2019版高考物理大第5单元机械能作业手册.docx

第五单元机械能作业手册课时作业(十三)第13讲功功率时间 / 40分钟基础巩固1.(多选)如图K13-1甲所示,一女士站立在台阶式自动扶梯上正在匀速上楼,如图乙所示,一男士站立在履带式自动人行道上正在匀速上楼.下列关于两人受到的力做功的判断正确的是() 图K13-1A.甲图和乙图中支持力都对人做正功B.甲图和乙图中摩擦力都对人做负功C.甲图和乙图中重力都对人做负功D.甲图和乙图中人所受的合力都不做功2.如图K13-2甲所示,轻质弹簧右端固定在墙上,左端与一质量m=0.5 kg的物块相连,弹簧处于原长状态,物块静止且与水平面间的动摩擦因数=0.2.以物块所在处为原点,水平向右为正方向,建立x轴,现对物块施加水平向右的力F,F随x轴坐标变化的情况如图乙所示,物块运动至x=0.4 m处时速度为零,则此时弹簧的弹性势能为(g取10 m/s2)()图K13-2A.3.1 J B.3.5 J C.1.8 J D.2.0 J3.2017湖南岳阳一中模拟 如图K13-3所示,四个相同的小球在距地面相同的高度处以相同的速率分别竖直下抛、竖直上抛、平抛和斜抛,不计空气阻力,则下列关于这四个小球从抛出到落地过程的说法中正确的是()图K13-3A.小球飞行过程中单位时间内的速度变化不同B.小球落地时,重力的瞬时功率相同C.从开始运动至落地,重力对小球做功相同D.从开始运动至落地,重力对小球做功的平均功率相同4.2017辽宁实验中学月考 一辆跑车在行驶过程中的最大输出功率与速度大小的关系如图K13-4所示,已知该车质量为 2103 kg,在某平直路面上行驶,阻力恒为3103 N.若汽车从静止开始以恒定加速度2 m/s2做匀加速运动,则此匀加速过程能持续的时间大约为()图K13-4A.8 sB.14 sC.26 sD.38 s技能提升5.汽车以恒定功率P额从静止启动,最后做匀速运动,此过程其速度随时间以及加速度、牵引力和功率随速度变化的图像正确的是图K13-5中的()图K13-56.汽车发动机的额定功率为60 kW,汽车质量为5 t.汽车在水平面上行驶时,阻力与车重成正比,g取10 m/s2.当汽车以额定功率匀速行驶时,速度为12 m/s.现突然减小油门,使发动机功率减小到40 kW,对接下去汽车的运动情况的描述正确的是()A.先做匀减速运动,再做匀加速运动B.先做加速度增大的减速运动,再做匀速运动C.先做加速度减小的减速运动,再做匀加速运动D.最后的速度大小是8 m/s7.(多选)2017武汉华师一附中月考 质量为m的物体静止在粗糙的水平地面上,从t=0时刻开始物体受到方向恒定的水平拉力F作用,拉力F与时间t的关系如图K13-6甲所示.物体在时刻开始运动,其运动的v-t图像如图乙所示.若最大静摩擦力等于滑动摩擦力,重力加速度为g,则()图K13-6A.物体与地面间的动摩擦因数为B.物体在t0时刻的加速度大小为C.物体所受合外力在t0时刻的功率为2F0v0D.拉力F在t02t0时间内的平均功率为F08.(多选)2017齐鲁名校协作体模拟 质量为1 kg的物体静止在水平地面上,现用大小为4 N的水平恒力向右拉物体,作用3 s后将拉力方向反向,大小不变,继续作用于物体.已知物体运动的图像如图K13-7所示,重力加速度g取10 m/s2,则()图K13-7A.物体与水平地面间的动摩擦因数=0.2B.t1=4 sC.若t2时刻物体回到出发点,则t2=8 sD.物体从静止出发至回到出发点,全过程拉力做的功为零9.(多选)2017安徽安庆一模 高速公路上下坡路段刹车失灵时车辆可以驶离行车道,转入行车道外侧增设的安全减速专用斜坡避险车道.