高考专题六机械能守恒定律应用创新题组

这是一份高考专题六机械能守恒定律应用创新题组，共16页。试卷主要包含了单项选择题，多项选择题，非选择题等内容，欢迎下载使用。
专题六　机械能守恒定律
应用创新题组
(时间:70分钟　满分:120分)
一、单项选择题(每小题4分,共32分)
1.(2022届湘豫名校联考科技工程)我国自主研制的新一代节能环保型超大型油船“远福洋”号,在某次起航中由静止出发,其发动机功率与油轮速度大小的关系图像如图所示,在无风浪的海况下,当油轮速度达到v0后,油轮发动机的功率保持额定功率不变,油轮能达到的最大速度为2v0,设油轮质量为m,运动过程中所受阻力恒为f。下列说法正确的是(　　)

A.油轮先做匀加速运动,再做匀速运动
B.油轮的额定功率为fv0
C.当油轮速度为v03时,其加速度大小为2fm
D.若油轮速度达到2v0的过程中位移为x,则经过的时间为x2v0+3mv02f
答案　D　由题图可知,油轮速度从0到v0的变化过程中,发动机牵引力不变,油轮加速度不变;油轮速度从v0到2v0的变化过程中,发动机功率保持不变,但油轮速度逐渐增大,所以牵引力逐渐减小,则油轮加速度逐渐减小;在油轮速度达到2v0之后,发动机牵引力与阻力大小相等,油轮将做匀速运动。综上所述可知油轮先做匀加速运动,再做加速度逐渐减小的变加速运动,最后做匀速运动,A错误;油轮的额定功率为P=fvm=2fv0,B错误;当油轮速度为v03时,油轮发动机的功率为P1=13P=23fv0,由P1=F1v03可知发动机牵引力F1=2f,油轮的加速度大小a=F1-fm=fm,C错误;设油轮经时间t1速度从0增大到v0,经时间t2速度从v0增大到2v0,由运动学公式可得t1=v0a=mv0f,t1时间内油轮航行的位移大小x1=v0t12=mv022f,在t2时间内,由动能定理有Pt2-f(x-x1)=12m(2v0)2-12mv02,解得t2=mv02f+x2v0,故油轮速度达到2v0所经历的时间为t=t1+t2=x2v0+3mv02f,D正确。
2.(2021衡阳二模科技工程)2019年“山东舰”正式服役,标志着我国进入双航母时代,如图,“山东舰”正在沿直线航行,其质量为m,发动机的输出功率恒为P,所受阻力大小恒为f,某时刻速度为v1、加速度为a1,一段时间t后速度变为v2(v2>v1),在这段时间内位移为x。下列关系式正确的是(　　)

A.x=v2+v12t　　　　　　B.a1=Pmv1-fm
C.f>Pv1　　　　　　D.Pt=12mv22-12mv12
答案　B　发动机的输出功率恒为P,所受阻力大小恒为f,在加速过程中做加速度减小的加速运动,则这段时间内的平均速度大于初末速度和的一半,即v>v1+v22,x=vt>v1+v22t,A错误;“山东舰”速度为v1时,受到的牵引力F=Pv1,由牛顿第二定律得F-f=ma1,解得a1=Pmv1-fm,B正确;速度为v1时,“山东舰”做加速运动,牵引力大于阻力,则f