2022年《创新教程》高考物理新课标大一轮复习课时作业：第五章-机械能及其守恒定律-1-.docx

第五章 第1讲

对应同学用书　课时冲关(十四)第289页
一、选择题
1．如图所示，质量为m的物体置于倾角为θ的斜面上，物体与斜面间的动摩擦因数为μ，在外力作用下，斜面以加速度a沿水平方向向左做匀加速运动，运动中物体m与斜面体相对静止．则关于斜面对m的支持力和摩擦力的下列说法中错误的是(　　)
A．支持力确定做正功
B．摩擦力确定做正功
C．摩擦力可能不做功
D．摩擦力可能做负功
解析：因加速度a的大小状况不确定，故物体m可能不受摩擦力，也可能受沿斜面对上或向下的摩擦力，故摩擦力对物体做功状况不确定，B错误，C、D正确；因支持力与位移方向夹角小于90°，故支持力确定做正功，A正确．
答案：B
2．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．物体加速运动时比减速运动时，F做的功多
C．物体无论是加速运动、减速运动还是匀速运动，力F做的功一样多
D．有摩擦力时与无摩擦力时F的平均功率相等
解析：无论有无摩擦或者物体加速运动还是减速运动，恒力F做的功都是W＝Fx，选项A、B错误，C正确；有摩擦力时与无摩擦力时F做的功一样多，但做功的时间不同，所以平均功率不同，选项D错误．
答案：C
3．如图所示，长为L的小车置于光滑的水平面上，小车前端放一小物块，用大小为F的水平力将小车向右拉动一段距离s，物块刚好滑到小车的左端．物块与小车间的摩擦力为f，在此过程中(　　)
A．摩擦力对小物块做的功为fs
B．摩擦力对系统做的总功为0
C．力F对小车做的功为fL
D．小车克服摩擦力所做的功为fs
解析：摩擦力对小物块做的功为f(s－L)，小车克服摩擦力所做的功为fs，摩擦力对系统做的总功为－fL，力F对小车做的功为Fs，只有选项D正确．
答案：D
4．(2022年汕头模拟)一辆汽车从静止动身，在平直的大路上加速前进，假如发动机的牵引力保持恒定，汽车所受阻力保持不变，在此过程中(　　)
A．汽车的速度与时间成正比
B．汽车的位移与时间成正比
C．汽车做变加速直线运动
D．汽车发动机做的功与时间成正比
解析：由F－Ff＝ma可知，因汽车牵引力F保持恒定，故汽车做匀加速直线运动，C错误；由v＝at可知，A正确；而x＝at2，故B错误；由WF＝F·x＝F·at2可知，D错误．
答案：A
5．(2021年开封一中检测)如图所示，木板质量为M，长度为L，小木块质量为m，水平地面光滑，一根不计质量的轻绳跨过定滑轮分别与M和m连接，小木块与木板间的动摩擦因数为μ，开头时木块静止在木板左端，现用水平向右的力将m拉至右端，拉力至少做功为(　　)

A．μmgL　　　　　　　　 B．2μmgL
C．μmgL/2 D．μ(M＋m)gL
解析：m缓慢运动至右端，拉力F做功最小，其中F＝μmg＋FT，FT＝μmg，小木块位移为，所以WF＝F·＝μmgL.
答案：A
6．(2021年洛阳名校联考)质量分别为2m和m的A、B两物体分别在水平恒力F1和F2的作用下沿水平面运动，撤去F1、F2后受摩擦力的作用减速到停止，其v­t图象如图所示，则下列说法正确的是(　　)