某避险车道的斜坡与水平面的夹角为37,斜坡长为50 m,某汽车进入该避险车道入口时速度为90 km/h,假设汽车动力为零,所受摩擦阻力为车重的,g取10 m/s2,sin 37=0.6,cos 37=0.8,则()A.该车上滑到速度为零处所用的时间为10 sB.无论该车的质量如何,上滑到速度为零处所用的时间都相同C.该车从开始上滑到速度为零的过程中,重力的平均功率为摩擦阻力的平均功率的2倍D.若该车进入斜坡时的速度为108 km/h,则汽车恰好可到达斜坡顶端10.2017江苏常州模拟 高速连续曝光照相机可在底片上重叠形成多个图像.现利用这架照相机对某款家用汽车的加速性能进行研究,图K13-8为汽车做匀加速直线运动时连续三次曝光的照片,图中汽车的实际长度为4 m,照相机每两次曝光的时间间隔为2.0 s.已知该汽车的质量为1000 kg,额定功率为90 kW,汽车运动过程中所受的阻力始终为1500 N.(1)求该汽车的加速度大小.(2)若汽车由静止开始以此加速度做匀加速运动,则匀加速运动状态能保持多长时间?(3)汽车所能达到的最大速度是多少?(4)若该汽车从静止开始运动,牵引力不超过3000 N,求汽车运动2400 m所用的最短时间(汽车已经达到最大速度).图K13-8挑战自我11.如图K13-9所示,在水平道路上,质量为5103 kg的拖车将另一同质量的故障车拖移.用一根长度为4.6 m、不可伸长的轻绳将两车连接,行驶时两车所受阻力均为车重的.当拖车拖动故障车一起做匀速直线运动时,拖车输出功率为2105 W.重力加速度g取10 m/s2.(1)求拖车拖动故障车一起匀速运动时的速度大小v0.(2)在拖车拖着故障车匀速行驶过程中,司机发现前方有一障碍物后紧急刹车,此后拖车在水平方向上只受到阻力,其大小为其重力的,若故障车所受阻力保持不变,则经过多长时间故障车撞上拖车?碰撞前瞬间故障车的速度为多大?图K13-9课时作业(十四)第14讲动能动能定理时间 / 40分钟基础巩固1.2017温州学考模拟 在篮球比赛中,某位同学获得罚球机会,他站在罚球线处用力将篮球投出,篮球约以1 m/s的速度撞击篮筐.已知篮球质量约为0.6 kg,篮筐离地高度约为3 m,忽略篮球受到的空气阻力,则该同学罚球时对篮球做的功大约为()图K14-1A.1 J B.10 JC.50 J D.100 J2.(多选)2017湖南岳阳质检 用力F拉着一个物体从空中的a点运动到b点的过程中,重力做功-3 J,拉力F做功8 J,空气阻力做功-0.5 J,则下列判断正确的是()A.物体的重力势能增加了3 JB.物体的重力势能减少了3 JC.物体的动能增加了4.5 JD.物体的动能增加了8 J3.2017济南一中月考 如图K14-2所示,AB为圆弧轨道,BC为水平直轨道,BC恰好在B点与AB相切,圆弧的半径为R,BC的长度也是R.一质量为m的物体与两个轨道间的动摩擦因数都为,它由轨道顶端A从静止开始下落,恰好运动到C处停止,重力加速度为g,那么物体在AB段克服摩擦力所做的功为()图K14-2A.C.mgRD.(1-)mgR4.如图K14-3所示,ABCD是一个盆式容器,盆内侧壁与盆底BC的连接处都是一段与BC相切的圆弧,BC是水平的,其长度d=0.50 m,盆边缘的高度为h=0.30 m.在A处放一个质量为m的小物块并让其从静止开始下滑.已知盆内侧壁是光滑的,而盆底BC面与小物块间的动摩擦因数为=0.10.小物块在盆内来回滑动,最后停下来,则停的地点到B的距离为()图K14-3A.0.50 m B.0.25 mC.0.10 m D.05.(多选)2017河南陕州中学月考 一质量为2 kg的物体在水平恒定拉力的作用下以一定的初速度在粗糙的水平面上做匀速运动,运动一段时间后,拉力逐渐减小,当拉力减小到零时,物体刚好停止运动,图K14-4中给出了拉力随位移变化的关系图像.