高考物理必刷題型專項訓練：變力做功與機車啟動問題（解析版）

KSUSS052級為倒湯崗徹蹈碼通間題

一、單選題

1.（23-24高一下?浙江?期中）如圖甲所示，光滑水平面上的小物塊，在水平拉力產(chǎn)的作用下從坐標原點。

開始沿x軸正方向運動，尸隨物塊所在位置坐標x的變化關(guān)系如圖乙所示，圖線為半圓（圖與與在數(shù)值上相

等），則小物塊從坐標原點。運動到4處過程中拉力做的功為（

OX

甲

I廠1”

A.0B-］萬4/c-5萬耳/D.叫“

【答案】C

【詳解】根據(jù)F-x圖像與橫軸圍成的面積等于拉力做功的大小，由于圖線為半圓，則有

IJT

5=］萬（％）2=；其籃與%在數(shù)值上相等，則有

5=尤0

聯(lián)立可得拉力做的功為

故選Co

2.（20-21高一下?黑龍江?階段練習）以前機械化生產(chǎn)水平較低，人們經(jīng)常通過〃驢拉磨〃的方式把糧食顆粒加

工成粗面來食用，如圖所示，假設(shè)驢拉磨的平均作用力大小為500N,運動的半徑為1m,則驢拉磨轉(zhuǎn)動一

)

B.500JC.500TTJD.1000/rJ

【答案】D

【詳解】驢對磨的拉力沿圓周切線方向，拉力作用點的速度方向也在圓周切線方向，故可認為拉磨過程中

拉力方向始終與速度方向相同，故根據(jù)微分原理可知，拉力對磨盤所做的功等于拉力的大小與拉力作用點

沿圓周運動弧長的乘積，則磨轉(zhuǎn)動一周，弧長

L—2TIR=24m

所以拉力所做的功

W=FL=500x2^J=IOOOTTJ

故選D。

3.（22-23高一下?湖南郴州?期末）某工地建房時用小車將細沙從一樓提到七樓（高度為20m）,小車和細沙

總質(zhì)量為10kg。由于小車漏沙，在被勻加速提升至七樓的過程中，小車和細沙的總質(zhì)量隨著上升距離的變

化關(guān)系如圖所示。小車可以看成質(zhì)點，已知小車加速度為2m/s2,不計空氣阻力，重力加速度g取10m/s2。

由圖像可知，在提升的整個過程中，拉力對小車做的功為（）

【答案】A

【詳解】由于小車勻加速上升，由于小車和細沙的總質(zhì)量隨位移均勻減小，結(jié)合題圖可知

〃2=10-0.1〃

根據(jù)牛頓第二定律

F—mg=ma

可得

F=120-1.2/Z

故拉力與位移滿足線性關(guān)系，所以可用平均力法求解變力做功。當代0時耳=120N；

當/z=20m時用二96N；

則在提車的整個過程中，拉力對小車做的功為

A=2160J

2

故選Ao

4.（23-24高一上,廣東惠州■期末）一輛質(zhì)量為1000kg的小汽車以72km/h的速度行駛，關(guān)閉發(fā)動機，經(jīng)過

20s勻減速停下來；重新起步后做勻加速直線運動，加速時牽引力恒為2000N,假定行駛過程中汽車受到的

阻力不變，則下列說法正確的是（）

A.行駛過程中，小汽車受到的阻力為1000N

B.行駛過程中，小汽車受到的阻力為3600N

C.汽車重新起步后，加速度大小為2m/s?

D.汽車重新起步后，1s內(nèi)發(fā)生的位移為2m

【答案】A

【詳解】

AB.汽車最開始時的速度為

%=72km/h=20m/s

關(guān)閉發(fā)動機后，汽車做勻減速直線運動，根據(jù)速度時間公式

VQ—■dt

解得

a=lm/s2

根據(jù)牛頓第二定律

F合=ma

關(guān)閉發(fā)動機后，汽車的合外力等于汽車受到的摩擦力

y=K=1000N

故A正確，B錯誤；

C.重新起步后，汽車受到的合外力為

F/=F-f

根據(jù)牛頓第二定律

F合二ma'

