2019年度高考物理一輪復(fù)習(xí) 第五章 機(jī)械能 第1講 功和功率課件.ppt

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第五章機(jī)械能 第1講功和功率 過(guò)好雙基關(guān) 一 功1 定義 一個(gè)物體受到力的作用 如果在上發(fā)生了一段位移 就說(shuō)這個(gè)力對(duì)物體做了功 2 必要因素 力和物體在上發(fā)生的位移 3 物理意義 功是能量轉(zhuǎn)化的 4 計(jì)算公式 1 恒力F的方向與位移l的方向一致時(shí) W 2 恒力F的方向與位移l的方向成某一夾角 時(shí) W Flcos 力的方向 力的方向 量度 Fl 5 功的正負(fù) 正功 負(fù)功 克服 不做功 6 一對(duì)作用力與反作用力的功 7 一對(duì)平衡力的功一對(duì)平衡力作用在同一個(gè)物體上 若物體靜止 則兩個(gè)力都不做功 若物體運(yùn)動(dòng) 則這一對(duì)力所做的功一定是數(shù)值相等 一正一負(fù)或均為零 答案 自測(cè)1 多選 質(zhì)量為m的物體靜止在傾角為 的斜面上 斜面沿水平方向向右勻速移動(dòng)了距離s 如圖1所示 物體m相對(duì)斜面靜止 則下列說(shuō)法正確的是圖1A 重力對(duì)物體m做正功B 合力對(duì)物體m做功為零C 摩擦力對(duì)物體m做負(fù)功D 支持力對(duì)物體m做正功 二 功率1 定義 功與完成這些功所用的比值 2 物理意義 描述力對(duì)物體做功的 3 公式 2 P Fv v為平均速度 則P為功率 v為瞬時(shí)速度 則P為功率 當(dāng)力F和速度v不在同一直線上時(shí) 可以將力F分解或者將速度v分解 時(shí)間 快慢 快慢 平均 瞬時(shí) 答案 自測(cè)2 多選 關(guān)于功率公式P 和P Fv的說(shuō)法正確的是A 由P 知 只要知道W和t就可求出任意時(shí)刻的功率B 由P Fv既能求某一時(shí)刻的瞬時(shí)功率 也可以求平均功率C 由P Fv知 隨著汽車(chē)速度的增大 它的功率也可以無(wú)限增大D 由P Fv知 當(dāng)汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)功率一定時(shí) 牽引力與速度成反比 自測(cè)3兩個(gè)完全相同的小球A B 在某一高度處以相同大小的初速度v0分別沿水平方向和豎直方向拋出 不計(jì)空氣阻力 如圖2所示 則下列說(shuō)法正確的是A 兩小球落地時(shí)速度相同B 兩小球落地時(shí) 重力的瞬時(shí)功率相同C 從開(kāi)始運(yùn)動(dòng)至落地 重力對(duì)兩小球做的功相同D 從開(kāi)始運(yùn)動(dòng)至落地 重力對(duì)兩小球做功的平均功率相同 圖2 答案 研透命題點(diǎn) 1 常用辦法對(duì)于恒力做功利用W Flcos 對(duì)于變力做功可利用動(dòng)能定理 W Ek 對(duì)于機(jī)車(chē)啟動(dòng)問(wèn)題中的恒定功率啟動(dòng)問(wèn)題 牽引力的功可以利用W Pt 2 幾種力做功比較 1 重力 彈簧彈力 電場(chǎng)力 分子力做功與位移有關(guān) 與路徑無(wú)關(guān) 2 滑動(dòng)摩擦力 空氣阻力 安培力做功與路徑有關(guān) 命題點(diǎn)一功的分析和計(jì)算 基礎(chǔ)考點(diǎn)自主悟透 3 摩擦力做功有以下特點(diǎn) 單個(gè)摩擦力 包括靜摩擦力和滑動(dòng)摩擦力 可以做正功 也可以做負(fù)功 還可以不做功 相互作用的一對(duì)靜摩擦力做功的代數(shù)和總等于零 相互作用的一對(duì)滑動(dòng)摩擦力做功的代數(shù)和不為零 且總為負(fù)值 相互作用的一對(duì)滑動(dòng)摩擦力做功過(guò)程中會(huì)發(fā)生物體間機(jī)械能轉(zhuǎn)移和機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能的情況 