2017—2018高中物理鲁科版必修2训练题:第一章功和功率(4份)

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名称 2017—2018高中物理鲁科版必修2训练题:第一章功和功率(4份)
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文件大小 819.7KB
资源类型 教案
版本资源 鲁科版
科目 物理
更新时间 2018-06-11 11:05:28

文档简介

1.1机械功
一、单选题(共9题;共18分)
1.关于功的概念,下列说法中正确的是(  )
A.?力对物体做功多,说明物体的位移一定大???????????B.?力对物体做功少,说明物体的受力一定小 C.?力对物体不做功,说明物体一定无位移???????????????D.?功的多少是由力的大小和物体在力的方向上的位移的大小确定的21-cnjy*com
2.如图所示,小球位于光滑的斜面上,斜面位于光滑的水平地面上,从地面上看,在小球沿斜下滑的过程中,斜面对小球的作用力(?? )
A.?垂直于接触面,做功为零????????????????????????????????????B.?垂直于接触面,做负功 C.?不垂直于接触面,做功为零????????????????????????????????D.?不垂直于接触面,做功不为零
3.在水平面上,有一弯曲的槽道AB,槽道有半径分别为 和R的两个半圆构成,现用大小恒为F的拉力将以光滑小球从A点沿槽道拉至B点,若拉力F的方向时时刻刻均与小球运动方向一致,则此过程中拉力所做的功为(?? )
A.?0???????????????????????????????????B.?FR???????????????????????????????????C.?FR???????????????????????????????????D.?2πFR21*cnjy*com
4.质量为m的小物块在倾角为α的斜面上处于静止状态,如图所示.若斜面体和小物块一起以速度v沿水平方向向右做匀速直线运动,通过一段位移x.斜面体对物块的摩擦力和支持力的做功情况是(?? )
A.?摩擦力做正功,支持力做正功?????????????????????????????B.?摩擦力做正功,支持力做负功 C.?摩擦力做负功,支持力做正功?????????????????????????????D.?摩擦力做负功,支持力做负功
5.如图所示,木块A放在木块B的左上端,用恒力F将A拉至B的右端.第一次将B固定在地面上,F做的功为W1;第二次让B可以在光滑的地面上自由滑动,F做的功为W2 . 比较两次做功,应有(?? )
A.?W1<W2???????????????????????????B.?W1=W2???????????????????????????C.?W1>W2???????????????????????????D.?无法比较
6.如图所示,同一物体在大小相同、方向不同的F力的作用下,在光滑水平面上移动了一段相同的位移s,两种情况下力所做的功分别为Wa、Wb , 下列表述正确的是(?? )
A.?Wa=Wb???????????????????????????B.?Wa=﹣Wb???????????????????????????C.?Wa>Wb???????????????????????????D.?Wa<Wb
7.如图所示,在匀速下降的电梯壁上,悬挂一个小球,则在此过程中(?? )
A.?悬绳对球的拉力做正功???????????????????????????????????????B.?电梯壁对球的弹力做正功 C.?球的重力做负功??????????????????????????????????????????????????D.?悬绳的拉力和球的重力做的总功为零
8.如图所示,坐在雪橇上的人与雪橇的总质量为m,在与水平面成θ角的恒定拉力F作用下,沿水平地面向右移动了一段距离l.已知雪橇与地面间的动摩擦因数为μ,雪橇受到的(? )
A.?支持力做功为mgl??????B.?重力做功为mgl??????C.?拉力做功为Flcos θ??????D.?滑动摩擦力做功为-μmgl
9.一物体由静止开始从粗糙的斜面上的某点加速下滑到另一点,在此过程中重力对物体做的功等于(?? ) 【21教育】
A.?物体动能的增加量 B.?物体重力势能的减少量和物体克服摩擦力做的功之和 C.?物体重力势能的减少量和物体动能的增加量以及物体克服摩擦力做的功之和 D.?物体动能的增加量与物体克服摩擦力做的功之和
二、多选题(共3题;共9分)
10.质量为m的物体静止在倾角为θ的斜面上,当斜面沿水平方向向右匀速移动距离s时,如图所示,物体m相对斜面静止,则下列说法中正确的是(?? )
A.?摩擦力对物体m做功为零????????????????????????????????????B.?合力对物体m做功为零 C.?摩擦力对物体m做负功????????????????????????????????????????D.?弹力对物体m做正功
11.如图所示,一个小物体A放在斜面B上,B放于光滑的水平地面上,现用水平恒力F推B使A和B相对静止一起通过一段路程,在这个过程中,以下哪些力有可能作正功(?? )
A.?A受的重力??????????????????????B.?B受的摩擦力??????????????????????C.?A受的支持力??????????????????????D.?B受的压力
12.在下列情况中,做功为零的是(?? )
A.?物体在水平面上做匀速直线运动,合力对物体做的功 B.?重力对自由落体运动的物体做的功 C.?物体在水平面上运动,水平面对物体的支持力所做的功 D.?物体在固定斜面上沿斜面下滑时,斜面对物体的支持力做的功
三、填空题(共3题;共6分)
13.质量为m=3kg的物体,受到与斜面平行向下的拉力F=10N作用,沿固定斜面下滑距离l=2m.斜面倾角θ=30°,物体与斜面间的动摩擦因数μ= ,则拉力对物体所做的功为________J,支持力对物体所做的功为________J,摩擦力对物体所做的功为________J,合力对物体所做的功为________J.(g取10m/s2)
14.某人用F=100 N 的恒力,通过滑轮把物体M拉上斜面,如图所示,力F方向恒与斜面成60°角,若物体沿斜面运动1 m,人的拉力所做的功是________J(g取10 m/s2). 21*教*育*名*师
15.某人以20N的水平恒力推着小车在粗糙的水平面上前进了5.0m,人放手后,小车又前进了2.0m才停下来,则小车在运动过程中,人的推力所做的功为________J。
四、解答题(共1题;共5分)
16.如图所示,一质量m=4.0 kg的物体,由高h=2.0 m,倾角θ=53°的固定斜面的顶端滑到底端.物体与斜面间的动摩擦因数μ=0.2,求物体所受各个力所做的功及合外力所做的功?(g=10 m/s2)
五、综合题(共1题;共15分)
17.一个大小为5N,与水平方向夹角是37°的拉力F作用在小车上.小车沿水平面向右运动.运动过程中小车受到的阻力大小为3N,方向水平向左.小车向右运动的距离S为2m的过程中,小车受到的各个力都没有发生变化.求:在此过程中
(1)拉力F对小车做的功(取sin37°=0.6;cos37°=0.8);
(2)小车克服阻力做的功.
(3)小车动能的增加量.

答案解析部分
一、单选题
1.【答案】D
【解析】【解答】解:A、力对物体做功W多,根据W=FScosθ,可能是力大,也可能是力的方向的位移大,也有可能两者都大,故A错误; B、力对物体做功W少,根据W=FScosθ,可能是力小,也可能是力的方向的位移小,也有可能两者都小,故B错误; C、力对物体不做功,即W=0,可能是F=0,也可能是S=0,也可能是cosθ=0,故C错误; D、根据恒力做功的表达式W=FScosθ判断,功的大小取决与力的大小、力的方向的位移大小,故D正确; 故选D. 【分析】本题主要考查功的基本概念,本题难度较小,功的大小由力F和物体在力的方向上发生的位移有关。www-2-1-cnjy-com
2.【答案】B
【解析】【解答】解:对整体进行受力分析可知,小球和楔形物块不受外力作用,动量守恒,在物块下滑的过程中,楔形物块向右运动,所以小球沿斜面向下运动的同时会向左运动,支持力方向和位移方向的夹角大于90°,由于斜面是光滑的,没有摩擦力的作用,所以斜面对小球只有一个支持力的作用,方向是垂直斜面向上的,物块的运动的方向与力的方向不垂直,支持力做负功,故B正确. 故选:B. 【分析】对整体进行受力分析可知,小球和楔形物块不受外力作用,动量守恒,在小球下滑的过程中,楔形物块向左运动,对小球受力分析,根据小球的受力情况和功的公式可以分析各个力对物块做功的情况.
3.【答案】C
【解析】【解答】解:拉力F的方向时时刻刻均与小球运动方向一致,则 W=Fs=F( )= 故选C 【分析】因为力的方向始终与速度方向一致,根据恒力做功公式W=Fs即可求解.21教育网
4.【答案】B
【解析】【解答】解:物块向右做匀速直线运动,受力平衡,物体受重力(方向竖直向下)、支持力(垂直斜面向上)、摩擦力(沿斜面向上),位移方向水平向右,所以摩擦力做正功,支持力做负功 故选B 【分析】物块向右做匀速直线运动,受力平衡,对物体进行受力分析,根据恒力做功公式分析即可.
5.【答案】A
【解析】【解答】解:木板不固定时木块相对于地的位移要比固定时长,而恒力F相同,由功的计算公式W=Fs得知,W1<W2 . 故选:A. 【分析】根据功的计算公式W=Fs,通过比较A相对于地的位移大小,比较恒力做功的大小.
6.【答案】A
【解析】【解答】解:这两种情形下力F和位移x的大小都是一样的,将力沿着水平和竖直方向正交分解,水平分力大小相同,只有水平分力做功,竖直分力不做功,故两种情况下力F的功的大小是相同的;并且均做正功; 故选:A. 【分析】恒力做功表达式为:W=FScosα,功的正负表示对应的力是动力还是阻力,功的大小看绝对值.
