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第1讲功和功率
1.多选2016高考全国卷Ⅱ两实心小球甲和乙由同一种材料制成,甲球质量大于乙球质量.两球在
空气中由静止下落,假设它们运动时受到的阻力与球的半径成正比,与球的速率无关.若它们下落相同的距离,
则
A.甲球用的时间比乙球长
B.甲球末速度的大小大于乙球末速度的大小
C.甲球加速度的大小小于乙球加速度的大小
D.甲球克服阻力做的功大于乙球克服阻力做的功
解析:选BD由于两球由同种材料制成,甲球的质量大于乙球的质量,因此甲球的体积大于乙球的体积,
甲球的半径大于乙球的半径,设球的半径为r,根据牛顿第二定律,下落过程中
mg-kr=ma,a=g-ρ
kr4×3π
r3
=g-4π3ρkr2,可知,球下落过程做匀变速直线运动,且下落过程中半径大的球下落的加速度大,因此甲球下
落的加速度大,由h=12at2可知,下落相同的距离,甲球所用的时间短,A、C项错误;由v2=2ah可知,甲球
末速度的大小大于乙球末速度的大小,B项正确;由于甲球受到的阻力大,因此克服阻力做的功多,D项正确.
2.2015高考全国卷Ⅱ
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
解析:选A由P-t图象知:0~t1内汽车以恒定功率P1行驶,t1~t2内汽车以恒定功率P2行驶.设汽车所受牵引力为F,则由P=Fv得,当v增加时,F减小,由a=F-mf知a减小,又因速度不可能突变,所以选项B、C、D错误,选项A正确.
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如图所示,细线的一端固定于O点,另一端系一小球.在水平拉力F的作用下,小球以恒定速率在竖直平
面内由A点运动到B点.在此过程中拉力的瞬时功率变化情况是
A.逐渐增大
B.逐渐减小
C.先增大,后减小
D.先减小,后增大
解析:
选A因小球速率不变,所以小球以O点为圆心做匀速圆周运动,受力如图所示,因此在切线方向上应有:mgsi
θ=Fcosθ,得F=mgta
θ则拉力F的瞬时功率P=Fvcosθ=mgvsi
θ从A运动到B的过程中,拉力的瞬时功率随θ的增大而增大,A项正确.
4.某汽车集团公司研制了一辆燃油与电动混合动力赛车,燃油发动机单独工作时的额定功率为P,蓄电池供电的电力发动机单独工作时的额定功率为34P,已知赛车运动过程中受到的阻力恒定.
1若燃油发动机单独工作时的最大速度为120kmh,则两台发动机同时工作时r