2023-2024学年高中物理人教版2019课后习题第八章习题课变力功的求解及P=Fv的应用

习题课:变力功的求解及P=Fv的应用A级必备知识基础练1.关于摩擦力做功,下列说法正确的是()A.滑动摩擦力阻碍物体的相对运动,一定做负功B.静摩擦力起着阻碍物体的相对运动趋势的作用,一定不做功C.静摩擦力和滑动摩擦力一定都做负功D.滑动摩擦力可以对物体做正功2.(2021山东泰安模考)用铁锤把小铁钉钉入木板,设木板对钉子的阻力与钉进木板的深度成正比。已知铁锤第一次将钉子钉进d,如果铁锤第二次敲钉子时阻力对钉子做的功与第一次相同,那么,第二次敲钉子时钉子进入木板的深度为()A.(31)d B.21dC.(5-1)3.(2021内蒙古包头高一期中)一物体在运动中受水平拉力F的作用,已知F随运动距离x的变化情况如图所示,则在这个运动过程中F做的功为()A.4J B.6J C.18J D.22J4.(2021河南开封高一期末)如图所示,一功率恒定的小汽车(可视为质点,且忽略空气阻力)先后沿水平、倾斜路面行驶。已知水平、倾斜路面的动摩擦因数均为0.5,倾斜路面与水平路面的夹角为37°,sin37°=0.6,cos37°=0.8,g取10m/s2。小汽车在水平、倾斜路面达到的最大速度分别为v1、v2,则v1v2的值为A.12 B.21 C.455.如图所示,物块A、B在外力F的作用下一起沿水平地面做匀速直线运动的过程中,关于A与地面间的滑动摩擦力和A、B间的静摩擦力做功的说法,正确的是()A.静摩擦力都做正功,滑动摩擦力都做负功B.静摩擦力都不做功,滑动摩擦力都做负功C.有的静摩擦力做正功,有的滑动摩擦力不做功D.有的静摩擦力做负功,有的滑动摩擦力做正功6.(2021河南商丘高一期末)某质量为6×107kg战舰的额定功率为1.5×105kW,最大航速为54km/h。在一次航行中,战舰上的速度计显示为13.5km/h,已知此时战舰以额定功率航行,航行过程中战舰所受阻力不变。此时战舰的加速度大小是()A.0.5m/s2 B.5×102m/s2C.5×103m/s2 D.5×104m/s27.(2021重庆七中高一期中)一质量m=0.5kg的电动玩具车,从倾角θ=30°的长直轨道底端,由静止开始沿轨道向上运动,4s末功率达到最大值,之后保持该功率不变继续运动,运动的vt图像如图所示,其中AB段为曲线,其他部分为直线。已知玩具车运动过程中所受摩擦阻力恒为自身重力的310,空气阻力不计,重力加速度g取10m/s2(1)求玩具车运动过程中的最大功率P。(2)求玩具车在4s末时(图中A点)的速度大小v1。B级关键能力提升练8.(多选)一辆轿车质量为m,在平直公路上运行,启动阶段轿车牵引力保持不变,而后以额定功率继续行驶,经过一定时间,其速度由零增大到最大值vm,若所受阻力恒为Ff。则关于轿车的速度v、加速度a、牵引力F、功率P的图像正确的是()9.(2021青海西宁高一期末)如图所示,某段滑雪场的雪道倾角为30°,质量为50kg的运动员从距底端高10m的雪道上由静止开始匀加速下滑,加速度大小为3m/s2。重力加速度g取10m/s2。该运动员在雪道上下滑的过程中克服摩擦力所做的功为()A.5000J B.3000JC.2000J D.1000J10.(多选)(2021福建福州高一期中)质量为2kg的物体在水平面上沿直线运动,受到的阻力大小恒定。经某点开始沿运动方向的水平拉力F与运动距离x的关系如图所示,0~3m物体做匀速直线运动。下列对图示过程的说法正确的是()A.在x=5m处物体加速度大小为3m/s2B.0~7m拉力对物体做功为40JC.0~7m物体克服阻力做功为28JD.0~7m合力对物体做功为68J11.几节自带动力的车厢加几节不带动力的车厢编成一组,就是动车组。假设有一动车组由六节车厢连接而成,每节车厢的质量m均为8×104kg。其中第一节、第二节带动力,额定功率分别是P1=2×107W和P2=1×107W(第一节车厢达到额定功率后,若功率不够用则启动第二节车厢),车在行驶过程中阻力恒为重力的110。