已知重力加速度g取10 m/s2,由此可知()图K14-4A.物体与水平面间的动摩擦因数为0.35B.减速过程中拉力对物体所做的功约为12 JC.匀速运动时的速度约为6 m/sD.减速运动的时间约为1.7 s技能提升6.2017辽宁实验中学月考 质量m=2 kg的物块放在粗糙水平面上,在水平拉力的作用下由静止开始运动,物块动能Ek与其发生位移x之间的关系如图K14-5所示.已知物块与水平面间的动摩擦因数=0.2,g取10 m/s2,则下列说法中不正确的是()图K14-5A.x=1 m时物块的速度大小为2 m/sB.x=3 m时物块的加速度大小为1.25 m/s2C.在前2 m的运动过程中物块所经历的时间为2 sD.在前4 m的运动过程中拉力对物块做的功为25 J7.(多选)2017河北衡水二模 如图K14-6所示,内壁光滑的圆轨道竖直固定在桌面上,一小球静止在轨道底部A点.现用小锤沿水平方向快速击打小球,击打后迅速移开,使小球沿轨道在竖直面内运动,当小球回到A点时,再次用小锤沿小球运动方向击打小球.通过两次击打,小球才能运动到圆轨道的最高点,已知小球在运动过程中始终未脱离轨道.若在第一次击打过程中小锤对小球做功为W1,第二次击打过程中小锤对小球做功为W2,先后两次击打过程中小锤对小球做功全部用来增加小球的动能,则的值可能为()图K14-6A.C.1 D.28.2017湖南怀化二模 如图K14-7所示,一高为H=8.75 m的高台上固定着一竖直硬杆AB,硬杆上端点A和地面上某点C间紧绷着一钢绳AC,且AC与水平方向夹角为45.在某次消防演习中,消防队员王壹从高台上的B点以5 m/s的初速度水平跳出,下落过程中恰好能抓住钢绳AC,而后顺着钢绳减速滑下,且到达地面时速度刚好减为零.若整个过程将消防队员视为质点,不考虑他在空中运动所受的阻力、与钢绳接触时损失的能量及钢绳的形变,g取10 m/s2.求:(1)消防队员抓住钢绳瞬间的竖直速度大小;(2)硬杆AB的高度h; (3)消防队员沿钢绳下滑时所受阻力与重力的比值.图K14-79.2017云南曲靖一中月考 如图K14-8所示,AB是倾角为=30的粗糙直轨道,BCD是光滑的圆弧轨道,AB恰好在B点与圆弧相切,圆弧的半径为R,一个质量为m的物体(可以看作质点)从直轨道上的P点由静止释放,而后在两轨道上做往返运动.已知P点与圆弧的圆心O等高,物体做往返运动的整个过程中在AB轨道上通过的路程为s.(重力加速度为g)(1)求物体与轨道AB间的动摩擦因数.(2)最终当物体通过圆弧轨道最低点E时,求物体对圆弧轨道的压力大小.(3)为使物体能顺利到达圆弧轨道的最高点D,释放点距B点的距离L至少为多大?图K14-8挑战自我10.如图K14-9所示,一根轻弹簧左端固定于竖直墙上,右端被质量m=1 kg、可视为质点的小物块压缩而处于静止状态,且弹簧与物块不拴接,弹簧原长小于光滑平台的长度.在平台的右端有一传送带AB,长L=5 m,物块与传送带间的动摩擦因数1=0.2,与传送带相邻的粗糙水平面BC长s=1.5 m,它与物块间的动摩擦因数2=0.3,在C点右侧有一半径为R的光滑竖直圆弧与BC平滑连接,圆弧对应的圆心角为=120,在圆弧的最高点F处有一固定挡板,物块撞上挡板后会以原速率反弹回来.若传送带以v=5 m/s的速率顺时针转动,不考虑物块滑上和滑下传送带的机械能损失.当弹簧储存的Ep=18 J能量全部释放时,小物块恰能滑到与圆心等高的E点,g取10 m/s2.(1)求右侧圆弧轨道的半径R;(2)求小物块最终停下时与C点间的距离;(3)若传送带的速度大小可调,欲使小物块与挡板只碰一次,且碰后不脱离轨道,求传送带速度的可调节范围.图K14-9课时作业(十五)第15讲机械能守恒定律及其应用时间 / 40分钟基础巩固1.2017南宁模拟 以下说法中正确的是()A.