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【与名师对话】2016高考物理(课标版)一轮课时跟踪训练18


课时跟踪训练(十八)
一、选择题

1.如图所示,两个互相垂直的力 F1 与 F2 作用在同一物体上, 使物体通过一段位移的过程中,力 F1 对物体做功 4 J,力 F2 对物体 做功 3 J,则力 F1 与 F2 的合力对物体做功为( A.7 J C.5 J 答案:A 2.(多选)汽车在平直的公路上以恒定的功率启动,设阻力恒定, 则图中关于汽车运动

过程中加速度、 速度随时间变化的关系, 以下判 断正确的是( ) B.1 J D.3.5 J )

A.汽车的加速度—时间图象可用图乙描述 B.汽车的速度—时间图象可用图甲描述 C.汽车的加速度—时间图象可用图丁描述

D.汽车的速度—时间图象可用图丙描述 P P 解析:由牛顿第二定律得 F-Ff=ma,F= v ,即v -Ff=ma, 随着 v 的增大,物体做加速度减小的加速运动,在 v-t 图象上斜率 应越来越小,故甲为汽车的速度—时间图象,B 对 D 错;因速度增 P Ff 加得越来越慢,由 a=mv- m 知,加速度减小得越来越慢,最后趋于 零,故图乙为汽车加速度—时间图象,A 对 C 错. 答案:AB

3.如图所示,长为 L 的长木板水平放置,在木板的 A 端放置一 个质量为 m 的小物体. 现缓慢抬高 A 端, 使木板以左端为轴转动. 当 木板转到跟水平面的夹角为 α 时,小物体开始滑动,此时停止转动 木板,小物体滑到底端的速度为 v,则在整个过程中( 1 A.木板对小物体做功为 mv2 2 B.摩擦力对小物体做功为 mgLsinα C.支持力对小物体做功为零 1 D.克服摩擦力做功为 mgLcosα- mv2 2 解析: 以小物体作为研究对象, 利用动能定理可知木板对小物体 1 做功为小物体动能的增量 mv2,A 正确;从水平位置到木板转到与 2 水平面的夹角为 α 时,根据功的定义可判断,重力做负功,支持力 做正功,由动能定理得:WN-mgLsinα=0-0,则 WN=mgLsinα,C )

错误;小物体下滑过程中摩擦力做负功,则整个过程利用动能定理, 1 1 WG-Wf 克= mv2-0,即 Wf 克=mgLsinα- mv2,D 错误. 2 2 答案:A 4.

( 多选 )(2014· 杭州教学质检 )测定运动员体能的一种装置如右图 所示,运动员的质量为 M,绳拴在腰间沿水平方向跨过滑轮(不计滑 轮摩擦和质量),绳的另一端悬吊物的质量为 m. 人用力后蹬传送带 而人的重心不动,传送带以速度 v 向后匀速运动(速度大小可调),最 m 后可用Mv 的值作为被测运动员的体能参数. 则( A.人对传送带不做功 B.人对传送带做功的功率为 mgv C.人对传送带做的功和传送带对人做的功大小相等,但正、负 相反 m D.被测运动员的Mv 值越大,表示其体能越好 解析:人能平衡,则人对皮带的水平方向作用力 F=mg,故人 对皮带做功的功率 P=mg· v,B 对. 而人对地位移为 0,故皮带对人 mgv mv 不做功. 体能参数实际上是人做功功率与体重之比,即 Mg = M ,D 正确. )

答案:BD 5.

质量为 m 的物体静止在粗糙的水平地面上.现用一水平拉力使 物体从静止开始运动,其运动的 v-t 图象如图所示.下列关于物体 运动过程,分析正确的是( A.0~t1 内拉力逐渐减小 B.0~t1 内拉力对物体做负功 C.在 t1~t2 时间内拉力的功率为零 1 D.在 t1~t2 时间内合外力做功 mv2 2 解析:由运动的 v-t 图象可知,物体运动的加速度越来越小, 水平拉力越来越小,所以 0~t1 内拉力逐渐减小,选项 A 正确;由于 拉力与运动方向相同, 所以 0~t1 内拉力对物体做正功, 选项 B 错误; 由 P=Fv 可知,在 t1~t2 时间内拉力等于摩擦力,速度不为零,所以 拉力的功率大于零, 选项 C 错误; 由于在 t1~t2 时间内物体速度不变, 合外力做功为零,选项 D 错误. 答案:A 6.(2014· 福州市八县高三期末)如图所示, )

卡车通过定滑轮以恒定的功率 P0 拉绳,牵引河中的小船沿水面 运动,已知小船的质量为 m,沿水面运动时所受的阻力为 f 且保持不 变,当绳 AO 段与水平面夹角为 θ 时,小船的速度为 v,不计绳子与 滑轮的摩擦,则此时小船的加速度等于( P0 f A.mv-m f C.m )

