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新教材高考物理一轮复习课时规范练15功和功率含答案
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这是一份新教材高考物理一轮复习课时规范练15功和功率含答案，共10页。
1.(正负功的判断)载人飞行包是一个单人低空飞行装置,其发动机用汽油作为燃料提供动力,可以垂直起降,也可以快速前进。则在飞行包(包括人)竖直匀速降落的过程中(空气阻力不可忽略),下列说法正确的是( )
A.发动机对飞行包做正功
B.飞行包的重力做负功
C.空气阻力对飞行包做负功
D.飞行包的合力做负功
2.(功率的计算)(2022甘肃金昌期末)如图所示,质量为2 kg的物体以10 m/s的初速度水平抛出,经过2 s落地。g取10 m/s2。关于重力做功的功率,下列说法正确的是( )
A.下落过程中重力的平均功率是400 W
B.下落过程中重力的平均功率是100 W
C.落地前的瞬间重力的瞬时功率是200 W
D.落地前的瞬间重力的瞬时功率是400 W
3.(功率的计算)在抢险救灾工作中常见到直升机的身影,如图所示,直升机悬停在空中,用绳索将伤员由静止向上吊起,绳索对伤员做功的功率恒定,则在伤员加速上升的过程中(不计空气阻力),下列说法正确的是( )
A.绳索对伤员的拉力越来越大
B.伤员克服重力做功的功率恒定
C.伤员运动的速度变化得越来越快
D.合力对伤员做功的功率越来越小
4.(图像法求功)用铁锤把钉子钉入木板,设木板对钉子的阻力与钉进木板的深度成正比。已知铁锤第一次将钉子钉进深度d,如果铁锤第二次敲钉子时对钉子做的功与第一次相同,那么,第二次钉子进入木板的深度为( )
A.(3-1)dB.(2-1)d
C.(5-1)d2D.22d
5.(多选)(功、功率的计算)图甲、乙是一辆质量为m=6×103 kg的公共汽车在t=0和t=4 s末两个时刻的照片。当t=0时,汽车刚启动(汽车的运动可看成匀加速直线运动)。图丙是车内横杆上悬挂的拉手环经放大后的图像,测得θ=15°。根据题中提供的信息,可以估算出的物理量有( )
A.汽车的长度
B.4 s末汽车的速度
C.4 s内汽车牵引力所做的功
D.4 s末汽车牵引力的功率
6.(功率与机车启动)(2023广东广州五校联考期末)人们生活中出现越来越多的环保电动自行车,这种轻便的交通工具受到许多上班族的喜爱。下表是一辆电动自行车铭牌上的技术参数。若质量为70 kg的人骑此电动自行车沿平直公路行驶的v-t图像如图所示,所受阻力大小恒为车重(包括载重)的150,重力加速度g取10 m/s2,下列说法正确的是( )
A.匀速阶段牵引力大小为25 N
B.匀速阶段电动机的输出功率为400 W
C.匀加速阶段牵引力大小为50 N
D.匀加速阶段电动机的输出功率随时间均匀增大
7.(机车的功率问题)动车组是指几节自带动力车厢与几节不带动力车厢的编组。某城际电力动车组由6节车厢编组而成,每节车厢的质量均为m=5×104 kg,其中第1节和第4节车厢带有动力,牵引电机的额定功率分别为P1=1.8×107 W和P2=1.2×107 W。该动车组以a=2 m/s2的加速度沿水平直轨道由静止开始匀加速启动,当第1节车厢的牵引电机达到额定功率时,第4节车厢的牵引电机立即启动,动车组行驶过程中受到的阻力为车重的110,重力加速度g取10 m/s2。求:
(1)从动车组开始启动到第4节车厢的牵引电机启动所经历的时间;
(2)当动车组的速度为50 m/s时,第4节车厢对第5节车厢的拉力大小。
素养综合练