內(nèi)能Q Ffx相對(duì) 類(lèi)型1恒力功的分析和計(jì)算例1如圖3所示 質(zhì)量為m的物體置于傾角為 的斜面上 物體與斜面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為 在外力作用下 斜面以加速度a沿水平方向向左做勻加速直線運(yùn)動(dòng) 運(yùn)動(dòng)中物體m與斜面體相對(duì)靜止 則關(guān)于斜面對(duì)m的支持力和摩擦力的下列說(shuō)法中錯(cuò)誤的是A 支持力一定做正功B 摩擦力一定做正功C 摩擦力可能不做功D 摩擦力可能做負(fù)功 答案 解析 圖3 解析支持力方向垂直斜面向上 故支持力一定做正功 而摩擦力是否存在需要討論 若摩擦力恰好為零 物體只受重力和支持力 如圖所示 此時(shí)加速度a gtan 當(dāng)a gtan 時(shí) 摩擦力沿斜面向下 摩擦力與位移夾角小于90 則做正功 當(dāng)a gtan 時(shí) 摩擦力沿斜面向上 摩擦力與位移夾角大于90 則做負(fù)功 綜上所述 選項(xiàng)B錯(cuò)誤 變式1 2018 湖北武漢調(diào)研 一滑塊在水平地面上沿直線滑行 t 0時(shí)其速度為1m s 從此刻開(kāi)始在滑塊運(yùn)動(dòng)方向上再施加一水平作用力F 力F 滑塊的速率v隨時(shí)間的變化規(guī)律分別如圖4甲和乙所示 設(shè)在第1s內(nèi) 第2s內(nèi) 第3s內(nèi)力F對(duì)滑塊做的功分別為W1 W2 W3 則以下關(guān)系正確的是圖4A W1 W2 W3B W1 W2 W3C W1 W3 W2D W1 W2 W3 答案 解析 解析在第1s內(nèi) 滑塊的位移為x1 1 1m 0 5m 力F做的功為W1 F1x1 1 0 5J 0 5J 第2s內(nèi) 滑塊的位移為x2 1 1m 0 5m 力F做的功為W2 F2x2 3 0 5J 1 5J 第3s內(nèi) 滑塊的位移為x3 1 1m 1m 力F做的功為W3 F3x3 2 1J 2J 所以W1 W2 W3 故選B 類(lèi)型2變力功的分析與計(jì)算 例2 2017 全國(guó)卷 14 如圖5所示 一光滑大圓環(huán)固定在桌面上 環(huán)面位于豎直平面內(nèi) 在大圓環(huán)上套著一個(gè)小環(huán) 小環(huán)由大圓環(huán)的最高點(diǎn)從靜止開(kāi)始下滑 在小環(huán)下滑的過(guò)程中 大圓環(huán)對(duì)它的作用力A 一直不做功B 一直做正功C 始終指向大圓環(huán)圓心D 始終背離大圓環(huán)圓心 圖5 解析因?yàn)榇髨A環(huán)光滑 所以大圓環(huán)對(duì)小環(huán)的作用力只有彈力 且彈力的方向總是沿半徑方向 與速度方向垂直 故大圓環(huán)對(duì)小環(huán)的作用力一直不做功 選項(xiàng)A正確 B錯(cuò)誤 開(kāi)始時(shí)大圓環(huán)對(duì)小環(huán)的作用力背離圓心 后來(lái)指向圓心 故選項(xiàng)C D錯(cuò)誤 答案 解析 方法1利用微元法求變力做功將物體的位移分割成許多小段 因小段很小 每一小段上作用在物體上的力可以視為恒力 這樣就將變力做功轉(zhuǎn)化為在無(wú)數(shù)個(gè)無(wú)窮小的位移上的恒力所做功的代數(shù)和 此法在中學(xué)階段常應(yīng)用于求解大小不變 方向改變的變力做功問(wèn)題 變式2如圖6所示 在一半徑為R 6m的圓弧形橋面的底端A 某人把一質(zhì)量為m 8kg的物塊 可看成質(zhì)點(diǎn) 用大小始終為F 75N的拉力從底端緩慢拉到橋面頂端B 圓弧AB在同一豎直平面內(nèi) 拉力的方向始終與物塊在該點(diǎn)的切線成37 角 整個(gè)圓弧橋面所對(duì)的圓心角為120 g取10m s2 sin37 0 6 cos37 0 8 求這一過(guò)程中 