2020版新教材高中物理课时素养评价三动能和动能定理(含解析)鲁教版

1、2020版新教材高中物理课时修养评论三动能和动能定理(含分析)鲁教版2020版新教材高中物理课时修养评论三动能和动能定理(含分析)鲁教版11/112020版新教材高中物理课时修养评论三动能和动能定理(含分析)鲁教版机车启动问题(25分钟60分)一、选择题(此题共6小题,每题6分,共36分)1.一同重机的钢绳由静止开始匀加快提起质量为m的重物,当重物的速度为v1时,起重机的功率达到最大值物上涨的高度为P,此后起重机保持该功率不变,持续提高重物h,则整个过程中,以下说法正确的选项是(,直到以最大速度)v2匀速上涨,重钢绳的最大拉力为钢绳的最大拉力为mg重物匀加快的末速度为D.重物匀加快运动的加快度

2、为-g【分析】选D。加快过程重物处于超重状态,钢绳拉力为F1=,匀速运动阶段钢绳的拉力为F2=,v2v1,故F1F2,故A错误;加快过程重物处于超重状态,钢绳拉力大于重力,故B错误;重物匀加快运动的末速度不是运动的最大速度,此时钢绳对重物的拉力大于其重力,故其速度小于,故C错误;重物匀加快运动的末速度为v1,此时的拉力为F1=,由牛顿第二定律得:a=-g,故D正确。2.一辆小汽车在平直路面上由静止启动,在前5s内做匀加快直线运动,5s末达到额定功率,以后保持额定功率运动,其v-t图像如下图。已知汽车的质量m=2103kg,汽车遇到地面的阻力为车重的0.1倍,g取10m/s2,则以下说法错误的选

3、项是()A.汽车在前5s内的牵引力为4103N3B.汽车在前5s内的牵引力为610NC.汽车的额定功率为60kWD.汽车的最大速度为30m/s【分析】选A。由v-t图像知汽车在前5s内的加快度a=2m/s2,由牛顿第二定律得,前5s内汽车牵引力为F=kmg+ma=0.1210310N+21032N=6103N,故B正确,A错误;又5s末达到额定功率P=Fv5=610310W=6104W=60kW,则最大速度vmax=m/s=30m/s,故C、D正确。3.一辆载货卡车正在一段坡路上以速度v1匀速行驶,卡车遇到来自地面的阻力大小为f1。上坡过程中,忽然天降大雨,地面的阻力大小减小为f2,卡车功率保

4、持不变,向来运动到再次保持匀速v2,则以下说法正确的选项是()图甲为卡车的速度时间图像图乙为卡车的速度时间图像C.卡车先后匀速运动的速度大小之比为v1v2=f2f1卡车在变速运动阶段的均匀速度小于【分析】选A。设卡车的质量为m,斜面倾角为,匀速上坡时,牵引力F1=f1+mgsin=,阻力大小减小时,先做加快度减小的加快运动,当F2=f2+mgsin=,再次做匀速运动,选项A正确,B错误;卡车先后匀速运动的速度大小之比为v1v2=(f2+mgsin)(f1+mgsin),选项C错误;卡车在变速运动阶段做加快度渐渐减小的加快运动,位移大于加快到同样速度时匀加快直线运动的位移,故均匀速度大于,选项D

5、错误。4.我国高铁技术处于世界当先水平。和睦号动车组是由动车和拖车编组而成,供给动力的车厢叫动车,不供给动力的车厢叫拖车。假定动车组各车厢质量均相等,动车的额定功率都同样,动车组在水平直轨道上运转过程中阻力与车重成正比。某列车组由8节车厢构成,此中第1、5节车厢为动车,其他为拖车,则该动车组()启动时乘客水平方向遇到车厢作使劲的方向与车运动的方向相反B.做匀加快运动时,第5、6节与第6、7节车厢间的作使劲之比为23进站时从封闭发动机到停下来滑行的距离与封闭发动机时的速度成正比D.与改为4节动车带4节拖车的动车组最大速度之比为12【分析】选D。启动时,乘客的加快度向前,水平方向上车厢对人的作使劲

6、方向向前,与车运动的方向同样,选项A错误。此后边的车厢为研究对象,F56=3ma,F67=2ma,则5、6节与6、7节车厢间的作使劲之比为32,选项B错误。依据v2=2ax,车厢停下来滑行的距离x与速度的二次方成正比,选项C错误。若改为4节动车,则功率变成本来的2倍,由P=Fv知,最大速度变成原来的2倍,选项D正确。表中列出了某种型号轿车的部分数据,试依据表中数据回答以下问题。长/mm宽/mm高/mm487118351460净重/kg1500传动系统前轮驱动5挡变速发动机型式直列4缸发动机排量(L)2.2最高时速(km/h)144100km/h的加快时间(s)15额定功率(kW)120如图为轿

