专题6.4 与功和功率相关的图象问题（基础篇）（解析版）.doc

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),=8s时,【参考答案】AD【名师解析】根据速度时间图线知,匀加速直线运动的加速度:a1==m/s2=15m/s2,匀减速直线运动的加速度a2==m/s2=10m/s2,根据牛顿第二定律得F-μmgcosθ-mgsinθ=ma1,撤去F后,由牛顿第二定律得μmgcosθ+mgsinθ=ma2,解得F=50N,μ=,A正确;由图象的“面积”求得小物块上升的最大位移x=m=75m,摩擦力做的功Wf=μmgcosθ·x=×2×10×cos37°×75J=600J,B错误;5~8s内物体的位移大小为x′=×3×(0+6)m=9m,t=8s时,小物体在A点上方且距A点的距离为x-x′=(75-9)m=66m,C错误;物体向下运动的加速度a3===2m/s2,运动返回到A点的速度v==m/s=10m/s,物体的动能Ek=mv2=×2×2J=300J,.(2019河南示范性高中联考)如图甲所示静止在水平地面上的滑块在水平拉力F作用下从t=0时刻起,其加速度大小a随时间t的变化规律如图乙所示。已知滑块质量m=1kg,与地面间的动摩擦因数μ=,g=10m/s2原创精品资源学科网独家享有版权,侵权必究!2。则下列判断正确的是()=2s时,=5s时,~5s内,水平拉力F的冲量为15N·~5s内,【参考答案】AC【名师解析】a-t图像与时间轴围成的面积等于滑块在某时刻的速度大小,由此求解t=2s时滑块的速度;根据动量定理求解水平拉力F的冲量;根据动能定理判断水平拉力F所做的功;a-t图像与时间轴围成的面积等于滑块在某时刻的速度大小,由图像可知,当t=2s时,a=,,选项A正确;t=5s时,水平力F与摩擦力大小相等,摩擦力大小f=μmg=2N,选项B错误;5s时滑块的速度大小为;0-5s内水平拉力F的冲量为,解得IF=15N?s,选项C正确;由动能定理可知合力做的功,,选项D错误;故选AC.【关键点拨】此题关键是要搞清a-t图像的物理意义,知道a-t图像的面积表示速度;.(2018云南昭通五校联考)质量为2×103kg的汽车由静止开始沿平直公路行驶,,设阻力恒定,则( )×,加速度为3m/,加速度为1m/s23原创精品资源学科网独家享有版权,侵权必究!×104W【参考答案】CD【名师解析】当牵引力等于阻力时,速度最大,由图线可知阻力大小f=2000N,故A错误;倾斜图线的斜率表示功率,可知P=fv=2000×30W=60000W,车速为5m/s时,汽车做匀加速直线运动,加速度a=m/s2=2m/s2,故B错误;当车速为15m/s时,牵引力F==N=4000N,则加速度a==m/s2=1m/s2,故C正确;汽车的最大功率等于额定功率,等于60000W,.(2018中原名校联盟质检)如图甲所示,水平面上一质量为m的物体在水平力F作用下开始加速运动,力F的功率P保持恒定,运动过程中物体所受的阻力f大小不变,物体速度最终达到稳定值vm,,根据图像所给信息可知以下说法中正确的是()、【题型分析】此题以物体速度的倒数与加速度a的关系图像给出解题信息,考查功率、牛顿运动定律及其相关知识点,意在考查灵活运用相关知识分析问题的能力。【名师解析】当加速度为零时,物体做匀速运动,加速度为零,此时的牵引力等于阻力,速度为最大值,最大速度vm=1/=10m/s;由功率的计算公式可得P=Fv,而F-f=ma,联立可得=a+f/P,物体速度的倒数与加速度a的关系图像斜率为k=m/P,纵轴截距为f/P=,因此可求出m、f和vm,选项A正确,B、,无法求解物体加速运动的时间,选项D错误.【参考答案】A5.(2018江西赣中南五校联考)质量为m的汽车在平直路面上启动,启动过程的速度—,整个运动过程中汽车所受阻力恒为Ff,~t1时间内,汽车的牵引力做功的大小等于汽车动能的增加量()4原创精品资源学科网独家享有版权,侵权必究!~t2时间内,汽车的功率等于(m+Ff)=(+1)~t2时间内,汽车的平均速度等于【参考答案】.BC【命题意图】本题考查汽车的启动、动能定理、速度图象、功率及其相关的知识点,意在考查运用相关知识解决实际问题的能力。【解题思路】0~t1时间内,汽车加速度a=,由牛顿第二定律F-Ff=ma,解得:F=m+Ff。