1 拉力F做的功 答案376 8J 答案 解析 圖6 解析將圓弧分成很多小段l1 l2 ln 拉力在每一小段上做的功為W1 W2 Wn 因拉力F大小不變 方向始終與物塊在該點(diǎn)的切線成37 角 所以W1 Fl1cos37 W2 Fl2cos37 Wn Flncos37 所以WF W1 W2 Wn Fcos37 l1 l2 ln Fcos37 2 R 376 8J 2 橋面對(duì)物塊的摩擦力做的功 答案 136 8J 答案 解析 解析重力G做的功WG mgR 1 cos60 240J 因物塊在拉力F作用下緩慢移動(dòng) 動(dòng)能不變 由動(dòng)能定理知WF WG Wf 0所以Wf WF WG 376 8J 240J 136 8J 方法2用F x圖象求變力做功在F x圖象中 圖線與x軸所圍 面積 的代數(shù)和就表示力F在這段位移所做的功 且位于x軸上方的 面積 為正 位于x軸下方的 面積 為負(fù) 但此方法只適用于便于求圖線所圍面積的情況 如三角形 矩形 圓等規(guī)則的幾何圖 變式3 2018 河南洛陽(yáng)模擬 輕質(zhì)彈簧右端固定在墻上 左端與一質(zhì)量m 0 5kg的物塊相連 如圖7甲所示 彈簧處于原長(zhǎng)狀態(tài) 物塊靜止且與水平面間的動(dòng)摩擦因數(shù) 0 2 以物塊所在處為原點(diǎn) 水平向右為正方向建立x軸 現(xiàn)對(duì)物塊施加水平向右的外力F F隨x軸坐標(biāo)變化的情況如圖乙所示 物塊運(yùn)動(dòng)至x 0 4m處時(shí)速度為零 則此時(shí)彈簧的彈性勢(shì)能為 g 10m s2 圖7A 3 1JB 3 5JC 1 8JD 2 0J 答案 解析 解析物塊與水平面間的摩擦力為Ff mg 1N 現(xiàn)對(duì)物塊施加水平向右的外力F 由F x圖象與x軸所圍面積表示功可知F做功W 3 5J 克服摩擦力做功Wf Ffx 0 4J 由于物塊運(yùn)動(dòng)至x 0 4m處時(shí) 速度為0 由功能關(guān)系可知 W Wf Ep 此時(shí)彈簧的彈性勢(shì)能為Ep 3 1J 選項(xiàng)A正確 方法3用動(dòng)能定理求變力做功動(dòng)能定理既適用于直線運(yùn)動(dòng) 也適用于曲線運(yùn)動(dòng) 既適用于求恒力做功 也適用于求變力做功 因?yàn)槭褂脛?dòng)能定理可由動(dòng)能的變化來(lái)求功 所以動(dòng)能定理是求變力做功的首選 變式4如圖8所示 質(zhì)量為m的小球用長(zhǎng)為L(zhǎng)的細(xì)線懸掛而靜止在豎直位置 現(xiàn)用水平拉力F將小球緩慢拉到細(xì)線與豎直方向成 角的位置 在此過(guò)程中 拉力F做的功為A FLcos B FLsin C FL 1 cos D mgL 1 cos 圖8 解析在小球緩慢上升過(guò)程中 拉力F為變力 此變力F做的功可用動(dòng)能定理求解 由WF mgL 1 cos 0得WF mgL 1 cos 故D正確 答案 解析 方法4 轉(zhuǎn)化法 求變力做功通過(guò)轉(zhuǎn)換研究的對(duì)象 可將變力做功轉(zhuǎn)化為恒力做功 用W Flcos 求解 如輕繩通過(guò)定滑輪拉動(dòng)物體運(yùn)動(dòng)過(guò)程中拉力做功問(wèn)題 變式5 2018 湖南岳陽(yáng)質(zhì)檢 如圖9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(guò)光滑的定滑輪O 現(xiàn)以大小不變的拉力F拉繩 使滑塊從A點(diǎn)起由靜止開(kāi)始上升 滑塊運(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 拉力F的大小 解析對(duì)滑塊進(jìn)行受力分析 其到C點(diǎn)時(shí)速度最大 則其所受合力為零正交分解滑塊在C點(diǎn)受到的拉力 根據(jù)共點(diǎn)力的平衡條件得Fcos53 mg 圖9 答案 解析 2 