2023-2024學年高中物理人教版2019課后習題第八章習題課變力功的求解及P=Fv的應用

習題課:變力功的求解及P=Fv的應用A級必備知識基礎練1.關于摩擦力做功,下列說法正確的是()A.滑動摩擦力阻礙物體的相對運動,一定做負功B.靜摩擦力起著阻礙物體的相對運動趨勢的作用,一定不做功C.靜摩擦力和滑動摩擦力一定都做負功D.滑動摩擦力可以對物體做正功2.(2021山東泰安?？?用鐵錘把小鐵釘釘入木板,設木板對釘子的阻力與釘進木板的深度成正比。已知鐵錘第一次將釘子釘進d,如果鐵錘第二次敲釘子時阻力對釘子做的功與第一次相同,那么,第二次敲釘子時釘子進入木板的深度為()A.(31)d B.21dC.(5-1)3.(2021內蒙古包頭高一期中)一物體在運動中受水平拉力F的作用,已知F隨運動距離x的變化情況如圖所示,則在這個運動過程中F做的功為()A.4J B.6J C.18J D.22J4.(2021河南開封高一期末)如圖所示,一功率恒定的小汽車(可視為質點,且忽略空氣阻力)先后沿水平、傾斜路面行駛。已知水平、傾斜路面的動摩擦因數均為0.5,傾斜路面與水平路面的夾角為37°,sin37°=0.6,cos37°=0.8,g取10m/s2。小汽車在水平、傾斜路面達到的最大速度分別為v1、v2,則v1v2的值為A.12 B.21 C.455.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動的過程中,關于A與地面間的滑動摩擦力和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,滑動摩擦力都做負功B.靜摩擦力都不做功,滑動摩擦力都做負功C.有的靜摩擦力做正功,有的滑動摩擦力不做功D.有的靜摩擦力做負功,有的滑動摩擦力做正功6.(2021河南商丘高一期末)某質量為6×107kg戰(zhàn)艦的額定功率為1.5×105kW,最大航速為54km/h。在一次航行中,戰(zhàn)艦上的速度計顯示為13.5km/h,已知此時戰(zhàn)艦以額定功率航行,航行過程中戰(zhàn)艦所受阻力不變。此時戰(zhàn)艦的加速度大小是()A.0.5m/s2 B.5×102m/s2C.5×103m/s2 D.5×104m/s27.(2021重慶七中高一期中)一質量m=0.5kg的電動玩具車,從傾角θ=30°的長直軌道底端,由靜止開始沿軌道向上運動,4s末功率達到最大值,之后保持該功率不變繼續(xù)運動,運動的vt圖像如圖所示,其中AB段為曲線,其他部分為直線。已知玩具車運動過程中所受摩擦阻力恒為自身重力的310,空氣阻力不計,重力加速度g取10m/s2(1)求玩具車運動過程中的最大功率P。(2)求玩具車在4s末時(圖中A點)的速度大小v1。B級關鍵能力提升練8.(多選)一輛轎車質量為m,在平直公路上運行,啟動階段轎車牽引力保持不變,而后以額定功率繼續(xù)行駛,經過一定時間,其速度由零增大到最大值vm,若所受阻力恒為Ff。則關于轎車的速度v、加速度a、牽引力F、功率P的圖像正確的是()9.(2021青海西寧高一期末)如圖所示,某段滑雪場的雪道傾角為30°,質量為50kg的運動員從距底端高10m的雪道上由靜止開始勻加速下滑,加速度大小為3m/s2。重力加速度g取10m/s2。該運動員在雪道上下滑的過程中克服摩擦力所做的功為()A.5000J B.3000JC.2000J D.1000J10.(多選)(2021福建福州高一期中)質量為2kg的物體在水平面上沿直線運動,受到的阻力大小恒定。經某點開始沿運動方向的水平拉力F與運動距離x的關系如圖所示,0~3m物體做勻速直線運動。下列對圖示過程的說法正確的是()A.在x=5m處物體加速度大小為3m/s2B.0~7m拉力對物體做功為40JC.0~7m物體克服阻力做功為28JD.0~7m合力對物體做功為68J11.幾節(jié)自帶動力的車廂加幾節(jié)不帶動力的車廂編成一組,就是動車組。假設有一動車組由六節(jié)車廂連接而成,每節(jié)車廂的質量m均為8×104kg。