高中物理-第八章-機(jī)械能守恒定律-習(xí)題課變力功的求解

2020-2021高中物理第八章機(jī)械能守恒定律習(xí)題課變力功的求解及P=Fv的應(yīng)用課后提升訓(xùn)練（含解析）新人教版必修第二冊2020-2021高中物理第八章機(jī)械能守恒定律習(xí)題課變力功的求解及P=Fv的應(yīng)用課后提升訓(xùn)練（含解析）新人教版必修第二冊PAGE7-2020-2021高中物理第八章機(jī)械能守恒定律習(xí)題課變力功的求解及P=Fv的應(yīng)用課后提升訓(xùn)練（含解析）新人教版必修第二冊習(xí)題課:變力功的求解及P=Fv的應(yīng)用基礎(chǔ)鞏固1。關(guān)于摩擦力做功，下列說法中正確的是(）A。滑動(dòng)摩擦力阻礙物體的相對運(yùn)動(dòng)，一定做負(fù)功B。靜摩擦力起著阻礙物體的相對運(yùn)動(dòng)趨勢的作用,一定不做功C。靜摩擦力和滑動(dòng)摩擦力一定都做負(fù)功D。滑動(dòng)摩擦力可以對物體做正功解析摩擦力總是阻礙物體間的相對運(yùn)動(dòng)或相對運(yùn)動(dòng)趨勢,但是摩擦力對物體既可以做正功，也可以做負(fù)功,還可以不做功。綜上所述，只有D正確。答案D2.一輛小車在水平面上做勻速直線運(yùn)動(dòng)，從某時(shí)刻起,小車所受牽引力和阻力隨時(shí)間變化的規(guī)律如圖所示,則作用在小車上的牽引力F的功率隨時(shí)間變化的規(guī)律是下圖中的（)解析車所受的牽引力和阻力恒定,所以車做勻加速直線運(yùn)動(dòng),牽引力的功率P=Fv=F(v0+at）,故選項(xiàng)D正確。答案D3.某汽車發(fā)動(dòng)機(jī)額定功率為198kW，汽車連同車上乘客的總質(zhì)量為12t,該車在水平路面行駛時(shí)，所受阻力大小是汽車重力大小的120,若該車以額定功率從靜止啟動(dòng),g取10m/s2，則能達(dá)到的最大速度是(A。3。3m/s B。16.5m/sC。33m/s D。330m/s解析因?yàn)檐囈灶~定功率啟動(dòng)，所以P額=Fv，當(dāng)牽引力F與阻力Ff大小相等時(shí)，有P額=Fvm,所以vm=P額F=P額Ff，P額=1。98×105W，F(xiàn)f=答案C4.（多選）如圖所示,一子彈以水平速度射入放置在光滑水平面上原來靜止的木塊,并留在木塊當(dāng)中，在此過程中子彈鉆入木塊的深度為d,木塊的位移為l,木塊與子彈間的摩擦力大小為F,則()A.F對木塊做功為FlB。F對木塊做功為F（l+d)C。F對子彈做功為-FdD.F對子彈做功為—F（l+d)解析木塊的位移為l，由W=Flcosα得F對木塊做功為Fl，子彈的位移為l+d，木塊對子彈的摩擦力的方向與位移方向相反，故木塊對子彈的摩擦力做負(fù)功,W=-F(l+d)。故A、D正確。答案AD5。如圖所示，物塊A、B在外力F的作用下一起沿水平地面做勻速直線運(yùn)動(dòng)的過程中，關(guān)于A與地面間的滑動(dòng)摩擦力和A、B間的靜摩擦力做功的說法，正確的是(）A。靜摩擦力都做正功,滑動(dòng)摩擦力都做負(fù)功B.靜摩擦力都不做功,滑動(dòng)摩擦力都做負(fù)功C。有靜摩擦力做正功,有滑動(dòng)摩擦力不做功D.有靜摩擦力做負(fù)功，有滑動(dòng)摩擦力做正功解析物塊A、B在外力F的作用下一起沿水平地面做勻速直線運(yùn)動(dòng)，根據(jù)平衡條件得知,A對B的靜摩擦力與拉力F平衡，地面對A的滑動(dòng)摩擦力與B對A的靜摩擦力平衡,則地面對A的滑動(dòng)摩擦力方向向左，對A做負(fù)功,物塊A對地面的滑動(dòng)摩擦力不做功,A對B的靜摩擦力做負(fù)功,B對A的靜摩擦力做正功,因此,選項(xiàng)C正確,A、B、D錯(cuò)誤.答案C6.(多選)（2020河南鄭州外國語學(xué)校期末)提高汽車運(yùn)動(dòng)速率的有效途徑是增大發(fā)動(dòng)機(jī)的功率和減小阻力因數(shù)（設(shè)阻力與汽車運(yùn)動(dòng)速率的平方成正比,即Ff=kv2,k是阻力因數(shù))。當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)的額定功率為P0時(shí),汽車運(yùn)動(dòng)的最大速率為vm，如果要使汽車運(yùn)動(dòng)的速率增大到2vm，則下列辦法可行的是(）A.阻力因數(shù)不變，使發(fā)動(dòng)機(jī)額定功率增大到4P0B。發(fā)動(dòng)機(jī)額定功率不變,使阻力因數(shù)減小到kC。