高考物理100考点最新模拟题千题精练专题6.4与功和功率相关的图象问题(基础篇)(含解析)

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1、专题6.4与功和功率相关的图象问题(基础篇)一.选择题1.(2019全国高考猜题卷6)如图甲所示,质量为m=2kg的物体(可视为质点)在平行于斜面向上的拉力F作用下从粗糙斜面上的A点沿斜面向上运动,t=2s时撤去拉力F,其在斜面上运动的部分vt图象如图乙所示.已知斜面倾角θ=37°,斜面固定且足够长,取g=10m/s2,sin37°=0.6,cos37°=0.8,下列说法中正确的是(  )A.拉力F的大小为50NB.小物体在斜面上从A点运动到最高点的过程中,克服摩擦力做的功为850JC.t=8s时,小物体在A点上方且距A点的距离为15mD.小物体返回时经过A点的动能为300

2、J【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=0.5,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=0.5×2×10×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

3、′=(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,D正确.2.(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=0.2,g=10m/s2。则下列判断正确的是()A.t=2s时,滑块的速度大小为3.2m/sB.t=5s时,水平拉力F为零C.0~5s内,水平拉力F的冲量为15N·sD.0~5s内,水平拉力F所做的功为12.5

4、J【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=1.2m/s2,,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,所以水平拉力F的功大于12.5J,选项D错误;故选AC.【关键点拨】此题关键是要搞清a

5、-t图像的物理意义,知道a-t图像的面积表示速度;能灵活运用动量定理和动能定理解题.3.(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,行驶过程中牵引力F和车速倒数的关系图象如图所示.已知行驶过程中最大车速为30m/s,设阻力恒定,则(  )A.汽车所受阻力为6×103NB.汽车在车速为5m/s时,加速度为3m/s2C.汽车在车速为15m/s时,加速度为1m/s2D.汽车在行驶过程中的最大功率为6×104W【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

6、=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,故D正确.4.(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,作用过程物体速度的倒数与加速度a的关系图像如图乙所示.仅在已知功率P的情况下,根据图像所给信息可知以下说法中正确的是()A.可求

7、出m、f和vmB.不能求出mC.不能求出fD.可求出加速运动时间【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=1/0.1m/s=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=0.1,因此可求出m、f和vm,选项A

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1、专题6.4与功和功率相关的图象问题(基础篇)一.选择题1.(2019全国高考猜题卷6)如图甲所示,质量为m=2kg的物体(可视为质点)在平行于斜面向上的拉力F作用下从粗糙斜面上的A点沿斜面向上运动,t=2s时撤去拉力F,其在斜面上运动的部分vt图象如图乙所示.已知斜面倾角θ=37°,斜面固定且足够长,取g=10m/s2,sin37°=0.6,cos37°=0.8,下列说法中正确的是(  )A.拉力F的大小为50NB.小物体在斜面上从A点运动到最高点的过程中,克服摩擦力做的功为850JC.t=8s时,小物体在A点上方且距A点的距离为15mD.小物体返回时经过A点的动能为300

2、J【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=0.5,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=0.5×2×10×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

3、′=(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,D正确.2.(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=0.2,g=10m/s2。则下列判断正确的是()A.t=2s时,滑块的速度大小为3.2m/sB.t=5s时,水平拉力F为零C.0~5s内,水平拉力F的冲量为15N·sD.0~5s内,水平拉力F所做的功为12.5

4、J【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=1.2m/s2,,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,所以水平拉力F的功大于12.5J,选项D错误;故选AC.【关键点拨】此题关键是要搞清a

5、-t图像的物理意义,知道a-t图像的面积表示速度;能灵活运用动量定理和动能定理解题.3.(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,行驶过程中牵引力F和车速倒数的关系图象如图所示.已知行驶过程中最大车速为30m/s,设阻力恒定,则(  )A.汽车所受阻力为6×103NB.汽车在车速为5m/s时,加速度为3m/s2C.汽车在车速为15m/s时,加速度为1m/s2D.汽车在行驶过程中的最大功率为6×104W【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

6、=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,故D正确.4.(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,作用过程物体速度的倒数与加速度a的关系图像如图乙所示.仅在已知功率P的情况下,根据图像所给信息可知以下说法中正确的是()A.可求

7、出m、f和vmB.不能求出mC.不能求出fD.可求出加速运动时间【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=1/0.1m/s=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=0.1,因此可求出m、f和vm,选项A

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