代入數(shù)據(jù)，解得

a'=lm/s2

故C錯誤;

D.根據(jù)位移時間公式，可得汽車重新起步后，1s內(nèi)發(fā)生的位移為

x——u!t-

2

解得

x=0.5m

故D錯誤。

故選A。

5.（23-24高一下?山東泰安?期中）一輛汽車在平直公路上以恒定功率外勻速行駛，行駛的速度為%?，F(xiàn)突

然駛上一段泥濘的道路，阻力變?yōu)樵瓉淼?倍，行駛一段時間后道路又恢復至開始的情況，過程中汽車功

率始終保持不變。則汽車的速度隨時間變化的關(guān)系圖像可能正確是（）

【詳解】首先開始的時候

Po=Fovo=fvo

當阻力變?yōu)樵瓉淼?倍時，則因速度不能瞬時改變，則牽引力瞬時不變，則加速度

a=苴殳

m

反向瞬時增加，速度減小，牽引力增加，減速時的加速度大小在減??；當牽引力增加到/時，根據(jù)

Po=2f-：vo

即直到速度減為原來的一半時再次勻速運動；行駛一段時間后道路又恢復至開始的情況，則阻力又變?yōu)樵?/p>

來的力則加速度瞬時增加，則速度增加，牽引力減小，加速度逐漸減小到零，當速度再次增加到vo時，牽

引力等于阻力，又開始勻速運動。

故選Bo

6.（22-23高一下?廣東廣州,期末）復興號動車在世界上首次實現(xiàn)速度350km/h自動駕駛功能，成為我國高

鐵自主創(chuàng)新的又一重大標志性成果。一列質(zhì)量為機的動車，初速度為0,以恒定功率P在平直軌道上運動，

經(jīng)時間初達到該功率下的最大速度V”，設(shè)動車行駛過程所受到的阻力/保持不變，其加速過程的速度隨時間

變化關(guān)系如圖所示。則動車在時間m內(nèi)（）

A.做勻加速直線運動B.平均速度萬二反

2

_P1.

c.最大速度%=7D.牽引力做功卯=5m味

【答案】C

【詳解】A.復興號以恒定功率運動，根據(jù)

P=『

知隨著速度的增加，牽引力逐漸減小，合力減小，加速度減小，故復興號動車做加速度逐漸減小的變加速

直線運動，故A錯誤；

B.0~為這段時間內(nèi)，如果動車做勻加速直線運動，則平均速度應該為舊=｝，然而根據(jù)A選項的分析或者

2

根據(jù)圖像可知動車不是做勻加速直線運動，故B錯誤；

C.當牽引力與阻力大小相等時加速度為零，速度達到最大，即有

則復興號動車的功率

pp

=^m=K

則最大速度為

p

Vm=y

故c正確；

D.根據(jù)動能定理有

%引力+%力=；研：一；機片

則牽引力做功為

叫引力加片一%力

故D錯誤。

故選C。

7.（22-23高一下?廣東廣州?期末）人們生活中出現(xiàn)越來越多的環(huán)保電動自行車，這種輕便的交通工具受到

許多上班族的喜愛。下表是一輛電動車銘牌上的參數(shù)。若質(zhì)量為70kg的人騎此電動自行車沿平直公路行駛

的V—/如圖所示，所受阻力大小恒為車重（包括載重）的0.02倍，取重力加速度g=10m/s2,下列說法正

確的是（）

規(guī)格后輪驅(qū)動直流永磁體電動機

車型2。電動自行車額定輸出功率400W

整車質(zhì)量30kg最大載重120kg

A.勻速階段牽引力大小為25NB.勻速階段電動機的輸出功率為400W

C.勻加速階段牽引力大小為50ND.勻加速階段電動機的輸出功率隨時間均勻增大

【答案】D

【詳解】A.電動車勻速運動時，牽引力等于阻力，則

F-0.02+7巧）g=20N

A錯誤；

B.勻速階段電動機的輸出功率為

/^=FV=20X5W=100W

B錯誤；

C.電動車的加速度大小為

a=-m/s2=0.5m/s2

10

根據(jù)

