高考物理母题解读（六） 机械能2.doc

高考母题解读高考题千变万化，但万变不离其宗。千变万化的新颖高考题都可以看作是由母题衍生而来。研究高考母题，掌握母题解法规律，使学生触类旁通，举一反三，可使学生从题海中跳出来，轻松备考，事半功倍。母题2、与功和功率相关的图象问题【解法归纳】与功和功率相关的图象有v-t图象（质点速度随时间变化的图象）、f-v图象（是指牵引力f随速度v变化的图象）、f-1/v图象（指牵引力随速度的倒数变化的图象）。若牵引力不随速度增大（恒定不变），阻力恒定，由牛顿第二定律可知，物体加速度恒定，物体做匀加速运动；由p=fv可知，若牵引力f与速度v成反比，f-v图象为双曲线，则牵引力的功率不变。由p=fv可知，当功率不变时，牵引力与速度的倒数成正比，所以f-1/v图象若为过原点的倾斜直线，则牵引力的功率不变；f-1/v图象若为平行横轴的直线，牵引力不变，汽车做匀加速直线运动。【针对训练题精选解析】1（2010新课标卷）如图1所示，在外力作用下某质点运动的v-t图象为正弦曲线.从图中可以判断a、在0t1时间内，外力做正功 b、在0t1时间内，外力的功率逐渐增大 c、在t2时刻，外力的功率最大 d、在t1t3时间内，外力做的总功为零【解析】在0t1时间内，质点速度增大，动能增大，由动能定理可知，外力做正功，选项a正确。根据p=fv和v-t图象斜率表示加速度，加速度对应合外力，0时刻，v-t图象斜率最大，加速度最大，合外力最大，但速度为零，外力的功率为零；t1时刻，合外力为零，速度最大，外力的功率为零；2.一辆汽车在平直的公路上运动，运动过程中先保持某一恒定加速度，后保持恒定的牵引功率，其牵引力和速度的图象如图所示若已知汽车的质量m，牵引力f1 和速度v1及该车所能达到的最大速度v3。则根据图象所给的信息，能求出的物理量是( )f0vv1v2v3f1a汽车运动中的最大功率为f1 v1 b速度为v2时的加速度大小为f1v1/mv2c汽车行驶中所受的阻力为f1v1 / v3 d恒定加速时，加速度为f1/m【解析】：由f-v图象可知，汽车运动中的最大功率为f1v1，选项a正确；由f2 v2= f1 v1可知，速度为v2时汽车的牵引力f2=f1v1/v2，加速度的加速度大小为a=(f2f)/m，选项b错误；当汽车达到最大速度v3时牵引力等于阻力f，由f v3= f1 v1可得汽车行驶中所受的阻力为f=f1v1/v3，选项c正确；恒定加速时，加速度为a=(ff)/m，选项d错误。【答案】ac【点评】此题以牵引力f随速度v变化的图象给出解题信息，考查对牵引力随速度变化的图象的理解及其相关分析与计算。解答此题时，主要思维障碍是不能把f-v图象与加速度、最大功率、阻力联系起来，陷入思维盲区。5.（2012沈阳四校联考）汽车在平直公路上以速度v0匀速行驶，发动机功率为p，牵引力为f0。t1时刻，司机减小了油门，使汽车的功率立即减小一半，并保持该功率继续行驶，到t2时刻，汽车又恢复了匀速直线运动(设整个过程中汽车所受的阻力不变)。下面几个关于汽车牵引力f、汽车速度v在这个过程中随时间t变化的图像中正确的是( )5.答案：ad解析：t1时刻，司机减小了油门，使汽车的功率立即减小一半，并保持该功率继续行驶，汽车做加速度逐渐减小的减速运动。由可知，到t2时刻，汽车又恢复了匀速直线运动，其速度减小到v0/2；其速度图象正确错误。在t1时刻，汽车的功率立即减小一半，并保持该功率继续行驶，其牵引力立即减小到原来的一半；到t2时刻，汽车又恢复了匀速直线运动，牵引力等于阻力. 汽车牵引力f随时间t变化的图像中正确错误。