滑塊由A到C過(guò)程中拉力F做的功 sin37 0 6 cos37 0 8 解析由能量的轉(zhuǎn)化與守恒可知 拉力F對(duì)繩端點(diǎn)做的功就等于繩的拉力F對(duì)滑塊做的功 答案 解析 命題點(diǎn)二功率的分析和計(jì)算 能力考點(diǎn)師生共研 2 平均功率的計(jì)算方法 3 瞬時(shí)功率的計(jì)算方法 1 利用公式P Fvcos 其中v為t時(shí)刻的瞬時(shí)速度 2 P F vF 其中vF為物體的速度v在力F方向上的分速度 3 P Fv v 其中Fv為物體受到的外力F在速度v方向上的分力 例3 多選 2017 江西南昌模擬 質(zhì)量為m的物體靜止在光滑水平面上 從t 0時(shí)刻開(kāi)始受到水平力的作用 力的大小F與時(shí)間t的關(guān)系如圖10所示 力的方向保持不變 則 圖10 答案 解析 變式6如圖11所示 一長(zhǎng)為L(zhǎng)的輕桿一端固定在光滑鉸鏈上 另一端固定一質(zhì)量為m的小球 一水平向右的拉力作用于桿的中點(diǎn) 使桿以角速度 勻速轉(zhuǎn)動(dòng) 當(dāng)桿與水平方向成60 時(shí) 拉力的功率為 圖11 解析由能量的轉(zhuǎn)化與守恒可知 拉力的功率等于克服重力做功的功率 PF PG mgvy mgvcos60 mg L 故選C 答案 解析 變式7質(zhì)量m 20kg的物體 在大小恒定的水平外力F的作用下 沿水平面做直線運(yùn)動(dòng) 0 2s內(nèi)F與運(yùn)動(dòng)方向相反 2 4s內(nèi)F與運(yùn)動(dòng)方向相同 物體的v t圖象如圖12所示 g取10m s2 則A 拉力F的大小為100NB 物體在4s時(shí)拉力的瞬時(shí)功率為120WC 4s內(nèi)拉力所做的功為480JD 4s內(nèi)物體克服摩擦力做的功為320J 答案 解析 圖12 解析取物體初速度方向?yàn)檎较?由圖象可知物體與水平面間存在摩擦力 由圖象可知0 2s內(nèi) F Ff ma1且a1 5m s2 2 4s內(nèi) F Ff ma2且a2 1m s2 聯(lián)立解得F 60N Ff 40N A錯(cuò)誤 由P Fv得4s時(shí)拉力的瞬時(shí)功率為120W B正確 由題圖知0 2s內(nèi) 物體的位移x1 10m 拉力做的功為W1 Fx1 60 10J 600J 2s 4s內(nèi) 物體的位移x2 2m 拉力做功W2 Fx2 120J 所以4s內(nèi)拉力做功W1 W2 600 120 J 480J C錯(cuò)誤 摩擦力做功Wf Ffs 摩擦力始終與速度方向相反 故s為路程 由圖象可知總路程為12m 4s內(nèi)物體克服摩擦力做的功為480J D錯(cuò)誤 命題點(diǎn)三機(jī)車(chē)啟動(dòng)問(wèn)題 能力考點(diǎn)師生共研 1 兩種啟動(dòng)方式的比較 2 三個(gè)重要關(guān)系式 3 機(jī)車(chē)以恒定功率啟動(dòng)時(shí) 牽引力做的功W Pt 由動(dòng)能定理得 Pt F阻x Ek 此式經(jīng)常用于求解機(jī)車(chē)以恒定功率啟動(dòng)過(guò)程的位移大小 例4在檢測(cè)某種汽車(chē)性能的實(shí)驗(yàn)中 質(zhì)量為3 103kg的汽車(chē)由靜止開(kāi)始沿平直公路行駛 達(dá)到的最大速度為40m s 利用傳感器測(cè)得此過(guò)程中不同時(shí)刻該汽車(chē)的牽引力F與對(duì)應(yīng)的速度v 并描繪出如圖13所示的F 圖象 圖線ABC為汽車(chē)由靜止到達(dá)到最大速度的全過(guò)程 AB BO均為直線 假設(shè)該汽車(chē)行駛中所受的阻力恒定 根據(jù)圖線ABC 1 求該汽車(chē)的額定功率 答案8 104W 答案 解析 圖13 解析圖線AB表示牽引力F不變即F 8000N 阻力Ff不變 汽車(chē)由靜止開(kāi)始做勻加速直線運(yùn)動(dòng) 圖線BC的斜率表示汽車(chē)的功率P不變 