7.【答案】D
【解析】【解答】解:导体匀速下降,小球处于平衡状态,对小球进行受力分析如图: A、绳子的拉力与运动的方向之间的夹角是钝角,所以绳子的拉力做负功.故A错误; B、电梯壁对球的弹力沿水平方向,与电梯运动的方向垂直,所以不能对小球做功.故B错误; C、球受到的重力的方向向下,与运动的方向相同,所以重力做正功.故C错误; D、球的速度不变,所以悬绳的拉力和球的重力做的总功为零.故D正确. 故选:D 【分析】对小球进行受力分析,结合力做正功或做负功的条件即可进行判定.www.21-cn-jy.com
8.【答案】C
【解析】【解答】支持力和重力与位移垂直,不做功,A、B不符合题意;拉力和摩擦力分别做功为W=Flcos θ,W=-μ(mg-Fsin θ)l,C符合题意,D不符合题意. 故答案为:C。【分析】此题较为基础,考查做功公式,力乘以在力的方向上发生的位移,因为支持力和压力为相互作用力,得出支持力的大小就可得出压力大小,力的方向和位移方向的夹角为锐角时力对物体做正功,力的方向和位移方向的夹角为钝角时力对物体做负功。2-1-c-n-j-y
9.【答案】D
【解析】【解答】解:一物体由静止开始从粗糙的斜面上的某点加速下滑到另一点,在此过程中, 物体受重力、支持力、摩擦力,其中重力做正功,支持力不做功,摩擦力做负功. 设重力做功为wG , 物体克服摩擦力做的功为wf , 物体动能的增加量为△Ek 根据动能定理知道:w合=△Ek wG+(﹣wf)=△Ek wG=wf+△Ek 此过程中重力对物体做的功等于物体动能的增加量与物体克服摩擦力做的功之和. 根据重力做功与重力势能变化的关系得: wG=﹣△Ep , 在此过程中重力对物体做的功也等于重力势能的减小量. 故选D. 【分析】知道重力做功量度重力势能的变化. 知道合力做功量度动能的变化. 建立功能关系的表达式,找出此过程中重力对物体做的功.【21cnj*y.co*m】
二、多选题
10.【答案】B,C,D
【解析】【解答】解:分析物体的受力情况:重力mg、弹力N和摩擦力f, A、摩擦力f与位移的夹角为钝角,所以摩擦力对物体m做功不为零,做负功.故A错误,C正确. B、物体匀速运动时,合力为零,合力对物体m做功为零.故B正确. D、弹力N与位移s的夹角小于90°,则弹力对物体m做正功.故D正确. 故选BCD 【分析】分析物体的受力情况,根据力与位移的夹角,判断力做功的正负.物体匀速运动时,合力为零,合力对物体m做功为零.根据功的公式W=FLcosα求出摩擦力和重力做功.【21·世纪·教育·网】
11.【答案】B,C
【解析】【解答】解:A、物体A受的重力与位移垂直,则A的重力不做功,故A错误. B、B放于光滑的水平地面上,A、B整体一起向左做匀加速运动,B对A可能有沿斜面向下的摩擦力,可能没有摩擦力,也可能有沿斜面向上的摩擦力,则A对B的摩擦力可能沿斜面向下,与位移的夹角为锐角,对B做正功,故B正确. C、A受的支持力垂直于斜面,与位移的夹角为锐角,对A做正功,故C正确. D、B受的压力垂直于斜面向下,与位移成钝角,对B做负功,故D错误. 故选:BC 【分析】对物体受力分析及运动过程分析,根据力和位移的夹角,分析各力做功情况.
12.【答案】A,C,D
【解析】【解答】解:A、物体在水平面上做匀速直线运动,物体受到的合外力为零,所以合外力做功为零,故A正确; B、自由落体运动的物体,重力方向向下,位移向下,所以重力做正功,不为零,故B错误; C、物体在水平面上运动,水平面对物体的支持力与运动方向相互垂直;故支持力不做功,故C正确; D、人提着水桶在水平的路上行走,拉力方向与位移方向垂直,故拉力不做功,故D正确. 故选:ACD. 【分析】本题要抓住做功的两个必要因素:作用在物体上的力;物体在力的方向上通过的距离;二者缺一不可.21cnjy.com
三、填空题
13.【答案】20;0;﹣30;20
【解析】【解答】解:物体受力如图所示, 支持力FN与位移垂直,支持力不做功,WFN=0; 拉力的功WF=Fl=10×2=20J; 重力的功:WG=mgh=mglsin30°=3×10×2×0.5=30J; 摩擦力的功:Wf=﹣μmglcos30°=﹣ ×3×10×2× =﹣30J; 合力的功W=WFN+WF+WG+Wf=0+20+30+(﹣30)=20J; 故答案为:20,0,﹣30,20 【分析】求出各力,然后由功的计算公式W=Flcosα求出各力做功,最后求出合力对物体做功
14.【答案】150
【解析】【解答】如图所示,设拉力的作用点为A,则该作用点的位移为 s=2s物·cos 30°=2×1×cos 30°m= m,所以人的拉力所做的功为W=F·s·cos 30°=100× ×cos 30° J=150 J. 【分析】此题属于典型题型,需引起重视,答题时需要注意的是力的作用下的位移并不是物体的位移而是力的作用点发生的位移,所以需先找准作用点,再分析位移。2·1·c·n·j·y
15.【答案】100
【解析】【解答】小车在粗糙的水平面上前进了5.0m过程中,推力做功为W=Fs=20N×5m =100J,撤去推力,小车由于惯性继续向前动,推力不做功,所以在上述小车前进7m的过程中,做的总功为100J. 【分析】功等于力乘以力的方向上发生的位移,而位移指的是力存在的过程中在力的方向上发生的位移,需引起注意。21世纪教育网
四、解答题
16.【答案】解:方法一:以物体为研究对象受力分析如图. 物体受重力mg、摩擦力Ff、支持力FN , FN=mgcos θ, Ff=μmgcos θ. 物体的位移l= , 根据功的公式可求得 WG=mg·lcos(90°-θ)=mgh=4.0×10×2.0 J=80 J, WFN=0, WFf=-Ff·l=-μmgcos θ· =-0.2×4.0×10×2.0× ?J=-12 J. W合=WG+WFN+WFf=80 J+0-12 J=68 J. 方法二:求合外力做的功也可以先求合外力,再求合力的功. F合=mgsin θ-Ff , W合=F合·l=(mgsin θ-μmgcos θ)l =(4.0×10×0.8-0.2×4.0×10×0.6)× ?J =68 J. 21·cn·jy·com
【解析】【分析】此题较为简单,考查对做功公式的使用,功等于力乘以在力的方向上发生的位移,当力的方向与位移的方向垂直时,力不对物体做功;物体所受合外力做的总功等于物体所受各个力做功之和。
五、综合题
17.【答案】(1)解:拉力F对小车做的功:W=FScosα=5N×2m×cos37°=8J (2)解:阻力做的功为Wf=﹣f?s=﹣3N×2m=﹣6J. 故小车克服阻力做功为6J (3)解:根据动能定理,小车的动能增加了△Ek=W+Wf=8﹣6=2J 21·世纪*教育网
【解析】【分析】由于拉力和摩擦力的大小方向都不变,所以可根据恒力做功公式W=FScosθ求解拉力做的功,根据W=fx求出阻力做的功;由动能定理求出小车动能的增加量.【21教育名师】
1.2功和能
一、单选题(共10题;共20分)
1.从地面竖直上抛一个质量为m的小球,小球上升的最大高度为H。设上升和下降过程中空气阻力大小恒定为f。下列说法正确的是(???)
A.?小球上升的过程中动能减少了mgH?????????????????????B.?小球上升和下降的整个过程中机械能减少了fH C.?小球上升的过程中重力势能增加了mgH??????????????D.?小球上升和下降的整个过程中动能减少了fH
2.物体在运动过程中克服重力做功为100J,则下列说法中正确的是(?? )
A.?物体的重力势能一定增加了100 J????????????????????????B.?物体的重力势能一定减少了100 J C.?物体的动能一定增加了100 J???????????????????????????????D.?物体的动能一定减少了100 J【21教育】
3.关于功是否为矢量,下列说法正确的是(  )
A.?因为功有正功和负功,所以功是矢量??????????????????B.?因为功没有方向性,所以功是标量 C.?力和位移都是矢量,功也一定是矢量??????????????????D.?力是矢量,功也是矢量
4.如图所示,质量为m1、长为L的木板置于光滑的水平面上,一质量为m的滑块(视为质点)放置在木板左端,滑块与木板间滑动摩擦力的大小为f,用水平的恒定拉力F作用于滑块.当滑块从静止开始运动到木板右端时,木板在地面上移动的距离为s,滑块速度为v1 , 木板速度为v2 , 下列结论中正确的是(?? )
A.?滑块克服摩擦力所做的功为f(L+s) B.?木板满足关系:f(L+s)= m1v22 C.?F(L+s)= mv12+ m1v22 D.?其他条件不变的情况下,F越大,滑块与木板间产生的热量越多
5.长为L的轻绳悬挂一个质量为m的小球,开始时绳竖直,小球与一个倾角的静止三角形物块刚好接触,如图所示。现在用水平恒力F向左推动三角形物块,直至轻绳与斜面平行,此时小球的速度速度大小为V,重力加速度为g,不计所有的摩擦。则下列说法中正确的是(??? )
A.?上述过程中,斜面对小球做的功等于小球增加的动能 B.?上述过程中,推力F做的功为FL C.?上述过程中,推力F做的功等于小球增加的机械能 D.?轻绳与斜面平行时,绳对小球的拉力大小为
6.质量为m的小球,从离桌面H高处由静止下落,桌面离地高度为h,如图所示,若以桌面为参考平面,那么小球落地时的重力势能及整个过程中小球重力势能的变化分别为(?? )
A.?mgh,减少mg(H﹣h)???????????????????????????????????B.?mgh,增加mg(H+h) C.?﹣mgh,增加mg(H﹣h)????????????????????????????????D.?﹣mgh,减少mg(H+h)
7.运动员把质量为500g的足球由静止踢出后,足球上升的最大高度是10m,在最高点的速度为20m/s.若不考虑空气阻力及足球自转,g取10m/s2 . 则(?? )
A.?运动员踢球时对足球做的功是150J?????????????????????B.?运动员踢球时对足球做的功是100J C.?运动员踢球时对足球做的功是50J???????????????????????D.?运动员踢球时对足球做的功是0J
8.质量为m的物体,在距地面为h的高处,以 的恒定加速度由静止竖直下落到地面,下列说法中不正确的是(  )
A.?物体的动能增加 ?????????????????????????????????????????B.?物体的机械能减少 C.?物体的重力势能减少 ??????????????????????????????????D.?重力做功mgh
9.如图,两根相同的轻质弹簧,沿足够长的光滑斜面放置,下端固定在斜面底部挡板上,斜面固定不动.质量不同、形状相同的两物块分别置于两弹簧上端.现用外力作用在物体上,使两弹簧具有相同的压缩量,若撤去外力后,两物块由静止沿斜面向上弹出并离开弹簧,则从撤去外力到物块速度第一次减为零的过程,下列说法正确的是(?? ) 2-1-c-n-j-y
A.?质量大的物体最大速度较大??????????????????B.?质量大与质量小的物体最大加速度相同 C.?质量大的物体的最大高度较大??????????????D.?从离开弹簧到速度第一次为零处,质量大的物体时间较短
10.竖直上抛一小球,小球在运动过程中所受阻力大小恒定,比较小球的上升过程和下降过程,下列说法中正确的是(?? )
A.?时间相等?????????????????B.?阻力都做负功?????????????????C.?机械能都守恒?????????????????D.?重力的平均功率相等21cnjy.com
二、多选题(共6题;共18分)
11.关于功和能,下列说法正确的是(?? )
A.?功是能量转化的量度 B.?若某一个力对物体不做功,说明该物体一定没有位移 C.?因为功有正负,所以其加减适用于平行四边形定则或三角形法则 D.?一个恒力对物体做的功等于这个力的大小、物体位移的大小及力和位移夹角的余弦三者的乘积
12.从地面竖直上抛一个质量为m的小球,小球上升的最大高度为H,设上升过程中空气阻力f恒定.对于小球从抛出到上升至最高处的过程,下列说法正确的是(?? )
A.?小球的动能减少了mgH??????????????????????????????????????B.?小球的机械能减少了fH C.?小球的重力势能增加了mgH???????????????????????????????D.?小球的加速度大于重力加速度g
13.质量为2千克的物体,放在动摩擦因数μ=0.1的水平面上,在水平拉力的作用下,由静止开始运动,水平拉力做的功W和物体发生的位移S之间的关系如图所示,g=10m/s2 . 则(?? )
A.?此物体在AB段做匀加速直线运动????????????????????????B.?此物体在AB段做匀速直线运动 C.?此物体在0A段做匀加速直线运动????????????????????????D.?此物体在0B段动能增加了9J
14.如图所示,斜面体固定在水平面上,倾角为θ=30°,质量为m的物块从斜面体上由静止释放,以加速度a= 开始下滑,取出发点为参考点,则图乙中能正确描述物块的速率v、动能Ek、势能EP、机械能E、时间t、位移x关系的是(?? )
A.???????????????????B.???????????????????C.???????????????????D.?