P0 f B.mvcos2θ-m P0 D.mv

解析:假设卡车速度是 v0,对小船运动分解,小船的速度 v 的 沿绳分量与卡车速度相同,如图 1: 由几何关系可知, v0 = vcosθ ,此时卡车的牵引力为 F = P0 ,再对小船受力分析如图 2: vcosθ P0 = v0

Fcosθ-f P0 f 由牛顿第二定律可知,小船加速度为 a= =mv-m,A m 正确. 答案:A 7.如图所示,

相同材料制成的粗糙程度相同的两个物块 A、 B 中间用一不可伸 长的轻绳连接,用一相同大小的恒力 F 作用在 A 物体上,使两物块 沿力的方向一起运动. ①恒力 F 水平,两物块在光滑水平面上运动 两物块在粗糙的水平面上运动 滑斜面向下运动 ②恒力 F 水平,

③恒力 F 沿斜面向下,两物块沿光

④恒力 F 沿斜面向上,两物块沿与②中水平面粗

糙程度相同的斜面向上运动 在上面四种运动过程中经过的位移大小相等. 则下列说法正确的 是( ) A.在③中恒力 F 做功最少 B.在④中恒力 F 做功最多 C.轻绳对物块 B 的拉力在①中最小,在④中最大 D.轻绳的拉力对物块 B 做的功在①④中大小相同

解析:设动摩擦因数为 μ,质量为 m,则对于 1 有:F-μ2mg =2ma 再用隔离法分析有:T-μmg=ma,联立解得:T= mF F = ; 2m 2

则说明绳子的拉力与动摩擦力无关, 同理应与重力的分力无关; 故四 种情况下,绳子的拉力相同;故 C 错误;因物体经过的位移相等, 拉力相等, 故四种情况下轻绳的拉力做功相等; 故 D 正确; AB 错误; 本题为连接体中重要的结论之一, 在解题时应灵活应用其规律可以加 快解题速度. 答案:D

8.(多选)(2015· 山东乳山一中)质量为 2 千克的物体,放在动摩 擦因数 μ=0.1 的水平面上,在水平拉力的作用下,由静止开始运动, 水平拉力做的功 W 和物体发生的位移 s 之间的关系如图所示,则 ( ) A.此物体在 AB 段做匀加速直线运动 B.此物体在 AB 段做匀速直线运动 C.此物体在 OA 段做匀加速直线运动 D.此物体在 OA 段做匀速直线运动 解析:物体在水平面上运动,水平拉力与物体运动方向相同,物 体受到的摩擦力大小 f=μmg=2 N, 图像的斜率表示拉力大小所以物

W1 15 体在 OA 段受到的水平拉力大小等于 F1= = N=5 N, 可见, 水 S1 3 平拉力大于摩擦力,则物体在 OA 段做匀加速直线运动.物体在 AB 段受到的水平拉力大小等于 F2= W2 27-15 = N=2 N,水平拉力等 s2 6

于摩擦力,则物体在 AB 段做匀速直线运动,故 BC 正确. 答案:BC 9.(多选)(2014· 四川省成都石室中学高三“一诊”)有一辆质量 为 170 kg、额定功率为 1440 W 的太阳能试验汽车,安装有约 6 m2 的太阳能电池板和蓄能电池,该电池板在有效光(垂直照射在电池板 上的太阳光)照射条件下单位面积输出的电功率为 30 W/m2.若驾驶员 的质量为 70 kg,汽车最大行驶速度为 90 km/h.假设汽车行驶时受到 的空气阻力与其速度成正比,则汽车( )

A.以最大速度行驶时牵引力大小为 57.6 N B.以额定功率启动时的加速度大小为 0.24 m/s2 C.保持最大速度行驶 1 h 至少需要有效光照 8 h D.直接用太阳能电池板提供的功率可获得 3.13 m/s 的最大行驶 速度 解析:根据 P=Fv,当 F=f 时汽车行驶速度最大,由题意知 vm
2 =25 m/s,将 f=kv 带入得 P=kvm ,解得 k=2.304 Ws2/m2,当以最

大速度行驶时牵引力大小 F=f=kvm=57.6 N,A 选项正确;以额定 P 功率启动时,由牛顿第二定律知:v-f=ma,汽车的加速度 a 随 v 的增大而减小, 故 B 选项错误; 保持最大速度行驶 1 h 至少需要能量 E=Pt=1.44 kWh,太阳能电池板输出的电功率 P 出=0.18 kW,至少 需要有效光照时间 t= E =8 h,故 C 选项正确;若直接用太阳能电 P出

