1、课时作业 单独成册 方便使用基础题组一、单项选择题1.如图所示，在皮带传送装置中，皮带把物体 P 匀速带至高处，在此过程中，下列 说法中正确的是( )A摩擦力对物体做正功B摩擦力对物体做负功C支持力对物体做正功D合力对物体做正功解析：物体 P 匀速向上运动过程中，受静摩擦力作用，方向沿皮带向上，对物体做正功，支持力垂直于皮带，做功 为零，物体所受的合力为零，做功也为零，故选项 A 正确， B、C、D 错误答案：A2.如图所示，质量相同的两物体从同一高度由静止开始运动，A 沿着固定在地面上的光滑斜面下滑，B 做自由落体运动两物体分别到达地面时，下列说法正确的是( )A重力的平均功率 A BP P
2、B重力的平均功率 A BP PC重力的瞬时功率 PA PBD重力的瞬时功率 PAP B解析：根据功的定义可知重力对两物体做功相同，即 WAW B，自由落体 时满足h gt ，沿斜面下滑时满足 gt sin ，其中 为斜面倾角，故 tAt B，由12 2B hsin 12 2AP 知 A B，选项 A、B 错误；由匀变速直线运 动公式可知落地时两物体的速Wt P P度大小相同，方向不同，重力的瞬时功率 PAmgvsin ，PBmg v，显然 PAP B，故 C 项错误 ，D 项正确答案：D3假设摩托艇受到的阻力的大小正比于它的速率如果摩托艇发动机的输出功率变为原来的 2 倍，则摩托艇的最大速率变
3、为原来的( )A4 倍 B2 倍C. 倍 D. 倍3 2解析：设 fkv，当阻力等于牵引力时，速度最大输出功率变化前，有PFvfvk vvkv 2，变化后有 2PFvkvvk v 2，联立解得v v，D 正确2答案：D4一个质量为 m 的物块，在几个共点力的作用下静止在光滑水平面上现把其中一个水平方向的力从 F 突然增大到 3F，并保持其他力不变，则从这时开始到 t 秒末，该力的瞬时功率是( )A. B.3F2tm 4F2tmC. D.6F2tm 9F2tm解析：物块受到的合力为 2F，根据牛 顿第二定律有 2Fma ，在合力作用下，物块做初速度为零的匀加速直线运动，速度 vat， 该力大小为
4、 3F，则该力的瞬时功率 P3F v，解以上各式得 P ，C 正确6F2tm答案：C5.如图甲所示，滑轮质量、摩擦均不计，质量为 2 kg 的物体在 F 作用下由静止开始向上做匀加速运动，其速度随时间的变化关系如图乙所示，由此可知( )A物体加速度大小为 2 m/s2BF 的大小为 21 NC4 s 末 F 的功率大小为 42 WD4 s 内 F 做功的平均功率为 42 W解析：由题图乙可知，物体的加速度 a0.5 m/s2，由 2Fmg ma 可得 F10.5 N，A、B 均错误；4 s 末力 F 的作用点的速度大小为 vF22 m/s4 m/s，故 4 s 末拉力 F 做功的功率为 PF
5、vF42 W，C 正确；4 s 内物体上升的高度 h4 m，力 F 的作用点的位移 l2h8 m，拉力 F 所做的功 WF l84 J,4 s 内拉力 F做功的平均功率 21 W，D 错误PWt答案：C二、多项选择题6位于水平面上的物体在水平恒力 F1 作用下，做速度为 v1 的匀速运动若作用力变为斜向上的恒力 F2，物体做速度为 v2 的匀速运动，且 F1 与 F2 功率相同则可能有( )AF 2 F1， v1v 2 BF 2F 1，v 1v 2CF 2F 1，v 1v 2 DF 2F 1，v 1v 2解析：物体在水平恒力 F1 作用下匀速运动，水平方向有 F1mg.作用力变为斜向上的恒力
6、F2时，设 F2 与水平方向的夹角为 ，物体匀速运动时在水平方向有F2cos (mgF 2sin )，故 F2 (其中 sin mgcos sin mg1 2sin )，因而两力大小关系不确定，但两种情况下物体均做匀速运动，且拉力功11 2率相同，因而克服摩擦力做功的功率也相同，第二种情况下摩擦力小，因而必有v1v2，故选项 B、D 正确答案：BD7.(2018江苏苏州高三调研)质量为 2103 kg 的汽车由静止开始沿平直公路行驶，行驶过程中牵引力 F 和车速倒数 的关系1v图象如图所示已知行驶过程中最大车速为 30 m/s，设阻力恒定，则( )A汽车所受阻力为 6103 NB汽车在车速为
7、5 m/s 时，加速度为 3 m/s2C汽车在车速为 15 m/s 时，加速度为 1 m/s2D汽车在行驶过程中的最大功率为 6104 W解析：当牵引力等于阻力时，速度最大，由图线可知阻力大小 f2 000 N，故 A错误；倾斜图线的斜率表示功率，可知 Pfv2 00030 W60 000 W，车速为 5 m/s 时 ，汽车的加速度 a m/s22 m/ s2，故 B 错误；当车速为6 000 2 0002 00015 m/s 时，牵引力 F N4 000 N， 则加速度 a Pv 60 00015 F fmm/s21 m/s2，故 C 正确；汽车的最大功率等于额定功率，等于 60 4 000
8、 2 0002 000000 W，故 D 正确答案：CD8如图所示，轻绳一端受到大小为 F 的水平恒力作用，另一端通过定滑轮与质量为 m、可视为质点的小物块相连开始时绳与水平方向的夹角为 .当小物块从水平面上的 A 点被拖动到水平面上的 B 点时，位移为 L，随后从 B 点沿斜面被拖动到定滑轮 O 处，BO 间距离也为 L.小物块与水平面及斜面间的动摩擦因数均为 .若小物块从 A 点运动到 O 点的过程中， F 对小物块做的功为 WF，小物块在 BO 段运动过程中克服摩擦力做的功为 Wf，则以下结果正确的是( )AW FFL(cos 1) BW F2FLcos CW fmgLcos 2 DW