物体做匀速运动,它的机械能一定守恒B.物体所受合力做的功为零,它的机械能一定守恒C.物体所受合力不等于零,它的机械能可能守恒D.物体所受合力等于零,它的机械能一定守恒2.2017长沙一中月考 总质量约为3.8吨的“嫦娥三号”探测器在距月面3 m 处关闭反推发动机,让其以自由落体方式降落在月球表面.4条着陆腿触月信号显示,“嫦娥三号”完美着陆月球虹湾地区.月球表面附近重力加速度约为1.6 m/s2,4条着陆腿可视作完全相同的四个轻弹簧,在软着陆后,每个轻弹簧获得的弹性势能大约是()图K15-1A.28 500 JB.4560 JC.18 240 JD.9120 J3.2017山东淄博、莱芜二模 如图K15-2所示,不可伸长的柔软轻绳跨过光滑定滑轮,绳两端各系一小球a和b.a球质量为m,静置于水平地面上;b球质量为3m,用手托住,高度为h,此时轻绳刚好拉紧,重力加速度为g.现将b球释放,则b球着地瞬间a球的速度大小为()图K15-2A.4.(多选)2017湖南衡阳八中月考 如图K15-3甲所示,轻弹簧竖直固定在水平面上,一质量为m=0.2 kg的小球从弹簧上端某高度处自由下落,从它接触弹簧到将弹簧压缩至最短的过程中(弹簧在弹性限度内),其速度v和弹簧压缩量x之间的函数图像如图乙所示,其中A为曲线的最高点,小球和弹簧接触瞬间机械能损失不计,g取10 m/s2,则下列说法正确的是()图K15-3A.小球刚接触弹簧时加速度最大B.该弹簧的劲度系数为20.0 N/mC.从接触弹簧到将弹簧压缩至最短的过程中,小球的机械能守恒D.从接触弹簧到将弹簧压缩至最短的过程中,弹簧的弹性势能一直增大技能提升5.2017郑州一中模拟 如图K15-4甲所示,将质量为m的小球以速度v0竖直向上抛出,小球上升的最大高度为h.若将质量分别为2m、3m、4m、5m的小球分别以同样大小的速度v0从半径均为R=h的竖直圆弧形光滑轨道的最低点水平向右射入轨道,轨道形状如图乙、丙、丁、戊所示,则质量分别为2m、3m、4m、5m的小球中上升的最大高度仍为h的是(小球大小和空气阻力均不计)()图K15-4A.质量为2m的小球B.质量为3m的小球C.质量为4m的小球D.质量为5m的小球6.如图K15-5所示,一长为L的均匀铁链对称挂在一轻质小滑轮上,由于某一微小的扰动使得链条向一侧滑动,则铁链完全离开滑轮时的速度大小为(重力加速度为g)()图K15-5A.C.7.2017广东肇庆二模 如图K15-6所示,一个长直轻杆两端分别固定一个小球A和B,两球质量均为m,两球半径忽略不计,杆的长度为l.先将杆竖直靠放在竖直墙上,轻轻振动小球B,使小球B在水平面上由静止开始向右滑动,不计一切摩擦,重力加速度为g.当小球A沿墙下滑距离为l时,下列说法正确的是()图K15-6A.小球A和B的速度都为B.小球A和B的速度都为C.小球A的速度为,小球B的速度为D.小球A的速度为,小球B的速度为8.(多选)2017江苏淮阴中学月考 如图K15-7所示,半径为R的光滑圆环固定在竖直平面内,O是圆心,虚线OC水平,D是圆环最低点.两个质量均为m的小球A、B套在圆环上,两球之间用轻杆相连,从图示位置由静止释放,则()图K15-7A.A、B系统在运动过程中机械能守恒B.当杆水平时,A、B球速度达到最大C.B球运动至最低点D时,A、B系统重力势能最小D.A球从C点运动至D点过程中受到的合外力做正功9.(多选)2017苏北四市联考 如图K15-8所示,小物块套在固定竖直杆上,用轻绳连接后跨过小定滑轮与小球相连,开始时物块与定滑轮等高.已知小球的质量是物块质量的两倍,杆与滑轮间的距离为d,重力加速度为g,绳及杆足够长,不计一切摩擦.现将物块由静止释放,在物块向下运动过程中()图K15-8A.刚释放时物块的加速度为gB.