8.(2022四川成都外国语学校期末)一辆汽车由静止开始沿平直公路行驶,汽车所受牵引力F随时间t变化关系图线如图所示。若汽车的质量为1.2×103 kg,阻力恒定,汽车的最大功率恒定,则以下说法正确的是( )
A.汽车的最大功率为5×104 W
B.汽车匀加速运动阶段的加速度为256 m/s2
C.汽车先做匀加速运动,然后再做匀速直线运动
D.汽车从静止开始到12 s内的位移是60 m
9.(2022陕西宝鸡模拟)汽车运输规格相同的两块楼板时,为了保证安全,底层楼板固定在车厢上,上层楼板按如图所示方式放置于底层楼板上。汽车先以a1=2 m/s2的加速度启动,然后以v=10 m/s的速度匀速运动,最后以a2=10 m/s2的加速度刹车至静止。已知每块楼板的质量为200 kg,楼板间的动摩擦因数为0.8,最大静摩擦力等于滑动摩擦力,整个过程楼板不会掉落,也不会撞上驾驶室,g取10 m/s2,则( )
A.启动时楼板之间的摩擦力大小为1 600 N
B.刹车时楼板之间的摩擦力大小为400 N
C.启动时楼板间因摩擦产生的热量为2 000 J
D.刹车时楼板间因摩擦产生的热量为2 000 J
10.(多选)一辆汽车从静止开始以恒定功率P启动,若汽车行驶过程中受到的阻力恒定,其加速度与速度的倒数的关系如图所示,图像斜率为k,横截距为b,则( )
A.汽车所受阻力为Pb
B.汽车的质量为Pk
C.汽车的最大速度为1b
D.汽车从静止到获得最大速度的时间为12kb2
11.(多选)(2023山东泰安模拟)共享电动车已经成为我们日常生活中不可或缺的重要交通工具,某共享电动车和驾驶员的总质量为100 kg,行驶时所受阻力大小为车和人所受总重力的110,电动车从静止开始以额定功率在水平公路上沿直线行驶,5 s内行驶了20 m,速度达到4 m/s。重力加速度g取10 m/s2,下列说法正确的是( )
A.该电动车的额定功率为560 W
B.该电动车的额定功率为400 W
C.在这次行驶中,该电动车行驶的最大速度为4 m/s
D.在这次行驶中,该电动车行驶的最大速度为5.6 m/s
12.(2023福建厦门期末)中国航天科工研发的“人体高速弹射”装置为运动员的高质量训练提供了科技支持。该装置的简化作用过程如图所示,运动员在赛道加速段受到装置的牵引加速,迅速达到指定速度后练习转弯技术。某次训练中,质量为m=60 kg(含身上装备)的运动员仅依靠F=600 N的水平恒定牵引力从静止开始加速运动了x=20 m的距离,然后保持恒定速率通过半径为R=10 m的半圆形弯道,过弯时冰刀与冰面弯道凹槽处的接触点如放大图所示。忽略一切阻力,重力加速度g取10 m/s2,求:
(1)运动员被加速后的速率v及加速过程中牵引力的平均功率P;
(2)运动员过弯道上A点时,冰面对运动员作用力的大小。
答案：
1.C 解析 飞行包(包括人)在竖直匀速降落的过程中,发动机的动力向上,则发动机对飞行包做负功,故A错误;高度下降,飞行包的重力做正功,故B错误;空气阻力竖直向上,与位移方向相反,则空气阻力对飞行包做负功,故C正确;飞行包匀速运动,合力为零,则飞行包的合力不做功,故D错误。
2.D 解析 整个过程重力做功W=mgh,又h=12gt2,解得W=400 J,则重力的平均功率P=Wt=4002 W=200 W,故A、B错误;落地瞬间竖直分速度为vy=gt=10×2 m/s=20 m/s,则重力的瞬时功率为P=mgvy=20×20 W=400 W,故C错误,D正确。
3.D 解析 绳索对伤员的拉力做功的功率不变,而伤员加速上升,速度增大,由P=Fv可知,绳索对伤员的拉力F越来越小,A错误;速度增大,由P1=mgv可知,伤员克服重力做功的功率不断增大,B错误;F在减小,由F-mg=ma可知,伤员运动的加速度越来越小,速度变化得越来越慢,C错误;合力对伤员做功的功率P合=(F-mg)v=P-mgv,由于P不变,速度越来越大,则合力对伤员做功的功率越来越小,D正确。
