高中物理訓(xùn)練【變力功的求解及P=Fv的應(yīng)用】

習(xí)題課:變力功的求解及P=Fv的應(yīng)用

課后篇鞏固提升

A級合格考達(dá)標(biāo)練

L關(guān)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(yùn)動,一定做負(fù)功

B.靜摩擦力起著阻礙物體的相對運(yùn)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(fù)功

D.滑動摩擦力可以對物體做正功

窿相摩擦力總是阻礙物體間的相對運(yùn)動或相對運(yùn)動趨勢,但是摩擦力對物體既可以做正功,也可以做

負(fù)功,還可以不做功。綜上所述,只有D正確。

2.用鐵錘把小鐵釘釘入木板,設(shè)木板對釘子的阻力與釘進(jìn)木板的深度成正比。已知鐵錘第一次將釘

子釘進(jìn)&如果鐵錘第二次敲釘子時(shí)阻力對釘子做的功與第一次相同,那么,第二次敲釘子時(shí)釘子進(jìn)入

木板的深度為（

A.（√3-l）^

r（√5-l）d

J2

I解析一

由題意知阻力與深度的關(guān)系為R=fcr,則Ff-X圖像如圖所示,設(shè)第二次敲釘子時(shí)釘子進(jìn)入木板的深度

為則圖像與X軸所形成圖形的面積表示阻力做功的大小,即SA=S林加Hd+卜產(chǎn)）4所以

兒=（夜-1）4選項(xiàng)B正確。

3.

O

一輛小車在水平面上做勻速直線運(yùn)動,從某時(shí)刻起,小車所受牽引力和阻力隨時(shí)間變化的規(guī)律如圖所

示,則作用在小車上的牽引力F牽的功率隨時(shí)間變化的規(guī)律是下圖中的()

答案ID

解畫小車所受的牽引力和阻力恒定,所以小車做勻加速直線運(yùn)動,牽引力的功率P=F^v=F^(vo+at),

故選項(xiàng)D正確。

4.某大巴車發(fā)動機(jī)額定功率為198kW,大巴車連同車上乘客的總質(zhì)量為12t,該車在水平路面行駛時(shí),

所受阻力大小是汽車重力大小的焉,若該車以額定功率從靜止啟動,g取IOm?2,則能達(dá)到的最大速度

是()

A.3.3m/sB.16.5m/s

C.33m/sD.330m/s

??c

庭明該車以額定功率啟動,當(dāng)牽引力F與阻力Ff大小相等時(shí),有P版=∕?m,所以Vm=喂=￡,P而

5

=1.98×10W,Ff=^mg=6OOON,代入數(shù)據(jù)得Vm=33m/s,C正確。

5.

丸…………氫

H-I-H

(多選)如圖所示,木塊靜置在光滑水平面上,一子彈以水平速度射入木塊,并留在木塊當(dāng)中,在此過程中

子彈鉆入木塊的深度為4木塊的位移為/,木塊與子彈間的摩擦力大小為七則()

A.F對木塊做功為Fl

B.尸對木塊做功為F(∕+√)

CF對子彈做功為-Fd

D.F對子彈做功為-F(M√)

馥IAD

解明木塊的位移為/,由W=F/cosa得尸對木塊做功為耳,子彈的位移為/+",木塊對子彈的摩擦力的

方向與位移方向相反,故木塊對子彈的摩擦力做負(fù)功,W=-F(∕+d)°故A、D正確。

m-?

如圖所示,物塊A、8在外力下的作用下一起沿水平地面做勻速直線運(yùn)動的過程中,關(guān)于A與地面間

的滑動摩擦力和4、8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(fù)功

B.靜摩擦力都不做功,滑動摩擦力都做負(fù)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(fù)功,有的滑動摩擦力做正功