(g取10m/s2(1)求该动车组的最大行驶速度。(2)若列车以1m/s2的加速度匀加速启动,求t=10s时,第一节和第二节车厢之间拉力的大小。12.如图所示,水平传送带正以v=2m/s的速度运行,两端水平距离l=8m。把一质量m=2kg的物块轻轻放到传送带的A端,物块在传送带的带动下向右运动。若物块与传送带间的动摩擦因数μ=0.1(不计物块的大小,g取10m/s2),把这个物块从A端传送到B端的过程中,摩擦力对物块做功的平均功率是多少?1s时,摩擦力对物块做功的功率是多少?传送带克服摩擦力做功的功率是多少?习题课:变力功的求解及P=Fv的应用1.D摩擦力总是阻碍物体间的相对运动或相对运动趋势,但是摩擦力对物体既可以做正功,也可以做负功,还可以不做功。选项D正确。2.B由题意知阻力与深度的关系为Ff=kx,则Ffx图像如图所示,设第二次敲钉子时钉子进入木板的深度为dx,则图像与x轴所形成图形的面积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根据W=Fx可知,力F的功等于Fx图像的面积,则W=(2×22×1+4×4)J=18J,故选C。4.B设小车的功率为P。在水平路面的阻力Ff=μmg,则在水平路面的最大速度v1=P0.5mg;在倾斜路面的阻力Ff1=mgsinθ+μmgcosθ,则在倾斜路面的最大速度v2=P5.C物块A、B在外力F的作用下一起沿水平地面做匀速直线运动,根据平衡条件得知,A对B的静摩擦力与拉力F平衡,地面对A的滑动摩擦力与B对A的静摩擦力平衡,则地面对A的滑动摩擦力方向向左,对A做负功,物块A对地面的滑动摩擦力不做功,A对B的静摩擦力做负功,B对A的静摩擦力做正功。故C正确。6.A战舰以最大航速匀速前进时P=Ffvm,Ff=Pvm=1×107N,航行中P=Fv,F=Pv=4×107N,FFf=ma,战舰的加速度大小a=0.5m/s2,7.答案(1)40W(2)8m/s解析(1)由题意得,当玩具车达到最大速度10m/s匀速运动时受力平衡,可得牵引力大小F=mgsin30°+0.3mg由P=Fv代入数据解得P=40W。(2)玩具车在0~4s内做匀加速直线运动,设加速度为a,牵引力为F1,由牛顿第二定律可得F1(mgsin30°+0.3mg)=mat1=4s时玩具车功率达到最大,P=F1v1由运动学公式得v1=at1联立解得v1=8m/s。8.ACD在启动阶段时该车受到的牵引力不变,阻力不变,所以该车在启动阶段做匀加速运动,当实际功率达到额定功率时,功率不再增加,再增加速度就须减小牵引力,加速度减小,当牵引力减小到等于阻力时,加速度等于零,速度达到最大值vm=PF=PFf,所以A、C9.C根据牛顿第二定律mgsin30°Ff=ma,解得Ff=100N,则克服摩擦力所做的功Wf=Ffhsin30°=100×20J=2000J,故10.BC由题意可知,物体受到的阻力为4N,在x=5m处物体受到的拉力F=7N,物体的加速度a=F-Ffm=7-42m/s2=1.5m/s2,故A错误;Fx图像所围面积表示拉力做功,则W=3×4+4+102×4J=40J,故B正确;0~7m物体克服阻力做功Wf=Ffx=4×7J=28J,故C正确;0~7m合力对物体做功为W合=WW11.答案(1)62.5m/s(2)8×105N解析(1)当前两节车厢都输出额定功率且总牵引力等于总阻力时,动车组速度最大,P1+P2=FfvmFf=110×6mg,联立解得vm=62.5m/s(2)当t=10s时,v1=at=10m/s假设只有第一节车厢提供动力,输出功率为P,可得Pv1Ff=6ma,得P=9.6×106W<P1,故假设成立,即t=10s时只有第一节车厢提供动力,对后五节车厢由牛顿第二定律有FFf2=Ff2=110×5mg,解得F=8×105N12.答案0.8W2W4W解析物块受向右的摩擦力为Ff=μmg=0.1×2×10N=2N加速度为a=Ffm=μg=0.1×10m/s2=1当物块与