车的质量为 D汽车的质量为【参考答案】AD【名师解析】根据牛顿第二定律可知,则由图象可知,当a0时速度最大,最大值为v0,选项A正确;由得阻力大小,选项B错误;由图象可知,当aa0时,则fma0,则,选项C错误,D正确。2 .(2019湖南雅礼中学月考
2、)如图甲所示,在水平地面上固定一个倾角为的足够长的光滑斜面,小滑块从斜面底端在与斜面平行的拉力F作用下由静止开始沿斜面运动,拉力F随时间变化的图象如图乙所示,小滑块运动的速度一时间图象如图丙所示,重力加速度g为10 m/s2。下列说法正确的是A.斜面倾角为,小滑块的质量m=2 kgB.在02 s时间内拉力F做的功为100JC.在01 s时间内合外力对小滑块做功12.5 JD.在04 s时间内小滑块机械能增加80J【参考答案】BC【名师解析】由小滑块运动的速度一时间图象可知,在24 s时间内小滑块的加速度a2=-5m/s2,由牛顿第二定律,-mgsin=ma2,解得斜面倾角=30,在02 s时间
3、内小滑块的加速度a1=5m/s2,由牛顿第二定律,F-mgsin=ma1,解得小滑块的质量m=21kg,选项A错误;由速度图像面积可知在02 s时间内小滑块的位移x=10m,拉力F做的功为WF=Fx=100J,选项B正确;由功能关系可知,在02 s时间内小滑块机械能增加E= WF=100J,选项D错误;由动能定理,在01 s时间内合外力对小滑块做功W=mv2=12.5 J,选项C正确。3光滑水平面上静止的物体,受到一个水平拉力作用开始运动,拉力F随时间t变化的图象如图所示,用Ek、v、x、P分别表示物体的动能、速度、位移和拉力F的功率,下列四个图象分别定性描述了这些物理量随时间变化的情况,其中
4、正确的是() 【参考答案】BD【名师解析】由于拉力F恒定,所以物体有恒定的加速度a,则vat,即v与t成正比,选项B正确;由PFvFat可知,P与t成正比,选项D正确;由xat2可知x与t2成正比,选项C错误;由动能定理可知EkFxFat2,Ek与t2成正比,选项A错误4.(2015江苏南通高三期末)2012年10月15日著名极限运动员鲍姆加特纳从3.9万米的高空跳下,并成功着陆。假设他沿竖直方向下落,其vt图象如图所示,则下列说法中正确的是()A0t1时间内运动员及其装备机械能守恒Bt1t2时间内运动员处于超重状态Ct1t2时间内运动员的平均速度Dt2t4时间内重力对运动员所做的功等于他克服
5、阻力所做的功【参考答案】BC【名师解析】0t1内速度图线的斜率在减小,说明运动员做加速度逐渐减小的加速运动,加速度方向向下,所以运动员及其装备一定受到阻力作用,机械能不守恒,故A错误;t1t2时间内由于图象的斜率在减小,斜率为负值,说明加速度方向向上,根据牛顿运动定律得知运动员处于超重状态,B正确;t1t2时间内,若运动员做匀减速运动,平均速度等于,而根据“面积”表示位移得知,此过程的位移小于匀减速运动的位移,所以此过程的平均速度,C正确;t2t4时间内重力做正功,阻力做负功,由于动能减小,根据动能定理得知,外力对运动员做的总功为负值,说明重力对运动员所做的功小于他克服阻力所做的功,D错误。5
6、(2016河北仙桃高三开学检测)某蹦床运动员在一次蹦床运动中仅在竖直方向运动,如图为蹦床对该运动员的作用力F随时间t的变化图象。不考虑空气阻力的影响,下列说法正确的是()At1至t2过程内运动员和蹦床构成的系统机械能守恒Bt1到t2过程内运动员和蹦床构成的系统机械能增加Ct3至t4过程内运动员和蹦床的势能之和增加Dt3至t4过程内运动员和蹦床的势能之和先减小后增加【参考答案】BD【名师解析】由图可知,t1至t2过程内弹簧的弹力的最大值逐渐变大,运动员和蹦床构成的系统机械能增加,故A错误,B正确;t2以后,蹦床的弹力最大值不变,整个过程重力势能、弹性势能和动能总量保持不变,t3时刻弹力为零,重力
7、大于弹力,接下来运动员做加速度减小的加速运动,运动员的动能增加,当重力等于弹力时,加速度为零速度最大,再向后,弹力大于重力,运动员做加速度增大的减速运动,运动员的动能减小,t4时速度最小,动能先增大后减小,故运动员和蹦床的势能之和先减小后增加,C错误,D正确。二计算题1(16分)(2019上海长宁期末)某电动机工作时输出功率P与拉动物体的速度v之间的关系如图(a)所示。现用该电动机在水平地面内拉动一物体(可视为质点),运动过程中轻绳始终处在拉直状态,且不可伸长,如图(b)所示。已知物体质量m=1kg,与地面的动摩擦因数1=0.35,离出发点左侧s距离处另有一段动摩擦因数为2、长为d的粗糙材料铺
8、设的地面。(g取10m/s2)(1)若s足够长,电动机功率为2W时,物体在地面能达到的最大速度是多少?(2)若s足够长,当物体速度为0.1m/s时,加速度为多少?(3)若s=0.16m,物体与粗糙材料之间动摩擦因数2=0.45。启动电动机后,分析物体在达到粗糙材料之前的运动情况。若最终能滑过粗糙材料,则d应满足什么条件?P/W0 0.5 v/ms-12.0图(a)d s图(b)【名师解析】(16分)(6分)(1)电动机拉动物体后,水平方向受拉力F和摩擦力f1 f1=1N,N=mg,f1=3.5N (2分)物体速度最大时,加速度为零,F1=f1 (1分)根据P=Fv,vm=P/F1= P/f1,
9、代入数据得vm=4/7 m/s (3分)(5分)(2)当v=0.1m/s时,由图像及P=Fv可知,拉力F2= P/v= 4N (3分)由牛顿第二定律F =ma F2 - f1=ma1 解得a1=0.5m/s2 (2分) (5分)(3)由(2)知,物体在速度达到0.5m/s前,拉力F恒定,物体做初速为零的匀加速直线运动。a1=0.5m/s2 (1分) 速度达到v1=0.5m/s时,应经过s= v12/2a1=0.25m0.16m所以小物体一直做匀加速运动到达粗糙材料,到达粗糙材料时速度v1=0.4m/s (2分)(或假设物体做匀加速直线运动到达粗糙材料,则速度v=0.4m/s,不超过0.5m/s
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