噩物塊A、B在外力廠的作用下一起沿水平地面做勻速直線運(yùn)動,根據(jù)平衡條件得知,4對8的靜

摩擦力與拉力/平衡,地面對4的滑動摩擦力與8對A的靜摩擦力平衡,則地面對4的滑動摩擦力方

向向左,對A做負(fù)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(fù)功,B對A的靜摩擦力

做正功,因此,選項(xiàng)C正確,A、B、D錯(cuò)誤。

7.超級電容車是近幾年才出現(xiàn)的新式汽車,這種汽車運(yùn)營中無須連接電纜,只需在乘客上車間隙充電

30~60s,就能行駛3~5km。假設(shè)有一輛超級電容車,質(zhì)量∕H=2×103kg,額定功率P=60kW,當(dāng)超級電

容車在平直水平路面上行駛時(shí),受到的阻力在是車重的會,g取10m∕s2o問：

(1)超級電容車在此路面上行駛所能達(dá)到的最大速度是多少？

(2)若超級電容車從靜止開始,保持以0.5m∕s2的加速度做勻加速直線運(yùn)動,這一過程能維持多長時(shí)間?

??∣(l)30m/s(2)40s

解近(1)當(dāng)該車速度達(dá)到最大,即F=Ff,Ff=kmg=2000N,P=FfVm,得Vm=30m/s。

(2)該車做勻加速運(yùn)動時(shí)有尸I-Fr=機(jī)”,解得F1=3000N

設(shè)該車剛達(dá)到額定功率時(shí)的速度為v∣,P=FιVι,v∣=20m/s

設(shè)該車勻加速運(yùn)動的時(shí)間為r,q=αf,解得f=40So

如圖所示,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光滑的定滑輪。?，F(xiàn)以大小不變

的拉力F(F未知)拉繩,使滑塊從A點(diǎn)由靜止開始上升,運(yùn)動到C點(diǎn)時(shí)速度最大。已知滑塊質(zhì)量為九

滑輪。到豎直桿的距離為d,NO4O'=37°,NOCO'=53°,重力加速度為g。求：

(1)拉繩的拉力大小；

⑵滑塊由A到C過程中拉力F做的功。(sin37°=0.6,cos37°=0.8)

I答案I(I)Img⑵Hπ7g"

阿胡⑴對滑塊進(jìn)行受力分析,到C點(diǎn)時(shí)的速度最大,則其合力為零,正交分解滑塊在C點(diǎn)受到的輕繩

的拉力,根據(jù)共點(diǎn)力的平衡條件得FCoS53o=，〃g,解得∕7=∣“zg°

（2）滑輪與4間的輕繩長為3焉?

將滑塊由A拉到C時(shí),滑輪與C間的輕繩長為L2=-^

滑輪右側(cè)輕繩增加的長度L=擊-?=能拉力做的功W=皿=||，叱

B級一等級考提升練

9.（多選）一輛轎車質(zhì)量為孫在平直公路上運(yùn)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(jīng)過一定時(shí)間,其速度由零增大到最大值Vm,若所受阻力恒為后。則關(guān)于轎車的速度V、加速度

4、牽引力尸、功率P的圖像正確的是（）

??ACD

窿畫在啟動階段時(shí)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(yùn)動,當(dāng)實(shí)際功率

達(dá)到額定功率時(shí),功率不增加了,再增加速度,就須減小牽引力,加速度減小,當(dāng)牽引力減小到等于阻力

時(shí),加速度等于零,速度達(dá)到最大值Vm=r所以A、C、D正確,B錯(cuò)誤。

rPf

1().

如圖所示,一個(gè)物體自光滑圓弧面下滑后沖上粗糙的水平傳送帶,傳送帶順時(shí)針勻速轉(zhuǎn)動,則物體受到

的摩擦力對物體做功情況不可能是（）

A.不做功B.先做負(fù)功后不做功

C.先做負(fù)功后做正功D.先做正功后不做功

??C

麗當(dāng)物體的速度等于傳送帶速度時(shí),則物體不受摩擦力,此時(shí)摩擦力不做功,故A可能;若剛開始物

體的速度大于傳送帶的速度,摩擦力向左,則摩擦力做負(fù)功,物體做減速運(yùn)動,當(dāng)兩者速度相等時(shí),摩擦

力不做功,故B可能;由B項(xiàng)可知如果摩擦力做了負(fù)功后,物體速度減小,當(dāng)速度減小到與傳送帶相等

時(shí),摩擦力就不做功了,速度不變,一直運(yùn)動,之后摩擦力不可能做正功,故C不可能;當(dāng)物體的速度小于

傳送帶速度時(shí),出現(xiàn)相對滑動,則物體要受到向右的滑動摩擦力,摩擦力做正功,速度增大,當(dāng)兩者速度

相等時(shí),摩擦力不做功,故D可能。本題選不可能的,故選Co

11.