4.B 解析 据题意设钉子受的阻力与进入木板深度关系为F=kx,作F-x图像如图所示,则图像与横轴所围成图形的面积表示阻力功的大小,由能量关系知W锤=W阻。又因为两次W锤相等,故S△=S梯,即d·kd2=kd+k(d+d2)2·d2,所以d2=(2-1)d,选项B正确。
5.AB 解析 从题图丙可知,汽车的加速度为gtan θ,题中还给出了初速度和运动的时间,根据s=v0t+12at2和v=v0+at可求出汽车的位移(即汽车的长度)和4 s末汽车的速度,故A、B正确;根据F=ma可求合力,继而可求出合力做的功,但不能求出牵引力做的功,C错误;因牵引力大小未知,所以牵引力的功率无法求出,故D错误。
6.D 解析 匀速阶段,由平衡条件可知,电动自行车的牵引力F=Ff=k(m人+m)g=0.02×(70+30)×10 N=20 N,电动自行车此时的功率为P=Fv=20×5 W=100 W,故A、B错误;由v-t图像可知在匀加速阶段,加速度为a=ΔvΔt=5-010 m/s2=12 m/s2,由牛顿第二定律得F'-Ff=(m人+m)a,代入数据解得F'=70 N,故C错误;匀加速阶段,牵引力为定值,速度v随时间均匀增大,由P=Fv可知,电动自行车此时的功率随时间也是均匀增大,故D正确。
7.答案 (1)10 s (2)2×105 N
解析 (1)设从动车组开始启动到第4节车厢牵引电机启动经历的时间为t,电机的牵引力为F1,第4节车厢牵引电机启动时动车组的速度为v1,有F1-110×6mg=6ma
P1=F1v1
v1=at
解得t=10 s。
(2)设当第4节车厢牵引电机刚好达到额定功率时,列车速度为v2,有P1+P2=F1v2
解得v2=1003 m/s<50 m/s
所以v3=50 m/s时,有P1+P2v3-110×6mg=6ma'
对第5、6节车厢,有F2-110×2mg=2ma'
解得F2=2×105 N。
8.A 解析 由题图可知,汽车在前4 s内的牵引力不变,汽车做匀加速直线运动,4~12 s内汽车的牵引力逐渐减小,则汽车的加速度逐渐减小,汽车做加速度减小的加速运动,直到车的速度达到最大值,以后做匀速直线运动,可知在4 s末汽车的功率达到最大值。汽车的速度达到最大值后牵引力等于阻力,所以阻力Ff=2×103 N,前4 s内汽车的牵引力为F=5×103 N,由牛顿第二定律得F-Ff=ma,可得a=2.5 m/s2,4 s末汽车的速度v1=at1=2.5×4 m/s=10 m/s,所以汽车的最大功率P=Fv1=5×103×10 W=5×104 W,故A正确,B、C错误。汽车在前4 s内的位移x1=12at12=12×2.5×42 m=20 m,汽车的最大速度为vm=PFf=5×1042×103 m/s=25 m/s,汽车在4~12 s内的位移设为x2,根据动能定理可得,Pt2-Ffx2=12mvm2-12mv12,代入数据可得x2=42.5 m,所以汽车的总位移x=x1+x2=20 m+42.5 m=62.5 m,故D错误。
9.D 解析 摩擦力提供给楼板最大的加速度为a'=μg=0.8×10 m/s2=8 m/s2,启动时,汽车加速度小于楼板最大加速度,上层楼板所受摩擦力为静摩擦力,大小为Ff=ma1=200×2 N=400 N,故A错误;刹车时,汽车加速度大于楼板最大加速度,上层楼板所受摩擦力为滑动摩擦力,其大小为Ff'=μmg=0.8×200×10 N=1 600 N,故B错误;启动时,楼板间没有相对运动,受到静摩擦力作用,不会产生热量,故C错误;汽车在刹车过程中行驶的距离为s=v22a2=1022×10 m=5 m,上层楼板停止运动时滑动的距离为s'=v22μg=1022×0.8×10 m=254 m,汽车停止时上层楼板相对底层楼板滑动的距离为Δs=s'-s=254 m-5 m=54 m,根据摩擦生热可知,Q=μmg·Δs=1 600×54 J=2 000 J,故D正确。