達(dá)到額定功率后 汽車(chē)所受牽引力逐漸減小 汽車(chē)做加速度減小的變加速直線運(yùn)動(dòng) 直至達(dá)到最大速度40m s 此后汽車(chē)做勻速直線運(yùn)動(dòng) 由題圖可知 當(dāng)達(dá)到最大速度vmax 40m s時(shí) 牽引力為Fmin 2000N由平衡條件Ff Fmin可得Ff 2000N由公式P Fminvmax得額定功率P 8 104W 2 該汽車(chē)由靜止開(kāi)始運(yùn)動(dòng) 經(jīng)過(guò)35s達(dá)到最大速度40m s 求其在BC段的位移大小 答案75m 答案 解析 變式8一起重機(jī)的鋼繩由靜止開(kāi)始勻加速提起質(zhì)量為m的重物 當(dāng)重物的速度為v1時(shí) 起重機(jī)的功率達(dá)到最大值P 以后起重機(jī)保持該功率不變 繼續(xù)提升重物 直到以最大速度v2勻速上升 重物上升的高度為h 則整個(gè)過(guò)程中 下列說(shuō)法正確的是 答案 解析 課時(shí)作業(yè) 1 一個(gè)成年人以正常的速度騎自行車(chē) 受到的阻力為總重力的0 02倍 則成年人騎自行車(chē)行駛時(shí)的功率最接近于A 1WB 10WC 100WD 1000W 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 解析設(shè)人和車(chē)的總質(zhì)量為100kg 勻速行駛時(shí)的速率為5m s 勻速行駛時(shí)的牽引力與阻力大小相等F 0 02mg 20N 則人騎自行車(chē)行駛時(shí)的功率為P Fv 100W 故C正確 答案 解析 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 2 一物體放在水平面上 它的俯視圖如圖1所示 兩個(gè)相互垂直的力F1和F2同時(shí)作用在物體上 使物體沿圖中v0的方向做直線運(yùn)動(dòng) 經(jīng)過(guò)一段位移的過(guò)程中 力F1和F2對(duì)物體所做的功分別為3J和4J 則兩個(gè)力的合力對(duì)物體所做的功為A 3JB 4JC 5JD 7J 解析當(dāng)有多個(gè)力對(duì)物體做功的時(shí)候 總功的大小就等于各個(gè)力對(duì)物體做功的代數(shù)和 由于力F1對(duì)物體做功3J 力F2對(duì)物體做功4J 所以F1與F2的合力對(duì)物體做的總功就為W 3J 4J 7J 故選D 答案 解析 圖1 3 質(zhì)量為m的物體從傾角為 且固定的光滑斜面頂端由靜止開(kāi)始下滑 斜面高度為h 當(dāng)物體滑至斜面底端時(shí) 重力做功的瞬時(shí)功率為 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 答案 解析 4 多選 質(zhì)量為4kg的物體被人由靜止開(kāi)始向上提升0 25m后速度達(dá)到1m s 則下列判斷正確的是 g取10m s2 A 人對(duì)物體做的功為12JB 合外力對(duì)物體做的功為2JC 物體克服重力做的功為10JD 人對(duì)物體做的功等于物體增加的動(dòng)能 答案 解析 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 物體克服重力做的功等于物體重力勢(shì)能的增加量 即W mgh 10J C正確 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 答案 解析 5 多選 一質(zhì)量為1kg的質(zhì)點(diǎn)靜止于光滑水平面上 從t 0時(shí)刻開(kāi)始 受到水平外力F作用 如圖2所示 下列判斷正確的是A 0 2s內(nèi)外力的平均功率是4WB 第2s內(nèi)外力所做的功是4JC 第2s末外力的瞬時(shí)功率最大D 第1s末與第2s末外力的瞬時(shí)功率之比為9 4 