F-0.02（〃?]+m1）g={n\+m,^a

勻加速階段牽引力大小為

產(chǎn)=70N

C錯誤；

D.根據(jù)

P=Fv=Fat

勻加速階段牽引力不變，電動機的輸出功率隨時間均勻增大，D正確。

故選D。

8.（23-24高一下?浙江?期中）為了減少環(huán)境污染，適應能源結(jié)構(gòu)調(diào)整的需要，我國對新能源汽車實行了發(fā)

放補貼、免征購置稅等優(yōu)惠政策鼓勵購買。在某次直線運動性能檢測實驗中，根據(jù)兩輛新能源汽車運動過

程分別作出甲車速度隨時間變化的V—/圖像和乙車輸出功率隨時間變化的P-v圖像。甲車0至8s以恒定

加速度行駛，8s至28s以額定功率行駛。乙車的速度增大到10m/s后保持額定功率不變，能達到的最大速

度為20m/s。兩輛汽車的質(zhì)量均為LOxlO'kg,均由靜止開始沿水平直公路行駛，最終勻速運動。假設(shè)甲車行

駛中所受阻力恒定，乙車行駛中所受阻力恒為車重的0.25倍，重力加速度g取10m/s2。則在此次檢測中（）

A.乙車的速度為5m/s時，它的加速度大小是7.5m/s2

B.甲車額定功率大于乙車額定功率

C.若乙車的速度從10m/s增至20m/s所通過的位移為80m,則所用時間將是gs

D.8s至28s,甲車牽引力做功為3.22xlC>5j

【答案】B

【詳解】A.當乙車速度為20m/s時，速度達到最大值，則

壇額=&%=0.25xl.0xl03xl0x20W=50kW

乙車的速度為5m/s時，由圖乙可知，此時功率為額定功率的一半，由牛頓第二定律

-0.25根g=max

vi

代入數(shù)據(jù)解得

4=2.5m/s2

故A錯誤；

B.當甲車速度達到16m/s時，剛好達到額定功率，可得

莓額=耳=（器+機。2）匕

當甲車達到最大速度30m/s時，牽引力等于阻力，可得

脩額=右丫甲max

聯(lián)立解得

^=yxlO3N,等額=*Mw士68.6kW

故甲車額定功率大于乙車額定功率，B正確；

C.乙車的速度從10m/s增至20m/s的過程中由動能定理

生n額5啟cx=^1mv而2一萬1mvw2

代入數(shù)據(jù)解得

t=7s

故C錯誤；

D.8s至28s,甲車牽引力做功為

W=編額4句.37xl（）6j

D錯誤。

故選Bo

二、多選題

9.（22-23高一下?廣西北海,期末）下列關(guān)于圖甲、乙、丙、丁四幅圖中力尸做功的說法正確的是（）

甲乙丙J

A.甲圖中，全過程/做的總功為72J

B.乙圖中，若歹大小不變，物塊從A到C過程中，力F做的功為亞=尸*怒

C.丙圖中，繩長為R,若空氣阻力/大小不變，OA水平，細繩伸直，小球從A運動到8過程中空氣阻

力做的功的=一;"W

D.丁圖中，尸始終保持水平，緩慢將小球從尸拉到。，尸做的功為W=Nsin，

【答案】AC

【詳解】A.甲圖中，全過程中尸做的總功為

W=15x6J-3x(12-6)J=72J

故A正確；

B.乙圖中若/大小不變，物塊從A到C過程中力/做的為

W^F(OA-OC)

故B錯誤；

C.丙圖中，繩長為凡若空氣阻力/大小不變，小球從A運動到2過程中空氣阻力做的功為

W=-fx-x27iR^--7tRf

42

故C正確；

D.丁圖中，尸始終保持水平，緩慢將小球從P拉到。，尸為變力，根據(jù)動能定理得

W—mgl(l—cos9)=0

解得

W=mg1(1—cos0)

故D錯誤。

故選AC。

10.(23-24高一上?浙江杭州?期末)某人駕駛小型汽車行駛在平直的封閉測試道路上，f=0時刻開始無動力

滑行，一段時間后以恒定功率加速行駛，車速達到最大后保持勻速，V—。圖像如圖所示。汽車與人的總質(zhì)

量為lxl()3kg,行駛中受到的阻力保持不變，則()

B.ls~lls內(nèi)汽車的功率為10kW

C.ls-lls內(nèi)汽車的位移為75m

D.汽車加速過程中速度為6m/s時的加速度大小為OSm/s?