其中第一節(jié)、第二節(jié)帶動力,額定功率分別是P1=2×107W和P2=1×107W(第一節(jié)車廂達到額定功率后,若功率不夠用則啟動第二節(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,求t=10s時,第一節(jié)和第二節(jié)車廂之間拉力的大小。12.如圖所示,水平傳送帶正以v=2m/s的速度運行,兩端水平距離l=8m。把一質量m=2kg的物塊輕輕放到傳送帶的A端,物塊在傳送帶的帶動下向右運動。若物塊與傳送帶間的動摩擦因數μ=0.1(不計物塊的大小,g取10m/s2),把這個物塊從A端傳送到B端的過程中,摩擦力對物塊做功的平均功率是多少?1s時,摩擦力對物塊做功的功率是多少?傳送帶克服摩擦力做功的功率是多少?習題課:變力功的求解及P=Fv的應用1.D摩擦力總是阻礙物體間的相對運動或相對運動趨勢,但是摩擦力對物體既可以做正功,也可以做負功,還可以不做功。選項D正確。2.B由題意知阻力與深度的關系為Ff=kx,則Ffx圖像如圖所示,設第二次敲釘子時釘子進入木板的深度為dx,則圖像與x軸所形成圖形的面積表示阻力做功的大小,即S△=S梯,12kd·d=kd+k(d+dx)2·dx,所以d3.C根據W=Fx可知,力F的功等于Fx圖像的面積,則W=(2×22×1+4×4)J=18J,故選C。4.B設小車的功率為P。在水平路面的阻力Ff=μmg,則在水平路面的最大速度v1=P0.5mg;在傾斜路面的阻力Ff1=mgsinθ+μmgcosθ,則在傾斜路面的最大速度v2=P5.C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動,根據平衡條件得知,A對B的靜摩擦力與拉力F平衡,地面對A的滑動摩擦力與B對A的靜摩擦力平衡,則地面對A的滑動摩擦力方向向左,對A做負功,物塊A對地面的滑動摩擦力不做功,A對B的靜摩擦力做負功,B對A的靜摩擦力做正功。故C正確。6.A戰(zhàn)艦以最大航速勻速前進時P=Ffvm,Ff=Pvm=1×107N,航行中P=Fv,F=Pv=4×107N,FFf=ma,戰(zhàn)艦的加速度大小a=0.5m/s2,7.答案(1)40W(2)8m/s解析(1)由題意得,當玩具車達到最大速度10m/s勻速運動時受力平衡,可得牽引力大小F=mgsin30°+0.3mg由P=Fv代入數據解得P=40W。(2)玩具車在0~4s內做勻加速直線運動,設加速度為a,牽引力為F1,由牛頓第二定律可得F1(mgsin30°+0.3mg)=mat1=4s時玩具車功率達到最大,P=F1v1由運動學公式得v1=at1聯立解得v1=8m/s。8.ACD在啟動階段時該車受到的牽引力不變,阻力不變,所以該車在啟動階段做勻加速運動,當實際功率達到額定功率時,功率不再增加,再增加速度就須減小牽引力,加速度減小,當牽引力減小到等于阻力時,加速度等于零,速度達到最大值vm=PF=PFf,所以A、C9.C根據牛頓第二定律mgsin30°Ff=ma,解得Ff=100N,則克服摩擦力所做的功Wf=Ffhsin30°=100×20J=2000J,故10.BC由題意可知,物體受到的阻力為4N,在x=5m處物體受到的拉力F=7N,物體的加速度a=F-Ffm=7-42m/s2=1.5m/s2,故A錯誤;Fx圖像所圍面積表示拉力做功,則W=3×4+4+102×4J=40J,故B正確;0~7m物體克服阻力做功Wf=Ffx=4×7J=28J,故C正確;0~7m合力對物體做功為W合=WW11.答案(1)62.5m/s(2)8×105N解析(1)當前兩節(jié)車廂都輸出額定功率且總牽引力等于總阻力時,動車組速度最大,P1+P2=FfvmFf=110×6mg,聯立解得vm=62.5m/s(2)當t=10s時,v1=at=10m/s假設只有第一節(jié)車廂提供動力,輸出功率為P,可得Pv1Ff=6ma,得P=9.6×106W<P1,故假設成立,即t=10s時只有第一節(jié)車廂提供動力,對后五節(jié)車廂由牛頓第二定律有FFf2=Ff2=110×5mg,解得F=8×105N12.答案0.8W2W4W解析物塊受向右的摩擦力為Ff=μmg=0.1×2×10N=2N加速度為a=Ffm=μg=0.1×10m/s2=1當物塊與