《金版新学案》高考物理一轮第5章第一讲功和功率课件新人教版必修2
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第五章第1讲(本栏目内容,在学生用书中以活页形式分册装订!)1.汽车以额定功率从水平路面上坡时,司机要通过变速杆进行“换挡”,其目的是( )A.增大速度,增大牵引力B.减小速度,减小牵引力C.增大速度,减小牵引力D.减小速度,增大牵引力【答案】 D2.如图所示,用恒力F拉着质量为m的物体沿水平面从A移到B的过程中,下列说法正确的是( )A.有摩擦力时比无摩擦力时F做的功多B.有摩擦力时与无摩擦力时F做功一样多C.物体加速运动时F做的功比减速运动时F做的功多D.物体无论是加速、减速还是匀速,力F做的功一样多【解析】由功的公式W=Fx cos α可得力F对物体m做的功W=F·x,与有无摩擦无关,与物体是加速、减速还是匀速也无关,因此B、D正确.【答案】BD3.国庆大阅兵检阅了我国的空中加、受油机梯队,加、受油机梯队将模拟空中加油,如图所示.空中加油的过程大致如下:首先是加油机和受油机必须按照预定时间在预定地点汇合,然后受油机和加油机实施对接,对接成功后,加油系统根据信号自动接通油路.加油完毕后,受油机根据加油机的指挥进行脱离,整个加油过程便完成了.在加、受油机加油过程中,若加油机和受油机均保持匀速运动,且运动时所受阻力与重力成正比,则( )A.加油机和受油机一定相对运动B.加油机和受油机的速度可能不相等C.加油机向受油机供油,受油机质量增大,必须减小发动机输出功率D.加油机向受油机供油,加油机质量减小,必须减小发动机输出功率【解析】在加油过程中,加油机和受油机必须相对静止,速度一定相等;加油机向受油机供油,受油机质量增大,运动时所受阻力F增大,由P=Fv可知,要保持匀速运动,必须增大发动机的输出功率P;加油机向受油机供油,加油机质量减小,运动时所受阻力F减小,由P=Fv可知,要保持匀速运动,必须减小发动机输出功率P.【答案】 D4.运动员跳伞将经历加速下降和减速下降两个过程,将人和伞看成一个系统,在这两个过程中,下列说法正确的是( ) A.阻力对系统始终做负功B.系统受到的合外力始终向下C.重力做功使系统的重力势能增加D.任意相等的时间内重力做的功相等【解析】本题主要考查功的计算公式及重力做功与重力势能变化的关系.阻力的方向总与运动方向相反,故阻力总做负功,A项正确;运动员加速下降时,合外力向下,减速下降时,合外力向上,B项错误;重力做功使系统重力势能减小,C项错误;由于做变速运动,任意相等时间内的下落高度h不相等,所以重力做功W =mgh不相等,D项错误.【答案】 A5.一辆汽车保持功率不变驶上一斜坡,其牵引力逐渐增大,阻力保持不变,则在汽车驶上斜坡的过程中( )A.加速度逐渐增大B.速度逐渐增大C.加速度逐渐减小D.速度逐渐减小【解析】由P=F·v可知,汽车的牵引力逐渐增大,其上坡的速度逐渐减小,汽车的加速度方向沿坡向下,由牛顿第二定律得:mg sin θ+F f-F=ma,随F增大,a逐渐减小,综上所述,C、D正确,A、B错误.【答案】CD6.分别对放在粗糙水平面上的同一物体施一水平拉力和一斜向上的拉力使物体在这两种情况下的加速度相同,当物体通过相同位移时,这两种情况下拉力的功和合力的功的正确关系是( )A.拉力的功和合力的功分别相等B.拉力的功相等,斜向拉时合力的功大C.合力的功相等,斜向拉时拉力的功大D.合力的功相等,斜向拉时拉力的功小【解析】两种情况下加速度相等,合力相等,位移相等,所以合力的功相等,第一种情况拉力的功W1=F1x,第二种情况下拉力的功W2=F2x cos θ,由受力分析F1-F f1=ma,F2cos θ-F f2=ma,F f1>F f2,则F1>F2cos θ,即W1>W2,即斜向拉时拉力的功小.选项D正确.【答案】 D7.如图所示,一根不可伸长的轻绳两端各系一个小球a和b,跨在两根固定在同一高度的光滑水平细杆上,质量为3m的a球置于地面上,质量为m的b球从水平位置静止释放.当a球对地面压力刚好为零时,b球摆过的角度为θ.下列结论正确的是( )A.θ=90°B.