【答案】AD

【詳解】A.根據(jù)題意，由圖像可得，汽車無動力滑行時的加速度大小為

由牛頓第二定律可得，汽車行駛中所受阻力大小為

/=〃/=2X1()3N

故A正確;

B.根據(jù)題意，由圖可知，當r=lls時，汽車達到最大速度7.5m/s,此時汽車的牽引力為

F=f=2X103N

汽車的功率為

4

p=Fvm=1.5xlOW=15kW

故B錯誤；

C.根據(jù)題意，設(shè)ls~lls內(nèi)汽車的位移為X,由動能定理有

代入數(shù)據(jù)解得

%=67.1875m

故C錯誤；

D.汽車加速過程中速度為6m/s時，牽引力為

PR

^=-=2.5X103N

V

由牛頓第二定律有

a=———=0.5m/s2

m

故D正確。

故選ADo

11.(22-23高一下?廣東茂名?期末)一輛機車在水平路面上從靜止開始啟動做直線運動，其加速度隨時間變

化的圖像如圖所示。已知機車的質(zhì)量M=6xl()5kg,機車前進過程中所受阻力大小恒定，f=40s時機車達到

A.機車所受到的阻力大小為L5X1CPN

B.0-40s內(nèi)牽引力做功為1.8x1功J

C.機車的最大速度為80m/s

D.機車從開始運動到達到最大速度所需要的時間可能為200s

【答案】AB

【詳解】A.在f=40s時機車的速度

v=at=0.5x40m/s=20m/s

則根據(jù)

p

——f=Ma

v

解得

/=1.5X105N

選項A正確；

B.0~40s內(nèi)做勻加速運動，則牽引力

P

F=-=4.5X105N

V

位移

1

x^—at9=400m

2

牽引力做功為

%=F尤=1.8X1（）8J

選項B正確；

C.當機車速度最大時

P=K

可得機車的最大速度為

vm=60m/s

選項C錯誤；

D.假設(shè)機車從f=40s后做加速度均勻減小的加速運動，則速度從20m/s到達60m/s時用時間/滿足，結(jié)