物块速度最大时,绳子的拉力一定大于物块的重力C.小球重力的功率一直增大D.物块下降的最大距离为d10.2017济南模拟 半径为R的光滑圆环竖直放置,环上套有两个质量分别为m和m的小球A和B,A、B之间用一长为R的轻杆相连,如图K15-9所示.开始时,A、B都静止,且A在圆环的最高点.现将A、B释放,试求:(1)B球到达最低点时的速度大小;(2)B球到达最低点的过程中,杆对A球做的功;(3)B球在圆环右侧区域内能达到的最高点位置.图K15-9挑战自我11.2017江西师大附中、九江一中联考 如图K15-10所示,质量mB=3.5 kg的物体B通过一轻弹簧固连在地面上,弹簧的劲度系数k=100 N/m.一轻绳一端与物体B连接,绕过无摩擦的两个轻质小定滑轮O1、O2后,另一端与套在光滑直杆顶端、质量mA=1.6 kg的小球A连接.已知直杆固定,杆长L为0.8 m,与水平面的夹角=37.初始时使小球A静止不动,与A端相连的绳子保持水平,此时绳子中的张力F为45 N.已知AO1=0.5 m,重力加速度g取10 m/s2,绳子不可伸长.现将小球A从静止释放.(1)求释放小球A之前弹簧的形变量;(2)若直线CO1与杆垂直,求小球A从开始至运动到C点的过程中绳子拉力对小球A所做的功;(3)求小球A运动到底端D点时的速度大小.图K15-10课时作业(十六)第16讲能量守恒定律时间 / 40分钟基础巩固1.2017浙江温州选考模拟 蹦极是一项既惊险又刺激的运动,深受年轻人的喜爱.如图K16-1所示,蹦极者从P点由静止跳下,到达A处时弹性绳刚好伸直,继续下降到最低点B处,B离水面还有数米距离.蹦极者(视为质点)在其下降的整个过程中,重力势能的减少量为E1,绳的弹性势能的增加量为E2,克服空气阻力做的功为W,则下列说法正确的是()图K16-1A.蹦极者从P到A的运动过程中,机械能守恒B.蹦极者与绳组成的系统从A到B的运动过程中,机械能守恒C.E1=W+E2D.E1+E2=W2.2017成都模拟 质量为m的物体由静止开始下落,由于空气阻力影响,物体下落的加速度为g(g为重力加速度).在物体下落高度为h的过程中,下列说法正确的是()A.物体的动能增加了mghB.物体的机械能减少了mghC.物体克服阻力所做的功为mghD.物体的重力势能减少了mgh3.(多选)2017长沙雅礼中学月考 如图K16-2所示,电梯的质量为M,其天花板上通过一轻质弹簧悬挂一质量为m的物体.电梯在钢索的拉力作用下由静止开始竖直向上加速运动,上升高度为H时,电梯的速度为v电梯,物体的速度达到v,物体上升的高度为H物,弹簧的弹性势能为Ep弹,重力加速度为g,则在这段运动过程中,下列说法中正确的是()图K16-2A.轻质弹簧对物体的拉力所做的功等于mv2B.钢索的拉力所做的功等于mv2+MgHC.轻质弹簧对物体的拉力所做的功大于mv2D.钢索的拉力所做的功等于+mgH物+Ep弹技能提升4.太阳能汽车是利用太阳能电池板将太阳能转化为电能工作的一种新型汽车.已知太阳辐射的总功率约为41026 W,太阳到地球的距离为1.51011 m,假设太阳光传播到达地面的过程中约有40%的能量损耗,某太阳能汽车所用太阳能电池板接收到的太阳能转化为机械能的效率约为15%.若驱动该太阳能汽车正常行驶所需的机械功率为5 kW,且其中的来自于太阳能电池板,则所需的太阳能电池板的面积至少约为(已知半径为r的球体积为V=r3,球表面积为S=4r2)()A.2 m2B.6 m2C.8 m2D.12 m25.(多选)2017江西萍乡一模 如图K16-3所示,两个物体A和B的质量均为m,其中物体A置于光滑水平台面上,物体B穿在光滑竖直杆上,杆与平台有一定的距离,A、B两物体通过不可伸长的轻绳跨过台面边缘的光滑小定滑轮相连,绳与A相连部分保持与台面平行.