第五章 第1講(本欄目內(nèi)容，在學(xué)生用書中以活頁形式分冊裝訂！)1汽車以額定功率從水平路面上坡時，司機要通過變速桿進行“換擋”，其目的是()A增大速度，增大牽引力B減小速度，減小牽引力C增大速度，減小牽引力 D減小速度，增大牽引力【答案】D2如圖所示，用恒力F拉著質(zhì)量為m的物體沿水平面從A移到B的過程中，下列說法正確的是()A有摩擦力時比無摩擦力時F做的功多B有摩擦力時與無摩擦力時F做功一樣多C物體加速運動時F做的功比減速運動時F做的功多D物體無論是加速、減速還是勻速，力F做的功一樣多【解析】由功的公式WFxcos 可得力F對物體m做的功WF·x，與有無摩擦無關(guān)，與物體是加速、減速還是勻速也無關(guān)，因此B、D正確【答案】BD32009年國慶大閱兵檢閱了我國的空中加、受油機梯隊，加、受油機梯隊將模擬空中加油，如圖所示空中加油的過程大致如下：首先是加油機和受油機必須按照預(yù)定時間在預(yù)定地點匯合，然后受油機和加油機實施對接，對接成功后，加油系統(tǒng)根據(jù)信號自動接通油路加油完畢后，受油機根據(jù)加油機的指揮進行脫離，整個加油過程便完成了在加、受油機加油過程中，若加油機和受油機均保持勻速運動，且運動時所受阻力與重力成正比， 則()A加油機和受油機一定相對運動B加油機和受油機的速度可能不相等C加油機向受油機供油，受油機質(zhì)量增大，必須減小發(fā)動機輸出功率D加油機向受油機供油，加油機質(zhì)量減小，必須減小發(fā)動機輸出功率【解析】在加油過程中，加油機和受油機必須相對靜止，速度一定相等；加油機向受油機供油，受油機質(zhì)量增大，運動時所受阻力F增大，由PFv可知，要保持勻速運動，必須增大發(fā)動機的輸出功率P；加油機向受油機供油，加油機質(zhì)量減小，運動時所受阻力F減小，由PFv可知， 要保持勻速運動，必須減小發(fā)動機輸出功率P.【答案】D4運動員跳傘將經(jīng)歷加速下降和減速下降兩個過程，將人和傘看成一個系統(tǒng)，在這兩個過程中，下列說法正確的是()A阻力對系統(tǒng)始終做負功B系統(tǒng)受到的合外力始終向下C重力做功使系統(tǒng)的重力勢能增加D任意相等的時間內(nèi)重力做的功相等【解析】本題主要考查功的計算公式及重力做功與重力勢能變化的關(guān)系阻力的方向總與運動方向相反，故阻力總做負功，A項正確；運動員加速下降時，合外力向下，減速下降時，合外力向上，B項錯誤；重力做功使系統(tǒng)重力勢能減小，C項錯誤；由于做變速運動，任意相等時間內(nèi)的下落高度h不相等，所以重力做功Wmgh不相等，D項錯誤【答案】A5一輛汽車保持功率不變駛上一斜坡，其牽引力逐漸增大，阻力保持不變，則在汽車駛上斜坡的過程中()A加速度逐漸增大 B速度逐漸增大C加速度逐漸減小 D速度逐漸減小【解析】由PF·v可知，汽車的牽引力逐漸增大，其上坡的速度逐漸減小，汽車的加速度方向沿坡向下，由牛頓第二定律得：mgsin FfFma，隨F增大，a逐漸減小，綜上所述，C、D正確，A、B錯誤【答案】CD6分別對放在粗糙水平面上的同一物體施一水平拉力和一斜向上的拉力使物體在這兩種情況下的加速度相同，當(dāng)物體通過相同位移時，這兩種情況下拉力的功和合力的功的正確關(guān)系是()A拉力的功和合力的功分別相等B拉力的功相等，斜向拉時合力的功大C合力的功相等，斜向拉時拉力的功大D合力的功相等，斜向拉時拉力的功小【解析】兩種情況下加速度相等，合力相等，位移相等，所以合力的功相等，第一種情況拉力的功W1F1x，第二種情況下拉力的功W2F2xcos ，由受力分析F1Ff1ma，F(xiàn)2cos Ff2ma，F(xiàn)f1Ff2，則F1F2cos ，即W1W2，即斜向拉時拉力的功小選項D正確【答案】D7如圖所示，一根不可伸長的輕繩兩端各系一個小球a和b，跨在兩根固定在同一高度的光滑水平細桿上，質(zhì)量為3m的a球置于地面上，質(zhì)量為m的b球從水平位置靜止釋放當(dāng)a球?qū)Φ孛鎵毫偤脼榱銜r，b球擺過的角度為.