合圖像

1,

x0,5=60-20

2

解得

t'=160s

此時機車從開始運動到達到最大速度所需要的時間為200s；而機車從r=40s后的加速度不是均勻減小，則從

開始運動到達到最大速度所需要的時間大于200s,選項D錯誤。

故選AB。

12.（22-23高一下?廣東中山?期末）如圖所示,載有餐具的智能送餐機器人在水平地面肱V段以恒定功率30W、

速度2m/s勻速行駛，在水平地面尸。段以恒定功率40W、速度lm/s勻速行駛。段鋪有地毯，阻力較大。

已知機器人總質(zhì)量為50kg,MN=4m,尸。=3m,假設(shè)機器人在兩個路段所受摩擦阻力均恒定，不計空氣

阻力，下列說法正確的是（）

A.從M到N,機器人牽引力大小為15N

B.從尸到。，機器人克服摩擦力做功120J

C.在段與尸。段，機器人所受摩擦力大小之比為1：2

D.在MN段與段，合外力對機器人做功之比為1：2

【答案】AB

【詳解】A.從M到N,機器人牽引力大小為

K=C=15N

匕

選項A正確；

B.從P到Q,機器人牽引力

月=二=40N

一巧

摩擦力等于牽引力，則克服摩擦力做功

叼2=/>2=40X3J=120J

選項B正確；

C.在段與尸。段，機器人均勻速運動，牽引力等于摩擦力，則所受摩擦力大小之比為15：40=3：8,

選項C錯誤；

D.在MN段與PQ段，動能變化均為零，則合外力做功均為零，即合外力對機器人做功之比為1：1,選項

D錯誤。

故選AB。

13.（22-23高一下?廣東汕尾?期末）某車企測試一貨車滿載時的性能，滿載時貨車和貨物的總質(zhì)量為lxlO,kg,

讓其從靜止開始保持恒定功率沿水平直線加速到最大速度20m/s,如圖所示為牽引力尸與速度v的關(guān)系，加

速過程所用的時間f=10s,若貨車所受阻力始終不變，則該貨車滿載時，下列說法正確的是（）

A.該貨車做勻速運動時的牽引力大小為2xl05N

B.該貨車加速階段的加速度維持不變

C.該貨車的恒定功率為4.0xl06w

D.該貨車加速階段的位移大小為190m

【答案】ACD

【詳解】A.由圖可知該貨車做勻速運動時的牽引力大小為2X1()5N,故A正確；

B.貨車保持恒定功率加速過程中，v增大，根據(jù)尸=網(wǎng)可知牽引力減小，而所受阻力大小不變，根據(jù)牛頓

第二定律有

可知該貨車加速階段的加速度減小，故B錯誤；

C.該貨車的恒定功率為

P=FV=4X106W

故C正確；

D.當貨車勻速運動時，阻力與牽引力大小相等，即

/=2X105N

對貨車的加速過程，根據(jù)動能定理有

Pt—fic=gmv2

解得

尤=190m

故D正確。

故選ACDo

14.(22-23高一下?廣東廣州?期末)某電動車和駕駛員的總質(zhì)量為相，行駛時所受阻力大小恒為力電動車

從靜止開始以額定功率P在水平公路上沿直線行駛，，時間內(nèi)速度達到V（未到達最大速度），下列說法正確

的是（）

P

A.該電動車能達到的最大速度%=7

B.該電動車做加速度先恒定后減小的加速直線運動

C.該電動車/時間內(nèi)的位移為X="2Pt—irrv^

D.在這次行駛中，當行駛速度為v時，電動車的加速度。=匕以

mv

【答案】ACD

【詳解】A.根據(jù)題意，當牽引力等于阻力時，電動車的速度最大，由

P=Fv

可得該電動車行駛的最大速度為

P

故A正確;

B.根據(jù)題意，電動車以額定功率尸恒功率啟動，由

P=Fv

可得速度增加，產(chǎn)就得減小，阻力/恒定，則電動車一開始就是做加速度減小的加速運動，故B錯誤;

C.由動能定理有

Pt_fic=；mv2

解得

2Pt—mv2

x=--------------

故C正確;

D.當行駛速度為v時，牽引力為尸，有

F=-

V

由牛頓第二定律有

F—f=ma

解得

mv

故D正確。

故選ACDo

15.（22-23高一下?廣東廣州?期末）為了凈化空氣，廣州環(huán)保部門每天派出大量的灑水車進行空氣凈化除塵，

一輛灑水車在水平路面上由靜止啟動，在前5s內(nèi)做勻加速直線運動，5s末達到額定功率，之后保持額定功

率繼續(xù)運動，其V-/圖像如圖所示。已知汽車的質(zhì)量為加=2x103kg,汽車受到地面的阻力為車重的0.1倍，

g取lOm/s"則（）

fv/（m-s-1）

z/T

A.汽車在前5s內(nèi)的阻力為200NB.汽車在前5s內(nèi)的牽引力為6義1。3N

C.汽車的額定功率為40kWD.汽車的最大速度為30m/s

【答案】BD

【詳解】A.由題意，汽車受到地面的阻力為車重的0」倍，則阻力

f=—mg=2000N

10

故A錯誤；

B.由圖可知前5s的加速度

a==2m/s2

根據(jù)牛頓第二定律有

F—f=ma

求得汽車在前5s內(nèi)的牽引力為

F=/+,M=6X103N

故B正確;