现由静止释放两物体,当物体B下落h时,物体B的速度为2v,物体A速度为v.关于此过程,下列说法正确的是(重力加速度为g)()图K16-3A.该过程中物体B的机械能损失了mghB.该过程中绳对物体A做的功为mv2C.物体A在台面上滑动的距离为hD.该过程中绳对系统做的功为mv26.(多选)2017郑州质检 如图K16-4甲所示,在距离地面高度为h=0.80 m的平台上有一轻质弹簧,其左端固定于竖直挡板上,右端与质量m=0.50 kg、可看作质点的物块相接触(不粘连),OA段粗糙且长度等于弹簧原长,其余位置均无阻力作用.物块开始静止于A点,与OA段台面间的动摩擦因数=0.50.现对物块施加一个水平向左的外力F,其大小随位移x变化关系如图乙所示.物块向左运动xAB=0.40 m到达B点,到达B点时速度为零,随即撤去外力F,物块在弹簧弹力作用下向右运动,从M点离开平台,落到地面上N点,g取10 m/s2,则()图K16-4A.弹簧被压缩过程中外力F做的功为6.0 JB.弹簧在被压缩过程中具有的最大弹性势能为6.0 JC.整个运动过程中克服摩擦力做功为4.0 JD.M、N的水平距离为1.6 m7.如图K16-5所示,一物体质量m=2 kg,在倾角=37的斜面上的A点以初速度v0=3 m/s下滑,A点距弹簧上端B的距离lAB=4 m.当物体到达B后将弹簧压缩到C点,最大压缩量lBC=0.2 m,然后物体又被弹簧弹上去,物体到达的最高位置为D点,D点到A点的距离lAD=3 m.挡板及弹簧质量不计,g取10 m/s2,sin 37=0.6,cos 37=0.8,求:(1)物体与斜面间的动摩擦因数;(2)弹簧的最大弹性势能Epm.图K16-58.2017黄冈中学模拟 如图K16-6所示,A、B间是一个风洞,水平地板AB延伸至C点,通过半径r=0.5 m、圆心角为的光滑圆弧CD与足够长的光滑斜面DE连接,斜面倾角为.可以看成质点、质量m=2 kg的滑块在风洞中受到水平向右的恒定风力F=20 N,滑块与地板AC间的动摩擦因数=0.2.已知xAB=5 m,xBC=2 m,如果将滑块在风洞中A点由静止释放,已知sin =0.6,cos =0.8,重力加速度g取10 m/s2.求:(1)滑块经过圆弧轨道的C点时对地板的压力大小及沿斜面上升的最大高度;(2)滑块第一次返回风洞速率为零时的位置;(3)滑块在A、C间运动的总路程.图K16-6挑战自我9.2017襄阳期末 如图K16-7所示,AB是一段位于竖直平面内的光滑轨道,高度为h,末端B处的切线水平.一个质量为m的小物体P(可视为质点)从轨道顶端A处由静止释放,滑到B端后飞出,落到地面上的C点,轨迹如图中虚线BC所示.已知它落地时相对于B点的水平位移OC=l.现在轨道下方紧贴B点安装一水平传送带,传送带的右端与B的距离为.当传送带静止时,让P再次从A点由静止释放,它离开轨道并在传送带上滑行后从右端水平飞出,仍然落在地面上的C点.当驱动轮转动从而带动传送带以速度v=(g为重力加速度)匀速向右运动时(其他条件不变),P的落地点为D.求:(1)P滑至B点时的速度大小;(2)P与传送带之间的动摩擦因数;(3)O、D间的距离.图K16-7教师详解(作业手册)课时作业(十三)1.CD解析 根据做功的两个因素力和在力方向上的位移,甲图中支持力方向竖直向上且在竖直方向上有位移,所以做了正功,乙图中支持力方向上没有位移,因此没有做功,选项A错误;甲图中人不受摩擦力,乙图中摩擦力对人做正功,选项B错误.两图中人的重力与位移之间的夹角均大于90,所以都做负功,选项C正确;甲图和乙图中人均做匀速运动,合力不做功,选项D正确.2.A解析 物块与水平面间的摩擦力为f=mg=1 N.