OR

飛行員進(jìn)行素質(zhì)訓(xùn)練時(shí),抓住秋千桿由水平狀態(tài)開始下擺,如圖所示,在到達(dá)豎直狀態(tài)的過程中飛行員

受到的重力的瞬時(shí)功率變化情況是（）

A.-■直增大B.一直減小

C先增大后減小D.先減小后增大

??

姓畫根據(jù)功率P=Fv可知,飛行員所受重力的瞬時(shí)功率PG=mgV,，。開始下擺時(shí),w=0,PGI=0；豎直狀態(tài)

時(shí),I?2=0,PG2=0;中間狀態(tài)時(shí),心Ψ≠O,PG所以重力的瞬時(shí)功率先增大,后減小。選項(xiàng)C正確。

12.汽車在平直公路上以速度VO勻速行駛,發(fā)動機(jī)功率為Po?？爝M(jìn)入鬧市區(qū)時(shí)司機(jī)減小了油門,使汽

車的功率立即減小一半并保持該功率繼續(xù)行駛。下列圖像中,哪個(gè)正確表示了從司機(jī)減小油門開始，

汽車的速度與時(shí)間的關(guān)系（）

f?

畫汽車勻速行駛時(shí)牽引力等于阻力;功率減小一半時(shí),汽車的速度由于慣性來不及變化,根據(jù)功率和

速度關(guān)系公式P=FV知牽引力減，J、一半,小于阻力,合力向后,汽車做減速運(yùn)動,由公式P=Fv可知,功率

一定時(shí),速度減小后,牽引力增大,合力減小,加速度減小,故汽車做加速度不斷減小的減速運(yùn)動,當(dāng)牽引

力增大到等于阻力時(shí),加速度減為零,汽車重新做勻速直線運(yùn)動,且"=0.5ι?選項(xiàng)C正確。

13.動車組是城際間的高效運(yùn)輸工具,以其編組靈活、方便、快捷、安全、可靠、舒適等特點(diǎn)而備受

世界各國鐵路運(yùn)輸和城市軌道交通運(yùn)輸?shù)那嗖A。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(shè)有一動車組由六節(jié)車廂連接而成,每節(jié)車的質(zhì)量均為〃『8x104kg。其中第

一節(jié)、第二節(jié)帶動力,額定功率分別是P∣=2xlθ7w和2=1x107W（第一節(jié)車廂達(dá)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（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f=10s時(shí),第一節(jié)和第二節(jié)車廂之間拉力的大小。

答案I⑴62.5m∕s(2)8×105N

庭畫⑴當(dāng)前兩節(jié)車廂都榆出額定功率且總牽引力等于總阻力時(shí),動車組速度最大,P∣+P2=R?n

1

R=五x6"zg,聯(lián)立解得vm=62.5m∕so

⑵當(dāng)f=10s時(shí),也=成=IOmZS

假設(shè)只有第一節(jié)車廂提供動力,輸出功率為P,可得C-Ff=6，"”,得P=9.6×IO6W<P∣,故假設(shè)成立,

vI

即/=10s時(shí)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F-Ff2=5ma

Ff2=,x5mg,解得F=8×105NO

'β

如圖所示,水平傳送帶正以P=2m/s的速度運(yùn)行,兩端水平距離l=8mo把一質(zhì)量∕n=2kg的物塊輕輕

放到傳送帶的4端,物塊在傳送帶的帶動下向右運(yùn)動。若物塊與傳送帶間的動摩擦因數(shù)“=0.1(不計(jì)

物塊的大小,g取10m/s