15.如图所示,在升降机内固定一光滑的斜面体,一轻弹簧的一端连在位于斜面体上方的固定木板B上,另一端与质量为m的物块A相连,弹簧与斜面平行.整个系统由静止开始加速上升高度h的过程中(?? )
A.?物块A的重力势能增加量一定等于mgh B.?物块A的动能增加量等于斜面的支持力和弹簧的拉力对其做功的和 C.?物块A的机械能增加量等于斜面的支持力和弹簧的拉力对其做功的和 D.?物块A和弹簧组成系统的机械能增加量等于斜面对物块的支持力和B对弹簧拉力做功的和
16.“蹦极”是一项非常刺激的体育运动.某人身系弹性绳自高空P点自由下落,图中a点是弹性绳的原长度位置,c是人所到达的最低点,b是人静止地悬吊着时的平衡位置,人在从P点下落到最低点c点的过程中(?? ) 【21教育名师】
A.?人在Pa段做自由落体运动,处于完全失重状态 B.?在ab段绳的拉力小于人的重力,人处于失重状态 C.?在bc段绳的拉力大于人的重力,人处于超重状态 D.?在c点,人的速度为零,处于平衡状态
三、解答题(共1题;共5分)
17.“功”是人们在认识能量的过程中产生的一个物理概念.历史上对功的认识比对能量的认识晚,其认识是一个漫长的历史过程.直到现在,人们还不断地对功进行认识和探究.同学们从初中开始接触到功的定义,现在又经历了高中的学习,进一步认识到能量的转化过程必然伴随着做功过程,请结合自己的理解,谈谈你对重力做功的认识,请举例说明.
四、综合题(共2题;共25分)
18.如图所示,在竖直方向土A,B两物体通过劲度系数为k的轻质弹簧相连,A放在水平地面上;B、C两物体厦过细绳绕过轻质定滑轮相连,C放在固定的光滑斜面上.用手拿住C,使细线刚刚拉直但无拉力作用,并保证ab段的细线竖直、cd段的细线与斜面平行.已知A,B的质量均为m,斜面倾角为θ=37°,重力加速度为g滑轮的质量和摩擦不计,开始时整个系统处于静止状态.C释放后沿斜面下滑,当A刚要离开地面时,B的速度最大(sin37=0.6,cos37°=0.8)求:
(1)从开始到物体A刚要离开地面的过程中,物体C沿斜面下滑的距离;
(2)C的质量;
(3)A刚离开地面时,C的动能.
19.(2013?海南)一质量m=0.6kg的物体以v0=20m/s的初速度从倾角为30°的斜坡底端沿斜坡向上运动.当物体向上滑到某一位置时,其动能减少了△Ek=18J,机械能减少了△E=3J.不计空气阻力,重力加速度g=10m/s2 , 求: www-2-1-cnjy-com
(1)物体向上运动时加速度的大小;
(2)物体返回斜坡底端时的动能.

答案解析部分
一、单选题
1.【答案】C
【解析】【分析】由动能定理可知,小球动能的减小量等于小球克服重力和阻力F做的功为(mg+f)H,A错误;小球机械能的减小等于克服阻力f做的功,为2fH,B错误;小球重力势能的增加等于小球克服重力做的功,为mgH,C正确;小球上升和下降的整个过程中动能减少了2fH,D错; 【点评】明确重力势能的变化只决定于重力做功,除重力以外其他力做功等于机械能的变化,明确本题利用功能关系求解21*cnjy*com
2.【答案】A
【解析】【解答】解:AB、重力做功等于重力势能的减小,物体克服重力做功100J,说明重力势能一定增加100J,A符合题意,B不符合题意; CD、根据动能定理知,合外力做功等于动能的增加量,由于不知道重力以外的力做功情况,不能确定合外力做的功,故无法判断动能改变情况,C不符合题意,D不符合题意; 故答案为:A 【分析】根据功能关系,重力对物体所做功等于物体重力势能的改变量,合外力对物体所做功等于物体动能的改变量。21·世纪*教育网
3.【答案】B
【解析】【解答】解:A、功是标量,当力对物体做正功表示该力为动力,当力对物体做负功表示该力为阻力,选项A说法错误; B、功没有方向,故功是标量,选项B说法正确; C、力和位移是矢量,但功是标量,选项C说法错误; D、力是矢量,功是标量,选项D说法错误; 故选B. 【分析】本题主要考查功的基本概念,功是标量,只有大小,没有方向,当力对物体做正功表示该力为动力,当力对物体做负功表示该力为阻力。【21cnj*y.co*m】
4.【答案】A
【解析】【解答】解:A、当滑块从静止开始运动到木板右端时,发生的位移为L+s(相对于地),滑块克服摩擦力所做的功为f(L+s).故A正确. B、对木板,由动能定理有:fs= m1v22 . 故B错误. C、滑块与木板间产生的热量 Q=fL,根据能量守恒定律知:F(L+s)=Q+ mv12+ m1v22 , 可得,F(L+s)﹣fL= mv12+ m1v22 . 故C错误. D、由 Q=fL,知F增大时,Q不变,故D错误. 故选:A 【分析】当滑块从静止开始运动到木板右端时,发生的位移为L+s,由功的公式求滑块克服摩擦力所做的功.系统产生的热量等于摩擦力和相对位移乘积.对木板和滑块分别运用动能定理列式分析.
5.【答案】B
【解析】【分析】A、由动能定理可知合外力做功等于动能的变化量,对小球来说除了斜面的的支持力还有重力对小球做功;错误 B、由W=Fx可知上述过程中,推力F做的功为FL;正确 C、根据功能关系可知,力F做的功应等于斜面和小球这一系统增加的机械能;错误 D、小球做圆周运动,则沿绳方向有,, 所以;错误 故选B。 【点评】某个力做的功等于这个力与这沿个力的方向的位移的乘积。本题中力F做的功等于系统增加的机械能。
6.【答案】D
【解析】【解答】解:以桌面为零势能参考平面,那么小球落地时的重力势能为Ep1=﹣mgh; 整个过程中小球高度降低,重力势能减少,重力势能的减少量为:△Ep=mg?△h=mg(H+h); 故选:D. 【分析】物体由于被举高而具有的能叫做重力势能.对于重力势能,其大小由地球和地面上物体的相对位置决定.物体质量越大、位置越高、做功本领越大,物体具有的重力势能就越大,其表达式为:Ep=mgh.
7.【答案】A
【解析】【解答】解:足球被踢起后在运动过程中,只受到重力作用,只有重力做功,足球的机械能守恒,足球到达最高点时,机械能为 E=mgh+ mv2=0.5×10×10+ ×0.5×202J=150J,由于足球的机械能守恒,则足球刚被踢起时的机械能为E=150J,足球获得的机械能等于运动员对足球所做的功,因此运动员对足球做功:W=E=150J, 故BCD不符合题意,A符合题意. 故答案为:A. 【分析】根据机械能守恒定律的条件,足球被踢起后在运动过程中,只受到重力作用,只有重力做功,所以足球的机械能守恒。根据机械能守恒列式求解。www.21-cn-jy.com
8.【答案】C
【解析】【解答】A、根据动能定理得:△Ek=mah= ,即物体的动能增加 ,故A正确.BCD、物体由静止竖直下落到地面,重力做正功mgh,则物体的重力势能减少mgh,所以物体的机械能减少mgh﹣ mgh= .故BD正确,C不正确. 本题选不正确的,故选C. 【分析】根据重力做功的多少,求解重力势能的变化量.根据动能定理确定出动能的变化量,由动能和重力势能的变化量,确定出机械能的变化量.21*教*育*名*师
9.【答案】D
【解析】【解答】解: A.当题意可知弹簧的弹性势能转化为物块的动能和重力势能: ,所以可知质量大的物体最大速度较小.故A错误; B.刚释放瞬间: = ,可知质量大的物体的加速度比较小.故B错误; C.设物块上升的最大高度是h,则由:EP=mgh可知质量大的物体的最大高度较小.故C错误; D.离开弹簧后物块的加速度:a=gsinθ,大小是相等的,由于离开弹簧时质量大的物体的加速度比较小,所以从离开弹簧到速度第一次为零处,质量大的物体时间较短.故D正确. 故选:D 【分析】使两弹簧具有相同的压缩量,则储存的弹性势能相等,根据能量守恒判断物块的动能的大小、速度的大小以及最后的重力势能.【21·世纪·教育·网】
10.【答案】B
【解析】【解答】解:A、根据牛顿第二定律可得:上升过程中的加速度大小为:a1= ,下落过程中的加速度大小为:a2= ,可知,a1>a2;上升过程中和下落过程中的位移大小相等,根据位移时间关系可得:h= ,则知上升过程的时间较短,A不符合题意.B、阻力方向一直与小球的运动方向相反,所以阻力都做负功,B符合题意.C、由于阻力对小球做功,所以小球的机械能不守恒,故C不符合题意.D、上升过程中和下落过程中的位移大小相等,而上升的时间比下降时间短,所以上升过程的平均速度比下降的大,D不符合题意.故答案为:B. 【分析】可以借助牛顿第二运动定律以及匀变速直线运动规律,计算物体运动的时间,根据做功的公式可以判断阻力对物体是做正功还是负功,因为有阻力做功,所以机械能不守恒。
二、多选题
11.【答案】A,D
【解析】【解答】解:A、由功能关系知,功是能量转化的量度,做功的过程就是能量转化的过程.故A正确; BD、由功的计算公式W=Flcosα,知恒力对物体做的功等于这个力的大小、物体位移的大小及力和位移夹角的余弦三者的乘积,可知,若某一个力对物体不做功,也可能是由于力和位移之间的夹角为90°,故B错误,D正确; C、功虽然有正负,但是功只有大小,没有方向,其加减不适用于平行四边形定则合成.所以功是标量.故C错误; 故选:AD 【分析】功是能量转化的量度,做功的过程就是能量转化的过程;功的计算公式为W=Flcosα,α是力与位移的夹角.功有正负,但功是标量.
