第16讲　功　功率（解析版）_04高考物理_新高考复习资料_2024新高考复习资料_一轮复习资料_完划重点2024年高考一轮复习精细讲义

t ，由P＝知 < ，A、 A B A B B错；由匀变速直线运动公式可知落地时两物体的速度大小相同，方向不同，重力的 瞬时功率P＝mgvsin θ，P ＝mgv，显然P

m 、ρ ＝ρ 可知a >a ，故C错误；因甲、乙位移相同，由v2＝2ax 甲 乙 甲 乙 甲 乙 可知，v >v ，B正确；由x＝at2可知，t f ，则W >W ，D正确． 甲 乙 甲克服 乙克服 15．一起重机用钢绳提起静止在地面上的重物，开始在竖直方向上做匀加速运动， 然后做匀速运动。重物上升高度为h，运动时间为t，加速度为a，动能为E，起重机 k 资料整理【淘宝店铺：向阳百分百】功率为P，下列图像能描述上述过程的是（ ） A． B． C． D． 【答案】C 【详解】A．重物开始在竖直方向上做匀加速运动，则 图像是开口向上的抛物线，故A错误； B．重物开始在竖直方向上做匀加速运动，然后做匀速运动。 图像先是与时间轴平 行且不为零的直线，然后加速度为零，故B错误； C．重物开始在竖直方向上做匀加速运动时，由牛顿第二定律得 解得起重机的拉力 起重机的功率 图像是过原点的倾斜的直线；重物匀速运动时，起重机的拉力 起重机的功率 则起重机的功率为定值，故C正确； D．重物开始在竖直方向上做匀加速运动时的动能 资料整理【淘宝店铺：向阳百分百】图像是过原点的倾斜的直线，故D错误。 故选C。 16．如图所示，固定于竖直面内的粗糙斜杆长为1m，杆与水平方向的夹角为 30°，质量为1kg的小球套在杆上，小球与杆间的动摩擦因数为 ，小球在恒定拉力F 作用下，沿杆由底端匀速运动到顶端。已知拉力F的方向与杆在同一竖直平面内，且 与水平方向的夹角大于30°，重力加速度g=10m/s2。则下列说法错误的是（ ） A．拉力F与杆之间的夹角为30°时，F的值最小 B．拉力F的最小值为 C．拉力F的大小可能为15N D．拉力F做功的最小值为5J 【答案】C 【详解】AB．若F的值较小，则杆对小球的弹力方向垂直于杆向上，小球匀速运动， 令F与沿杆方向的夹角为 ，根据平衡条件有 Fcosα=mgsin30°+μN，N=mgcos30°-Fsinα 整理得 Fcosα+μFsinα=10N 即有 令 y=cosα+μsinα 对函数求导 当该导数等于0时，解得 资料整理【淘宝店铺：向阳百分百】， 则有 即拉力F与杆之间的夹角为30°时，拉力F的最小值为 ，AB正确，不符合题意； C．当F=15N时，设力F与杆之间的夹角为θ，小球匀速运动，结合上述，根据平衡条 件，在沿杆方向上有 Fcosθ=mgsin30°+μ（mgcos30°﹣Fsinθ） 整理得 Fcosθ+μFsinθ=mg 根据三角函数关系可得 由于小球沿杆向上做匀速运动，则有 0<θ<60° 可知方程 无解，即拉力F的大小不可能为15N，C错误，符合题意； D．当拉力F做功最小时，摩擦力为零，则有 mgcos30°-Fsinα=0，Fcosα=mgsin30° 解得 F=mg，α=60° 拉力的最小功为 W=Flsin30°=5J D正确，不符合题意。 故选C。 17．如图所示，在光滑水平面上静置着一个质量为 ，倾角为 的斜面体C，质 量均为 的A、B两物体叠放在一起以一定的初速度先沿光滑的斜面向上滑，然后沿斜 面向下滑，该过程中一直用水平力 作用于斜面体上使斜面体静止不动。已知A、B间 的动摩擦因数为 ，重力加速度为 ，则（ ） 资料整理【淘宝店铺：向阳百分百】A．水平力 B．A、B相对斜面上滑时A所受摩擦力对A做正功 C．A、B沿斜面下滑时，B物体对A做正功 D．欲使A、B速度减为零后能与斜面保持相对静止，作用力应突变为 【答案】D 【详解】A．无论A、B沿斜面上滑或者下滑，A、B对C都只有垂直斜面向下方向的压 力，对C分析，水平方向上满足 对A、B整体分析有 根据牛顿第三定律有 解得 A错误； B．A、B相对斜面上滑时，A、B整体向上做减速运动，加速度方向沿斜面向下，因此 A所受摩擦力一定水平向左，而A速度方向沿斜面向上，位移方向沿斜面向上，摩擦 力和位移之间夹角大于90°，根据 ， 由于夹角大于90°时，做功为负值，即A、B相对斜面上滑时A所受摩擦力对A做负功， B错误； C．A、B沿斜面下滑时，A、B整体向下做加速运动，加速度方向沿斜面向下，在此过 程中，A的加速度大小和A、B整体的加速度大小相同，大小为 由于A所受重力沿斜面的分力产生的加速度也为 ，可知A所受的摩擦力和支持 资料整理【淘宝店铺：向阳百分百】力的合力一定与斜面垂直，即B物体对A物体不做功，C错误； D．A、B速度减为零后能与斜面保持相对静止，只有 A、B、C一起向左做匀加速直线 运动，对A、B分析有 对A、B、C整体分析有 解得 D正确。 故选D。 18．