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 圖2 選項(xiàng)A正確 選項(xiàng)B錯(cuò)誤 第1s末外力的瞬時(shí)功率P1 F1v1 3 3W 9W 第2s末外力的瞬時(shí)功率P2 F2v2 1 4W 4W 故P1 P2 9 4 選項(xiàng)C錯(cuò)誤 選項(xiàng)D正確 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 6 如圖3甲所示 靜止于光滑水平面上坐標(biāo)原點(diǎn)處的小物塊 在水平拉力F作用下 沿x軸方向運(yùn)動(dòng) 拉力F隨物塊所在位置坐標(biāo)x的變化關(guān)系如圖乙所示 圖線為半圓 則小物塊運(yùn)動(dòng)到x0處時(shí)F所做的總功為 圖3 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 答案 解析 7 質(zhì)量為m的汽車(chē)沿平直的公路行駛 在時(shí)間t內(nèi) 以恒定功率P由靜止開(kāi)始經(jīng)過(guò)距離s達(dá)到最大速度vm 已知汽車(chē)所受的阻力Ff恒定不變 則在這段時(shí)間內(nèi)發(fā)動(dòng)機(jī)所做的功W可用下列哪些式子計(jì)算 速度達(dá)到最大時(shí) 牽引力等于Ff P Ffvm 所以W Ffvmt B錯(cuò)誤 C正確 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 答案 解析 8 2015年10月銀川一中團(tuán)委組織學(xué)生志愿者前往鹽池縣馮記溝鄉(xiāng)進(jìn)行助學(xué)幫扶活動(dòng) 當(dāng)車(chē)輛行駛在崎嶇的山路上時(shí)坐在前排的學(xué)生看到司機(jī)師傅總是在上坡的時(shí)候換成低擋而到了平直的路上時(shí)又換成了高擋 于是他們幾個(gè)人形成了小組進(jìn)行了討論 關(guān)于他們的討論最符合物理原理的是A 上坡的時(shí)候換成低擋是為了增加汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)的功率B 上坡的時(shí)候換成低擋是為了增大汽車(chē)的牽引力C 上坡的時(shí)候換成低擋是為了同學(xué)們仔細(xì)欣賞沿途的美景D 在平直的路面上換成高擋可以減小汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)的功率 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 解析上坡的時(shí)候換成低擋 速度會(huì)減小 由功率P Fv可知 當(dāng)功率一定時(shí) 減小速度可以增大牽引力 選項(xiàng)B正確 答案 解析 9 2018 湖南益陽(yáng)質(zhì)檢 如圖4所示 傳送帶AB的傾角為 且傳送帶足夠長(zhǎng) 現(xiàn)有質(zhì)量為m可視為質(zhì)點(diǎn)的物體以v0的初速度從傳送帶上某點(diǎn)開(kāi)始向上運(yùn)動(dòng) 物體與傳送帶之間的動(dòng)摩擦因數(shù) tan 傳送帶的速度為v v0 v 方向未知 重力加速度為g 物體在傳送帶上運(yùn)動(dòng)過(guò)程中 摩擦力對(duì)物體做功的最大瞬時(shí)功率是 圖4 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 答案 解析 解析由物體與傳送帶之間的動(dòng)摩擦因數(shù) tan 則有 mgcos mgsin 傳送帶的速度為v v0 v 若v0與v同向 物體先做勻加速運(yùn)動(dòng) 最后物體加速到與傳送帶速度相同時(shí) 物體速度最大 此時(shí)摩擦力的瞬時(shí)功率最大 為 mgvcos 若v0與v反向 物體先向上做勻減速運(yùn)動(dòng) 后向下勻加速運(yùn)動(dòng)到與傳送帶速度相同時(shí)物體速度最大 