12.【答案】B,C,D
【解析】【解答】解:A、由动能定理可知,小球动能的减少量等于合外力做的功,即:△EK=(mg+f)H,故A错误; B、小球机械能的减少量等于重力以外的力做功,即克服空气阻力做的功,W=﹣fH,则机械能减少fH,故B正确; C、小球上升的最大高度为H,则重力势能增加mgH,C正确; D、根据牛顿第二定律:mg+f=ma,得:a=g+ >g,故D正确; 故选:BCD. 【分析】重力做功不改变物体机械能,重力做功只使物体动能转化为重力势能或重力势能转化为动能;空气阻力做功使物体机械能减少,减少的机械能等于克服空气阻力做的功.
13.【答案】B,C,D
【解析】【解答】解:ABC、物体在水平面上运动,水平拉力与物体运动方向相同,物体受到的滑动摩擦力大小为:f=μmg=0.1×2×10N=2N. 物体在0A段受到的水平拉力大小等于:F1= = N=5N,可见,水平拉力大于摩擦力,则物体在OA段做匀加速直线运动. 物体在AB段受到的水平拉力大小等于:F2= = N=2N,水平拉力等于摩擦力,则物体在AB段做匀速直线运动.故A错误,BC正确. D、物体在AB段做匀速直线运动,动能不变,则物体在0B段动能增加量等于物体在0A段动能增加量,等于合力做的功,为:△Ek=(F1﹣f)S1=(5﹣2)×3J=9J,故D正确. 故选:BCD 【分析】物体在水平面上运动,水平拉力与物体运动方向相同,由功的公式W=FS可知,F等于W﹣S图象斜率的大小.由数学知识求出两段图象的斜率,解得水平拉力的大小,根据拉力与摩擦力大小比较,分析物体的运动情况.由动能定理求物体在0B段动能增加量.
14.【答案】A,C,D
【解析】【解答】解:A、滑块从斜面上匀加速下滑,速度 v=at= t,v∝t,所以A图能正确描述速度与时间的关系.故A正确. B、动能Ek= mv2= t2 , 得Ek∝t2 , 是非线性关系.所以B图不能正确描述动能与时间的关系,故B错误. C、取出发点为参考,滑块向下滑动时,重力势能为负值,则重力势能Ep=﹣mgh=﹣mgx?sin30°=﹣ mgx,Ep∝x.所以C图能正确描述势能EP与位移x的关系.故C正确. D、由于滑块的加速度a= g=gsin30°,根据牛顿第二定律得知,滑块的合力等于mgain30°,说明滑块下滑过程中,不受摩擦力作用,只有重力做功,其机械能不变.取出发点为参考点,其机械能为0,所以D图能正确描述机械能E与位移x关系,故D正确. 故选:ACD. 【分析】滑块从斜面上匀加速下滑,根据运动学公式得出速度与时间的关系式,再得到动能与时间的关系.根据重力势能Ep=mgh,得到重力势能与位移的关系式.再选择图象.2·1·c·n·j·y
15.【答案】C,D
【解析】【解答】解:A、物体A开始受重力、支持力、弹簧的弹力处于平衡状态.当具有向上的加速度时,合力向上,弹簧弹力和支持力在竖直方向上的分力大于重力,所以弹簧的弹力增大,物体A相对于斜面向下运动.物体A上升的高度小于h,所以重力势能的增加量小于mgh.故A错误 B、物体A受重力、支持力、弹簧的弹力, 对物体A用动能定理,物块A的动能增加量等于斜面的支持力、弹簧的拉力和重力对其做功的和,故B错误 C、物体A机械能的增加量等于斜面支持力和弹簧弹力做功的代数和.故C正确 D、物块A和弹簧组成系统的机械能增加量等于斜面对物块的支持力和B对弹簧拉力做功的和,故D正确 故选CD. 【分析】开始整个系统处于静止状态,物体A受重力、支持力、弹簧的弹力处于平衡状态.升降机以加速度a开始匀加速上升,则物块A与升降机具有相同的加速度,根据牛顿第二定律,判断弹簧弹力是否发生变化.根据除重力以外其它力做的功等于机械能的增量,判断物体机械能的变化.
16.【答案】A,B,C
【解析】【解答】解:A、a点是弹性绳的原长位置,故a点之前人只受重力,人做自由落体运动,处于完全失重状态,故A正确. B、b是人静止悬吊着时的平衡位置,故ab段绳的拉力小于重力,故人处于失重,故B正确. C、在bc段绳的拉力大于人的重力,故人处于超重,故C正确. D、c是人所到达的最低点,故c点速度为零,但人所受绳的拉力大于人的重力,合力不为0,不是处于平衡状态,故D错误. 故选:ABC. 【分析】a点是弹性绳的原长位置,故a点之前人做自由落体运动. b是人静止悬吊着时的平衡位置,故ab段绳的拉力小于.bc段绳的拉力大于重力; c是人所到达的最低点,故c点速度为零.21世纪教育网
三、解答题
17.【答案】解:重力做功公式为 W=mgh,h是初末位置间的高度差,可知,重力做功与路径无关,与初末位置有关.如平抛运动的物体,下落的高度为h,重力做功为mgh,与物体运动路径无关. 重力做功与重力势能相关联,物体上升时,重力做负功,重力势能增加,而且克服重力做功多少重力势能就增加多少.相反,物体下落时,重力做正功,重力势能减小,而且重力做功多少重力势能就减小多少. 对于单个物体,机械能守恒的条件:只有重力做功,如自由下落的物体运动过程中,只受重力,其机械能守恒. 21·cn·jy·com
【解析】【分析】根据做功是能量转化的量度进行举例求解。
四、综合题
18.【答案】(1)解:设开始时弹簧压缩的长度为xB , 由题意有: ???????? ① 设当物体A刚刚离开地面时,弹簧的伸长量为xA , 有 kxA=mg??????????? ② 当物体A刚离开地面时,物体B上升的距离及物体C沿斜面下滑的距离为: (2)解:物体A刚离开地面时,以B为研究对象,物体B受到重力mg、弹簧的弹力kxA,细线的拉力T三个力的作用,设物体B的加速度为a,根据牛顿第二定律,对B有: T﹣mg﹣kxA=ma????????? ③ 对C有:mCgsinθ﹣T=mCa?????? ④ 当B获得最大速度时,有:a=0????? ⑤ 由②③④⑤式解得: (3)解:根据动能定理有: 对于C有:mcghsinθ﹣WT=Ekc﹣0??????? ⑥ 对于B有:WT﹣mBgh+W弹=EkB﹣0????????? ⑦ 其中弹簧弹力先做正功后做负功,总功为零,W弹=0?????????? ⑧ BC的质量速度大小相等,故其动能大小之比为其质量大小之比即: ????????? ⑨ 由⑥⑦⑧⑨解得 21教育网
【解析】【分析】(1)根据胡克定律根据物体A和B所受弹力大小求得物体C沿斜面下滑的距离;(2)根据牛顿可知,当A刚要离开地面时B的速度最大,此时B所受合力为零,根据平衡求得C的质量;(3)由于弹簧但长和压缩时的弹力相等,故在B上升的整个过程中弹簧弹力做功为零,根据动能定理求得A刚离开地面时C的动能.21-cnjy*com
19.【答案】(1)解:物体从开始到经过斜面上某一点时,受重力、支持力和摩擦力, 根据动能定理,有 ﹣mg?lsinθ﹣f?l=EK﹣EK0=﹣18J??????? ① 机械能的减小量等于克服摩擦力做的功: f?l=△E=3J???????????? ② 由①②可解得l=5m,f=0.6N 因为物体的初速度为v0=20m/s,初动能 =120J 滑上某一位置时动能减少了△Ek=18J,则此时动能Ek=102J= ,可得v2=340m2/s2 物体在斜坡底端向上运动时受重力、支持力和摩擦力作用,物体做匀减速运动,根据匀变速直线运动的速度位移关系有: = =﹣6m/s2(负号表示方向与初速度方向相反) (2)解:当该物体经过斜面上某一点时,动能减少了18J,机械能减少了3J,所以当物体到达最高点时动能减少了120J,机械能减少了20J, 所以物体上升过程中克服摩擦力做功是20J,全过程摩擦力做功W=﹣40J? 从出发到返回底端,重力不做功,设回到出发点的动能为EK′,由动能定理可得 W=EK′﹣EK0 得EK′=80J
【解析】【分析】物体从开始到经过斜面上某一点时,受重力、支持力和摩擦力,总功等于动能增加量,机械能减小量等于克服摩擦力做的功,根据功能关系列式可解; 对从最高点到底端过程运用动能定理列式求解
1.3功率
一、单选题(共10题;共20分)
1.现用一台起重机在5s内要将2×103㎏的物体由静止开始匀加速提升10米,不计一切摩擦及空气阻力,g取10m/s2 , 那么此起重机应具备的最小功率是(???) 【21教育名师】
A.?40kW???????????????????????????????B.?80kW???????????????????????????????C.?73.6kW???????????????????????????????D.?86.4kW21-cnjy*com
2.关于功率公式和的说法正确的是: (??????)