6（2012云南建水月考）起重机的钢索将重物由地面吊到空中某个高度，其速度图像如下图1所示，则钢索拉力的功率随时间变化的图像是下图2中的7（2012年海南琼海一模）质量为m、初速度为零的物体，在大小变化不同的合外力作用下都通过位移xo。下列各种情况中物体速度最大的是答案：c解析：f-x图象与横轴所夹的面积表示功，由动能定理可知，合外力做功越多，物体获得的动能越大，速度越大，所以物体速度最大的是图c。8（2012年3月陕西宝鸡第二次质检）汽车在一平直路面上匀速行驶，前方遇到一段泥泞的路面，导致汽车受到的阻力变大了，若汽车发动机的功率保持不变，经过一段时间后，汽车在泥泞的路面做匀速运动，则在图中关于汽车的速度随时间变化关系正确的图像是8.答案：b解析：汽车遇到一段泥泞的路面，导致汽车受到的阻力变大，速度减小，汽车做加速度逐渐减小的减速运动，汽车的速度随时间变化关系正确的图像是b。9（2012年3月东北四校一模）两个物体a、b的质量分别为m1和m2，并排静止在水平地面上，如图（甲）所示，用同向水平拉力f1、f2分别作用于物体a和b上，作用一段时间后撤去，两物体各自滑行一段距离后停止。两物体运动的速度一时间图象分别如图（乙）中图线a、b所示。已知拉力f1、f2分别撤去后，物体减速运动过程的速度一时间图线彼此平行（相关数据已在图中标出）。由图中信息可以得出：aa、b两物体与地面的动摩擦因数相同b若m1=m2，则力f1对物体a所做的功较多c若m1=m2，则力f1对物体a所做的功较少d若m1= m2，则力f1的最大瞬时功率一定是力f2的最大瞬时功率的2倍10（2012年3月河南焦作一模）一质量为m的物体静止在光滑水平面上，从t=0时刻开始受到水平外力的作用。力的大小f与时间t的关系如图所示，力的方向保持不变，则下列说法中正确的是a. 物体在t0和2t0时刻相对于出发点的位移之比是15b物体在t0和2t0时刻的瞬时速度之比是15c外力在0到t0和t0到2t0时间内做功之比是18d外力在t0和2t0时刻的瞬时功率之比是1810.答案：ac解析：物体在t0时刻相对于出发点的位移为x1=a1t02=t02；物体在2t0时刻相对于出发点的位移为x2=a1t02+ a1t02+a2t02=t02+t02+t02=5t02；物体在t0和2t0时刻相对于出发点的位移之比是15，选项a正确。物体在t0时刻的瞬时速度为v1= a1t0=t0；物体在2t0时刻的瞬时速度为v2=v1+ a2t0=t0+2t0=3t0；物体在t0和2t0时刻的瞬时速度之比是13；选项b错误；外力在0到t0时间内做功w1=f0x1=t02；外力在t0到2t0时间内做功w2=2f0(x2-x1)= 2 f02t02=8t02；外力在0到t0和t0到2t0时间内做功之比是18，选项c正确。外力在t0时刻的瞬时功率为p1= f0v1=t0；外力在2t0时刻的瞬时功率为p2= 2f0v2=2f03t0=6t0；外力在t0和2t0时刻的瞬时功率之比是16，选项d错误。12（2012上海嘉定期末）质量为2 kg的物体，放在动摩擦因数为0.1的水平面上，在水平拉力f的作用下，由静止开始运动，拉力做的功w和物体发生的位移x之间的关系如图所示，g10 m/s2。下列说法中正确的是(a）此物体在ab段做匀加速直线运动，且整个过程中拉力的最大功率为15w（b）此物体在ab段做匀速直线运动，且整个过程中拉力的最大功率为6w（c）此物体在ab段做匀加速直线运动，且整个过程中拉力的最大功率为6w（d）此物体在ab段做匀速直线运动，且整个过程中拉力的最大功率为15w 13（2012年5月北京海淀区查漏补缺）一根质量为的直木棒，悬挂在o点，有一只质量为m的猴子抓着木棒，如图甲所示。剪断悬挂木棒的细绳，木棒开始下落，同时猴子开始沿棒向上爬，设在一段时间内木棒沿竖直方向下落，猴子对地的高度保持不变。忽略空气阻力。则图