t1~t2时间内,汽车的功率P=Fv1=(m+Ff)v1,选项B正确;由P=Ffv2可得汽车运动的最大速度v2=P/Ff=(+1)v1,选项C正确;根据动能定理,0~t1时间内,汽车的牵引力做功的大小减去克服阻力做功等于汽车动能的增加量,选项A错误;t1~t2时间内,汽车的平均速度大于,选项D错误。6、一物体在粗糙的水平面上受到水平拉力作用,在一段时间内的速度随时间变化情况如图3所示。则拉力的功率随时间变化的图象可能是(g取10m/s2)( )【参考答案】D【名师解析】由图知在0~t0时间内,物体做初速度为零的匀加速运动,v=at;由牛顿第二定律得F-Ff=ma,则拉力的功率P=Fv=(Ff+ma)v=(Ff+ma)at;在t0时刻以后,物体做匀速运动,v不变,则F=Ff,P=Fv=Ffv,P不变,故选项D正确。7.(2018·宜昌期中联考)一辆汽车在平直的公路上运动,运动过程中先保持某一恒定加速度,后保持恒定的功率,其牵引力与速度的关系图像如图所示。若已知汽车的质量m、牵引力F1和速度v1及该车所能达到的最大速度v3,则根据图像所给的信息,下列说法正确的是( )6原创精品资源学科网独家享有版权,侵权必究!,其大小为【参考答案】A【名师解析】由题图F-v图像可知,汽车运动中的最大功率为F1v1,选项A正确;当汽车达到最大速度v3时牵引力等于阻力f,由fv3=F1v1可得,汽车行驶中所受的阻力为f=,选项C错误;由题意可得F2v2=F1v1,则速度为v2时汽车的牵引力F2=,加速度的大小为a==-,选项B错误;加速度恒定时,加速度大小为a=,选项D错误。8.(2016·辽宁大连高三月考)一滑块在水平地面上沿直线滑行,t=0时速率为1m/s。从此刻开始在与速度平行的方向上施加一水平作用力F。力F和滑块的速度v随时间的变化规律分别如图甲、乙所示,则(两图取同一正方向,取g=10m/s2)( )-【参考答案】BD 【名师解析】由v-t图象的斜率表示加速度可得,滑块的加速度a=1m/s2,由两图知,第1s内有,Ff+F=ma,第2s内有,F′-Ff=ma,代入数据得,Ff=1N,m=2kg,又由Ff=μmg可得,动摩擦因数μ=,A错误,B正确;由v-t图象与时间轴所围的面积表示位移可得,滑块在第1s内的位移为x=×1×1m=,则第1s内摩擦力对滑块做功为-,故C错误;根据v-t图象可知,第2s内的平均速度==m/s=,所以第2s的平均功率6原创精品资源学科网独家享有版权,侵权必究!P=F′=3×=,故D正确。9.(2016·河北沧州高三月考)某物体在竖直方向上的力F和重力作用下,由静止向上运动,物体动能随位移变化图象如图所示,已知0~h1段F不为零,h1~h2段F=0,则关于功率下列说法正确的是( )~h2段,~h1段,~h2段,~h2段,合力的功率可能先增大后减小【参考答案】BC 【名师解析】根据物体动能随位移变化图象可知,动能先增大后减小,物体的速度先增大后减小,0~h2段,重力的功率(负功率)先增大后减小,选项A错误。力F大于重力,合力方向竖直向上,0~h1段,F的功率可能先增大后减小,选项B正确。0~h2段,合力的功率可能先增大后减小,选项C正确。h1~h2段,物体速度减小,合力的功率减小,选项D错误。10.(2016·山东师大附中高三月考)质量为m的物体放在水平面上,它与水平面间的动摩擦因数为μ,重力加速度为g。用水平力拉物体,运动一段时间后撤去此力,最终物体停止运动。物体运动的v-t图象如图所示。下列说法正确的是( )=~~3t0时间内物体克服摩擦力做功的平均功率为μmgv0【参考答案】BD 7原创精品资源学科网独家享有版权,侵权必究!【名师解析】根据v-t图象的斜率表示加速度,则匀加速运动的加速度大小a1=,匀减速运动的加速度大小a2=,根据牛顿第二定律得,F-Ff=ma1,Ff=ma2,解得,F=,A错误;根据图象与坐标轴围成的面积表示位移,则物体在3t0时间内位移大小为x=v0t0,B正确;0~t0时间内的位移x′=v0t0,则0~3t0时间内水平拉力做的功W=Fx′=mv,故C错误;0~3t0时间内物体克服摩擦力做功W=Ffx=v0t0μmg,则在0~3t0时间内物体克服摩擦力做功的平均功率为==μmgv0,故D正确。11.(2015·江苏南通高三期末),并成功着陆。