A．F1、F2大小相等
B．F1、F2对A、B做功之比为2∶1
C．A、B受到的摩擦力大小相等
D．全过程中摩擦力对A、B做功之比为1∶2
解析：设A加速时加速度大小为a，则减速时加速度大小为0.5a，B加速时加速度大小为0.5a，减速时加速度大小为a.依据牛顿其次定律，对A：F1－f1＝2ma，f1＝2m×0.5a，对B：F2－f2＝0.5ma，f2＝ma，解得F1＝3ma，F2＝1.5Ma，f2＝f1，A错误，C正确．外力F1、F2做功分别为：W1＝F1s1，W2＝F2s2，由图线围成的面积可知s1＝0.5s2，故W1∶W2＝1∶1，B错误．两物体运动位移相同，故摩擦力做功之比为f1s∶f2s＝1∶1，D错误．
答案：C
7．如图所示，光滑斜面上有一固定挡板P，质量为m的物块被拦住且与斜面始终保持相对静止．下列说法正确的是(　　)
A．若斜面对上匀速运动距离h，则斜面对物块做功为mgh
B．若斜面对右匀速运动距离s，则斜面对物块做功为mgs
C．若斜面以加速度a向左匀加速运动距离s，则斜面对物块做功为mas
D．若斜面以加速度a向下匀加速运动距离h，则斜面对物块做功为m(g＋a)h
解析：若斜面对上匀速运动，斜面对物块的作用力与滑块重力等大反向，所以运动距离为h时，斜面对物块做功为mgh，选项A正确；若斜面对右匀速运动，斜面对物块的作用力大小等于mg，方向竖直向上，即与运动方向垂直，所以斜面对物体不做功，选项B错误；若斜面以加速度a向左匀加速运动，则斜面对物体做的功等于合外力对物体做的功，即为mas，选项C正确；若斜面以加速度a向下匀加速运动，设斜面对物体的作用力为F，取竖直向下为正方向，则mg－F＝ma，所以F＝m(g－a)，当运动距离为h时，斜面对物体做负功－m(g－a)h，选项D错误．
答案：AC
8．如图所示，半径为R的孔径均匀的圆形弯管水平放置，小球在管内以足够大的初速度v0在水平面内做圆周运动，小球与管壁间的动摩擦因数为μ，设从开头运动的一周内小球从A到B和从B到A的过程中摩擦力对小球做的功分别为W1和W2，在这一周内摩擦力做的总功为W3，则下列关系式正确的是(　　)
A．W1>W2 B．W1＝W2
C．W3＝0 D．W3＝W1＋W2
解析：小球在水平弯管内运动，滑动摩擦力始终与速度方向相反，做负功，对每一小段圆弧有Wi＝－FfiΔxi；而小球在水平面内做圆周运动的向心力是由外管壁对小球的弹力FN供应，即FN＝F向＝m，由于m、R不变，摩擦力对小球做负功，所以小球运动速率v减小，向心力减小，即FN减小，由Ff＝μFN知，滑动摩擦力Ff也减小，经过每一小段圆弧，摩擦力做的功将渐渐削减，一周内有W1>W2；W1和W2均为负功，有W3＝W1＋W2.[来源:学科网ZXXK]
答案：AD
9．一汽车质量为3×103 kg，它的发动机额定功率为60 kW，它以额定功率匀速行驶时速度为120 km/h，若汽车行驶时受到的阻力和汽车的重力成正比，下列说法中正确的是(　　)
A．汽车行驶时受到的阻力大小为1.8×103 N
B．汽车以54 km/h的速度匀速行驶时消耗的功率为30 kW
C．汽车消耗功率为45 kW时，若其加速度为0.4 m/s2，则它行驶的速度为15 m/s
D．若汽车保持额定功率不变从静止状态启动，汽车启动后加速度将会越来越小
解析：由P＝Fv可得汽车以额定功率P＝60 kW、以速度v＝120 km/h＝m/s匀速行驶时，受到的阻力大小为f＝F＝P/v＝1.8×103 N，A项正确；汽车以54 km/h的速度匀速行驶时消耗的功率为P＝fv＝1.8×103×15 W＝27 kW，B项错；汽车消耗功率为45 kW行驶的速度为15 m/s时，其牵引力F＝P/v＝3×103 N，由牛顿其次定律得加速度a＝＝0.4 m/s2，C项正确；若汽车保持额定功率不变从静止状态启动，其牵引力F随汽车速度的增大而减小，所以汽车启动后加速度将会越来越小，D项正确．