A.?由知,只要知道W和t就可求出任意时刻的功率 B.?由只能求某一时刻的瞬时功率 C.?从知,汽车的功率与它的速度成正比 D.?从知,当汽车发动机功率一定时,牵引力与速度成反比
3.一起重机的钢绳由静止开始匀加速提起质量为m的重物,当重物的速度为v1时,起重机的有用功率达到最大值P,以后,起重机保持该功率不变,继续提升重物.直到以最大速度v2匀速上升为止,则整个过程中,下列说法不正确的是(?? )
A.?钢绳的最大拉力为??????????????????????????????????????????B.?钢绳的最大拉力为 C.?重物的最大速度为 ????????????????????????????????D.?重物做匀加速运动的时间为
4.一台起重机匀加速地将质量m=1.0×103Kg的货物从静止竖直吊起,在2s末货物的速度v=4.0m/s取g=10m/s2 , 不计阻力,则起重机在这2s时间内的平均输出功率和起重机在2s末的瞬时输出功率分别是(  )
A.?4×103W, 8.0×103W?????????????????????????????????????????B.?1.6×104W, 3.2×104W C.?2.4×104W, 4.8×104W???????????????????????????????????????D.?2.0×104W , 4.0×104W
5.如图所示,分别用力F1、F2、F3将质量为m的物体由静止沿同一光滑斜面以相同的加速度从斜面底端拉到斜面的顶端,在此过程中,F1、F2、F3做功的功率大小关系是(????)
A.?P1=P2=P3??????????????????????B.?P1>P2=P3 ??????????????????????C.?P3>P2>P1??????????????????????D.?P1>P2>P3
6.机车从静止开始沿水平的直轨道做匀加速直线运动,所受的阻力始终不变,在此过程中,下列说法正确的是(?? )
A.?机车的牵引力逐渐减小???????????????????????????????????????B.?机车的牵引力逐渐增大 C.?机车输出功率逐渐减小???????????????????????????????????????D.?机车输出功率逐渐增大
7.王同学在完成 “引体向上”项目体育测试中,1分钟完成了20个“引体向上”,若王同学每次 “引体向上”重心上升约0.5m,则王同学在本次测试中做功的平均功率接近(??)
A.?1000W??????????????????????????????????B.?100W??????????????????????????????????C.?10W??????????????????????????????????D.?1Wwww-2-1-cnjy-com
8.一辆汽车从静止出发在平直公路上加速前进,如果汽车发动机功率一定,遇到的阻力也一定,在达到最大速度之前(?? )
A.?汽车的加速度大小不变???????????????????????????????????????B.?汽车的加速度不断增加 C.?汽车的加速度不断减小???????????????????????????????????????D.?汽车的加速度大小跟速度成反比
9.今年年初我国南方部分地区遭遇了严重雪灾.在抗雪救灾中,运输救灾物资的汽车以额定功率上坡时,为增大牵引力,司机应使汽车的速度(?? )
A.?减小???????????????????????????B.?增大???????????????????????????C.?保持不变???????????????????????????D.?先增大后保持不变
10.一辆汽车的额定功率为73.5kW,当它以36km/h的速度行驶时,它的牵引力大小可能是(?? )
A.?104 N???????????????????????????B.?103 N???????????????????????????C.?7.35×104 N???????????????????????????D.?7.35×103 N
二、多选题(共3题;共9分)
11.如图质量为m的汽车在水平路面上启动,运动过程中的速度图象,Oa为过原点的倾斜直线,ab段表示以额定功率行驶时的加速阶段,bc段是与ab段相切的水平直线,则下述说法正确的是(?? )
A.?t1﹣t2时间内汽车牵引力做功为 m ﹣ m B.?0﹣t1时间内汽车做匀加速运动且功率逐渐增大 C.?t2﹣t3时间内汽车的牵引力最小,与阻力相等 D.?t1﹣t2时间内汽车的牵引力逐渐在增大
12.一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像如图所示.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 . 则根据图像所给的信息,能求出的物理量是(?? )
A.?汽车运动中的最大功率为F1v1?????????????????????????????B.?速度为v2时的加速度大小为 C.?汽车行驶中所受的阻力为 ???????????????????????????D.?恒定加速时,加速度为
13.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(? ) 21世纪教育网
A.?3t0时刻的瞬时功率为 ???????????????????????????????B.?3t0时刻的瞬时功率为 C.?在t=0到3t0这段时间内,水平力的平均功率为 ??????????D.?在t=0到3t0这段时间内,水平力的平均功率为
三、填空题(共3题;共5分)
14.质量为2×103kg的汽车,保持40kW的功率行驶,能达到的最大速度为20m/s.当它以最大速度前进时,所受阻力的大小为________?N,若汽车受阻力大小不变,它的速度为10m/s时加速度的大小为________?m/s2 .
15.质量10t的汽车,额定功率是60kw,在水平路面上行驶的最大速度为15m/s,设它所受运动阻力保持不变,则汽车受到的运动阻力是________??N;在额定功率下,当汽车速度为10m/s时的加速度________??m/s2 .
16.一质量为m的木块静止在光滑的水平地面上,大小为F、方向与水平面成θ角的恒力作用在该木块上,经过时间t,力F的瞬时功率为________。
四、解答题(共1题;共5分)
17.汽车发动机的额定功率为40kW,质量为2000kg,当汽车在水平路面上行驶时受到阻力为车重的0.1倍,(g=10m/s2) ①汽车在路面上能达到的最大速度? ②若以恒定功率启动,当汽车速度为10m/s时的加速度是多少?
五、综合题(共2题;共20分)
18.汽车发动机的功率为60kW,汽车的质量为4t,当它行驶在坡度为0.02(sinα=0.02)的长直公路上时,如图所示,所受摩擦阻力为车重的0.1倍(g=10m/s2),求:
(1)汽车所能达到的最大速度vm;
(2)若汽车从静止开始以0.6m/s2的加速度做匀加速直线运动,则此过程能维持多长时间?
19.汽车发动机的额定功率P0=150kW,汽车的质量m=5.0×103㎏,汽车在水平路面上行驶驶时,阻力是车重的k=0.10倍,重力加速度g=10m/s2 . (所有计算结果保留两位有效数字)
(1)若汽车保持额定功率不变从静止启动,当车速为v1=10m/s时其加速度a1 是多大?
(2)若汽车从静止开始,保持以a=1.0m/s2 的加速度做匀加速直线运动,维持这一过程的时间t是多长?这一过程中汽车牵引力做功W是多少?

答案解析部分
一、单选题
1.【答案】D
【解析】【分析】因为物体是从静止开始匀加速的,所以根据公式可得,物体上升的加速度为a=0.8m/s2 , 起动机的牵引力为F-mg=ma,解得:, 5s后物体具有的速度为,v=at=4m/s,物体在5s末的功率最大,为P=Fv=86.4kw,即此起重机应具备的最小功率86.4kW,D正确, 【点评】本题是一道最容易出错的题目,需要明白在5s末起重机的功率最大,所以要想达到目的,所以起重机的具有的功率最小为5s末时的功率,
2.【答案】D
【解析】【分析】A、公式是平均功率的表达式,只能计算平均功率的大小,不能用来计算瞬时功率;错误 B、可以计算平均功率也可以是瞬时功率,取决于速度是平均速度还是瞬时速度;错误 C、从知,当F不变的时候,汽车的功率和它的速度是成正比的,而汽车的牵引力是变化的;错误 D、可以表示汽车的瞬时功率,当汽车发动机功率一定时,牵引力与速度成反比;正确 故选D 【点评】是功率的定义式,若t较长,P为平均功率.只有在趋向于零时,P才视为瞬时功率,可见只能计算平均功率;在中,v可以是平均速度,也可以是瞬时速度,因此P=Fv既可以计算平均功率也可计算瞬时功率。21cnjy.com
3.【答案】B
【解析】【分析】AB、匀加速提升重物时钢绳拉力最大,且等于匀加速结束时的拉力,由得;A正确不选,B错误应选 C重物以最大速度为匀速上升时,F=mg,所以;正确不选 D、重物做匀加速运动的加速度,则匀加速的时间为;正确不选 故选B。 【点评】匀加速提升重物时钢绳拉力最大,且等于匀加速结束时的拉力,由求出最大拉力;重物以最大速度为匀速上升时,F=mg,所以, 求出最大速度;先根据牛顿第二定律求出加速度,再根据匀加速直线运动速度时间公式求出时间。21*cnjy*com
4.【答案】C
【解析】【分析】起重机匀加速运动,由牛顿第二定律可以求得起重机拉力的大小,由匀变速直线运动的规律可以求得货物上升的高度,再利用功率的公式可以求得平均功率和瞬时功率。 货物匀加速运动,由速度公式可得,v=at,所以a==2m/s2 , 2s内的位移是x=at2═4m, 由牛顿第二定律可得 F-mg=ma, 所以 F=mg+ma=1.0×103×10+1.0×103×2=12000N, 起重机做的功为 W=Fx=12000×4J=48000J, 所以起重机在这2s内的平均功率为: 起重机在这2s末的瞬时功率为, P瞬=Fv=12000×4W=48000W。 故选C。 【点评】解决本题的关键区分平均功率和瞬时功率,根据P=【可求平均功率,根据P=Fv可求瞬时功率。
5.【答案】A
【解析】【分析】从题中我们知道,物体是从静止开始运动的,加速度相同,到达斜面顶端经过的位移相同,所以根据公式可得,三种情况下物体的运动时间是相同的,所以根据公式可得,到达斜面顶端的速度是相同的,过程中重力做负功,F做正功,所以根据动能定理可得,所以三种情况下F做功时相同的,根据公式可得,三种情况下F的功率是相同的,所以A正确。 【点评】在计算功率的时候,可以通过公式计算,也可以通过公式计算,根据题目中的信息选择公式。【21教育】
6.【答案】D
【解析】【解答】解:机车做匀加速直线运动,加速度不变,根据F﹣f=ma知,牵引力F=f+ma,可知牵引力不变,根据P=Fv,F不变,v增大,则机车的输出功率变大,故D正确,A、B、C错误. 故选:D. 【分析】机车做匀加速直线运动,加速度不变,根据牛顿第二定律得出拉力的变化,从而根据P=Fv得出输出功率的变化.21·cn·jy·com
7.【答案】B
【解析】【分析】该同学在1min内克服重力做功为,,所以平均功率为,带入,,可得, B正确。 【点评】本题的能理性较强,需要学生学会估算,知道一些常识性知识2-1-c-n-j-y
8.【答案】C
【解析】【解答】解:发动机的功率P保持恒定,汽车所受阻力f保持不变, 根据P=Fv得: F= 根据牛顿第二定律得: a= , 速度不断增大,则加速度不断减小,当F=f时速度达到最大值,所以在达到最大速度之前汽车的加速度不断减小,故C正确. 故选:C 【分析】发动机的功率保持恒定,汽车所受阻力保持不变,根据P=Fv及牛顿第二定律列式即可判断加速度的变化情况.2·1·c·n·j·y
9.【答案】A
【解析】【解答】解:由功率公式P=Fv可知,在功率一定的情况下,当速度减小时,汽车的牵引力就会增大,此时更容易上坡. 故选:A. 【分析】司机用“换挡”的办法来减速行驶是为了获得更大的牵引力来上坡,由P=FV可知,在功率一定的情况下,当速度减小时,汽车的牵引力就会增大.
