高中物理训练【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

课后篇巩固提升

A级合格考达标练

L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

窿相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。综上所述,只有D正确。

2.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&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.（√3-l）^

r（√5-l）d

J2

I解析一

由题意知阻力与深度的关系为R=fcr,则Ff-X图像如图所示,设第二次敲钉子时钉子进入木板的深度

为则图像与X轴所形成图形的面积表示阻力做功的大小,即SA=S林加Hd+卜产）4所以

儿=（夜-1）4选项B正确。

3.

O

一辆小车在水平面上做匀速直线运动,从某时刻起,小车所受牵引力和阻力随时间变化的规律如图所

示,则作用在小车上的牵引力F牵的功率随时间变化的规律是下图中的()

答案ID

解画小车所受的牵引力和阻力恒定,所以小车做匀加速直线运动,牵引力的功率P=F^v=F^(vo+at),

故选项D正确。

4.某大巴车发动机额定功率为198kW,大巴车连同车上乘客的总质量为12t,该车在水平路面行驶时,

所受阻力大小是汽车重力大小的焉,若该车以额定功率从静止启动,g取IOm⅛2,则能达到的最大速度

是()

A.3.3m/sB.16.5m/s

C.33m/sD.330m/s

⅞⅞c

庭明该车以额定功率启动,当牵引力F与阻力Ff大小相等时,有P版=∕⅞m,所以Vm=喂=£,P而

5

=1.98×10W,Ff=^mg=6OOON,代入数据得Vm=33m/s,C正确。

5.

丸…………氢

H-I-H

(多选)如图所示,木块静置在光滑水平面上,一子弹以水平速度射入木块,并留在木块当中,在此过程中

子弹钻入木块的深度为4木块的位移为/,木块与子弹间的摩擦力大小为七则()

A.F对木块做功为Fl

B.尸对木块做功为F(∕+√)

CF对子弹做功为-Fd

D.F对子弹做功为-F(M√)

馥IAD

解明木块的位移为/,由W=F/cosa得尸对木块做功为耳,子弹的位移为/+",木块对子弹的摩擦力的

方向与位移方向相反,故木块对子弹的摩擦力做负功,W=-F(∕+d)°故A、D正确。

m-►

如图所示,物块A、8在外力下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4、8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

噩物块A、B在外力厂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,4对8的静

摩擦力与拉力/平衡,地面对4的滑动摩擦力与8对A的静摩擦力平衡,则地面对4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,因此,选项C正确,A、B、D错误。

7.超级电容车是近几年才出现的新式汽车,这种汽车运营中无须连接电缆,只需在乘客上车间隙充电

30~60s,就能行驶3~5km。假设有一辆超级电容车,质量∕H=2×103kg,额定功率P=60kW,当超级电

容车在平直水平路面上行驶时,受到的阻力在是车重的会,g取10m∕s2o问：

(1)超级电容车在此路面上行驶所能达到的最大速度是多少？

(2)若超级电容车从静止开始,保持以0.5m∕s2的加速度做匀加速直线运动,这一过程能维持多长时间?

⅞⅞∣(l)30m/s(2)40s

解近(1)当该车速度达到最大,即F=Ff,Ff=kmg=2000N,P=FfVm,得Vm=30m/s。

(2)该车做匀加速运动时有尸I-Fr=机”,解得F1=3000N

设该车刚达到额定功率时的速度为v∣,P=FιVι,v∣=20m/s

设该车匀加速运动的时间为r,q=αf,解得f=40So

如图所示,固定的光滑竖直杆上套着一个滑块,滑块用轻绳系着绕过光滑的定滑轮。。现以大小不变

的拉力F(F未知)拉绳,使滑块从A点由静止开始上升,运动到C点时速度最大。已知滑块质量为九

滑轮。到竖直杆的距离为d,NO4O'=37°,NOCO'=53°,重力加速度为g。求：

(1)拉绳的拉力大小；

⑵滑块由A到C过程中拉力F做的功。(sin37°=0.6,cos37°=0.8)

I答案I(I)Img⑵Hπ7g"

阿胡⑴对滑块进行受力分析,到C点时的速度最大,则其合力为零,正交分解滑块在C点受到的轻绳

的拉力,根据共点力的平衡条件得FCoS53o=，〃g,解得∕7=∣“zg°

（2）滑轮与4间的轻绳长为3焉∙

将滑块由A拉到C时,滑轮与C间的轻绳长为L2=-^

滑轮右侧轻绳增加的长度L=击-ɪ=能拉力做的功W=皿=||，叱

B级一等级考提升练

9.（多选）一辆轿车质量为孙在平直公路上运行,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,若所受阻力恒为后。则关于轿车的速度V、加速度

4、牵引力尸、功率P的图像正确的是（）

⅞⅞ACD

窿画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,功率不增加了,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=r所以A、C、D正确,B错误。

rPf

1().