此時(shí)摩擦力的瞬時(shí)功率最大 為 mgvcos 故選C 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 10 一汽車(chē)在平直公路上行駛 從某時(shí)刻開(kāi)始計(jì)時(shí) 發(fā)動(dòng)機(jī)的功率P隨時(shí)間t的變化如圖5所示 假定汽車(chē)所受阻力的大小Ff恒定不變 下列描述該汽車(chē)的速度v隨時(shí)間t變化的圖線中 可能正確的是 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 圖5 答案 解析 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 11 多選 某探究小組對(duì)一輛新能源小車(chē)的性能進(jìn)行研究 他們讓這輛小車(chē)在水平的直軌道上由靜止開(kāi)始運(yùn)動(dòng) 并將小車(chē)運(yùn)動(dòng)的全過(guò)程記錄下來(lái) 通過(guò)處理轉(zhuǎn)化為v t圖象 如圖6所示 除2 10s時(shí)間段圖象為曲線外 其余時(shí)間段圖象均為直線 已知小車(chē)運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中 2 14s時(shí)間段內(nèi)小車(chē)的功率保持不變 在第14s末撤去動(dòng)力而讓小車(chē)自由滑行 小車(chē)的質(zhì)量為1 0kg 可認(rèn)為在整個(gè)運(yùn)動(dòng)過(guò)程中小車(chē)所受到的阻力大小不變 以下對(duì)小車(chē)的描述正確的是A 小車(chē)所受到的阻力大小為3NB 小車(chē)勻速行駛階段的功率為9WC 小車(chē)在加速運(yùn)動(dòng)過(guò)程中位移的大小為42mD 小車(chē)在前2s受到的合力大于阻力 圖6 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 答案 解析 解析由速度 時(shí)間圖象得小車(chē)勻加速對(duì)應(yīng)的加速度a 1 5m s2 小車(chē)在2s時(shí)的功率等于勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)的功率 因此有P ma Ff v2 Ffv10 代入數(shù)據(jù)解得P 9W Ff 1 5N 前2s小車(chē)受到的合力大小恰好等于阻力大小 選項(xiàng)A D錯(cuò)誤 B正確 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 12 多選 如圖7所示 一根細(xì)繩的上端系在O點(diǎn) 下端系一個(gè)重球B 放在粗糙的斜面體A上 現(xiàn)用水平推力F向右推斜面體使之在光滑水平面上向右勻速運(yùn)動(dòng)一段距離 細(xì)繩尚未到達(dá)平行于斜面的位置 在此過(guò)程中A 重球B做勻速圓周運(yùn)動(dòng)B 摩擦力對(duì)重球B做正功C 水平推力F和重球B對(duì)A做功的絕對(duì)值大小相等D A對(duì)重球B所做的功與重球B對(duì)A所做的功絕對(duì)值大小相等 答案 解析 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 圖7 解析球B的線速度在水平方向上的分量等于斜面體A的速度 設(shè)繩與豎直方向的夾角為 則vB vA cos A向右運(yùn)動(dòng)時(shí) 增大 故vB減小 B球做減速圓周運(yùn)動(dòng) 故A錯(cuò)誤 斜面體對(duì)B的摩擦力沿斜面向下 與B的位移方向夾角為銳角 所以對(duì)B球做正功 故B正確 斜面體A勻速運(yùn)動(dòng) 動(dòng)能不變 根據(jù)動(dòng)能定理知水平推力F和重球B對(duì)A做功的絕對(duì)值大小相等 故C正確 