2020版新教材高中物理課時素養(yǎng)評價三動能和動能定理含解析魯教版

1、機車啟動問題合格性考試（25分鐘 60分）一、選擇題（本題共6小題，每題6分，共36分）一起重機的鋼繩由靜止開始勻加速提起質(zhì)量為m的重物，當(dāng)重物的速度為 vi時，起重機的功率達(dá)到最大值 P,以后起重機保持該功率不變 ，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,則整個過程中，下列說法正確的是（）A.鋼繩的最大拉力為一B.鋼繩的最大拉力為 mgC.重物勻加速的末速度為 PD.重物勻加速運動的加速度為-gP【解析】選D。加速過程重物處于超重狀態(tài)，鋼繩拉力為Fi=,勻速運動階段鋼繩的拉力為PF2=,V 2V1,故FiF2,故A錯誤；加速過程重物處于超重狀態(tài)，鋼繩拉力大于重力，故

2、B錯誤；重v2物勻加速運動的末速度不是運動的最大速度，此時鋼繩對重物的拉力大于其重力，故其速度小,故C錯誤；重物勻加速運動的末速度為V1,此時的拉力為F1=一,由牛頓第二定律mg管！匚 一t彳#:a= g=-g,故 D正確。m 1一輛小汽車在平直路面上由靜止啟動，在前5 s內(nèi)做勻加速直線運動,5 s末達(dá)到額定功率，m=2 103 kg,汽車受到地面之后保持額定功率運動，其V -t圖像如圖所示。已知汽車的質(zhì)量的阻力為車重的0.1倍,g取10 m/s2,則以下說法錯誤的是（Mum/sA.汽車在前5 s內(nèi)的牽引力為4X103 NB.汽車在前5 s內(nèi)的牽引力為 6X103 NC.汽車的額定功率為 60

3、 kWD.汽車的最大速度為 30 m/s沏【解析】選A。由v -t圖像知汽車在前5 s內(nèi)的加速度a=一=2 m/s2,由牛頓第二定律得，前5 Ats 內(nèi)汽車牽引力為 F=kmg+m=0.1 X2X10 3X10 N+2X 103 X2 N= 6X103 N,故 B正確,A 錯誤；又5 s末達(dá)到額定功率 P=Fv=6X103X10 W=63.0 X 105 N,所以A錯誤；由kv=f=F得:k= N s/m =1.0X10430 TOC o 1-5 h z N s/m,B 正確;f =k -=_f=1.5 X 105 N,此時發(fā)動機輸出功率 P =F -=1.5 X 105X 15 W=2 2

4、22250 kW,C、D錯誤?！狙a償訓(xùn)練】如圖所示是我國出口量最大的城際動車，它是把動力裝置分散安裝在每節(jié)車廂上，使其既具有牽引動力，又可以載客，這樣的客車車輛叫作動車。而動車組就是幾節(jié)自帶動力的車輛（動車）加幾節(jié)不帶動力的車輛（也叫拖車）編成一組。假設(shè)動車組運行過程中受到的阻力與其所受 重力成正比，每節(jié)動車與拖車的質(zhì)量都相等，每節(jié)動車的額定功率都相等。若 1節(jié)動車加3節(jié)拖車編成的動車組的最大速度為120 km/h;則6節(jié)動車加3節(jié)拖車編成的動車組的最大速度為（）A.320 km/hB.240 km/hC.120 km/hD.480 km/h【解析】選A。動車組達(dá)到最大速度時，必有F=f。若1

5、節(jié)動車加3節(jié)拖車編成動車組，則有P額=4kmg - v叫則=4vm=480 km/h;若6節(jié)動車加3節(jié)拖車編成動車組，達(dá)到最大速度時，則有king6P額=9kmg vm，故 vm =320 km/h。貝U A正確，B、C D錯誤。二、計算題（本題共2小題,共24分。要有必要的文字說明和解題步驟，有數(shù)值計算的要標(biāo)明單位）7.（10分）質(zhì)量m為5.0 X106 kg的列車以恒定不變的功率由靜止沿平直軌道加速行駛，當(dāng)速度增大到Vi=2 m/s時，加速度a=0.9 m/s 2,當(dāng)速度增大到 v2=10 m/s時，加速度a2=0.1 m/s 2。如 果列車所受阻力大小不變，求：（1）列車所受阻力是多少？