10.【答案】D
【解析】【解答】解:P=73.5KW=73500W v=36Km/h=10m/s 因为p=Fv,所以F= = =7350N.故D正确,ABC错误 故选:D 【分析】已知汽车的功率和汽车运行的速度,有P=Fv即可求出牵引力的大小.21*教*育*名*师
二、多选题
11.【答案】B,C
【解析】【解答】解:A、根据动能定理知,在t1﹣t2时间内,有: ,可知牵引力功不等于 ,故A错误. B、0﹣t1时间内,汽车做匀加速直线运动,根据P=Fv知,功率逐渐增大,故B正确. C、t2﹣t3时间内,汽车做匀速直线运动,牵引力等于阻力,牵引力最小,故C正确. D、t1﹣t2时间内,功率不变,根据P=Fv知,速度增大,牵引力减小,故D错误. 故选:BC. 【分析】根据动能定理得出汽车牵引力做功的大小;根据速度时间图线得出0﹣t1时间内、t2﹣t3时间汽车的运动规律,当牵引力不变时,结合P=Fv分析功率的变化;当功率不变时,根据P=Fv分析牵引力的变化.
12.【答案】A,C
【解析】【解答】解:A、根据牵引力和速度的图像和功率P=Fv得汽车运动中的最大功率为F1v1 , 故A正确. B、汽车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,所以速度为v2时的功率是F1 v1 , 根据功率P=Fv得 速度为v2时的牵引力是 , 对汽车受力分析,受重力、支持力、牵引力和阻力, 该车所能达到的最大速度时加速度为零,所以此时阻力等于牵引力,所以阻力f= 根据牛顿第二定律,有速度为v2时加速度大小为a= ﹣ ,故B错误,C正确. D、根据牛顿第二定律,有恒定加速时,加速度a′= ﹣ ,故D错误. 故选AC. 【分析】汽车先做匀加速运动,再以恒定功率运动,对汽车受力分析后根据牛顿第二定律列方程,再结合图像进行分析即可.21·世纪*教育网
13.【答案】B,D
【解析】【解答】3t0时速度 v=a1·2t0+a2t0= ·2t0+ ·t0= 3t0时刻瞬时功率P=3F0·v= ,故A不符合题意,B符合题意; 0~2t0内,力F0做的功 W1=F0· · ·(2t0)2= 2t0~3t0内位移x2=a1·2t0·t0+ · · = + = 2t0~3t0内水平力3F0做的功 W2=3F0x2= 0~3t0内平均功率 = = ,C不符合题意,D符合题意。 故答案为:B、D。 【分析】利用牛顿第二定律和匀变速直线运动公式可求出3t0时刻的速度,利用功率P=Fv可得出瞬时功率的大小,求平均功率利用公式,故应该先求出总功率,此题主要考查平均功率公式和瞬时功率的用法,需引起重视。
三、填空题
14.【答案】2000;1
【解析】【解答】解:当牵引力等于阻力时,速度最大,根据P=fvm得,阻力f= , 根据P=Fv得,牵引力F= , 根据牛顿第二定律得,汽车的加速度a= . 故答案为:2000,1. 【分析】当牵引力等于阻力时,速度最大,根据P=fvm求出汽车所受的阻力大小,根据P=Fv求出牵引力的大小,结合牛顿第二定律求出汽车的加速度.www.21-cn-jy.com
15.【答案】4000;0.2
【解析】【解答】解:汽车以额定功率在水平路面行驶,达到最大速度,则有 由功率公式 P=Fv,F= ? 此时阻力等于牵引力,即为4000N 汽车以额定功率在水平路面行驶,速度为10m/s时,则有 由牛顿第二定律可得: ? 得 故答案为:4000;0.2 【分析】汽车的功率可由牵引力与速度乘积来表达,当汽车达到最大速度,此时做匀速运动,则牵引力等于运动阻力,而牵引力由额定功率与最大速度来算出.当汽车以额定功率运动时,可得出牵引力大小,由于阻力不变,所以由牛顿第二定律可求出加速度大小.
16.【答案】
【解析】【解答】对木块受力分析可知,木块受重力、支持力和力F的作用,由牛顿第二定律可得,Fcos θ=ma,所以a= ,t时刻的速度为v1=at= ,所以瞬时功率P=Fv1cos θ= 。 【分析】首先利用牛顿第二定律求出物体的加速度,然后得出在t时刻的瞬时速度大小,利用公式瞬时功率公式进行求解,此题属于基础题型。
四、解答题
17.【答案】解:①汽车有最大速度时,此时牵引力与阻力相等,有:P=Fv=fvm 可得汽车最大速度为:vm= = =10m/s ②当速度v=10m/s时,牵引力为:F牵= = N=4000N, 故此时加速度为:a= = m/s2=1m/s2 答:①汽车在路面上能达到的最大速度为10m/s; ②若以恒定功率启动,当汽车速度为10m/s时的加速度是1m/s2 .
【解析】【分析】(1)当汽车达到最大速度时,处于受力平衡状态,汽车的牵引力和阻力大小相等,由P=Fv=fvm可以求得最大速度;(2)首先要求出速度为10m/s时汽车的牵引力的大小,再由牛顿第二定律可以求得此时加速度的大小.【21·世纪·教育·网】
五、综合题
18.【答案】(1)解;汽车在坡路上行驶,所受阻力 Ff=kmg+mgsinα=4000N+800N=4800N. 当汽车加速度为零时,达到的速度最大,此时有 F=Ff时, 由发动机的功率 P=F?vm=Ff?vm , 所以 ? vm= = m/s=12.5m/s. 答:汽车所能达到的最大速度vm为12.5m/s. (2)解;汽车从静止开始,以a=0.6 m/s2匀加速行驶,根据牛顿第二定律得: ? F′﹣Ff=ma, 所以牵引力 F′=ma+kmg+mgsinα═4×103×0.6 N+4800N=7.2×103N. 保持这一牵引力,当汽车的实际功率等于额定功率时,匀加速运动的速度达到最大,设匀加速行驶的最大速度为vm′, 则有 vm′= = m/s=8.33 m/s. 由运动学规律得:匀加速行驶的时间为:t= = s=13.9s 答:若汽车从静止开始以0.6m/s2的加速度做匀加速直线运动,则此过程能维持13.9s时间.
【解析】【分析】(1)当机车到达最大速度时汽车一定处于匀速直线运动牵引力等于阻力结合题目中给出的功率进行计算。 (2)当机车以恒定加速度启动时开始功率一直增大当功率等于额定功率时,汽车处于匀加速过程中的最大速度用这个速度除以加速度,即可求出时间。21教育网
19.【答案】(1)解:汽车运动中所受的阻力大小为: N. 当汽车的速度为v1=10m/s时的牵引力为F1 , 根据功率公式P0=F1v1得: N. 根据牛顿第二定律得:F1﹣Ff=ma1 , 汽车的加速度为: m/s2=2.0m/s2 (2)解:当汽车以恒定加速度a=1.0m/s2 匀加速运动时,汽车的牵引力为F,根据牛顿第二定律得:F﹣Ff=ma???????? 此时汽车的牵引力为: =1.0×104N.???????? 汽车匀加速运动的时间为t,当P=P0时,匀加速运动过程结束时的速度vt为: , . 汽车的位移是: , 汽车牵引力做功为:W=Fx=1.0×104×112.5=1.1×106J 【21cnj*y.co*m】
【解析】【分析】(1)根据P=Fv求出牵引力的大小,根据牛顿第二定律求出汽车的加速度.(2)根据牛顿第二定律求出汽车的牵引力,结合P=Fv求出匀加速直线运动的末速度,通过速度时间公式求出匀加速直线运动的时间,从而通过位移时间公式求出运动的位移,根据W=Fx求出牵引力做功的大小.
第一章 功和功率
一、单选题(共12题;共24分)
1.一起重机的钢绳由静止开始匀加速提起质量为m的重物,当重物的速度为v1时,起重机的有用功率达到最大值P,以后,起重机保持该功率不变,继续提升重物.直到以最大速度v2匀速上升为止,则整个过程中,下例说法不正确的是?(?? ?) 21cnjy.com
A.?钢绳的最大拉力为   ????????????????????????????????B.?钢绳的最大拉力为 C.?重物的最大速度为    ?????????????????????D.?重物做匀加速运动的时间为2-1-c-n-j-y
2.设飞机飞行中所受阻力与速率的平方成正比,如果飞机以速度v匀速飞行,其发动机功率为P,则当发动机功率为8P时,飞机飞行的速度为(?? )
A.?v???????????????????????????????????????B.?2v???????????????????????????????????????C.?4v???????????????????????????????????????D.?8v
3.下列过程中人对物体做了功的是(?? )
A.?小华用力推石头,但没有推动 B.?小明举起杠铃后,在空中停留3秒的过程中 C.?小红提着书包,随电梯一起匀速上升的过程中 D.?小陈将冰壶推出后,冰壶在水平冰面上滑行了5米的过程中
4.质量为m的汽车,其发动机额定功率为P.当它开上一个倾角为θ的斜坡时,受到的阻力为车重力的k倍,则车的最大速度为()
A.???????????????????????????B.???????????????????????????C.???????????????????????????D.?