10.BC 解析 汽车从静止开始启动时,由P=Fv及F-F阻=ma得a=Pm·1v-F阻m,结合图像有Pm=k,0=Pmb-F阻m,解得m=Pk,F阻=Pb,选项A错误,B正确;当加速度为零时,速度最大,此时有1vm=b,解得最大速度vm=1b,选项C正确;由动能定理得Pt-F阻x=12mvm2,整理得t=12kb2+bx>12kb2,选项D错误。
11.AD 解析 由题意可知电动车行驶过程中受到的阻力大小Ff=110mg=110×100×10 N=100 N,由动能定理P额t-Ffx=12mv2-0可知,该电动车的额定功率为P额=560 W,A正确,B错误;该电动车以额定功率行驶能达到的最大速度为vmax=P额Ff=560100 m/s=5.6 m/s,C错误,D正确。
12.答案 (1)20 m/s 6 000 W (2)60017 N
解析 (1)对运动员进行受力分析,由牛顿第二运动定律可得F=ma
解得a=10 m/s2
运动员由静止开始加速,由运动学公式
v2=2ax,v=at
代入数据解得v=20 m/s,t=2 s
加速过程中牵引力做的功W=Fx
解得W=12 000 J
则加速过程牵引力的平均功率为P=Wt
解得P=6 000 W。
(2)对运动员在A点受力分析可知,支持力在水平方向的分力提供向心力,
即FNx=mv2R
解得FNx=2 400 N
支持力在竖直方向的分力与重力平衡,
即FNy=mg=600 N
由力的合成可得
FN=FNx2+FNy2
解得FN=60017 N。规格
后轮驱动直流永久磁体电动机
车型
26″电动自行车
额定输出功率
400 W
整车质量
30 kg
最大载重
120 kg
1.(正负功的判断)载人飞行包是一个单人低空飞行装置,其发动机用汽油作为燃料提供动力,可以垂直起降,也可以快速前进。则在飞行包(包括人)竖直匀速降落的过程中(空气阻力不可忽略),下列说法正确的是( )
A.发动机对飞行包做正功
B.飞行包的重力做负功
C.空气阻力对飞行包做负功
D.飞行包的合力做负功
2.(功率的计算)(2022甘肃金昌期末)如图所示,质量为2 kg的物体以10 m/s的初速度水平抛出,经过2 s落地。g取10 m/s2。关于重力做功的功率,下列说法正确的是( )
A.下落过程中重力的平均功率是400 W
B.下落过程中重力的平均功率是100 W
C.落地前的瞬间重力的瞬时功率是200 W
D.落地前的瞬间重力的瞬时功率是400 W
3.(功率的计算)在抢险救灾工作中常见到直升机的身影,如图所示,直升机悬停在空中,用绳索将伤员由静止向上吊起,绳索对伤员做功的功率恒定,则在伤员加速上升的过程中(不计空气阻力),下列说法正确的是( )
A.绳索对伤员的拉力越来越大
B.伤员克服重力做功的功率恒定
C.伤员运动的速度变化得越来越快
D.合力对伤员做功的功率越来越小
4.(图像法求功)用铁锤把钉子钉入木板,设木板对钉子的阻力与钉进木板的深度成正比。已知铁锤第一次将钉子钉进深度d,如果铁锤第二次敲钉子时对钉子做的功与第一次相同,那么,第二次钉子进入木板的深度为( )
A.(3-1)dB.(2-1)d
C.(5-1)d2D.22d
5.(多选)(功、功率的计算)图甲、乙是一辆质量为m=6×103 kg的公共汽车在t=0和t=4 s末两个时刻的照片。当t=0时,汽车刚启动(汽车的运动可看成匀加速直线运动)。图丙是车内横杆上悬挂的拉手环经放大后的图像,测得θ=15°。根据题中提供的信息,可以估算出的物理量有( )