A對(duì)B的彈力和B對(duì)A的彈力是一對(duì)作用力和反作用力 大小相等 但是B的位移和A的位移不相等 故A對(duì)重球B所做的功與重球B對(duì)A所做的功絕對(duì)值大小不相等 故D錯(cuò)誤 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 13 2018 青海西寧調(diào)研 如圖8所示 一輛貨車(chē)通過(guò)光滑輕質(zhì)定滑輪提升一箱貨物 貨箱質(zhì)量為M 貨物質(zhì)量為m 貨車(chē)以速度v向左勻速運(yùn)動(dòng) 將貨物提升高度h 則A 貨物向上做勻速運(yùn)動(dòng)B 箱中的物體對(duì)箱底的壓力小于mgC 圖示位置時(shí)貨車(chē)?yán)Φ墓β蚀笥?M m gvcos D 此過(guò)程中貨車(chē)?yán)ψ龅墓?M m gh 答案 解析 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 圖8 解析貨物向上運(yùn)動(dòng)的速度和貨車(chē)速度沿著繩子方向的分量相等 即v1 vcos 由于 不斷減小 故v1增大 貨物向上做加速運(yùn)動(dòng) 故A錯(cuò)誤 貨箱和貨物的加速度向上 處于超重狀態(tài) 故箱中的物體對(duì)箱底的壓力大于mg 繩子對(duì)貨箱和貨物的拉力大于 M m g 故拉力功率P M m gvcos B錯(cuò)誤 C正確 由功能關(guān)系知此過(guò)程中貨車(chē)?yán)ψ龅墓Φ扔谪浵浜拓浳镎w動(dòng)能的增加量和重力勢(shì)能的增加量 大于 M m gh 故D錯(cuò)誤 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 14 國(guó)家十三五規(guī)劃中提出實(shí)施新能源汽車(chē)推廣計(jì)劃 提高電動(dòng)車(chē)產(chǎn)業(yè)化水平 假設(shè)有一輛新型電動(dòng)車(chē) 質(zhì)量m 2 103kg 額定功率P 60kW 當(dāng)該電動(dòng)車(chē)在平直水平路面上行駛時(shí) 受到的阻力Ff是車(chē)重的0 1倍 g 10m s2 1 求新型電動(dòng)車(chē)在此路面上行駛所能達(dá)到的最大速度 答案30m s 解析當(dāng)電動(dòng)車(chē)速度達(dá)到最大時(shí)電動(dòng)車(chē)的牽引力與阻力平衡 即F FfFf kmg 0 1 2 103 10N 2000N由P Fvm Ffvm 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 答案 解析 2 新型電動(dòng)車(chē)從靜止開(kāi)始 以加速度a 0 5m s2做勻加速直線運(yùn)動(dòng) 求這一過(guò)程能維持的時(shí)間 答案40s 解析電動(dòng)車(chē)做勻加速運(yùn)動(dòng)時(shí)有F1 Ff ma解得牽引力F1 3000N設(shè)電動(dòng)車(chē)剛達(dá)到額定功率時(shí)的速度為v1 得P F1v1 設(shè)電動(dòng)車(chē)勻加速運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為t 則有v1 at 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 答案 解析 3 新型電動(dòng)車(chē)從靜止開(kāi)始 保持額定功率做加速運(yùn)動(dòng) 則經(jīng)50s達(dá)到最大速度 求此過(guò)程中新型電動(dòng)車(chē)的位移大小 答案1050m 解析從靜止到最大速度整個(gè)過(guò)程有牽引力與阻力做功 代入數(shù)據(jù)解得x 1050m 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 答案 解析