阻力因數(shù)不變,使發(fā)動(dòng)機(jī)額定功率增大到8P0D。發(fā)動(dòng)機(jī)額定功率不變，使阻力因數(shù)減小到k解析設(shè)牽引力為F，當(dāng)速度最大時(shí),有F=Ff，由題設(shè)知Ff=kv2，當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)的額定功率為P0時(shí)，汽車運(yùn)動(dòng)的最大速率為vm，根據(jù)P=Fv得P0=Ffvm=kvm3,即k=P0vm3,當(dāng)阻力因數(shù)不變，使發(fā)動(dòng)機(jī)額定功率增大到4P0時(shí),有4P0=kv3,解得v=34P0k=34vm，選項(xiàng)A錯(cuò)誤;當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)額定功率不變,使阻力因數(shù)減小到k4時(shí)，則有P0=k4v3，解得v=34P0k=34vm,選項(xiàng)B錯(cuò)誤;當(dāng)阻力因數(shù)不變，使發(fā)動(dòng)機(jī)額定功率增大到8P0時(shí)，則有8P0=kv3,解得v=答案CD7。超級電容車是近幾年才出現(xiàn)的新式汽車,這種汽車運(yùn)營中無須連接電纜,只需在乘客上車間隙充電30～60s,就能行駛3～5km.假設(shè)有一輛超級電容車,質(zhì)量m=2×103kg,額定功率P=60kW,當(dāng)超級電容車在平直水平路面上行駛時(shí)，受到的阻力Ff是車重的110。（g取10m/s2（1)超級電容車在此路面上行駛所能達(dá)到的最大速度是多少？（2）若超級電容車從靜止開始,保持以0。5m/s2的加速度做勻加速直線運(yùn)動(dòng),這一過程能維持多長時(shí)間？解析(1)當(dāng)汽車速度達(dá)到最大,即F=Ff，F(xiàn)f=kmg=2000N，P=Ffvm，得vm=30m/s。（2)汽車做勻加速運(yùn)動(dòng)：F1—Ff=ma,解得F1=3000N設(shè)汽車剛達(dá)到額定功率時(shí)的速度為v1,P=F1v1,v1=20m/s設(shè)汽車勻加速運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為t,v1=at，解得t=40s。答案（1)30m/s(2）40s8。如圖所示,固定的光滑豎直桿上套著一個(gè)滑塊，滑塊用輕繩系著繞過光滑的定滑輪O?，F(xiàn)以大小不變的拉力F(F未知）拉繩,使滑塊從A點(diǎn)由靜止開始上升,運(yùn)動(dòng)到C點(diǎn)時(shí)速度最大.已知滑塊質(zhì)量為m，滑輪O到豎直桿的距離為d，∠OAO'=37°，∠OCO'=53°，重力加速度為g。求：(1)拉繩的拉力大小；(2）滑塊由A到C過程中拉力F做的功。（sin37°=0.6,cos37°=0.8）解析(1)對滑塊進(jìn)行受力分析，到C點(diǎn)時(shí)的速度最大，則其合力為零，正交分解滑塊在C點(diǎn)受到的輕繩的拉力，根據(jù)共點(diǎn)力的平衡條件得Fcos53°=mg解得F=53mg（2)滑輪與A間的輕繩長為L1=d將滑塊由A拉到C時(shí)，滑輪與C間的輕繩長為L2=d滑輪右側(cè)輕繩增加的長度ΔL=L1-L2=d拉力做的功W=FΔL=2536mgd答案(1）53mg（2）25能力提升1。（多選)一輛轎車質(zhì)量為m，在平直公路上運(yùn)行，啟動(dòng)階段轎車牽引力保持不變,而后以額定功率繼續(xù)行駛,經(jīng)過一定時(shí)間,其速度由零增大到最大值vm，若所受阻力恒為Ff.則關(guān)于轎車的速度v、加速度a、牽引力F、功率P的圖像正確的是()解析由于汽車受到的牽引力不變,阻力不變，所以汽車在開始階段做勻加速運(yùn)動(dòng),當(dāng)實(shí)際功率達(dá)到額定功率時(shí),功率不增加了，再增加速度，就須減小牽引力，當(dāng)牽引力減小到等于阻力時(shí),加速度等于零,速度達(dá)到最大值vm=PF答案ACD2。如圖所示，一個(gè)物體自光滑圓弧面下滑后沖上粗糙的水平傳送帶，傳送帶順時(shí)針勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，則物體受到的摩擦力對物體做功情況不可能是()A。不做功 B.先做負(fù)功后不做功C.先做負(fù)功后做正功 D。