对物块施加水平向右的力F,由F-x图线与x轴围成图形的面积表示功,可知F做功为W=3.5 J,克服摩擦力做功为Wf=fx=0.4 J.由功能关系可知W-Wf=Ep,故此时弹簧的弹性势能为Ep=3.1 J,选项A正确.3.C解析 因为抛体运动的加速度恒为g,所以单位时间内的速度变化相同,选项A错误;小球落地时竖直方向上的速度大小不都相同,所以重力的瞬时功率不都相同,选项B错误;由WG=mgh可知重力做功相同,选项C正确;从抛出到落地所用时间不相同,所以重力做功的平均功率不相同,D错误.4.B解析 由图可知,跑车的最大输出功率大约为200 kW,根据牛顿第二定律得,牵引力F=f+ma=3000 N+20002 N=7000 N,则跑车做匀加速运动时的实际功率与速度的关系为P实=7000v(W),作P实 -v图像如图所示,由两图线交点可看出跑车匀加速运动的最大速度约为vm=28 m/s,则匀加速过程持续的时间约为t= s=14 s,故B正确,A、C、D错误.5.A解析 汽车以恒定功率启动时,功率一定,由P=Fv可知,速度逐渐增大,牵引力F逐渐减小,根据F-f=ma可知,加速度逐渐减小,但速度继续增大,当牵引力等于阻力时,速度达到最大,故A正确,B、C、D错误.6.D解析 发动机功率减小,由公式P=Fv知,牵引力F变小,fF,汽车做减速运动,使得汽车速度v变小,则F变大,由f-F=ma可知,汽车减速运动的加速度变小,当再次出现F=f时,汽车做匀速运动,选项A、B、C错误;由f=5103 N,可知v=8 m/s,选项D正确.7.AD解析 物体在时刻开始运动,此时f=F0,则动摩擦因数=,A正确;在t0时间内,假设物体做匀加速运动,则v0=a,解得a=,实际上物体的加速度从0开始增大,故在t0时刻的加速度大于,B错误;在t0时刻,物体受到的合外力F=2F0-f=F0,其功率P=F0v0,C错误;在2t0时刻,速度v1=v0+t0,在t02t0时间内,物体的平均速度,故拉力F的平均功率,D正确.8.AB解析 03 s内,由牛顿第二定律得F-mg=ma1,由图像知加速度大小a1=2 m/s2,解得=0.2,选项A正确;3 st1内,物体做匀减速运动,加速度大小a2=6 m/s2,由t1-3 s=1 s,解得t1=4 s,选项B正确;由图像可知,回到出发点应满足总位移为零,即(t2-t1)a1(t2-t1),解得t2=(4+2)s,C错误;拉力做的功等于摩擦产生的内能及物体动能增量之和,故D错误.9.BCD解析 该汽车的初速度v0=90 km/h=25 m/s,由牛顿第二定律得mgsin 37+0.3mg=ma,解得a=9 m/s2,根据公式v=v0-at,当v=0时,t= s,A错误.由受力分析可知,无论该车的质量如何,加速度都相同,所以上滑到速度为零处所用的时间都相同,B正确.在汽车上滑过程中,重力沿斜坡的分力为摩擦阻力的2倍,做功的位移和时间均相同,所以重力的平均功率为摩擦阻力的平均功率的2倍,C正确.若初速度v0=108 km/h=30 m/s,则由公式2ax=-v2可得该汽车速度v减为零时的位移x=50 m,D正确.10.(1)1.5 m/s2(2)20 s(3)60 m/s(4)70 s解析 (1)由图可得汽车在第一个2 s时间内的位移x1=9 m,在第二个2 s时间内的位移x2=15 m故汽车的加速度a=1.5 m/s2.(2)由F-f=ma得,汽车的牵引力F=f+ma=1500 N+10001.5 N=3000 N汽车做匀加速运动的末速度v= m/s=30 m/s故匀加速运动保持的时间t1= s=20 s.(3)汽车所能达到的最大速度vm= m/s=60 m/s.