如图所示,一个物体自光滑圆弧面下滑后冲上粗糙的水平传送带,传送带顺时针匀速转动,则物体受到

的摩擦力对物体做功情况不可能是（）

A.不做功B.先做负功后不做功

C.先做负功后做正功D.先做正功后不做功

⅜⅞C

丽当物体的速度等于传送带速度时,则物体不受摩擦力,此时摩擦力不做功,故A可能;若刚开始物

体的速度大于传送带的速度,摩擦力向左,则摩擦力做负功,物体做减速运动,当两者速度相等时,摩擦

力不做功,故B可能;由B项可知如果摩擦力做了负功后,物体速度减小,当速度减小到与传送带相等

时,摩擦力就不做功了,速度不变,一直运动,之后摩擦力不可能做正功,故C不可能;当物体的速度小于

传送带速度时,出现相对滑动,则物体要受到向右的滑动摩擦力,摩擦力做正功,速度增大,当两者速度

相等时,摩擦力不做功,故D可能。本题选不可能的,故选Co

11.

OR

飞行员进行素质训练时,抓住秋千杆由水平状态开始下摆,如图所示,在到达竖直状态的过程中飞行员

受到的重力的瞬时功率变化情况是（）

A.-■直增大B.一直减小

C先增大后减小D.先减小后增大

⅞⅞

姓画根据功率P=Fv可知,飞行员所受重力的瞬时功率PG=mgV,，。开始下摆时,w=0,PGI=0；竖直状态

时,I⅛2=0,PG2=0;中间状态时,心Ψ≠O,PG所以重力的瞬时功率先增大,后减小。选项C正确。

12.汽车在平直公路上以速度VO匀速行驶,发动机功率为Po。快进入闹市区时司机减小了油门,使汽

车的功率立即减小一半并保持该功率继续行驶。下列图像中,哪个正确表示了从司机减小油门开始，

汽车的速度与时间的关系（）

f⅛

画汽车匀速行驶时牵引力等于阻力;功率减小一半时,汽车的速度由于惯性来不及变化,根据功率和

速度关系公式P=FV知牵引力减，J、一半,小于阻力,合力向后,汽车做减速运动,由公式P=Fv可知,功率

一定时,速度减小后,牵引力增大,合力减小,加速度减小,故汽车做加速度不断减小的减速运动,当牵引

力增大到等于阻力时,加速度减为零,汽车重新做匀速直线运动,且"=0.5ι¼选项C正确。

13.动车组是城际间的高效运输工具,以其编组灵活、方便、快捷、安全、可靠、舒适等特点而备受

世界各国铁路运输和城市轨道交通运输的青睐。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,每节车的质量均为〃『8x104kg。其中第

一节、第二节带动力,额定功率分别是P∣=2xlθ7w和2=1x107W（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（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f=10s时,第一节和第二节车厢之间拉力的大小。

答案I⑴62.5m∕s(2)8×105N

庭画⑴当前两节车厢都榆出额定功率且总牵引力等于总阻力时,动车组速度最大,P∣+P2=R½n

1

R=五x6"zg,联立解得vm=62.5m∕so

⑵当f=10s时,也=成=IOmZS

假设只有第一节车厢提供动力,输出功率为P,可得C-Ff=6，"”,得P=9.6×IO6W<P∣,故假设成立,

vI

即/=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F-Ff2=5ma

Ff2=,x5mg,解得F=8×105NO

'β

如图所示,水平传送带正以P=2m/s的速度运行,两端水平距离l=8mo把一质量∕n=2kg的物块轻轻

放到传送带的4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“=0.1(不计

物块的大小,g取10m/s