先做正功后不做功解析A項(xiàng)，當(dāng)物體的速度等于傳送帶速度時(shí)，則物體不受摩擦力,此時(shí)摩擦力不做功，故A可能;B項(xiàng),若剛開始物體的速度大于傳送帶的速度,摩擦力向左,則摩擦力做負(fù)功,物體做減速運(yùn)動(dòng)，當(dāng)兩者速度相等時(shí),摩擦力不做功,故B可能;C項(xiàng),由B項(xiàng)可知如果摩擦力做了負(fù)功后，物體速度減小，當(dāng)速度減小到與傳送帶相等時(shí),摩擦力就不做功了,速度不變，一直運(yùn)動(dòng)，之后摩擦力不可能做正功，故C不可能；D項(xiàng)，當(dāng)物體的速度小于傳送帶速度時(shí),出現(xiàn)相對滑動(dòng)，則物體要受到向右的滑動(dòng)摩擦力，摩擦力做正功,速度增大,當(dāng)兩者速度相等時(shí),摩擦力不做功,故D可能;本題選不可能的.答案C3.飛行員進(jìn)行素質(zhì)訓(xùn)練時(shí)，抓住秋千桿由水平狀態(tài)開始下擺,如圖所示，在到達(dá)豎直狀態(tài)的過程中飛行員受到的重力的瞬時(shí)功率變化情況是(）A.一直增大 B。一直減小C。先增大后減小 D.先減小后增大解析根據(jù)功率P=Fv可知，飛行員所受重力的瞬時(shí)功率PG=mgvy。開始下擺時(shí),vy=0，PG=0；豎直狀態(tài)時(shí),vy″=0,PG=0;中間狀態(tài)時(shí)，vy’≠0,PG≠0；所以重力的瞬時(shí)功率先增大，后減小。選項(xiàng)C正確。答案C4。(2020河南鶴壁高一下學(xué)期期末)汽車在平直公路上以速度v0勻速行駛，發(fā)動(dòng)機(jī)功率為P0?？爝M(jìn)入鬧市區(qū)時(shí)司機(jī)減小了油門，使汽車的功率立即減小一半并保持該功率繼續(xù)行駛。下列圖像中，哪個(gè)正確表示了從司機(jī)減小油門開始，汽車的速度與時(shí)間的關(guān)系（)解析汽車勻速行駛時(shí)牽引力等于阻力；功率減小一半時(shí),汽車的速度由于慣性來不及變化，根據(jù)功率和速度關(guān)系公式P=Fv知牽引力減小一半,小于阻力，合力向后，汽車做減速運(yùn)動(dòng),由公式P=Fv可知，功率一定時(shí)，速度減小后，牽引力增大,合力減小，加速度減小，故汽車做加速度不斷減小的減速運(yùn)動(dòng)，當(dāng)牽引力增大到等于阻力時(shí)，加速度減為零，汽車重新做勻速直線運(yùn)動(dòng),且v'=0。5v0，選項(xiàng)C正確.答案C5.動(dòng)車組是城際間的高效運(yùn)輸工具,以其編組靈活、方便、快捷、安全、可靠、舒適等特點(diǎn)而備受世界各國鐵路運(yùn)輸和城市軌道交通運(yùn)輸?shù)那嗖A。幾節(jié)自帶動(dòng)力的車廂加幾節(jié)不帶動(dòng)力的車廂編成一組,就是動(dòng)車組。假設(shè)有一動(dòng)車組由六節(jié)車廂連接而成,每節(jié)車廂的質(zhì)量均為m=8×104kg.其中第一節(jié)、第二節(jié)帶動(dòng)力,額定功率分別是P1=2×107W和P2=1×107W(第一節(jié)車廂達(dá)到額定功率后,若功率不夠用則啟動(dòng)第二節(jié)車廂),車在行駛過程中阻力恒為重力的110.(g取10m/s2（1)求該動(dòng)車組的最大行駛速度；(2)若列車以1m/s2的加速度勻加速啟動(dòng)，求t=10s時(shí),第一節(jié)和第二節(jié)車廂之間拉力的大小。解析（1)當(dāng)前兩節(jié)車廂都輸出額定功率且總牽引力等于總阻力時(shí),動(dòng)車組速度最大,P1+P2=FfvmFf=110×6聯(lián)立解得vm=62.5m/s.(2)當(dāng)t=10s時(shí),v1=at=10m/s。假設(shè)只有第一節(jié)車廂提供動(dòng)力,輸出功率為P,可得Pv1—Ff=6得P=9.6×106W<P1，故假設(shè)成立，即t=10s時(shí)只有第一節(jié)車廂提供動(dòng)力,對后五節(jié)車廂由牛頓第二定律有F-Ff2=5maFf2=110×5解得F=8×105N答案(1)62.5m/s（2)8×105N6.如圖所示，水平傳送帶正以v=2m/s的速度運(yùn)行，兩端水平距離l=8m。把一質(zhì)量m=2kg的物塊輕輕放到傳送帶的A端,物塊在傳送帶的帶動(dòng)下向右運(yùn)動(dòng)。若物塊與傳送帶間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ=0。1（不計(jì)物塊的大小,g取10m/s2）,則把這個(gè)物塊從A端傳送到B端的過程中，摩擦力對