(4)由(2)知匀加速运动的时间t1=20 s,运动的距离x1=20 m=300 m所以,以额定功率运动的距离x2=2400 m-300 m=2100 m对以额定功率运动的过程,由动能定理得P额t2-fx2=mv2解得t2=50 s所以所求时间为t总=t1+t2=20 s+50 s=70 s.11.(1)8 m/s(2)2 s3 m/s解析 (1)以故障车和拖车为系统,设其所受阻力大小为f,拖车的牵引力为F,有f=(m+m)gP=Fv0此系统匀速运动时,有F=f联立解得v0=8 m/s.(2)假设追尾前两车一直在运动.设制动时拖车和故障车的加速度分别为a1、a2,则a1=-=-5 m/s2a2=-=-2.5 m/s2设经时间t故障车追尾拖车,则有v0t+a2t2解得t=1.92 s追尾时拖车速度大小v1=v0+a1t=-1.6 m/s,不合题意,故拖车先停下来等待故障车追尾.拖车从开始刹车到停止的位移x1=6.4 m从拖车开始制动到追尾,故障车的位移x2=4.6 m+x1=11 m设追尾时故障车的速度大小为v,则有v2-=2a2x2解得v=3 m/s设从开始刹车到追尾经历时间为t,则t=2 s.课时作业(十四)1.B解析 该同学将篮球投出时的高度约为h1=1.8 m,根据动能定理有W-mg(h-h1)=mv2,解得W=7.5 J,故选项B正确.2.AC解析 因为重力做功-3 J,所以重力势能增加3 J,A正确,B错误;根据动能定理W合=Ek,得Ek=-3 J+8 J-0.5 J=4.5 J,C正确,D错误.3.D解析 设物体在AB段克服摩擦力所做的功为WAB,物体从A到C的全过程,根据动能定理有mgR-WAB-mgR=0,所以WAB=mgR-mgR=(1-)mgR,故D正确.4.D解析 设小物块在B、C间运动的总路程为L,小物块从开始到停止的全过程,根据动能定理得mgh-mgL=0,解得L=3 m,因为BC长0.5 m,所以小物块最终停在B点,选项D正确.5.ABC解析 F-x图像与横坐标轴围成图形的面积代表拉力F做的功,由图知减速阶段F-x图像与横坐标轴围成图形的面积约占12个小格,每个小格的面积代表1 J,则减速阶段拉力所做的功约为12 J,故选项B正确.刚开始物体匀速运动,则F=mg,由图知F=7 N,则=0.35,故选项A正确.对全程应用动能定理,得WF-mgx=0-,其中WF=74 J+12 J=40 J,解得v0=6 m/s,故选项C正确.由于所做的运动不是匀减速运动,无法求得减速运动的时间,故选项D错误.6.A解析 根据图像知,x=1 m时,动能为2 J,即mv2=2 J,解得v= m/s,故A错误;对x=2 m到x=4 m过程运用动能定理,有(F-mg)x=Ek,解得F=6.5 N,物块的加速度a= m/s2=1.25 m/s2,故B正确;对前2 m的运动过程运用动能定理得(F-mg)x=Ek,解得F=6 N,物块的加速度a= m/s2=1 m/s2,末速度v= m/s=2 m/s,根据v=at得t=2 s,故C正确;对全过程运用动能定理得WF-mgx=Ek,解得WF=25 J,故D正确.7.AB解析 由于小球始终未脱离轨道,所以第一次击打后小球上升的高度不超过R,故W1mgR.两次击打后上升到最高点的过程中,由动能定理得W1+W2-2mgR=mv2,由于通过最高点的速度v,所以W2mgR,故,A、B正确.8.(1)5 m/s(2)1.25 m(3)解析 (1)由于恰好抓住钢绳,即此时速度方向与钢绳平行,则有tan 45=解得vy=5 m/s(2)下落时间t=0.5 s且平抛过程中,有x=v0t=2.5 my=t=1.25 m向几何关系有y+h=x解得h=1.25 m(3)钢绳A点距地面的距离为H=H+h=10 m,则钢绳AC长为L=10 m设消防队员沿绳下滑的距离为L,则有L=L-x对消防队员从B到C整个过程应用动能定理得mgH-fL=0-解得9.(1)(2)(3-)mg(