5.完全相同的甲、乙两辆汽车,都拖着完全相同的拖车以相同的速度在平直公路上匀速齐头并进,某一时刻两拖车同时与汽车脱离之后,甲车保持原来的牵引力继续前进,乙车保持原来的牵引力功率继续前进,则一段时间后(?? )
A.?甲车超前,乙车落后???????????????????????????????????????????B.?乙车超前,甲车落后 C.?它们仍齐头并进 ??????????????????????????????????????????????D.?甲车先超过乙车,后乙车又超过甲车
6.汽车以额定功率在水平地面上行驶,空载时的最大速度为v1 , 装满货物后的最大速度为v2 . 已知汽车空车的质量是m0 , 汽车所受的阻力与车重成正比,则汽车后来所装货物的质量为()
A.???????????????????????????????B.???????????????????????????????C.???????????????????????????????D.?
7.下列关于功率的说法中正确的是(? )
A.?由P= 知,力做的功越多,功率越大????????????B.?由P=Fv知,物体运动得越快,功率越大 C.?由W=Pt知,功率越大,力做的功越多???????????????D.?由P=Fvcosα知,某一时刻,即使力和速度都很大,但功率不一定大
8.质量为m的物体,在水平力F的作用下,沿粗糙水平面运动,下面说法不正确的是(?? )
A.?如果物体做加速直线运动,F一定对物体做正功??????????B.?如果物体做减速直线运动,F一定对物体做负功 C.?如果物体做减速直线运动,F也可能对物体做正功??????????D.?如果物体做匀速直线运动,F一定对物体做正功
9.如图所示有三个斜面a、b、c,底边分别为L、L、2L,高度分别为2h、h、h,同一物体与三个斜面的动摩擦因数相同,这个物体分别沿三个斜面从顶端由静止下滑到底端的三种情况相比较,下列说法正确的是(?)
A.?物体损失的机械能?????B.?因摩擦产生的热量 C.?物体到达底端的动能??????????????D.?物体运动的时间
10.大小相等的力F按如图所示的四种方式作用在相同的物体上,使物体沿粗糙的水平面移动相同的距离,其中力F做功最多的是(?? )
A.???????B.???????C.???????D.?
11.如图所示,同一物体在大小相同、方向不同的F力的作用下,在光滑水平面上移动了一段相同的位移s,两种情况下力所做的功分别为Wa、Wb , 下列表述正确的是(?? ) www-2-1-cnjy-com
A.?Wa=Wb???????????????????????????B.?Wa=﹣Wb???????????????????????????C.?Wa>Wb???????????????????????????D.?Wa<Wb
12.小物块位于光滑的斜面上,斜面位于光滑的水平地面上.从地面上看,在小物块沿斜面下滑的过程中,斜面对小物块的作用力(? )
A.?垂直于接触面,做功为零????????????????????????????????????B.?垂直于接触面,做功不为零 C.?不垂直于接触面,做功为零????????????????????????????????D.?不垂直于接触面,做功不为零
二、多选题(共5题;共15分)
13.如图所示,自由下落的小球从它接触弹簧开始,到弹簧压缩到最短的过程中,如果不计空气阻力,并且弹簧的形变始终没有超过弹性限制,则(?? ) www.21-cn-jy.com
A.?小球的加速度先减小后增大?????????????????????????B.?小球的速度一直减小 C.?小球的机械能一直减小????????????????????????????????D.?小球的重力势能和弹簧的弹性势能之和先增大后减小
14.物体在合外力作用下做直线运动的v﹣t图象如图所示,下列表述正确的是(?? )
A.?在0﹣1s内,合外力做正功??????????????????????????????????B.?在0﹣2s内,合外力总是做负功 C.?在1﹣2s内,合外力不做功??????????????????????????????????D.?在0﹣3s内,合外力做功等于零
15.下列四幅图片所描述的情景中,人对物体做功的是(? )
A.?将地面上的物体堆积起来 B.?沿水平方向搬运一盆花 C.?费了很大的劲也没有将重物举起 D.?用拖把拖地
16.如图所示,一固定斜面倾角为30°,一质量为m的小物块自斜面底端以一定的初速度沿斜面向上做匀减速运动,加速度大小等于重力加速度的大小g.物块上升的最大高度为H,则此过程中,物块的(?? ) 21*cnjy*com
A.?动能损失了2mgH???????B.?动能损失了mgH???????C.?机械能损失了mgH???????D.?机械能损失了
17.如图所示,一个小物体A放在斜面B上,B放于光滑的水平地面上,现用水平恒力F推B使A和B相对静止一起通过一段路程,在这个过程中,以下哪些力有可能作正功(?? ) 【21教育名师】
A.?A受的重力??????????????????????B.?B受的摩擦力??????????????????????C.?A受的支持力??????????????????????D.?B受的压力21世纪教育网
三、填空题(共3题;共6分)
18.质量为2×103kg的汽车,保持40kW的功率行驶,能达到的最大速度为20m/s.当它以最大速度前进时,所受阻力的大小为________?N,若汽车受阻力大小不变,它的速度为10m/s时加速度的大小为________?m/s2 .
19.在电梯加速上升的过程中,站在电梯里的人所受支持力做________功(填“正”或“负”);重力做________功(填“正”或“负”);机械能________(填“增加”或“减少”).
20.某人用F=100 N 的恒力,通过滑轮把物体M拉上斜面,如图所示,力F方向恒与斜面成60°角,若物体沿斜面运动1 m,人的拉力所做的功是________J(g取10 m/s2).
四、解答题(共1题;共5分)
21.汽车发动机的额定功率为40kW,质量为2000kg,当汽车在水平路面上行驶时受到阻力为车重的0.1倍,(g=10m/s2) ①汽车在路面上能达到的最大速度? ②若以恒定功率启动,当汽车速度为10m/s时的加速度是多少?
五、综合题(共2题;共25分)
22.一辆质量为m的汽车,在水平路面上运动,若汽车的功率P的恒定不变,汽车所受的阻力始终是车重的k倍,问:
(1)当汽车的速率等于v时,汽车的加速度是多少?
(2)汽车在行驶中所能达到的最大速度是多少?
23.一个大小为5N,与水平方向夹角是37°的拉力F作用在小车上.小车沿水平面向右运动.运动过程中小车受到的阻力大小为3N,方向水平向左.小车向右运动的距离S为2m的过程中,小车受到的各个力都没有发生变化.求:在此过程中
(1)拉力F对小车做的功(取sin37°=0.6;cos37°=0.8);
(2)小车克服阻力做的功.
(3)小车动能的增加量.

答案解析部分
一、单选题
1.【答案】B
【解析】【分析】匀加速提升重物时钢绳拉力最大,且等于匀加速结束时的拉力,由求出最大拉力;重物以最大速度为v2匀速上升时,F=mg,所以求出最大速度;先根据牛顿第二定律求出加速度,再根据匀加速直线运动速度-时间公式求出时间. 匀加速提升重物时钢绳拉力最大,且等于匀加速结束时的拉力,由得A正确,B错误;重物以最大速度为v2匀速上升时,F=mg,所以,C正确, 重物做匀加速运动的加速度,则匀加速的时间为,D正确,所以选B 【点评】本题可类似于汽车的两种启动方式,恒定加速度启动和恒定功率启动,对于每种启动方式的运动的过程一定要熟悉.【21·世纪·教育·网】
2.【答案】B
【解析】【解答】解:飞机匀速飞行时,应有:F=F阻=kv2 , 所以:P=Fv=kv3因此功率为8P时,v'=2v.B符合题意,A、C、D不符合题意.故答案为:B. 【分析】根据题目中给出的阻力和速度之间的关系,结合功率的公式进行判断。2·1·c·n·j·y
3.【答案】C
【解析】【解答】解:A、小华用力推石头,但没有推动,有力但没位移,故不做功,故A错误; B、小明举起杠铃后,在空中停留3秒的过程中,有力但没位移,故不做功,故B错误; C、小红提着书包,随电梯一起匀速上升的过程中,有力且在力的方向上有位移,故C正确; D、小陈将冰壶推出后,人对冰壶没有作用力,故不做功,故D错误; 故选:C 【分析】判断人是否做功的依据就是看在这个过程中,是否同时具备做功的两个必要因素:①作用在物体上的力,②物体在力的方向上通过了距离.
4.【答案】D
【解析】【分析】根据功率公式可得:P额定,随着速度变大,牵引力F变小,由可知,a变小。直到汽车速度达到最大值。汽车在斜面上,牵引力还需要克服重力沿斜面乡下的分量,因此根据,即可得知答案为D 【评价】本题通过动态分析,利用P=FV来分析当速度变化后的合外力变化情况,并结合a、v的关系来分析物体速度变化,最终得到在a=0时,物体速度最快。结合受力分析便可得到结果。在这类问题中,重要的是时通过受力分析从而得之a的表达式。
5.【答案】A
【解析】【分析】由题意知,甲乙两车在拖车脱离后的瞬间汽车牵引力相同,阻力相同,则汽车的速度、加速度均相同,但甲保持牵引力不变,始终做加速度恒定的匀加速运动即加速度保持不变,而乙车保持功率不变,据知牵引力即乙车的牵引力随着速度的增加而减小,故同时开始运动后甲车将超在乙前,故A选项正确,BCD错误。 【点评】本题的本质类似于是汽车的两种启动方式:一是以恒定的牵引力做匀加速运动,另一种是以恒定的功率做加速运动,考虑到P=FV,以恒定功率加速运动的汽车随 着速度的增大而牵引力减小,故做加速度减小的加速运动.开始时甲乙的初速度相同,加速度相同,但甲始终做匀加速运动,乙做加速度减小的加速运动,固甲超在 乙车前。
6.【答案】A
【解析】【分析】以额定功率行驶,当牵引力等于阻力时,速度达到最大,根据,去求解所载货物的质量. 设货物质量为m.空载时, 载货时, 联立求解,得, 【点评】解决本题的关键知道以额定功率行驶,汽车做加速度逐渐减小的加速运动,当牵引力等于阻力时,速度达到最大.