答案：ACD
10．一个质量为50 kg的人乘坐电梯，由静止开头上升，整个过程中电梯对人做功的功率随时间变化的P­t图象如图所示，g＝10 m/s2，加速和减速过程均为匀变速运动，则以下说法正确的是(　　)
A．图中P1的值为900 W
B．图中P2的值为1 100 W
C．电梯匀速阶段运动的速度为2 m/s
D．电梯加速运动过程中对人所做的功大于减速阶段对人所做的功
解析：由于加速和减速过程均为匀变速运动，所以每个过程中电梯对人的作用力均为恒力．由题图可知在第2～5 s过程中，电梯匀速上升，电梯对人的支持力大小等于重力500 N．由P＝Fv可知，电梯以2 m/s的速度匀速上升，C正确；电梯加速上升的末速度和减速上升的初速度均为2 m/s，加速度大小分别为1 m/s2和0.5 m/s2.由牛顿其次定律得加速过程F2＝mg＋ma＝550 N，减速过程F1＝mg－ma2＝475 N，故P2＝F2v＝1 100 W，P1＝F1v＝950 W．故A项错，B项正确．在P­t图象中，图线与坐标轴所围的面积表示电梯对人的支持力所做的功，由图象易知，加速过程中电梯对人所做的功小于减速过程中电梯对人所做的功，D项错误．
答案：BC[来源:Zxxk.Com]
二、非选择题
11．如图所示，质量为m的小球用长L的细线悬挂而静止在竖直位置．在下列三种状况下，分别用水平拉力F将小球拉到细线与竖直方向成θ角的位置．在此过程中，拉力F做的功各是多少？
(1)用F缓慢地拉；
(2)F为恒力；
(3)若F为恒力，而且拉到该位置时小球的速度刚好为零．
解析：(1)用力F缓慢地拉小球时，拉力F为变力，由能量守恒定律得拉力F的功WF＝mgL(1－cos θ)．[来源:学,科,网Z,X,X,K]
(2)F为恒力时，依据功的公式得F做的功为
WF＝FLsin θ.
(3)因拉力为恒力，故拉力的功WF＝FLsin θ，又因拉到该处时小球的速度刚好为零，由动能定理可得：
WF＝mgL(1－cos θ)．
答案：(1)mgL(1－cos θ)　(2)FLsin θ
(3)FLsin θ或mgL(1－cos θ)
12．(2022四川省凉山州二诊)电动自行车以省力、便利出行等优点渐渐取代了传统自行车．已知一电动自行车的部分技术指标分别是：整车质量为m
＝40 kg，电源输出电压U＝36 V，电动机额定输出机械功率为P＝180 W，载重上限为M＝160 kg.已知在行驶过程中受到的阻力与车重(包括载重)成正比，比例系数为k.在平直路面上满载的状况下最大速度为＝18km/h.请依据以上信息，求：
(1)比例系数k；
(2)一个体重为60 kg的人在同样的水平路面上骑此电动自行车，并以额定输出机械功率由静止启动，他能达到最大速度是多少？若从静止开头到达到最大速度用时t＝30 s，求由静止开头加速到最大速度的过程中所经过的距离(g取10 m/s2，全部结果均保留2位有效数字)

解析：(1)由题意可知，满载时最大速度为v0＝18 km/h＝5 m/s.
由P＝Fv0可得F＝36 N.
电动自行车匀速运动，F＝f＝k(m＋M)g，
解得：k＝0.018.
(2)此次运动所受阻力f′＝k(m＋M)g＝18 N，
当F＝f′时，速度最大，vm＝P/f＝10 m/s.
由动能定律，Pt－f′x＝(m＋M)v[来源:Z。xx。k.Com]
解得：x＝22 m.
答案：(1)k＝0.018　(2)22 m