我国新能源汽车发展迅速，2022年仅比亚迪新能源汽车全年销量为186.35万 辆，位列全球第一、如图所示为比亚迪某型号汽车某次测试行驶时的加速度和车速倒 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30m/s，则（ ） A．汽车匀加速所需时间为5s B．汽车以恒定功率启动 C．汽车所受阻力为 D．汽车在车速为5m/s时，功率为 【答案】A 【详解】B．由图知，汽车以恒定加速度启动，汽车匀加速运动的加速度为2m/s2，故 B错误； A．汽车匀加速运动的末速度 资料整理【淘宝店铺：向阳百分百】解得 v=10m/s 匀加速运动的时间 故A正确； C．由图可知汽车的最大速度为30m/s，此时汽车做匀速直线运动，有 F=f 则 P=f×30 当 时，a＝2m/s2，根据牛顿第二定律得 即 联立解得 ，P=6×104W 故C错误； D．根据牛顿第二定律，汽车匀加速运动时有 F-f=ma 代入数据得 F＝f+ma＝2×103N+2×103×2N＝6×103N 车速为5m/s时，功率为 P＝Fv＝6×103×5W＝3×104W 故D错误。 故选A。 19．（多选）若升降机速度由v 增大至v 的过程重物上升高度为h，所用时间为 1 2 t，此过程中忽略摩擦阻力及空气阻力，重力加速度为g．有关此过程下列说法正确的 是 ( ) A．钢丝绳的最大拉力为 资料整理【淘宝店铺：向阳百分百】B．升降机的最大速度 C．升降机速度由v 增大至v 的过程中，起重机对重物做功为 1 2 D．升降机速度由v 增大至v 的过程中，起重机对重物做功为 1 2 【答案】BC 【详解】A、匀加速阶段拉力最大，故最大拉力为 ；故A错误． B、当重力等于拉力时，速度最大为： ，故B正确． C、D、速度由v1增大至v2的过程中，功率为： ，故速度由v1增大至v2的过 程，起重机对重物做功为 ，或者根据动能定理得出，起重机对重物做功为： ,故C正确，D错误． 故选BC． 【点睛】本题考查的是汽车的启动方式，对于汽车的两种启动方式，恒定加速度启动 和恒定功率启动，对于每种启动方式的汽车运动的过程一定要熟悉． 20．（多选）如图所示，质量m=2kg的物体（可看质点）静置在倾角为37°粗糙斜 面上的A点，现利用固定在B点的电动机通过跨过斜面顶端光滑小定滑轮的轻绳将该 物体从A点拉升到斜面顶端O点，轻绳均与所在的斜面和平面平行。物体与斜面间的 动摩擦因数μ=0.25，轻绳可承受最大的力F=20N，电动机的额定功率P=320W，AO的 距离s=175m。若要用最短的时间将物体拉到斜面顶端O点，且物体到达O点前已经达 到最大速度。则（已知sin37°=0.6，重力加速度取g=10m/s2）（ ） A．物体运动过程中的最大速度v=16m/s B．物体上升过程中最大的加速度a =2m/s2 m C．在将物体从A拉到O点的过程中，电动机共做功3200J D．物体从A运动到O共用时14s 资料整理【淘宝店铺：向阳百分百】【答案】BCD 【详解】A．对物体受力分析，当 拉力最小，速度最大，根据 代入数据解得 故A错误； B．根据 物体向上加速，拉力F越来越小，故当F=20N时，加速度最大，根据牛顿第二定律有 代入数据解得 故B正确； C．根据功能关系，可知在将物体从A拉到O点的过程中，电动机共做功为 故C正确； D．若要用最短的时间将物体拉到斜面顶端 O 点，则物体必须先以最大加速度 做匀加速运动，再做变加速运动，最后做匀速运动；设经过 ，物体做匀加 速运动的速度达到最大，此时功率也刚好达到额定功率，根据 解得匀加速直线运动的最大速度为 则匀加速运动的时间为 则匀加速运动的位移为 资料整理【淘宝店铺：向阳百分百】设再经过 达到O点，此过程功率保持不变，为额定功率，根据动能定理有 解得 故物体从A运动到O的总时间为 故D正确。 故选BCD。 21．（多选）汽车从静止开始以加速度a 匀加速启动，最后做匀速运动。已知汽 0 车的额定功率为P，运动过程中所受的阻力恒为F，汽车的速度v随时间t及加速度 0 a、牵引力F和功率P随速度v变化的图象如图所示，其中可能正确的是（ ） A． B． C． D． 【答案】ACD 【详解】B．汽车开始做初速度为零的匀加速直线运动，当达到额定功率 时，匀加速 过程结束，然后做加速度逐渐减小的加速运动，直至最后做匀速运动，加速度为零， 故B错误。 资料整理【淘宝店铺：向阳百分百】ACD．在匀加速阶段，有 故 为恒力；功率 随速度均匀增大，设匀加速过程结束时的速度为 ，有 故 最后做匀速运动（速度为 ）时，加速度 牵引力 额定功率 故 匀加速运动结束后，汽车以额定功率行驶，到汽车匀速行驶前，汽车的牵引力 F随速 度 的增大而减小，满足 综上所述，可知选项A、C、D均可能正确，故ACD正确。 故选ACD。 资料整理【淘宝店铺：向阳百分百】资料整理【淘宝店铺：向阳百分百】