7.【答案】D
【解析】【解答】由公式P= 可知,只有P、W、t中两个量确定后,第三个量才能确定,故选项A、C不符合题意.由P=Fv可知,P与F、v有关,故选项B不符合题意,由P=Fvcosα可知,P还与α有关,故选项D符合题意. 故答案为:D。【分析】此题属于基础题型,考查对于功率的理解,功率的大小与做功的多少以及做功所用的时间有关,对于公式P=Fvcosα而言,功率的大小与F、v、α的大小有关,需引起重视。
8.【答案】B
【解析】【解答】解:A、如果物体做加速直线运动,物体受到的拉力F的大小要大于摩擦力的大小,F的方向与物体的运动的方向相同,所以F做正功,A符合题意. B、物体做减速直线运动时,F的方向可以与物体运动的方向相同,也可以与物体运动的方向相反,所以不能判断F的做功的情况,B不符合题意 . C、由B的分析可知,当F的方向可以与物体运动的方向相同时,F就对物体做正功,C符合题意. D、物体做匀速直线运动,物体处于受力平衡状态,F和摩擦力大小相等方向相反,摩擦力的方向与物体运动的方向相反,F的方向必定与物体运动的方向相同,所以F一定做正功,D符合题意. 本题选不正确的,故答案为:B. 【分析】根据恒力做功的公式进行分析。最好采用举例子的方法。
9.【答案】B
【解析】【分析】AB、对a、b损失的机械能,对c损失的机械能,有;损失的机械能等于摩擦产生的热,所以;A错B对 C、,,;错误 D、时间关系无法确定;错误 故选B 【点评】难题。在有摩擦力或介质阻力参与的过程中,机械能不停地向内能转化,但在摩擦力或介质阻力大小不变的情况下,损失的机械能与通过的路程成正比.21·cn·jy·com
10.【答案】A
【解析】【解答】解:拉力做功W=FLcosθ;由图可知,A中夹角为0°,B中夹角为30°;C中夹角为30°,D中拉力为60°,因夹角越大,则cosθ越小,故A中拉力做功最多; 故选:A. 【分析】由功的公式分别分析几种情况下拉力做功的情况,即可比较做功的多少.
11.【答案】A
【解析】【解答】解:这两种情形下力F和位移x的大小都是一样的,将力沿着水平和竖直方向正交分解,水平分力大小相同,只有水平分力做功,竖直分力不做功,故两种情况下力F的功的大小是相同的;并且均做正功; 故选:A. 【分析】恒力做功表达式为:W=FScosα,功的正负表示对应的力是动力还是阻力,功的大小看绝对值.
12.【答案】B
【解析】【解答】对整体进行受力分析可知,小物块和楔形物块不受外力作用,动量守恒,在物块下滑的过程中,楔形物块向右运动,对小物块受力分析,根据物块的受力情况和功的公式可以分析各个力对物块做功的情况. 解:对整体进行受力分析可知,小物块和楔形物块不受外力作用,动量守恒,在物块下滑的过程中,楔形物块向右运动,所以小物块沿斜面向下运动的同时会向右运动,由于斜面是光滑的,没有摩擦力的作用,所以斜面对物块只有一个支持力的作用,方向是垂直斜面向上的,物块的运动的方向与力的方向不垂直,支持力做功,故B正确.故选B. 【分析】当力和位移的夹角为锐角时,力对物体做正功,当力和位移的夹角为钝角时,力对物体做负功,当力的方向与物体运动的方向垂直时力对物体不做功.
二、多选题
13.【答案】A,C
【解析】【解答】解:A、小球接触弹簧上端后受到两个力作用:向下的重力和向上的弹力.在接触后的前一阶段,重力大于弹力,合力向下,因为弹力F=kx不断增大,所以合外力不断减小,故加速度不断减小,由于加速度与速度同向,因此速度不断变大.当弹力逐步增大到与重力大小相等时,合外力为零,加速度为零,速度达到最大.后一阶段,即小球达到上述位置之后,由于惯性小球仍继续向下运动,但弹力大于重力,合外力竖直向上,且逐渐变大,因而加速度逐渐变大,方向竖直向上;小球的加速度先先减小,后增大;速度先增大后减小;故A正确;B错误; C、小球做减速运动,当速度减小到零时,达到最低点,弹簧的压缩量最大.整过程中小球的机械能一直减小;故C正确; D、由于小球和弹簧组成的系统机械能守恒;故小球的重力势能、动能和弹簧的弹性势能之和保持不变;因动能先增大后减小;故重力势能和弹簧的弹性势能之和先减小后增大;故D错误; 故C正确,D错误; 故选:AC. 【分析】本题要正确分析小球下落与弹簧接触过程中弹力变化,即可求出小球合外力的变化情况,进一步根据牛顿第二定律得出加速度变化,从而明确速度的变化情况.再由机械能守恒的条件进行分析即可明确能量的变化.21*教*育*名*师
14.【答案】A,D
【解析】【解答】解:A、在0~ls内,物体的速度增大,动能增加,根据动能定理W合=△EK , 合外力做正功.故A正确. B、在0~2s内,动能增加,根据动能定理W合=△EK , 合外力做正功.故B错误. C、在1~2s内,动能减小,根据动能定理W合=△EK , 合外力做负功.故C错误. D、在0~3s内,动能变化为0,根据动能定理W合=△EK , 合外力做功为0.故D正确. 故选AD. 【分析】由图判断出物体的速度变化,即可知道动能的变化,根据动能定理W合=△EK判断合力做功.
15.【答案】A,D
【解析】【解答】A项中人对物体做正功;B项中力和位移垂直,不做功;C项中重物位移为零,不做功;D项中人对拖把做正功.故A、D符合题意. 故答案为:A、D。【分析】此题比较简单,离要对物体做功必须使物体在力的方向上发生位移,此时力对物体做功。
16.【答案】A,C
【解析】【解答】解:根据动能定理应有 =﹣ma =﹣2mgH,动能增量为负值,说明动能减少了 2mgH,所以A正确B错误; 再由牛顿第二定律(选取沿斜面向下为正方向)有mgsin30°+f=ma=mg,可得f= mg,根据功能关系应有△E=﹣f =﹣mgH,即机械能损失了mgH,所以C正确D错误. 故选:AC. 【分析】若动能变化为正值,说明动能增加,若为负值,说明动能减少,然后根据动能定理,求出合力做的功即可;要求机械能损失,只要求出除重力外其它力做的功即可.
17.【答案】B,C
【解析】【解答】解:A、物体A受的重力与位移垂直,则A的重力不做功,A不符合题意. B、B放于光滑的水平地面上,A、B整体一起向左做匀加速运动,B对A可能有沿斜面向下的摩擦力,可能没有摩擦力,也可能有沿斜面向上的摩擦力,则A对B的摩擦力可能沿斜面向下,与位移的夹角为锐角,对B做正功,B符合题意. C、A受的支持力垂直于斜面,与位移的夹角为锐角,对A做正功,C符合题意. D、B受的压力垂直于斜面向下,与位移成钝角,对B做负功,D不符合题意. 故答案为:BC 【分析】根据做功的公式直接进行判断。
三、填空题
18.【答案】2000;1
【解析】【解答】解:当牵引力等于阻力时,速度最大,根据P=fvm得,阻力f= , 根据P=Fv得,牵引力F= , 根据牛顿第二定律得,汽车的加速度a= . 故答案为:2000,1. 【分析】当牵引力等于阻力时,速度最大,根据P=fvm求出汽车所受的阻力大小,根据P=Fv求出牵引力的大小,结合牛顿第二定律求出汽车的加速度.【21教育】
19.【答案】正;负;增加
【解析】【解答】解:由于人加速上升,合力向上,所以根据牛顿第二定律得知支持力要大于人的重力,支持力的方向与人的位移的方向相同,所以支持力对人做了正功;而重力方向与运动方向相反,故重力做负功;因支持力的功大于克服重力所做的功,故人的动能增加,同时物体高度升高,故重力势能增加,所以可知人的机械能一定增加; 故答案为:正,负,增加 【分析】对人受力分析,人受到重力和支持力的作用,由于人加速上升,所以支持力要大于人的重力,根据功的公式可以分析做功正负,由功能原理分析机械能的变化.【21cnj*y.co*m】
20.【答案】150
【解析】【解答】如图所示,设拉力的作用点为A,则该作用点的位移为 s=2s物·cos 30°=2×1×cos 30°m= m,所以人的拉力所做的功为W=F·s·cos 30°=100× ×cos 30° J=150 J. 【分析】此题属于典型题型,需引起重视,答题时需要注意的是力的作用下的位移并不是物体的位移而是力的作用点发生的位移,所以需先找准作用点,再分析位移。21教育网
四、解答题
21.【答案】解:①汽车有最大速度时,此时牵引力与阻力相等,有:P=Fv=fvm 可得汽车最大速度为:vm= = =10m/s ②当速度v=10m/s时,牵引力为:F牵= = N=4000N, 故此时加速度为:a= = m/s2=1m/s2 答:①汽车在路面上能达到的最大速度为10m/s; ②若以恒定功率启动,当汽车速度为10m/s时的加速度是1m/s2 .
【解析】【分析】(1)当汽车达到最大速度时,处于受力平衡状态,汽车的牵引力和阻力大小相等,由P=Fv=fvm可以求得最大速度;(2)首先要求出速度为10m/s时汽车的牵引力的大小,再由牛顿第二定律可以求得此时加速度的大小.21-cnjy*com
五、综合题
22.【答案】(1)解:当速度为v时,牵引力的大小F= . 根据牛顿第二定律得,a= , 因为f=kmg,知a= (2)解:当牵引力与阻力相等时,速度最大. 根据P=Fvm=fvm得,最大速度
【解析】【分析】(1)根据功率与速度的关系求出牵引力的大小,再根据牛顿第二定律求出汽车的加速度.(2)当汽车牵引力与阻力相等时,速度最大,根据P=fvm求出最大速度的大小.
23.【答案】(1)解:拉力F对小车做的功:W=FScosα=5N×2m×cos37°=8J (2)解:阻力做的功为Wf=﹣f?s=﹣3N×2m=﹣6J. 故小车克服阻力做功为6J (3)解:根据动能定理,小车的动能增加了△Ek=W+Wf=8﹣6=2J 21·世纪*教育网
【解析】【分析】由于拉力和摩擦力的大小方向都不变,所以可根据恒力做功公式W=FScosθ求解拉力做的功,根据W=fx求出阻力做的功;由动能定理求出小车动能的增加量.