2 池板提供的功率,则 P 出=fv1=kv1 ,得 v1=

P出 k =8.84 m/s,故 D

选项错误. 答案:AC 10. (多选)(2014· 成都七中高三期中)一质量为 m 的物体静止在水 平地面上,在水平拉力 F 的作用下开始运动,在 0~6 s 内其速度与 时间关系图象和拉力的功率与时间关系图象如图所示,取 g = 10 m/s2,下列判断正确的是( )

A.拉力 F 的大小为 4 N,且保持不变 B.物体的质量 m 为 2 kg C.0~6 s 内物体克服摩擦力做功 24 J D.0~6 s 内拉力做的功为 156 J 解析:由图象可知,t=2 s 后物体做匀速直线运动,则 F2=f, P2 速度 v=6 m/s,P2=F2v,得 f=F2= v =4 N,由速度图象知,物体 Δv 在 0~2 s 内做匀加速直线运动,加速度 a= Δt =3 m/s2,由于 t=2 s P1 时,v=6 m/s,P1=60 W,此时拉力 F1= v =10 N,在 0~2 s 内, 由牛顿第二定律 F1-f=ma 可得,m=2 kg,选项 A 错误、B 正确; 由速度图象可知物体在前 2 s 内的位移 x1=6 m, 在后 4 s 内的位移为

x2=24 m,6 s 内物体克服摩擦力做功 Wf=f(x1+x2)=120 J,6 s 内拉力 做的功为 WF=F1x1+F2x2=156 J,选项 C 错误、D 正确,所以本题 选择 BD. 答案:BD 二、非选择题 11.(2014· 重庆市名校联盟联考)

一质量 m=2.0 kg 的小物块以一定的初速度冲上一足够长的斜 面,斜面的倾角 θ=37° .某同学利用传感器测出了小物块从一开始冲 上斜面上滑过程中多个时刻的瞬时速度, 并用计算机作出了小物块上 滑过程的速度—时间图线,如图所示.(已知重力加速度 g=10 m/s2, sin37° =0.6,cos37° =0.8)求: (1)小物块冲上斜面过程中加速度的大小 a; (2)小物块与斜面间的动摩擦因数 μ; (3)小物块沿斜面上滑的过程中克服摩擦阻力做的功 W. 解析:(1)由小物块上滑过程的速度—时间图线,可得小物块冲 vt-v0 0-0.8 上斜面过程中加速度的大小为 a= t = m/s2=-8 m/s2 1.0 即加速度大小为 8 m/s2.

(2)对小物块进行受力分析如图所示: 有 mgsinθ+f=ma N-mgcosθ=0 f=μN 代入数据解得:μ=0.25. (3)速度—时间图象中面积表示位移,所以小物块沿斜面滑行距 v0 离为:s= t=4.0 m 2 则小物块沿斜面上滑的过程中克服摩擦阻力做的功 W= μmgs· cosθ=16 J. 答案:(1)8 m/s2 (2)0.25 (3)16 J

12. (2014· 北京市石景山区高三一模)一辆汽车的质量为 m, 其发 动机的额定功率为 P0.从某时刻起汽车以速度 v0 在水平公路上沿直线 匀速行驶,此时汽车发动机的输出功率为 匀加速行驶,当速度增加到 P0 ,接着汽车开始沿直线 4

8v0 时,发动机的输出功率恰好为 P0.如果 5

汽车在水平公路上沿直线行驶中所受到的阻力与行驶速率成正比, 求: (1)汽车在水平公路上沿直线行驶所能达到的最大速率 vm;

(2)汽车匀加速行驶所经历的时间和通过的距离; (3)为提高汽车行驶的最大速率,请至少提出两条在设计汽车时 应考虑的建议. 解析:(1)汽车以速度 v0 在水平公路上沿直线匀速行驶时发动机 的输出功率为 P0 4

P0 =kv0· v0 4 汽车在水平公路上沿直线行驶所能达到的最大速率 vm P0=kvm· vm 解得 vm=2v0 (2)当汽车速度增加到 8v0 P0=F· 5 8v0 F-k· =ma 5 8v0 -v0 5 汽车匀加速行驶所经历的时间 t= a 解得
2 8mv0 t= 3P0

8v0 时,设牵引力为 F,汽车的加速度为 a 5

1 汽车匀加速行驶通过的距离 x=v0t+ at2 2 52mv3 0 解得 x= 15P0 (3)增大发动机额定功率,减小阻力等 答案:(1)2v0
2 8mv0 52mv3 0 (2) 3P0 15P0

(3)增大发动机额定功率,减小阻力等.


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