A.汽车的长度
B.4 s末汽车的速度
C.4 s内汽车牵引力所做的功
D.4 s末汽车牵引力的功率
6.(功率与机车启动)(2023广东广州五校联考期末)人们生活中出现越来越多的环保电动自行车,这种轻便的交通工具受到许多上班族的喜爱。下表是一辆电动自行车铭牌上的技术参数。若质量为70 kg的人骑此电动自行车沿平直公路行驶的v-t图像如图所示,所受阻力大小恒为车重(包括载重)的150,重力加速度g取10 m/s2,下列说法正确的是( )
A.匀速阶段牵引力大小为25 N
B.匀速阶段电动机的输出功率为400 W
C.匀加速阶段牵引力大小为50 N
D.匀加速阶段电动机的输出功率随时间均匀增大
7.(机车的功率问题)动车组是指几节自带动力车厢与几节不带动力车厢的编组。某城际电力动车组由6节车厢编组而成,每节车厢的质量均为m=5×104 kg,其中第1节和第4节车厢带有动力,牵引电机的额定功率分别为P1=1.8×107 W和P2=1.2×107 W。该动车组以a=2 m/s2的加速度沿水平直轨道由静止开始匀加速启动,当第1节车厢的牵引电机达到额定功率时,第4节车厢的牵引电机立即启动,动车组行驶过程中受到的阻力为车重的110,重力加速度g取10 m/s2。求:
(1)从动车组开始启动到第4节车厢的牵引电机启动所经历的时间;
(2)当动车组的速度为50 m/s时,第4节车厢对第5节车厢的拉力大小。
素养综合练
8.(2022四川成都外国语学校期末)一辆汽车由静止开始沿平直公路行驶,汽车所受牵引力F随时间t变化关系图线如图所示。若汽车的质量为1.2×103 kg,阻力恒定,汽车的最大功率恒定,则以下说法正确的是( )
A.汽车的最大功率为5×104 W
B.汽车匀加速运动阶段的加速度为256 m/s2
C.汽车先做匀加速运动,然后再做匀速直线运动
D.汽车从静止开始到12 s内的位移是60 m
9.(2022陕西宝鸡模拟)汽车运输规格相同的两块楼板时,为了保证安全,底层楼板固定在车厢上,上层楼板按如图所示方式放置于底层楼板上。汽车先以a1=2 m/s2的加速度启动,然后以v=10 m/s的速度匀速运动,最后以a2=10 m/s2的加速度刹车至静止。已知每块楼板的质量为200 kg,楼板间的动摩擦因数为0.8,最大静摩擦力等于滑动摩擦力,整个过程楼板不会掉落,也不会撞上驾驶室,g取10 m/s2,则( )
A.启动时楼板之间的摩擦力大小为1 600 N
B.刹车时楼板之间的摩擦力大小为400 N
C.启动时楼板间因摩擦产生的热量为2 000 J
D.刹车时楼板间因摩擦产生的热量为2 000 J
10.(多选)一辆汽车从静止开始以恒定功率P启动,若汽车行驶过程中受到的阻力恒定,其加速度与速度的倒数的关系如图所示,图像斜率为k,横截距为b,则( )
A.汽车所受阻力为Pb
B.汽车的质量为Pk
C.汽车的最大速度为1b
D.汽车从静止到获得最大速度的时间为12kb2
11.(多选)(2023山东泰安模拟)共享电动车已经成为我们日常生活中不可或缺的重要交通工具,某共享电动车和驾驶员的总质量为100 kg,行驶时所受阻力大小为车和人所受总重力的110,电动车从静止开始以额定功率在水平公路上沿直线行驶,5 s内行驶了20 m,速度达到4 m/s。重力加速度g取10 m/s2,下列说法正确的是( )
A.该电动车的额定功率为560 W
B.该电动车的额定功率为400 W
C.在这次行驶中,该电动车行驶的最大速度为4 m/s
D.在这次行驶中,该电动车行驶的最大速度为5.6 m/s
