1.D 2.C
3.AC [水平面光滑时到达B点的瞬时速度较大,瞬时功率较大;水平面光滑时平均速度较大,平均功率也较大,A、C对,B、D错.]
4.C [前t秒内重力做功的平均功率
===mg2t
t秒末重力做功的瞬时功率
P=Fv=mg·gt=mg2t.
故C正确.]
5.C [由图可知,t1到t2时间内,F与f均不变且Fa2;
由运动学公式得
x=a1t=a2t,所以t1P2,C正确.]
7.C [设物体受到的阻力为f,由题图可知
0~2 s内物体做加速度a=3 m/s2的匀加速运动,F、f不变,功率P增大;
2~6 s内物体做匀速直线运动,物体受力平衡,则
2 s末物体受到的拉力F突变为Fmin=f,功率由P2=Fv2突变为P2′=fv2;
由功率公式知F== N=5 N,
f== N= N
由牛顿第二定律知
m== kg= kg]
8.B [汽车匀加速到额定功率后做加速度减小的加速运动,直到加速度为零,速度达最大值,A错,B对.汽车合外力为ma,牵引力大于ma,汽车的额定功率大于ma2t,时间t内做的功大于ma2t2,C、D错.]
9.A [设物体质量为m,三种情况下物体的加速度a相同,据牛顿第二定律得
F1-mgsin α=ma,F2cosα-mgsin α=ma,F3cos θ-mgsin α=ma.所以F1=F2cos α=F3cos θ,又因加速度相同,斜面长度相同,所以三种情况下物体到达斜面顶端时的速度相等,所以由功率公式可知P1=P2=P3,选A.]
10.AD [由P=Fv可判断,开始时汽车做匀速运动,则F0=f,P=F0v0,v0=,当汽车功率减小一半时,P′=,汽车开始做变减速运动,其牵引力为F1===,加速度大小为a==-,由此可见,随着汽车速度v的减小,其加速度a也减小,最终以v=做匀速运动,故A正确;同理,可判断出汽车的牵引力随时间t的变化图线与D项一致,D也正确.]
11.150 W 300 W
解析 设物体从抛出到落地的竖直位移为h,
则3 s内重力的平均功率==,又因为h=gt2,
由以上两式可得=mg2t=150 W
设该物体在3 s末的瞬时速度为v3,
则物体落地时重力做功的瞬时功率
P=mgv3cos θ=mgv3y,
又因为v3y=gt,
所以P=mg2t=300 W
因为重力为恒力,3 s内重力做功的平均功率也可由
=Fcos θ求得.
=mgcos θ=mg,
又因为===gt,
所以=mg·gt=150 W.
12.20 s 20 m/s
解析 汽车匀加速行驶时,汽车发动机的牵引力为F,
则根据牛顿第二定律:F-f=ma,得
F=ma+f=4.0×103×0.5 N+2.0×103 N
=4.0×103 N
汽车匀加速运动的末速度为v,则P=Fv,
v== m/s=10 m/s
根据运动学公式v=at,有t== s=20 s
当汽车加速度为零时,汽车有最大速度vm,此时,牵引力F′=f,则
vm=== m/s=20 m/s.