2021新高考物理(选择性考试)人教版一轮规范演练20 功和功率 (含解析)

由P＝Fvm＝Ffvm，

P60×103

得vm＝＝ m/s＝30 m/s.

Ff2 000

（2）电动车做匀加速运动时有F1－Ff＝ma， 解得牵引力F1＝3 000 N.

设电动车刚达到额定功率时的速度为v1，得P＝F1v1， P60×103

则v1＝＝ m/s＝20 m/s.

F13 000

设电动车匀加速运动的时间为t，则有v1＝at， v120

解得t＝＝ s＝40 s.

a0.5

（3）从静止到最大速度整个过程有牵引力与阻力做功，由动能定12

理得Pt2－Ffx＝mvm，

2

代入数据解得x＝1 050 m.

答案：（1）30 m/s （2）40 s （3）1 050 m

13.在检测某种汽车性能的实验中，质量为3×103 kg的汽车由静止开始沿平直公路行驶，达到的最大速度为40 m/s，利用传感器测得此过程中不同时刻该汽车的牵引力F与对应的速度v，并描绘出如图1

所示的F-v图象（图线ABC为汽车由静止到达到最大

速度的全过程，AB、BO均为直线）.假设该汽车行驶中所受的阻

力恒定，根据图线ABC，则（1）该汽车的额定功率是多少？

（2）该汽车由静止开始运动，经过35 s达到最大速度40 m/s，其在BC段的位移是多少.

解析：由题图可知，当达到最大速度vmax＝40 m/s时，牵引力为 Fmin＝2 000 N，

由平衡条件Ff＝Fmin可得Ff＝2 000 N， 由公式P＝Fminvmax得额定功率P＝8×104 W. P（2）匀加速运动的末速度vB＝，

F代入数据解得vB＝10 m/s，

汽车由A到B做匀加速运动的加速度为 F－Ffa＝＝2 m/s2.

m

设汽车由A到B所用时间为t1，由B到C所用时间为t2、位移为x，

vB

则t1＝＝5 s，t2＝35 s－5 s＝30 s.

aB点之后，对汽车由动能定理可得

112

Pt2－Ffx＝mv2－mv，代入数据可得x＝75 m.

2C2B答案：（1）8×104 W （2）75 m