6、（2）在該功率下列車的最大速度是多少？【解析】(1)設(shè)列車恒定不變的功率為P,大小不變的阻力為f,當(dāng)列車速度增大到 vi=2 m/s TOC o 1-5 h z 時,P=Fivi由牛頓第二定律可得 Fi-f=ma i 當(dāng)列車速度增大到V2=i0 m/s 時,P=F2V2由牛頓第二定律可得 F2-f=ma 2將、分別代入、聯(lián)立方程可解得P=i.0Xi07 W,f=5.0 Xi05 N(2)該功率下列車以最大速度行駛時，牽引力等于阻力，有P=FV=fVmP解得 Vn= =20 m/sf答案：(i)5.0 Xi05 N (2)20 m/s8.(i4分)如圖所示，某汽車發(fā)動機的最大功率為63 kW,汽

7、車滿載時，質(zhì)量為i 225 kg,最高車速是165 km/h,汽車在水平路面上行駛。(g取10 m/s 2)(1)汽車所受阻力與車重的比值是多少？(2)若汽車從靜止開始，以1.0 m/s 2的加速度做勻加速直線運動，這一過程能維才I多長時間？【解析】(1)汽車達(dá)到最大速度 Vmax時，加速度a=0,則牽引力F與阻力f的關(guān)系是F=f,又P額 = FVmax,P 額 63X10*則 f=一區(qū)一N = 1.37 X 10 3 N,加就獲則比值k=mg/ L 37X1O31 225X100.11。(2)當(dāng)汽車以恒定的加速度啟動時，其功率一直在增大，在功率達(dá)到額定功率之前一直做勻加速直線運動，有Pkmg

8、a=,P 額=Fv,v=at,mP額 聯(lián)立以上三式得t=：s =24.5 s 。63X1031 225X1. 0X(1. 0+0. 11X10)答案：(1)0.11(2)24.5 s【補償訓(xùn)練】如圖所示是修建高層建筑常用的塔式起重機。在起重機將質(zhì)量m=5X 103kg的重物豎直吊起的過程中，重物由靜止開始向上做勻加速直線運動，加速度a=0.2 m/s 2。當(dāng)起重機輸出功率達(dá)到其允許的最大值時，保持該功率直到重物以 vm=1.02 m/s的速度做勻速運動。g取10 m/s2, 不計額外功。求：(1)起重機允許輸出的最大功率。(2)重物做勻加速運動所經(jīng)歷的時間和起重機在第2 s末的輸出功率?！窘馕?/p>

9、】(1)設(shè)起重機允許輸出的最大功率為P。,重物達(dá)到最大速度時，拉力F。等于重力，有:P0=F0Vm,F 0=mg代入數(shù)據(jù)得P0=5.1 x 104 W。(2)勻加速運動結(jié)束時，起重機達(dá)到允許輸出的最大功率，設(shè)此時重物受到的拉力為 F,速度為V1,勻加速運動所經(jīng)歷的時間為11,有：P0=Fv1 ,F-mg=ma,v 1=at 1聯(lián)立解得11=5 st2=2 s時，重物處于勻加速運動階段，設(shè)此時速度為v2,輸出功率為P,貝U :v 2=at 2,P=Fv2聯(lián)立解得 P=2.04X 104 Wo答案：(1)5.1 X104 W (2)5 s 2.04 X 104 W等級性考試（15分鐘 40分）9.

10、（6分）（多選）設(shè)勻速行駛的汽車，發(fā)動機的功率保持不變，則 （）A.路面越粗糙，汽車行駛得越慢B.路面越粗糙，汽車行駛得越快C.在同一路面上，汽車不載貨比載貨時行駛得快D.在同一路面上，汽車不載貨比載貨時行駛得慢【解析】選A、Co汽車勻速行駛時，牽引力等于汽車受到的阻力，故速度vl,而汽車在越粗糙f的路面上，重力越大時所受阻力越大，功率不變，速度越小，所以A、C正確,B、D錯誤。.（6分）一輛汽車在平直的公路上以某一初速度運動，運動過程中保持恒定的牽引功率，其加速度a和速度的倒數(shù)一圖像如圖所示。若已知汽車的質(zhì)量，則根據(jù)圖像所給的信息，不能求出的物理量是 （）A.汽車的功率B.汽車行駛的最大速度