CD.經(jīng)分析可知5s末汽車達到額定功率，根據(jù)功率表達式可得

編=網(wǎng)=6x1()3*1ow=60kW

最大速度

vmax=彳=30m/s

故C錯誤，D正確。

故選BDo

16.（23-24高一下?重慶?期中）額定功率相同的甲、乙兩車在同一水平路面上從靜止啟動，其發(fā)動機的牽引

力隨時間的變化曲線如圖所示。兩車分別從4和4時刻開始以額定功率行駛，從和才4時刻開始牽引力均視

為不變。若兩車行駛時所受的阻力大小與重力成正比，且比例系數(shù)相同，則（）

A.甲車的總重比乙車大

B.甲車比乙車先開始運動

C.甲車在4時刻和乙車在&時刻的速率相同

D.甲車在今時刻和乙車在％時刻的速率相同

【答案】ABC

【詳解】A.由于兩車分別從拜叫時刻開始以額定功率行駛，從和勿時刻開始牽引力均視為不變，兩車

額定功率尸相同，則才2和時刻開始做勻速直線運動，勻速運動后牽引力等于阻力，因此勻速直線運動過

程，甲車阻力大于乙車阻力，甲車時刻后和乙車L時刻后兩車牽引力不變，甲車牽引力大于乙車可知

F=f=kmg

可知甲車的總重比乙車大，故A正確；

B.如圖所示

甲車在A點所對應的時刻牽引力與阻力瞬間相等，所以甲車從這個時刻開始，做加速運動；乙車在B點所

對應的時刻牽引力與阻力瞬間相等，乙車從這個時刻開始加速，所以甲車比乙車先開始運動，故B正確；

C.兩車分別從彳和4時刻開始以額定功率行駛，這兩個時刻，兩車的牽引力等大，由于

P=Fv

可知，甲車在（時刻和乙車在乙時刻的速率相同，故C正確；

D.今時刻甲車達到最大速度，時刻乙車達到最大速度，根據(jù)汽車的額定功率

P=M=kmgVm

由于甲車的總重比乙車大，所以甲車在72時刻的速率小于乙車在時刻的速率，故D錯誤。

故選ABCo

17.（23-24高一下,遼寧?期中）智慧充電技術(shù)的日益成熟，極大促進了電動汽車銷量的增長。某輛總質(zhì)量為

機的電動汽車在封閉平直路段測試時，由靜止開始做勻加速直線運動，經(jīng)過時間f汽車的速度大小達到v時，

其功率恰好達到額定值，之后汽車維持額定功率不變，汽車達到最大速度3V后做勻速直線運動。已知電動

汽車在測試時受到的阻力恒定，汽車速度大小由v增至恰好為3V的過程中通過的位移大小為X。下列說法

正確的是（）

A.電動汽車達到最大速度之前一直做勻加速直線運動

B.電動汽車的額定功率為豈竺

2t

yQ

C.汽車速度大小由u增至恰好為3y的時間為丁+7，

3V3

X

D.電動汽車從開始運動到恰好達到最大速度所用時間為/+丁

2v

【答案】BC

【詳解】A.汽車的速度大小達到v時，其功率恰好達到額定值，之后汽車維持額定功率不變，隨著速度增

大，牽引力減小，根據(jù)

F—f=ma

可知加速度在減小，故A錯誤；

B.經(jīng)過時間/汽車的速度大小達到v時，根據(jù)牛頓第二定律得

-f=ma=m-—

vt

達到最大速度3V時

3v

聯(lián)立解得

_3mv2

額一2f

故B正確；

CD.汽車速度大小由V增至恰好為31，的過程中根據(jù)動能定理

解得

,x8

t=——+-t

3V3

電動汽車從開始運動到恰好達到最大速度所用時間為

,X11

tfA=t+t=1t

總3v3

故C正確，D錯誤。

故選BCo

18.（23-24高一下?河北滄州?期中）一輛汽車由靜止開始沿平直公路行駛，汽車所受牽引力/隨時間/變化

關(guān)系如圖所示，4s時汽車功率達到最大值，此后保持此功率不變繼續(xù)行駛，12s后可視為勻速。若汽車的質(zhì)