7、车顶用于改变车速的挡位。手推变速杆抵达不一样挡位可获取不一样的运转速度,从“15”逐挡速度增大,R是倒车挡。试问轿车要以最大动力上坡,变速杆应推至哪一挡?该车以额定功率和最高速度运转时,轿车的牵引力为()A.“1”挡、C.“1”挡、【分析】选3000N2000NA。依据公式B.“5”挡、3000ND.“5”挡、2000NP=Fv可得功率恒定,速度越小,牵引力越大,故应当推至“1”挡上坡,该车以额定功率和最高速度运转时,F=3000N,则A正确,B、C、D错误。如下图,某艘重型气垫船,假定质量达5.0105kg,最高时速为108km/h,装有额定输出功率为9000kW的燃气轮机。假定该重型气垫船

8、在海面航行过程所受的阻力以下说法正确的选项是()f与速度v知足f=kv,5A.该重型气垫船的最大牵引力为3.010NB.由题中给出的数据可算出k=1.0104Ns/mC.当以最高时速一半的速度匀速航行时,气垫船所受的阻力大小为3.0105ND.当以最高时速一半的速度匀速航行时,气垫船发动机的输出功率为4500kW【解题指南】解答此题时应注意以下两点:气垫船的功率为其牵引力的功率。当气垫船达到最大速率时,牵引力和阻力等大反向。【分析】选B。最高速度vm=108km/h=30m/s,此时匀速运动牵引力F=5N=310N。在达到最大速度前F3.0105N,因此A错误;由kv=f=F得:k=Ns/m=

9、1.0104Ns/m,B正确;f=k=f=1.5105N,此时发动机输出功率P=F=1.510515W=2kW,C、D错误。【赔偿训练】如下图是我国出口量最大的城际动车,它是把动力装置分别安装在每节车厢上,使其既拥有牵引动力,又能够载客,这样的客车车辆叫作动车。而动车组就是几节自带动力的车辆(动车)加几节不带动力的车辆(也叫拖车)编成一组。假定动车组运转过程中遇到的阻力与其所受重力成正比,每节动车与拖车的质量都相等,每节动车的额定功率都相等。若1节动车加3节拖车编成的动车组的最大速度为120km/h;则6节动车加3节拖车编成的动车组的最大速度为()A.320km/hB.240km/hC.120

10、km/hD.480km/h【分析】选A。动车组达到最大速度时,必有F=f。若1节动车加3节拖车编成动车组,则有P额=4kmgv,则=4v=480km/h;若6节动车加3节拖车编成动车组,达到最大速度时,则有mm6P额=9kmgvm,故vm=320km/h。则A正确,B、C、D错误。二、计算题(此题共2小题,共24分。要有必需的文字说明和解题步骤,有数值计算的要注明单位)7.(106,当速度分)质量m为5.010kg的列车以恒定不变的功率由静止沿平直轨道加快行驶增大到v1=2m/s时,加快度a1=0.9m/s2,当速度增大到v2=10m/s时,加快度a2=0.1m/s2。如果列车所受阻力大小不变

11、,求:列车所受阻力是多少?在该功率以下车的最大速度是多少?【分析】(1)设列车恒定不变的功率为P,大小不变的阻力为f,当列车速度增大到v1=2m/s时,P=F1v1由牛顿第二定律可得F1-f=ma1当列车速度增大到v2=10m/s时,P=F2v2由牛顿第二定律可得F-f=ma22将、分别代入、联立方程可解得P=1.0107W,f=5.0105N(2)该功率以下车以最大速度行驶时,牵引力等于阻力,有P=Fvm=fvm解得vm=20m/s答案:(1)5.0105N(2)20m/s8.(14分)如下图,某汽车发动机的最大功率为63kW,汽车满载时,质量为1225kg,最高车速是165km/h,汽车在

12、水平路面上行驶。(g取10m/s2)(1)汽车所受阻力与车重的比值是多少?(2)若汽车从静止开始,以1.0m/s2的加快度做匀加快直线运动,这一过程能保持多长时间?【分析】(1)汽车达到最大速度vmax时,加快度a=0,则牵引力F与阻力f的关系是F=f,又P额=Fvmax,则f=N1.37103N,则比值k=0.11。当汽车以恒定的加快度启动时,其功率向来在增大,在功率达到额定功率以前向来做匀加快直线运动,有a=,P额=Fv,v=at,联立以上三式得t=s24.5s。答案:(1)0.11(2)24.5s【赔偿训练】如下图是修筑高层建筑常用的塔式起重机。在起重机将质量m=5103kg的重物竖直吊