11、C.汽車所受到的阻力P_f_D.汽車運動到最大速度所需的時間【解析】 選Do由F-f=ma,P=Fv可得:a=-一，對應(yīng)題圖可知，-二|k|=40 W/kg,已知汽車的質(zhì)量，故可求出汽車的功率 P。由a=0時 =0.05 m-1 s,可彳導(dǎo)Vm=20 m/s;再由Vm=二可求出汽 TOC o 1-5 h z HYPERLINK l bookmark79 o Current Document %f車受到的阻力f,但無法求出汽車運動到最大速度所需的時間，故選D。.（6分）（多選）如圖所示是新能源電動汽車，假設(shè)總質(zhì)量為1 000 kg。行駛中，該車速度在1420 m/s范圍內(nèi)保持恒定功率20 kW不

12、變。一位同學(xué)坐在駕駛員旁邊觀察車內(nèi)里程表和速度表，記錄了該車在位移120400 m范圍內(nèi)做直線運動時的一組數(shù)據(jù)如表，設(shè)汽車在上述范圍內(nèi)受到的阻力大小不變，則（）s/m120160200240280320360400v/(m s-1)14.516.518.019.019.720.020.020.0B.位移120320 m過程牽引力保持不變A.該汽車受到白阻力為 1 000 NC.位移120320 m過程不能根據(jù)勻變速運動的規(guī)律求時間D.該車速度在1420 m/s范圍內(nèi)可能做勻加速直線運動20X10【解析】選A G汽車最后勻速行駛，由P=fvm得,f=-：20. C3N=1 000 N,則A正確；

13、汽車位移120320 m過程中由表分析可知加速度變化則牽引力變化,B錯誤；汽車位移120320 m過程是非勻變速，則C正確；汽車速度在1420 m/s范圍內(nèi),功率不變，做變加速直線運動，則D錯誤。12.(22分)如圖所示，質(zhì)量為2 kg的物體靜止在水平地面上，物體與地面間的動摩擦因數(shù)為0.2,最大靜摩擦力與滑動摩擦力大小視為相等。t=0時，物體受到方向不變的水平拉力F的作用,F的大小在不同時間段內(nèi)有不同的值，具體情況如表所示(g取10 m/s 2)。求:時間t/s02244668拉力F/N4848(1)4 s末拉力的瞬時功率。(2)68 s內(nèi)拉力所做的功。(3)8 s內(nèi)拉力的平均功率。【解析】

14、(1)在02 s內(nèi)，拉力等于4 N,最大靜摩擦力fm=f=mg=4 N,故物體靜止。在24 s內(nèi)，拉力F=8 N,由牛頓第二定律得，F(xiàn)-mg=ma2解得a=2 m/s1位移為 xi=a( A t) 2=4 m24 s末物體的速度大小v=aAt=4 m/s 4 s末拉力的瞬時功率 P=Fv=8X4 W=32 W(2)在46 s內(nèi)，拉力等于4 N,滑動摩擦力等于4 N,故物體做勻速直線運動。位移 X2=v A t=4 x 2 m=8 m在68 s內(nèi)，拉力仍然是F=8 N,物體的加速度大小仍為 a=2 m/s 21位移 X3=v A t+ _a( A t) 2=12 m268 s內(nèi)拉力所做的功 W=

15、Fx=8X 12 J=96 J 。(3)8 s 內(nèi)拉力所做的功 W總=0 J+8X4 J+4X8 J+96 J=160 J%心平均功率P= =20 Wot答案：(1)32 W (2)96 J (3)20 W【補償訓(xùn)練】2 m/s 2 的質(zhì)量為150 kg的摩托車，額定功率為4.5 kWo現(xiàn)使其由靜止開始沿水平路面以加速度向前行駛，若此摩托車所受阻力恒為車重的 0.05倍,(g取10 m/s2)則：(1)行駛16 m時,摩托車的瞬時功率為多大 ？(2)它能維持勻加速運動多長時間 ？(3)此摩托車運動過程中最大速度多大 ？【解析】(1)由F-f=ma得牽弓I力 F=f+ma=0.05X 150X 10 N+150X2 N=375 N,摩托車達(dá)到額定功率時的速度% 4, 5X103v =m/