量為1.2xK）3kg,阻力恒定，且汽車在4s到12s之間的位移為42.5m,則以下說法正確的是（）

A.汽車的最大功率為5xlO4W

B.汽車勻加速運動階段的加速度為2.5m/s2

C.汽車先做勻加速直線運動，然后再做勻速直線運動

D.汽車從靜止開始運動12s內(nèi)牽引力做的功為500kJ

【答案】ABD

【詳解】ABC.由圖可知，汽車在前4s內(nèi)的牽引力不變，汽車做勻加速直線運動，4~12s內(nèi)汽車的牽引力逐

漸減小，則車的加速度逐漸減小，汽車做加速度減小的加速運動，直到車的速度達到最大值，以后做勻速

直線運動，可知在4s末汽車的功率達到最大值；汽車的速度達到最大值后牽引力等于阻力，所以阻力

f=2X103N

前4s內(nèi)汽車的牽引力為

F=5xlO3N

由牛頓第二定律

F—f=ma

可得

a=2.5m/s2

4s末汽車的速度

匕二碼=10m/s

所以汽車的最大功率

p=FV]=5xl()4w

故AB正確，C錯誤；

D.汽車在前4s內(nèi)的位移

1212

石=2"1=QX2.5X4m=20m

汽車的最大速度為

P2,

%=/=25m/s

汽車在4-12s內(nèi)的位移設(shè)為

^2=42.5m

根據(jù)動能定理可得

19

W-f(x1+x2)=-mvm-0

可知

W=500kJ

故D正確。

故選ABD。

三、解答題

19.(23-24高一上?貴州安順?期末)如圖，一自行車騎行者和車的總質(zhì)量為〃?=60kg,從距離水平路面高為

/z=1.25m的斜坡路上A點，由靜止開始不蹬踏板讓車自由運動，到達水平路面上的8點時速度大小為v=

4m/s,之后人立即以恒定的功率蹬車，人的輸出功率P=180W,從B運動到C所用時間f=25s,到達C

點時速度恰好達到最大。車在水平路面上行駛時受到阻力恒為總重力的0.05倍，運動過程可將人和車視為

質(zhì)點，重力加速度g=10111/S?,求回

(1)A到B過程中車克服阻力做的功；

(2)車的最大速度v就

(3)8、C之間的距離s。

【答案】(1)270J；(2)6m/s；(3)130m

【詳解】(1)由動能定理，A到2過程中車克服阻力做的功

1,1,

22

Wf=mg/z--mv=60xl0xl.25--x60x4-270J

(2)達到最大速度時牽引力等于阻力，則根據(jù)

P—FVm=JVm

則車的最大速度

PP

vm=-=----------=6m/s

皿f0.05叫

(3)從B到C由動能定理

Pt-fs=^mvl-^mvl

解得

s=130m

20.(22-23高一下?上海閔行?期末)如圖所示為某機動車牽引力尸和車速倒數(shù)，的關(guān)系圖像，若車由靜止開

V

始沿平直公路行駛，其質(zhì)量為2xl()3kg,所受阻力恒定，且最大車速為30m/s,貝U：

(1)車起動過程中的最大功率為多少？

(2)車速度為lOm/s時的加速度為多少？

(3)車維持勻加速運動的時間為多少？

30

【答案】(1)9X104W;(2)1.5m/s2;(3)10s

【詳解】(1)由圖可知，車速最大時牽引力為

耳=3000N

此時阻力與牽引力平衡，則

4

^=K=^vm=9xlOW

(2)由圖可知，當牽引力為名=6000N時，此時功率恰好達到最大，此時速度為

P?,

%=—=15m/s

F?