12.(2023福建厦门期末)中国航天科工研发的“人体高速弹射”装置为运动员的高质量训练提供了科技支持。该装置的简化作用过程如图所示,运动员在赛道加速段受到装置的牵引加速,迅速达到指定速度后练习转弯技术。某次训练中,质量为m=60 kg(含身上装备)的运动员仅依靠F=600 N的水平恒定牵引力从静止开始加速运动了x=20 m的距离,然后保持恒定速率通过半径为R=10 m的半圆形弯道,过弯时冰刀与冰面弯道凹槽处的接触点如放大图所示。忽略一切阻力,重力加速度g取10 m/s2,求:
(1)运动员被加速后的速率v及加速过程中牵引力的平均功率P;
(2)运动员过弯道上A点时,冰面对运动员作用力的大小。
答案：
1.C 解析 飞行包(包括人)在竖直匀速降落的过程中,发动机的动力向上,则发动机对飞行包做负功,故A错误;高度下降,飞行包的重力做正功,故B错误;空气阻力竖直向上,与位移方向相反,则空气阻力对飞行包做负功,故C正确;飞行包匀速运动,合力为零,则飞行包的合力不做功,故D错误。
2.D 解析 整个过程重力做功W=mgh,又h=12gt2,解得W=400 J,则重力的平均功率P=Wt=4002 W=200 W,故A、B错误;落地瞬间竖直分速度为vy=gt=10×2 m/s=20 m/s,则重力的瞬时功率为P=mgvy=20×20 W=400 W,故C错误,D正确。
3.D 解析 绳索对伤员的拉力做功的功率不变,而伤员加速上升,速度增大,由P=Fv可知,绳索对伤员的拉力F越来越小,A错误;速度增大,由P1=mgv可知,伤员克服重力做功的功率不断增大,B错误;F在减小,由F-mg=ma可知,伤员运动的加速度越来越小,速度变化得越来越慢,C错误;合力对伤员做功的功率P合=(F-mg)v=P-mgv,由于P不变,速度越来越大,则合力对伤员做功的功率越来越小,D正确。
4.B 解析 据题意设钉子受的阻力与进入木板深度关系为F=kx,作F-x图像如图所示,则图像与横轴所围成图形的面积表示阻力功的大小,由能量关系知W锤=W阻。又因为两次W锤相等,故S△=S梯,即d·kd2=kd+k(d+d2)2·d2,所以d2=(2-1)d,选项B正确。
5.AB 解析 从题图丙可知,汽车的加速度为gtan θ,题中还给出了初速度和运动的时间,根据s=v0t+12at2和v=v0+at可求出汽车的位移(即汽车的长度)和4 s末汽车的速度,故A、B正确;根据F=ma可求合力,继而可求出合力做的功,但不能求出牵引力做的功,C错误;因牵引力大小未知,所以牵引力的功率无法求出,故D错误。
6.D 解析 匀速阶段,由平衡条件可知,电动自行车的牵引力F=Ff=k(m人+m)g=0.02×(70+30)×10 N=20 N,电动自行车此时的功率为P=Fv=20×5 W=100 W,故A、B错误;由v-t图像可知在匀加速阶段,加速度为a=ΔvΔt=5-010 m/s2=12 m/s2,由牛顿第二定律得F'-Ff=(m人+m)a,代入数据解得F'=70 N,故C错误;匀加速阶段,牵引力为定值,速度v随时间均匀增大,由P=Fv可知,电动自行车此时的功率随时间也是均匀增大,故D正确。
7.答案 (1)10 s (2)2×105 N
解析 (1)设从动车组开始启动到第4节车厢牵引电机启动经历的时间为t,电机的牵引力为F1,第4节车厢牵引电机启动时动车组的速度为v1,有F1-110×6mg=6ma
P1=F1v1
v1=at
解得t=10 s。
(2)设当第4节车厢牵引电机刚好达到额定功率时,列车速度为v2,有P1+P2=F1v2
解得v2=1003 m/s<50 m/s
所以v3=50 m/s时,有P1+P2v3-110×6mg=6ma'
对第5、6节车厢,有F2-110×2mg=2ma'
解得F2=2×105 N。