θ=45°C.b球摆动到最低点的过程中,重力对小球做功的功率先增大后减小D.b球摆动到最低点的过程中,重力对小球做功的功率一直增大【解析】b球下摆过程中,竖直方向速度先增大后减小,重力功率P=mgv⊥先增大后减小.a对地面的压力刚好为零,说明绳的拉力F T=3mg,对b球设绕行半径为r,在最低点时,mgr=12mv2F′T-mg=mv2r得F′T=F T=3mg所以b在最低点时,a球恰好对地面压力为零.【答案】AC8.下列反映汽车从静止匀加速启动,最后做匀速运动的速度随时间,加速度、牵引力和功率随速度变化的图象不正确的是( )【解析】汽车先匀加速运动,再做加速度减小的加速运动,最后匀速运动,A对;B中,加速度最终要减小为0,B错;牵引力先恒定,再逐渐减小,最后和阻力平衡,C对;汽车输出功率先增大,最终保持不变,D 对.【答案】 B9.9月6日,残奥会在北京开幕.我国运动员侯斌坐在轮椅上靠自身牵引升空点燃主火炬.该装置可简化为如图所示的定滑轮模型.假设侯斌和轮椅的总质量为m,需要上升高度h点燃主火炬,设上升时间为t,不计一切摩擦和细绳质量,则( )A.若侯斌拉绳的拉力为F,则上升的加速度为a=2F/mB.若侯斌以速度v匀速向下拉绳,则侯斌拉绳的功率等于mgvC.若侯斌拉绳先加速后匀速最后减速到零,则在整个上升过程中,侯斌拉绳的力都一定不小于mg/2D.若侯斌拉绳先加速后匀速最后减速到零,则在整个上升过程中,侯斌拉绳做功W=mgh【解析】若侯斌拉绳的拉力为F,把轮椅和侯斌看做整体,则整体受到向上的拉力为2F,由牛顿第二定律得2F-mg=ma,则上升的加速度为a=2F/m-g,选项A错误;若侯斌以速度v匀速向下拉绳,则侯斌拉绳的力F=mg/2,拉绳的功率P=Fv=mgv/2,选项B错误;侯斌自身牵引升空是先加速后匀速最后减速到零,在加速上升阶段,侯斌的拉力大于mg/2,匀速运动阶段,侯斌的拉力等于mg/2,最后减速上升阶段侯斌的拉力小于mg/2,选项C错误;对于整个上升过程,由动能定理得W-mgh=0,侯斌拉细绳做功W=mgh,选项D正确.【答案】 D10.质量为2 kg的物体,放在动摩擦因数为μ=0.1的水平面上,在水平拉力F的作用下,由静止开始运动,拉力做的功W和物体发生的位移x之间的关系如图所示,g=10 m/s2.下列说法中正确的是( ) A.此物体在AB段做匀加速直线运动,且整个过程中拉力的最大功率为15瓦B.此物体在AB段做匀速直线运动,且整个过程中拉力的最大功率为6瓦C.此物体在AB段做匀加速直线运动,且整个过程中拉力的最大功率为6瓦D.此物体在AB段做匀速直线运动,且整个过程中拉力的最大功率为15瓦【解析】前3 m位移内的拉力为5 N,根据牛顿第二定律可得加速度a=1.5 m/s2,末速度为3 m/s,后6 m 位移内拉力等于2 N,所以此物体在AB段做匀速直线运动.【答案】 D11.质量为m=20 kg的物体,在大小恒定的水平外力F的作用下,沿水平面做直线运动.0~2.0 s内F与运动方向相反.2.0~4.0 s内F与运动方向相同,物体的速度—时间图象如图所示,已知g取10 m/s2.则( )A.物体在0~4 s内通过的位移为8 mB.拉力F的大小为100 NC.物体与地面间的动摩擦因数为0.2D.物体克服摩擦力做的功为480 J【解析】根据v-t图象的特点可知,物体在0~4 s内通过的位移为8 m,A正确;0~2 s内物体做匀减速直线运动,加速度为a1=5 m/s2,a1=(F+F f)/m,2 s~4 s内物体做匀加速直线运动,加速度为a2=1 m/s2,a2=(F-F f)/m,又F f=μmg,解得:F=60 N、μ=0.2,B错误、C正确;由于摩擦力始终对物体做负功,根据图象可求得物体通过的路程为12 m,由WF f=μmgx可得物体克服摩擦力做的功为480 J,D正确.【答案】ACD12.一列火车总质量m=500 t,机车发动机的额定功率P=6×105W,在轨道上行驶时,轨道对列车的阻力F 阻是车重的0.01倍,g取10 m/s2,求:(1)火车在水平轨道上行驶的最大速度;(2)在水平轨道上,发动机以额定功率P工作,当行驶速度为v1=1 m/s和v2=10 m/s时,列车的瞬时加速度a1、a2各是多少;(3)在水平轨道上以36 km/h速度匀速行驶时,发动机的实际功率P′;(4)若火车从静止开始,保持0.5 m/s2的加速度做匀加速运动,这一过程维持的最长时间.