由圖可知，速度達到15m/s之前，牽引力恒定，加速度恒定，根據(jù)牛頓第二定律

F2-f=ma

解得

a=1.5m/s2

(3)車維持勻加速運動的時間

t=—=10s

a

21.(23-24高一下?浙江?期中)某型號新能源電動車質(zhì)量為1000kg,在某一直線道路上行駛時，汽車速度

隨時間變化的圖像如圖所示，汽車以2m/s2加速度啟動，第5s時達到最大功率并保持功率不變繼續(xù)加速一

段時間達到最大速度行駛，在第30s時開始制動，汽車進行勻減速運動，測得制動距離為10m,行駛過程中

受到的阻力大小恒為重力的0.2倍。

(1)求行駛過程中達到的最大功率；

(2)求制動過程的加速度大小；

(3)求總共行駛的距離。

42

【答案】（1）Pm=4xlOW；（2）a3=20m/s；（3）x=460m

【詳解】（1）據(jù)題意，汽車啟動過程的阻力為

3

/=0.2mg=2xl0N

汽車先經(jīng)歷勻加速直線運動，由牛頓第二定律

F—f=ma

解得牽引力為

F=/+ma=4xlO3N

汽車勻加速直線運動經(jīng)歷。=5s達到額定功率，其速度為

4-atA=10m/s

則額定功率為

4

Pm=Fvl=4X10W

（2）汽車的最大速度為

%=&=20m/s

f

汽車在第30s時開始制動進行勻減速運動，測得制動距離為毛=l°m,設(shè)減速的加速度為例，由

說=2a3項

則制動過程的加速度大小為

q=20m/s2

（3）汽車做勻加速直線運動的位移為

玉=g卬;=25m

在汽車保持額定功率做變加速直線運動和勻速直線運動的過程，由動能定理

nr1212

Pmt2-fx2=-mvm--rnv；

而

t2=30—5=25s

聯(lián)立各式代入數(shù)據(jù)解得位移為

x2=425m

則汽車總共行駛的距離為

x=xr+x2+x3=460m

22.（23-24高一下?浙江?期中）復興號CR400AF型城際電力動車組由6節(jié)車廂編組而成，每節(jié)車廂的質(zhì)量均

為加=5x104kg,其中第1節(jié)和第4節(jié)車廂帶有動力，它們的牽引電機的額定功率分別為＜=L8xl（）7w和

7

^=0.9X10WO該動車組以的加速度a=2m/s?沿水平直軌道由靜止開始勻加速啟動，當?shù)?節(jié)車廂的牽

引電機達到額定功率時，第4節(jié)車廂的牽引電機立即啟動，繼續(xù)使動車組保持a=2m/s2的勻加速運動。當

第四節(jié)車廂的牽引電機也達到額定功率時，整列動車保持恒定功率《+鳥進一步加速。動車組行駛過程中受

到的阻力為車重的0.1倍，重力加速度g=10m/s2。求：

（1）從靜止開始到第4節(jié)車廂的牽引電機剛要啟動時所經(jīng)歷的時間；

（2）動車組能達到的最大速度有多大？

（3）從動車組剛出發(fā)開始計時，經(jīng)過30s后動車組的速度為50m/s,求這段過程中動車組行駛的位移大小。

【答案】（1）10s；（2）90m/s；（3）775m

【詳解】（1）由列車做勻加速運動，加速度為2m/s2,則根據(jù)牛頓第二定律有

&-0.1x6mg=6ma

解得

整1=9x10$N

由汽車功率與牽引力的關(guān)系，得P=4v,匕=1.8x107w,得

vm=20m/s

由V=%+G,得

r=10s

(2)當辱與阻力相等時，此時動車得速度最大，即

7^=^=3xlO5N

由汽車功率與速度關(guān)系

y,-_月+鳥4+鳥

max7717

得

%ax=90m/s

(3)列車先做勻加速運動，后做功率不變的加速運動，其勻加速直線運動得最大速度為

得

匕=30m/s

故0-30m/s列車做勻加速運動，時間為

%=15s

勻加速位移

y2

x=——=225m

12a

故30-50m/s為列車的功率不變的加速運動，時間為

Ar=15s

根據(jù)動能定理，由

(《+￡)△/—0.1x6叫X9=；x6加v?—；x6加片

解得

x2=550m

故

x總=xx+x2=775m

23.(23-24高一下?福建福州?期中)比亞迪-唐電車是當前銷量較好的一款電動汽車。其質(zhì)量6=2000kg,

額定功率4=100kW。該車沿水平路面行駛時所受阻力/恒為車重的0.1倍，（g=10m/s2）求:

（1）該車在水平路面行駛能達到的最大速度％；

（2）若該車以a=lm/s2勻加速啟動，維持勻加速運動的時間上

（3）該車勻加速4后緊接著再加速與=50s恰好達到最大速度，該車