8.A 解析 由题图可知,汽车在前4 s内的牵引力不变,汽车做匀加速直线运动,4~12 s内汽车的牵引力逐渐减小,则汽车的加速度逐渐减小,汽车做加速度减小的加速运动,直到车的速度达到最大值,以后做匀速直线运动,可知在4 s末汽车的功率达到最大值。汽车的速度达到最大值后牵引力等于阻力,所以阻力Ff=2×103 N,前4 s内汽车的牵引力为F=5×103 N,由牛顿第二定律得F-Ff=ma,可得a=2.5 m/s2,4 s末汽车的速度v1=at1=2.5×4 m/s=10 m/s,所以汽车的最大功率P=Fv1=5×103×10 W=5×104 W,故A正确,B、C错误。汽车在前4 s内的位移x1=12at12=12×2.5×42 m=20 m,汽车的最大速度为vm=PFf=5×1042×103 m/s=25 m/s,汽车在4~12 s内的位移设为x2,根据动能定理可得,Pt2-Ffx2=12mvm2-12mv12,代入数据可得x2=42.5 m,所以汽车的总位移x=x1+x2=20 m+42.5 m=62.5 m,故D错误。
9.D 解析 摩擦力提供给楼板最大的加速度为a'=μg=0.8×10 m/s2=8 m/s2,启动时,汽车加速度小于楼板最大加速度,上层楼板所受摩擦力为静摩擦力,大小为Ff=ma1=200×2 N=400 N,故A错误;刹车时,汽车加速度大于楼板最大加速度,上层楼板所受摩擦力为滑动摩擦力,其大小为Ff'=μmg=0.8×200×10 N=1 600 N,故B错误;启动时,楼板间没有相对运动,受到静摩擦力作用,不会产生热量,故C错误;汽车在刹车过程中行驶的距离为s=v22a2=1022×10 m=5 m,上层楼板停止运动时滑动的距离为s'=v22μg=1022×0.8×10 m=254 m,汽车停止时上层楼板相对底层楼板滑动的距离为Δs=s'-s=254 m-5 m=54 m,根据摩擦生热可知,Q=μmg·Δs=1 600×54 J=2 000 J,故D正确。
10.BC 解析 汽车从静止开始启动时,由P=Fv及F-F阻=ma得a=Pm·1v-F阻m,结合图像有Pm=k,0=Pmb-F阻m,解得m=Pk,F阻=Pb,选项A错误,B正确;当加速度为零时,速度最大,此时有1vm=b,解得最大速度vm=1b,选项C正确;由动能定理得Pt-F阻x=12mvm2,整理得t=12kb2+bx>12kb2,选项D错误。
11.AD 解析 由题意可知电动车行驶过程中受到的阻力大小Ff=110mg=110×100×10 N=100 N,由动能定理P额t-Ffx=12mv2-0可知,该电动车的额定功率为P额=560 W,A正确,B错误;该电动车以额定功率行驶能达到的最大速度为vmax=P额Ff=560100 m/s=5.6 m/s,C错误,D正确。
12.答案 (1)20 m/s 6 000 W (2)60017 N
解析 (1)对运动员进行受力分析,由牛顿第二运动定律可得F=ma
解得a=10 m/s2
运动员由静止开始加速,由运动学公式
v2=2ax,v=at
代入数据解得v=20 m/s,t=2 s
加速过程中牵引力做的功W=Fx
解得W=12 000 J
则加速过程牵引力的平均功率为P=Wt
解得P=6 000 W。
(2)对运动员在A点受力分析可知,支持力在水平方向的分力提供向心力,
即FNx=mv2R
解得FNx=2 400 N
支持力在竖直方向的分力与重力平衡,
即FNy=mg=600 N
由力的合成可得
FN=FNx2+FNy2
解得FN=60017 N。规格
后轮驱动直流永久磁体电动机
车型
26″电动自行车
额定输出功率
400 W
整车质量
30 kg
最大载重
120 kg
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