【解析】(1)列车以额定功率工作时,当牵引力等于阻力,F=F阻=kmg时列车的加速度为零,速度达最大v m则:v m=PF=PF阻=Pkmg=12 m/s.(2)当v<v m时列车加速运动,当v=v1=1 m/s时F1=Pv1=6×105 N据牛顿第二定律得:a1=F1-F阻m=1.1 m/s2当v=v2=10 m/s时,F2=Pv2=6×104 N据牛顿第二定律得:a 2=F 2-F 阻m=0.02 m/s 2. (3)当v =36 km/h =10 m/s 时,列车匀速运动,则发动机的实际功率P ′=F 阻v =5×105W.(4)据牛顿第二定律得牵引力F ′=F 阻+ma =3×105N在此过程中,速度增大,发动机功率增大.当功率为额定功率时速度大小为v ′m ,即v ′m =PF ′=2 m/s 据v ′m =at ,得t =v ′ma=4 s. 【答案】 (1)12 m/s (2)1.1 m/s 20.02 m/s 2(3)5×105W (4)4 s。
2019版一轮复习物理课件第五章 机械能
第1讲 功 功率
l考点一 功的分析与计算
l考点二 功率的理解与计算
l核心素养变力做功的计算方法l知识梳理 自我珍断
l考点三 机车的两种启动模型
方向
量度
Fl cos_α
位移方向
恒力做功正功
负功克服不做功
快慢
平均功率
平均功率瞬时功率
正常工作
实际工作
B BD D C
G
F
v F N
F 牵F
f m
g F 牵F N F f mg F 牵F N
F f a 减小 a =0
mg
F牵
F N
F f
mg
F牵
F N
F f
牵
N
F f
a 减小 a =0
mg
F牵
F
F f
a 恒定
F 牵F
f m
g F 牵F N F f mg F 牵F N
F f a 减小 a =0
mg
F牵
F N
F f
mg
F牵
F N
F f
牵
N
F f
a 减小 a =0
mg
F牵
F
F f
a 恒定
mg
F N=2mg F f v Q
核心素养 变力做功的计算方法
核心素养 与绳或杆相关联物体的速度求解方法
2019版一轮复习物理课件本 节 结 束 。
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功功率1.(多选)(2016·天津理综)我国高铁技术处于世界领先水平。
和谐号动车组是由动车和拖车编组成的,提供动力的车厢叫动车,不提供动力的车厢叫拖车。
假设动车组各车厢质量均相等,动车的额定功率都相同,动车组在水平轨道上运行过程中阻力与车重成正比.某列动车组由8节车厢组成,其中第1、5节车厢为动车,其余为拖车,则该动车组导学号 51342509 ( BD )A.启动时乘客受到车厢作用力的方向与车运动的方向相反B.做匀加速运动时,第5、6节与第6、7节车厢间的作用力之比为3︰2C.进站时从关闭发动机到停下来滑行的距离与关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1︰2[解析] 启动时,动车组做加速运动,加速度方向向前,乘客受到竖直向下的重力和车厢对乘客的作用力,由牛顿第二定律可知,这两个力的合力方向向前,所以启动时乘客受到车厢作用力的方向一定倾斜向前,选项A错误.设每节车厢质量为m,动车组在水平直轨道上运行过程中阻力与车重成正比,则有每节车厢所受阻力f=kmg。
设动车组匀加速直线运动的加速度为a,每节动车的牵引力为F,对8节车厢组成的动车组整体,由牛顿第二定律,2F-8f=8ma;设第5节车厢对第6节车厢的拉力为F5,隔离第6、7、8节车厢,把第6、7、8节车厢作为整体进行受力分析,由牛顿第二定律得,F5-3f=3ma,解得F5=错误!;设第6节车厢对第7节车厢的拉力为F6,隔离第7、8节车厢,把第7、8节车厢作为整体进行受力分析,由牛顿第二定律得,F6-2f=2ma;解得F6=错误!;第5、6节车厢与第6、7节车厢间的作用力之比为F5︰F6=错误!︰错误!=3︰2,选项B正确.关闭发动机后,动车组在阻力作用下滑行,由匀变速直线运动规律,滑行距离x=错误!,与关闭发动机时速度的二次方成正比,选项C错误.设每节动车的额定功率为P,当有2节动车带6节拖车时,2P=8f·v1m;当改为4节动车带4节拖车时,4P =8f·v2m;联立解得v1m︰v2m=1︰2,选项D正确。