假设他沿竖直方向下落,其v-t图象如图所示,则下列说法中正确的是( )~~~t2时间内运动员的平均速度<~t4时间内重力对运动员所做的功等于他克服阻力所做的功【参考答案】BC 【名师解析】0~t1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;t1~t2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;t1~t2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;t2~t4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。12.(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( )8原创精品资源学科网独家享有版权,侵权必究!【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。13.(2015·新课标全国Ⅱ,17)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的变化如图所示。假定汽车所受阻力的大小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( )【参考答案】A 【名师解析】当汽车的功率为P1时,汽车在运动过程中满足P1=F1v,因为P1不变,v逐渐增大,所以牵引力F1逐渐减小,由牛顿第二定律得F1-f=ma1,f不变,所以汽车做加速度减小的加速运动,当F1=f时速度最大,且vm==。当汽车的功率突变为P2时,汽车的牵引力突增为F2,汽车继续加速,由P2=F2v可知F2减小,又因F2-f=ma2,所以加速度逐渐减小,直到F2=f时,速度最大vm′=,以后匀速运动。综合以上分析可知选项A正确。14.(2016年山东省烟台市诊断)如图所示,滑块以初速度v0滑上表面粗糙的固定斜面,、加速度a、动能Ek、重力对滑块所做的功W与时间t或位移x关系的是(取初速度方向为正方向)10原创精品资源学科网独家享有版权,侵权必究!【参照答案】AD 【名师解析】滑块以初速度v0滑上表面粗糙的固定斜面,;上滑和下滑滑块的加速度方向都向下,加速度图象B错误。动能为标量且一定为正值,图象C错误。由做功的定义式,上滑时重力对滑块所做的功W为负值,下滑时重力对滑块所做的功W也为负值,且,返回出发点,位移为零,全过程重力对滑块所做的功W=0,选项D正确。15.(2016河南名校质检)如图甲所示,、=10m/( ) ====【参照答案】CD 【名师解析】本题考查了受力分析、牛顿第二定律、功、,根据速度—时间图象可知,物体的加速度为2m/s2,第3s内,物体做匀速直线运动,F=f=2N,所以根据牛顿第二定律有3-μmg=2m,2=μmg,解得m=,μ=,A、B选项错误;第2s内物体运动的位移为1m,摩擦力为2N,克服摩擦力做的功W=,C选项正确;前2s内推力F做功为3J,平均功率=,.(15分)(2019南京六校联考)一个物体放在足够大的水平地面上,如图甲,若用水平变力拉动,,改用图丙中周期性变化的水平力10原创精品资源学科网独家享有版权,侵权必究!F作用(g取10m/s2).求:(1)物体的质量及物体与地面间的动摩擦因数.(2)求周期力作用下物体在一个周期内的位移大小.(3)-2-1F/N-4012F/N2481012t/s6丙【名师解析】(1)由牛顿第二定律得:F-μmg=ma(2分)变形得:(1分)结合图象得:m=4kg;μ=(2分)(2)0~2s:(2分)2s~4s:(1分)由以上式可知:一个周期内的位移为x1=2s1=8m(2分)(3)20s即5个周期通过的位移x10=5×8=40m(1分)第21秒通过的位移(2分)前21秒物体运动时拉力F做的功W=5(F1×s1+F2×s1)+F1×x′=172J(2分)2.(2016·江苏南通高三期末)(20分)一物体在一个水平拉力作用下在粗糙水平面上沿水平方向运动的v-t图象如图甲所示,水平拉力的P-t图象如图乙所示,g=10m/s2,图中各量的单位均为国际单位制单位。(1)若此水平拉力在6s内对物体所做的功相当于一个恒定力F′沿物体位移方向所做的功,则F′多大?(2)求物体的质量及物体与水平面间的动摩擦因数。