2015年高考物理二輪專題復(fù)習(xí) 輔導(dǎo)與訓(xùn)練 3.4 功 率高效演練

1、【全程復(fù)習(xí)方略】2015年高考物理二輪專題復(fù)習(xí) 輔導(dǎo)與訓(xùn)練 3.4 功 率高效演練1.如圖所示，質(zhì)量分別是mA和mB的A、B兩物體，用勁度系數(shù)為k的彈簧相連，處于靜止?fàn)顟B(tài)?，F(xiàn)對(duì)A施以豎直向上的力F，并將其緩慢提起，當(dāng)B對(duì)地面恰無壓力時(shí)撤去F，A由靜止向下運(yùn)動(dòng)至最大速度時(shí)，重力做的功為()A.mA2g2kB.mB2g2kC.mA(mA+mB)g2kD.mB(mA+mB)g2k【解析】選C。當(dāng)A向下運(yùn)動(dòng)至平衡位置時(shí)速度最大，此時(shí)彈簧的壓縮量x1=mAgk；當(dāng)B恰好對(duì)地面無壓力時(shí)彈簧的伸長量x2=mBgk。故知A從撤去F至速度達(dá)到最大的過程中，重力做的功WG=mAg(x1+x2)=mA(mA+mB)

2、g2k，C正確。2.火車在水平軌道上做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，若阻力不變，則牽引力F和F的瞬時(shí)功率P的變化情況是()A.F不變，P變大B.F變小，P不變C.F變大，P變大D.F、P都不變【解析】選A?；疖囎鰟蚣铀僦本€運(yùn)動(dòng)，牽引力不變，速度逐漸增大，由公式P=Fv，其功率P不斷變大，選項(xiàng)A正確。3.汽車保持額定功率在水平路面上勻速行駛。某時(shí)刻汽車突然駛?cè)肓肆硗庖坏缆访?，該路面的阻力與原路面的阻力不同，前后兩段路面上運(yùn)動(dòng)的阻力大小恒定，則下列說法可能正確的是()A.汽車將做一段時(shí)間的加速度增大的減速運(yùn)動(dòng)B.汽車將做一段時(shí)間的加速度減小的減速運(yùn)動(dòng)C.汽車將做一段時(shí)間的加速度增大的加速運(yùn)動(dòng)D.汽車將做一段時(shí)間

3、的加速度不變的加速運(yùn)動(dòng)【解析】選B。汽車保持額定功率在水平路面上勻速行駛，說明牽引力F等于阻力f。當(dāng)阻力變大，則汽車開始減速，牽引力變大，因此a=f-Fm減小，所以汽車做加速度逐漸減小的減速運(yùn)動(dòng)，A錯(cuò)誤、B正確；當(dāng)阻力變小，則汽車開始加速，牽引力變小，因此a=F-fm減小，所以汽車做加速度逐漸減小的加速運(yùn)動(dòng)，C、D錯(cuò)誤。- 1 - / 64.(多選)(2014·華中師大附中一模)開口向上的半球形曲面的截面如圖所示，直徑AB水平。一小物塊在曲面內(nèi)A點(diǎn)以某一速率開始下滑，曲面內(nèi)各處動(dòng)摩擦因數(shù)不同，因摩擦作用物塊下滑時(shí)速率不變，則下列說法正確的是()A.物塊運(yùn)動(dòng)過程中加速度始終為零B.物塊

4、所受合外力大小不變，方向時(shí)刻在變化C.在滑到最低點(diǎn)C以前，物塊所受摩擦力大小逐漸變小D.滑到最低點(diǎn)C時(shí)，物塊所受重力的瞬時(shí)功率達(dá)到最大【解析】選B、C。由于物塊做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，所受合外力大小不變，方向時(shí)刻指向圓心，提供圓周運(yùn)動(dòng)的向心力，產(chǎn)生向心加速度，A錯(cuò)誤，B正確；在下滑的過程中，物塊受力如圖所示，則摩擦力等于重力沿切線方向的分力，即Ff=mgcos，隨著物塊下滑，角越來越大，物塊所受摩擦力越來越小，C正確；滑到最低點(diǎn)時(shí)，速度沿水平方向，此時(shí)重力的瞬時(shí)功率P=mgvcos，由于速度的方向與重力方向垂直，因此重力的瞬時(shí)功率恰好等于零，D錯(cuò)誤。【總結(jié)提升】兩種功率表達(dá)式的比較(1)功率的定義式：