下列結(jié)論正確的是()A90°B45°Cb球擺動到最低點的過程中，重力對小球做功的功率先增大后減小Db球擺動到最低點的過程中，重力對小球做功的功率一直增大【解析】b球下擺過程中，豎直方向速度先增大后減小，重力功率Pmgv先增大后減小a對地面的壓力剛好為零，說明繩的拉力FT3mg，對b球設(shè)繞行半徑為r，在最低點時，mgrmv2FTmg得FTFT3mg所以b在最低點時，a球恰好對地面壓力為零【答案】AC8下列反映汽車從靜止勻加速啟動，最后做勻速運動的速度隨時間，加速度、牽引力和功率隨速度變化的圖象不正確的是()【解析】汽車先勻加速運動，再做加速度減小的加速運動，最后勻速運動，A對；B中，加速度最終要減小為0，B錯；牽引力先恒定，再逐漸減小，最后和阻力平衡，C對；汽車輸出功率先增大，最終保持不變，D對【答案】B92008年9月6日，殘奧會在北京開幕我國運動員侯斌坐在輪椅上靠自身牽引升空點燃主火炬該裝置可簡化為如圖所示的定滑輪模型假設(shè)侯斌和輪椅的總質(zhì)量為m，需要上升高度h點燃主火炬，設(shè)上升時間為t，不計一切摩擦和細繩質(zhì)量，則()A若侯斌拉繩的拉力為F，則上升的加速度為a2F/mB若侯斌以速度v勻速向下拉繩，則侯斌拉繩的功率等于mgvC若侯斌拉繩先加速后勻速最后減速到零，則在整個上升過程中，侯斌拉繩的力都一定不小于mg/2D若侯斌拉繩先加速后勻速最后減速到零，則在整個上升過程中，侯斌拉繩做功Wmgh【解析】若侯斌拉繩的拉力為F，把輪椅和侯斌看做整體，則整體受到向上的拉力為2F，由牛頓第二定律得2Fmgma，則上升的加速度為a2F/mg，選項A錯誤；若侯斌以速度v勻速向下拉繩，則侯斌拉繩的力Fmg/2，拉繩的功率PFvmgv/2，選項B錯誤；侯斌自身牽引升空是先加速后勻速最后減速到零，在加速上升階段，侯斌的拉力大于mg/2，勻速運動階段，侯斌的拉力等于mg/2，最后減速上升階段侯斌的拉力小于mg/2，選項C錯誤；對于整個上升過程，由動能定理得Wmgh0，侯斌拉細繩做功Wmgh，選項D正確【答案】D10質(zhì)量為2 kg的物體，放在動摩擦因數(shù)為0.1的水平面上，在水平拉力F的作用下，由靜止開始運動，拉力做的功W和物體發(fā)生的位移x之間的關(guān)系如圖所示，g10 m/s2.下列說法中正確的是()A此物體在AB段做勻加速直線運動，且整個過程中拉力的最大功率為15瓦B此物體在AB段做勻速直線運動，且整個過程中拉力的最大功率為6瓦C此物體在AB段做勻加速直線運動，且整個過程中拉力的最大功率為6瓦D此物體在AB段做勻速直線運動，且整個過程中拉力的最大功率為15瓦【解析】前3 m位移內(nèi)的拉力為5 N，根據(jù)牛頓第二定律可得加速度a1.5 m/s2，末速度為3 m/s，后6 m位移內(nèi)拉力等于2 N，所以此物體在AB段做勻速直線運動【答案】D11質(zhì)量為m20 kg的物體，在大小恒定的水平外力F的作用下，沿水平面做直線運動.02.0 s內(nèi)F與運動方向相反.2.04.0 s內(nèi)F與運動方向相同，物體的速度時間圖象如圖所示，已知g取10 m/s2.則()A物體在04 s內(nèi)通過的位移為8 mB拉力F的大小為100 NC物體與地面間的動摩擦因數(shù)為0.2D物體克服摩擦力做的功為480 J【解析】根據(jù)vt圖象的特點可知，物體在04 s內(nèi)通過的位移為8 m，A正確；02 s內(nèi)物體做勻減速直線運動，加速度為a15 m/s2，a1(FFf)/m,2 s4 s內(nèi)物體做勻加速直線運動，加速度為a21 m/s2，a2(FFf)/m，又Ffmg，解得：F60 N、0.2，B錯誤、C正確；由于摩擦力始終對物體做負功，根據(jù)圖象可求得物體通過的路程為12 m，由WFfmgx可得物體克服摩擦力做的功為480 J，D正確【答案】ACD12一列火車總質(zhì)量m500 t，機車發(fā)動機的額定功率P6×105 W，在軌道上行駛時，軌道對列車的阻力F阻是車重的0.01倍，g取10 m/s2，求：(1)火車在水平軌道上行駛的最大速度；(2)在水平軌道上，發(fā)動機以額定功率P工作， 當(dāng)行駛速度為v11 m/s和v210 m/s時，列車的瞬時加速度a1、a2各是多少；(3)在水平軌道上以36 km/h速度勻速行駛時，發(fā)動機的實際功率P；(4)若火車從靜止開始，保持0.5 m/s2的加速度做勻加速運動，這一過程維持的最長時間【解析】(1)列車以額定功率工作時，當(dāng)牽引力等于阻力，F(xiàn)F阻kmg時列車的加速度為零，速度達最大vm則：vm12 m/s.(2)當(dāng)v<vm時列車加速運動，當(dāng)vv11 m/s時F16×105 N據(jù)牛頓第二定律得：a11.1 m/s2當(dāng)vv210 m/s時，F(xiàn)26×104 N據(jù)牛頓第二定律得：a20.02 m/s2.(3)當(dāng)v36 km/h10 m/s時，列車勻速運動，則發(fā)動機的實際功率PF阻v5×105 W.(4)據(jù)牛頓第二定律得牽引力FF阻ma3×105 N在此過程中，速度增大，發(fā)動機功率增大當(dāng)功率為額定功率時速度大小為vm，即vm2 m/s據(jù)vmat，得t4 s.【答案】(1)12 m/s(2)1.1 m/s20.02 m/s2(3)5×105 W(4)4 s