9、fFLmgL sin 2解析：小物块从 A 点运动到 O 点，拉力 F 的作用点移 动的距离 s2Lcos ，所以拉力 F 做的功 WFFs2FLcos ，A 错误， B 正确；由几何关系知斜面的倾角为2，所以小物块在 BO 段受到的摩擦力 fmgcos 2，则 WffLmgLcos 2，C正确，D 错误 答案：BC能力题组一、选择题9.(2018江苏徐州模拟 )一辆汽车在平直的公路上以某一初速度运动，运动过程中保持恒定的牵引功率，其加速度 a和速度的倒数 的关系图象如图所示若已知汽车的质量，则根据图象所给的信1v息，不能求出的物理量是( )A汽车的功率B汽车行驶的最大速度C汽车所受到的阻力D
10、汽车运动到最大速度所需的时间解析：由 Ffma，P Fv 可得 a ，对应图线 可知， k 40，可求出Pm1v fm Pm汽车的功率 P，由 a0 时 ， 0.05 可得 vm20 m/s，再由 vm ，可求出汽车1vm Pf受到的阻力 f，但无法求出汽 车运动到最大速度所需的 时间答案：D10倾角为 的粗糙斜面上放一质量为 m 的木块，接触面间动摩擦因数为 ，现通过一轻质动滑轮沿斜面向上拉木块，拉力的功率恒为 P，斜面足够长，则木板可以获得的最大速度为( )A.P2mgsin mgcos B.2Pmgsin mgcos C.Pmgsin D.Pmgsin mgcos 解析：木块获得最大速度
11、时，木块做匀速直线运动，设绳端拉力大小为 T，根据动滑轮特点及平衡条件得 T (mgsin mgcos )，设木块的最大速度为 vm，则12绳端移动的速度 v2v m，由 PTv 得，则 vm ，选项 DP2T Pmgsin mgcos 正确，A 、B、C 错误答案：D11(多选 )质量为 m 的物体静止在粗糙的水平地面上，从 t0 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 的关系如图甲所示物体在 t012时刻开始运动，其运动的 vt 图象如图乙所示，若最大静摩擦力等于滑动摩擦力，则( )A物体与地面间的动摩擦因数为F0mgB物体在 t0 时刻的加速度大小为2v0t0
12、C物体所受合外力在 t0 时刻的功率为 2F0v0D水平力 F 在 t02t 0 时间内的平均功率为 F0(2v0 )F0t0m解析：物体在 时刻开始运动，故 fF 0，动摩擦因数 ，故 A 正确；在t02 F0mgt0t 0时间内，假设物体做匀加速运动， 则 v0a t0，解得 a ，实际上物体12 12 2v0t0的加速度从 0 开始增大，故在 t0时刻加速度大于 ，故 B 错误；在 t0时刻，物体2v0t0受到的合外力 F2F 0fF 0，功率 PF 0v0，故 C 错误；在 2t0时刻速度 vv 0t0，在 t02 t0时间内物体的平均速度 ，故平均功率F0m v v0 v2 2v0
13、F0mt02P2F 0 F 0(2v0 )，故 D 正确vF0t0m答案：AD二、非选择题12如图甲所示，质量 m2 kg 的物体静止在水平面上，物体跟水平面间的动摩擦因数 0.2.从 t0 时刻起，物体受到一个水平力 F 的作用而开始运动，F随时间 t 变化的规律如图乙所示，6 s 后撤去拉力 F(g 取 10 m/s2)求：(1)4 s 末物体的速度大小(2)物体运动过程中拉力 F 做的功解析：(1)在 04 s 内，拉力 为 F110 N，时间间隔 t14 s，设物体的加速度为a1,4 s 末速度为 v，则根据牛顿第二定律得 F1mgma 1又 va 1t1联立式得 v12 m/s(2)
14、前 4 s 的位移 x1 a1t 12 21解得 x124 m由图象得 46 s 内物体受到的拉力 F24 Nmg所以物体做匀速直线运动，时间间隔 t22 s ，位移大小x2vt 2联立式得 x224 m物体运动过程中拉力 F 做的功 WF 1x1F 2x2联立式得 W336 J答案：(1)12 m/s (2)336 J13(2018浙江舟山模拟 )质量为 1.0103 kg 的汽车，沿倾角为 30的斜坡由静止开始运动，汽车在运动过程中所受摩擦阻力大小恒为 2 000 N，汽车发动机的额定输出功率为 5.6104 W，开始时以 a1 m/s 2 的加速度做匀加速运动(g 取10 m/s2)求：
15、(1)汽车做匀加速运动的时间 t1；(2)汽车所能达到的最大速率；(3)若斜坡长 143.5 m，且认为汽车到达坡顶之前，已达到最大速率，则汽车从坡底到坡顶需多长时间？解析：(1)由牛 顿第二定律得Fmg sin 30fma设匀加速过程的末速度为 v，则有 PFvvat 1解得 t17 s.(2)当达到最大速度 vm时， a0，则有P(mgsin 30f)v m解得 vm8 m/s.(3)汽车匀加速运 动的位移 s1 at12 21在后一阶段对汽车由动能定理得Pt2(mgsin 30f)s 2 mv mv212 2m 12又有 ss 1s 2解得 t215 s故汽车运动的总时间为 tt 1t 222 s.答案：(1)7 s (2)8 m/s (3)22 s