5、P=Wt，所求出的功率是時(shí)間t內(nèi)的平均功率。(2)功率的計(jì)算式：P=Fvcos，其中是力與速度間的夾角，該公式有兩種用法：求某一時(shí)刻的瞬時(shí)功率。這時(shí)F是該時(shí)刻的作用力大小，v取瞬時(shí)值，對(duì)應(yīng)的P為F在該時(shí)刻的瞬時(shí)功率。當(dāng)v為某段位移(時(shí)間)內(nèi)的平均速度時(shí)，則要求這段位移(時(shí)間)內(nèi)F必須為恒力，對(duì)應(yīng)的P為F在該段時(shí)間內(nèi)的平均功率。5.(多選)提高機(jī)車運(yùn)動(dòng)速率的有效途徑是增大發(fā)動(dòng)機(jī)的功率和減小阻力因數(shù)(設(shè)阻力與物體運(yùn)動(dòng)速率的平方成正比，即Ff=kv2，k是阻力因數(shù))。當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)的額定功率為P0時(shí)，物體運(yùn)動(dòng)的最大速率為vm，如果要使物體運(yùn)動(dòng)的速率增大到2vm，則下列辦法可行的是()A.阻力因數(shù)不變，使發(fā)

6、動(dòng)機(jī)額定功率增大到2P0B.發(fā)動(dòng)機(jī)額定功率不變，使阻力因數(shù)減小到k4C.阻力因數(shù)不變，使發(fā)動(dòng)機(jī)額定功率增大到8P0D.發(fā)動(dòng)機(jī)額定功率不變，使阻力因數(shù)減小到k8【解析】選C、D。速度達(dá)到最大時(shí)，P0vm=kvm2，即P0=kvm3。由此可知，若vm增大到2vm，當(dāng)k不變時(shí)，額定功率P0變?yōu)樵瓉淼?倍；當(dāng)額定功率不變時(shí)，阻力因數(shù)變?yōu)樵瓉淼?8，故C、D正確。6.2012年我們中國有了自己的航空母艦“遼寧號(hào)”，航空母艦上艦載機(jī)的起飛問題一直備受關(guān)注。某學(xué)習(xí)小組的同學(xué)通過查閱資料對(duì)艦載機(jī)的起飛進(jìn)行了模擬設(shè)計(jì)。如圖，艦載機(jī)總質(zhì)量為m，發(fā)動(dòng)機(jī)額定功率為P，在水平軌道運(yùn)行階段所受阻力恒為f。艦載機(jī)在A處以額

7、定功率啟動(dòng)，同時(shí)開啟電磁彈射系統(tǒng)，它能額外給艦載機(jī)提供水平向右、大小為F的恒定推力。經(jīng)歷時(shí)間t1，艦載機(jī)運(yùn)行至B處，速度達(dá)到v1，電磁彈射系統(tǒng)關(guān)閉。艦載機(jī)繼續(xù)以額定功率加速運(yùn)行至C處，經(jīng)歷的時(shí)間為t2，速度達(dá)到v2。此后，艦載機(jī)進(jìn)入傾斜曲面軌道，在D處離開航母起飛。請(qǐng)根據(jù)以上信息求解下列問題。(1)電磁彈射系統(tǒng)關(guān)閉的瞬間艦載機(jī)的加速度。(2)水平軌道AC的長度。(3)若不啟用電磁彈射系統(tǒng)，艦載機(jī)在A處以額定功率啟動(dòng)，經(jīng)歷時(shí)間t到達(dá)C處，假設(shè)速度大小仍為v2，則艦載機(jī)的質(zhì)量應(yīng)比啟用電磁彈射系統(tǒng)時(shí)減少多少？(該問AC間距離用x表示)【解析】(1)根據(jù)功率表達(dá)式可得F1=Pv1由牛頓第二運(yùn)動(dòng)定律F1-f=ma得a=Pv1m-fm(2)艦載機(jī)在A處以額定功率啟動(dòng)，同時(shí)開啟電磁彈射系統(tǒng)，它能額外給艦載機(jī)提供水平向右、大小為F的恒定推力。經(jīng)歷時(shí)間t1，艦載機(jī)運(yùn)行至B處，速度達(dá)到v1，AB長度設(shè)為x1，由動(dòng)能定理Pt1+Fx1-fx1=12mv12電磁彈射系統(tǒng)關(guān)閉。艦載機(jī)繼續(xù)以額定功率加速運(yùn)行至C處，經(jīng)歷的時(shí)間為t2，速度達(dá)到v2，BC長度設(shè)為x2。同理得Pt2-fx2=12mv22-12mv12艦載機(jī)總位移AC=x1+x2聯(lián)式解得AC=12mv12-Pt1F-f+Pt2+12mv12-12mv