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【与名师对话】2022年高考物理总复习 课时配套作业18 新人教版必修2

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课时作业(十八)             1.如右图所示,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4J,力F2对物体做功3J,则力F1与F2的合力对物体做功为(  )A.7JB.1JC.5JD.3.5J[解析] 由于功是标量,合力对物体做的功,应等于各分力对物体做功的代数和,因此,合力对物体做的功应为W=W1+W2=4J+3J=7J.选项A正确.[答案]A2.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(  )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[解析] 由牛顿第二定律得F-Ff=ma,F=,即-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;因速度增加得越来越慢,由a=-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]AB7\n3.(2022·海门月考)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(  )A.木板对小物体做功为mv2B.摩擦力对小物体做功为mgLsinαC.支持力对小物体做功为零D.克服摩擦力做功为mgLcosα-mv2[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,即WN=mgLsinα=WG,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,WN-Wf=mv2,即Wf=mgLsinα-mv2,D错误.[答案]A4.(2022·山东省临沂市卧龙学校第二次月考)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),最后可用v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mgvC.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D.被测运动员的v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,故皮带对人不做功.7\n体能参数实际上是人做功功率与体重之比,即=,D正确.[答案]BD5.下图甲为起重机沿竖直方向提起重物的过程中重物运动的速度-时间图象,则该过程中起重机的输出功率-时间图象最接近图乙中的(  )[解析] 起重机的输出功率P=Fv,由于物体的运动分为三个阶段:加速阶段、匀速阶段、减速阶段,所以拉力的大小有F加>F匀>F减,因此D选项正确.[答案]D6.(2022·唐山高三摸底)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D.在t1~t2时间内合外力做功mv2[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]A7.7\n如图所示,水平传送带正以2m/s的速度运行,两端水平距离l=8m,把一质量m=2kg的物块轻轻放到传送带的A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μ=0.1,则把这个物块从A端传送到B端的过程中,不计物块的大小,g取10m/s2,求摩擦力对物块做功的平均功率.[解析] 物块刚放到传送带上时,由于与传送带有相对运动,物块受向右的滑动摩擦力,物块做加速运动,摩擦力对物块做功,物块受向右的摩擦力为:Ff=μmg=0.1×2×10N=2N,加速度为a=μg=0.1×10m/s2=1m/s2物块与传送带相对静止时的位移为:x==2m.摩擦力做功为:W=Ffx=2×2J=4J.相对静止后物块与传送带之间无摩擦力,此后物块匀速运动到B端,物块由A端到B端所用的时间为:t=+=5s.则物块在被传送过程中所受摩擦力的平均功率为:P==0.8W.[答案]0.8W8.把动力装置分散安装在每节车厢上,使其既具有牵引动力,又可以载客,这样的客车车辆叫做动车.