13、起的过程中,重物由静止开始向上做匀加快直线运动,加快度a=0.2m/s2。当起重机输出功率达到其同意的最大值时,保持该功率真到重物以2v=1.02m/s的速度做匀速运动。g取10m/s,m不计额外功。求:起重机同意输出的最大功率。(2)重物做匀加快运动所经历的时间和起重机在第2s末的输出功率。【分析】(1)设起重机同意输出的最大功率为P0,重物达到最大速度时,拉力F0等于重力,00m0=mg有:P=Fv,F代入数据得P0=5.1104W。(2)匀加快运动结束时,起重机达到同意输出的最大功率,设此时重物遇到的拉力为F,速度为v1,匀加快运动所经历的时间为t1,有:P0=Fv1,F-mg=ma,v

14、1=at1联立解得t1=5st2=2s时,重物处于匀加快运动阶段,设此时速度为v2,输出功率为P,则:v2=at2,P=Fv2联立解得P=2.04104W。答案:(1)5.1104W(2)5s2.04104W(15分钟40分)9.(6分)(多项选择)设匀速行驶的汽车,发动机的功率保持不变,则()A.路面越粗拙,汽车行驶得越慢B.路面越粗拙,汽车行驶得越快C.在同一路面上,汽车不载货比载货时行驶得快D.在同一路面上,汽车不载货比载货时行驶得慢【分析】选A、C。汽车匀速行驶时,牵引力等于汽车遇到的阻力,故速度v=,而汽车在越粗拙的路面上,重力越大时所受阻力越大,功率不变,速度越小,因此A、C正确,

15、B、D错误。10.(6分)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和速度的倒数图像如下图。若已知汽车的质量,则依据图像所给的信息,不可以求出的物理量是()汽车的功率汽车行驶的最大速度汽车所遇到的阻力汽车运动到最大速度所需的时间【分析】选D。由F-f=ma,P=Fv可得:a=-,对应题图可知,=|k|=40W/kg,已知汽车的质量,故可求出汽车的功率P。由a=0时=0.05m-1s,可得vm=20m/s;再由vm=,可求出汽车遇到的阻力f,但没法求出汽车运动到最大速度所需的时间,应选D。11.(6分)(多项选择)如下图是新能源电动汽车,假定总质量为1000

16、kg。行驶中,该车速度在1420m/s范围内保持恒定功率20kW不变。一位同学坐在驾驶员旁边察看车内里程表和速度表,记录了该车在位移120400m范围内做直线运动时的一组数据如表,设汽车在上述范围内受到的阻力大小不变,则()s/m120160200240280320360400v/(ms-1)14.516.518.019.019.720.020.020.0A.该汽车遇到的阻力为1000NB.位移120320m过程牵引力保持不变C.位移120320m过程不可以依据匀变速运动的规律求时间D.该车速度在1420m/s范围内可能做匀加快直线运动【分析】选A、C。汽车最后匀速行驶,由P=fvm得,f=N

17、=1000N,则A正确;汽车位移120320m过程中由表剖析可知加快度变化则牵引力变化,B错误;汽车位移120320m过程是非匀变速,则C正确;汽车速度在1420m/s范围内,功率不变,做变加快直线运动,则D错误。12.(22分)如下图,质量为2kg的物体静止在水平川面上,物体与地面间的动摩擦因数为0.2,最大静摩擦力与滑动摩擦力大小看为相等。t=0时,物体遇到方向不变的水平拉力F的作用,F的大小在不一样时间段内有不一样的值,详细状况如表所示(g取10m/s2)。求:时间t/s02244668拉力F/N4848(1)4s末拉力的刹时功率。(2)68s内拉力所做的功。(3)8s内拉力的均匀功率。

18、【分析】(1)在02s内,拉力等于4N,最大静摩擦力fm=f=mg=4N,故物体静止。在24s内,拉力F=8N,由牛顿第二定律得,F-mg=ma解得a=2m/s2位移为x1=a(t)2=4m4s末物体的速度大小v=at=4m/s4s末拉力的刹时功率P=Fv=84W=32W。(2)在46s内,拉力等于4N,滑动摩擦力等于4N,故物体做匀速直线运动。位移x2=vt=42m=8m在68s内,拉力仍旧是F=8N,物体的加快度大小仍为a=2m/s2位移x3=vt+a(t)2=12m68s内拉力所做的功W=Fx3=812J=96J。(3)8s内拉力所做的功W总=0J+84J+48J+96J=160J均匀功率P=20W。答案:(1)32W(2)96J(3)20W【赔偿训练】质量为150kg的摩托车,额定功率为4.5kW。现使其由静止开始沿水平路面以2m/s2的加快度向前行驶,若此摩托车所受阻力恒为车重的0.0