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,就是动车组,假设动车组运行过程中受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.120km/hB.240km/hC.320km/hD.480km/h[解析] 根据题意知,动车组运行过程中受到的阻力与其所受重力成正比,即可表示为f=kmg(m为一节动车或拖车的质量).当1节动车加3节拖车编成的动车组的最大速度为v1=120km/h时,由功率与牵引力和速度关系可知P=4fv1①;设6节动车加3节拖车编成的动车组的最大速度为v2,则6P=9fv2②,由①②两式得v2=320km/h7\n,A、B、D错误,C正确.[答案]C9.如右图所示,固定的光滑竖直杆上套着一个滑块,用轻绳系着滑块绕过光滑的定滑轮,以大小恒定的拉力F拉绳,使滑块从A点起由静止开始上升.若从A点上升至B点和从B点上升至C点的过程中FT做的功分别为W1、W2,滑块经B、C两点的动能分别为EkB、EkC,图中AB=BC,则一定(  )A.W1>W2B.W1<W2C.W1=W2D.无法判断[解析] 由于FT做的功等于F做的功,因此可将变力FT做功的问题转化成恒力F做功的问题.由几何知识知滑块由A→B,F拉过的绳的长度比由B→C拉过的绳的长度更长,由W=Fl得W1>W2,故A正确.[答案]A10.(2022·正定月考)用一个机械将货箱全部吊上离地12m高的平台,现有30个货箱,总质量为150kg,这个机械在吊箱子时所能提供的功率取决于所吊物体质量的多少,如下图所示.(不计放下吊钩、搬起和放下箱子等时间)根据图线可得出下列结论,其中正确的是(  )A.每次吊起3个货箱,吊完货箱所需时间最短B.吊完所有货箱至少需要12minC.每次吊起的货箱越多,上升速度越小D.一次吊起3个货箱时,上升速度最大[解析] 根据题意可知每个箱子的质量为5kg,再根据图象可得,当吊起一个箱子时,上升的最大速度约为v1=m/s,当吊起两个箱子时,上升的最大速度约为v2=m/s,当吊起三个箱子时,机械提供的功率最大,此时上升的最大速度约为v3=7\nm/s,随着功率减小及重物的增加,货箱上升的速度越来越小,故C正确,D错误.因提3个货箱时机械的功率最大,由Pt=W可知以最大功率提升货箱用的时间最少,是12min,故A、B正确.[答案]ABC11.如下图甲所示,质量m=2.0kg的物体静止在水平面上,物体跟水平面间的动摩擦因数μ=0.20.从t=0时刻起,物体受到一个水平力F的作用而开始运动,前8s内F随时间t变化的规律如下图乙所示,g取10m/s2.求:(1)在图丙所示的坐标系中画出物体在前8s内的v-t图象;(2)前8s内水平力F所做的功.[解析] (1)0~4s物体做匀加速直线运动F-μmg=ma1⇒a1=3m/s24s时物体的速度v1=a1t1=12m/s4s~5s物体做加速度为a2的匀减速直线运动F+μmg=ma2⇒a2=7m/s25s时物体的速度v2=v1-a2t2=5m/s5s后F撤去,物体做加速度为a3的匀减速直线运动,设t3时间后物体的速度为零,μmg=ma3⇒a3=μg=2m/s20=v2-a3t3⇒t3=2.5s即5s~7.5s内物体做匀减速直线运动到速度为零.7.5s~8s内物体处于静止状态.综上,0~8s内物体的v-t图象如右图所示.(2)前8s内水平力F所做的功由v-t图象知:WF=F·t1-F·t2=155J.[答案](1)见解析图 (2)155J12.高速连续曝光照相机可在底片上重叠形成多个图象.现利用这架照相机对MD7\n-2000家用汽车的加速性能进行研究,如下图所示为汽车做匀加速直线运动时三次曝光的照片,图中的标尺单位为米,照相机每两次曝光的时间间隔为1.0s.已知该汽车的质量为2000kg,额定功率为72kW,汽车运动过程中所受的阻力始终为1600N.(1)求该汽车加速度的大小.(2)若汽车由静止以此加速度开始做匀加速直线运动,匀加速运动状态最多能保持多长时间?(3)求汽车所能达到的最大速度.[解析] (1)汽车做匀加速直线运动,据运动学公式,有x1=v0·ΔT+a·ΔT2v1=v0+aΔTx2=v1ΔT+a·ΔT2由以上几式可得,Δx=x2-x1=a·ΔT2a==m/s2=1.0m/s2.(2)做匀加速直线运动的汽车所受合力为恒力,由牛顿第二定律得:F-Ff=ma,所以F=ma+Ff=3600N,随着速度的增大,汽车的输出功率增大,当达到额定功率时,匀加速运动的过程结束,由P=Fv得v1==m/s=20m/s,由匀加速运动公式v=at得:t==20s.(3)当汽车达到最大速度时,有F′=Ff=1600N.由P=F′v,得v==m/s=45m/s.[答案](1)1.0m/s2 (2)20s (3)45m/s7

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文章作者:U-336598

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