课时作业 16
[双基过关练] 1．如图所示，李明同学站在处于静止状态的倾斜电梯上，电梯从静止开始启动后匀加速上升，到达一定速度后再匀速上升．电梯与水平地面成θ角．若以FN表示水平梯板对李明的支持力，G为李明受到的重力，Ff为电梯对李明的静摩擦力，则下列结论正确的是( ) A．加速过程中Ff≠0，Ff、FN、G都做功 B．加速过程中Ff≠0，FN不做功 C．加速过程中Ff＝0，FN、G都做功 D．匀速过程中Ff＝0，FN、G都不做功 解析：加速过程中，水平方向的加速度由静摩擦力Ff提供，所以Ff≠0，Ff、FN做正功，G做负功，选项A正确，B、C错误；匀速过程中，水平方向不受静摩擦力作用，Ff＝0，FN做正功，G做负功，选项D错误． 答案：A 2．(2024·郑州模拟)如图所示，小球置于倾角为45°斜面上被竖直挡板挡住，整个装置匀速竖直下降一段距离，此过程中，小球重力大小为G，做功为WG；斜面对小球的弹力大小为F1，小球克服F1做功为W1；挡板对小球的弹力大小F2，做功为W2，不计一切摩擦，则下列判断正确的是( ) A．F2＝G，W2＝0 B．F1＝G，W1＝WG C．F1>G，W1>WG D．F2>G，W2>WG 解析：小球匀速竖直下降，由平衡条件得，F1cos45°＝G，F1sin45°＝F2，联立解得F2＝G，F1＝2G.由于F2与位移方向垂直，则F2不做功，故W2＝0，F1做功大小为W1＝F1hcos45°＝Gh，重力做功大小为WG＝Gh，因此W1＝WG，故选项A正确． 答案：A 3．(多选)如图是一种工具——石磨，下面磨盘固定，上面磨盘可绕过中心的竖直转轴，在推杆带动下在水平面内转动．若上面磨盘直径为D，质量为m且均匀分布，磨盘间动摩擦因数为μ.若推杆在外力作用下以角速度ω匀速转动，磨盘转动一周，外力克服磨盘间摩擦力做功为W，则( ) ωDA．磨盘边缘的线速度为 2B．磨盘边缘的线速度为ωD C．摩擦力的等效作用点离转轴距离为 πμmgD．摩擦力的等效作用点离转轴距离为 2πμmgWW
ωD解析：由v＝ωr得，v＝，故选项A正确、B错误；摩擦力的方向与运动方向始终相反，用微元法，在很小2的一段位移内可以看成恒力，磨盘转一周克服摩擦力做功W＝μmgs，对应圆的周长s＝2πr，解得r＝选项C错误、D正确． 答案：AD ，故2πμmgW 4．(2024·南通、扬州、泰州三模)竹蜻蜓是我国古代发明的一种儿童玩具，上世纪三十年代，人们根据竹蜻蜓原理设计了直升机的螺旋桨．如图，一小孩搓动质量为20 g的竹蜻蜒，松开后竹蜻蜓能上升到二层楼房顶高处．在搓动过程中手对竹蜻蜒做的功可能是( ) A．0.2 J B．0.6 J C．1.0 J D．2.5 J 解析：竹蜻蜓在上升到最高点的过程中，动能转化为重力势能和内能，一般每层楼房的高度为3 m，二层也就是6 m，所以重力势能的增加量为Ep＝mgh＝1.2 J，则在搓动过程中手对竹蜻蜓做的功要大于1.2 J，A、B、C选项错误，D项正确． 答案：D 5．(2024·湖南省五市十校高三联考)通过认真学习，同学们掌握了丰富的物理知识．下列说法中正确的是( ) A．汽车在光滑的水平面上运动时，驾驶员通过操作方向盘，可以使汽车转弯 B．在某一过程中，只要物体的位移为0，任何力对该物体所做的功就为0 C．物体的速度为0时，其加速度可能不为0 D．静摩擦力对受力物体可以做正功，滑动摩擦力对受力物体一定做负功 解析：汽车在水平面上转弯时，向心力的来源是静摩擦力，所以在光滑水平面上，通过操作方向盘，不能使汽车转弯，A项错误；B选项容易片面地理解为W＝Fx，因为位移x＝0，所以W＝0，但该公式只适用于恒力做功，例如汽车绕操场一圈回到出发点，虽然汽车的位移为零，但牵引力对汽车做了功，牵引力做的功为牵引力乘以路程，B项错误；物体的速度与加速度没有必然联系，例如汽车启动的瞬间，虽然汽车的速度为0，但加速度不为0，C项正确；摩擦力可以对物体做正功、做负功或不做功，D项错误． 答案：C 6．一汽车以速度v0在平直路面上匀速行驶，在t＝0时该汽车进入一定倾角的上坡路段，设汽车行驶过程中受到的阻力大小恒定不变，发动机的输出功率不变，已知汽车上坡路面足够长．从t＝0时刻开始，汽车运动的v－t图象可能正确的有( ) 解析：汽车在平直路面上以速度v0匀速行驶时，设汽车受到的阻力大小为Ff，汽车的牵引力大小为F，t＝0时Ff＋mgsinθ－FP刻汽车上坡，加速度以a＝，汽车立即减速，又牵引力F＝随速度减小而增大，汽车做加速度减小mv的减速运动，当加速度减小为0时，汽车匀速运动，选项D正确． 答案：D 7．A、B两物体的质量之比mA：mB＝：1，它们以相同的初速度v0在水平面上做匀减速直线运动，直到停止，其速度—时间图象如图所示．那么，A、B两物体所受摩擦阻力之比FAFB与A、B两物体克服摩擦阻力做功之比WAWB分别为( ) A．：：1 B．：：1 C．：：2 D．：：4
解析：由v－t图象可知：aA：aB＝：1，又由F＝ma，mA：mB＝：1，可得FA：FB＝：1；又由题图中面积关系可知A、B位移之比xA：xB＝：2，由做功公式W＝Fx，可得WA：WB＝：1，故选B. 答案：B 348．质量为5×10kg的汽车在t＝0时刻速度v0＝10 m/s，随后以P＝6×10 W的额定功率沿平直公路继续前进，3经72 s达到最大速度，设汽车受恒定阻力，其大小为2.5×10 N．求： (1)汽车的最大速度vm； (2)汽车在72 s内经过的路程x. 解析：(1)汽车达到最大速度时，牵引力等于阻力， 4P6×10由P＝Ffvm，得vm＝＝ m/s＝24 m/s Ff2.5×1031212(2)由动能定理得Pt－Ffx＝mvm－mv0 22222Pt－mvm－v0故x＝＝1 252 m 2Ff答案：(1)24 m/s (2)1 252 m [能力提升练] 9．一木块前端有一滑轮，绳的一端系在右方固定处，水平穿过滑轮，另一端用恒力F拉住，保持两股绳之间的夹角θ不变，如图所示，当用力F拉绳使木块前进x时，力F对木块做的功(不计绳重和滑轮摩擦)是( ) A．Fxcosθ B．Fx(1＋cosθ) C．2Fxcosθ D．2Fx 解析：根据动滑轮的特点可求出绳子在F方向上的位移为x＝x(1＋cosθ)，根据恒力做功公式得W＝Fx＝Fx(1＋cosθ)，或可看成两股绳都在对木块做功W＝Fx＋Fxcosθ＝Fx(1＋cosθ)，则选项B正确． 答案：B 3310．(多选)发动机额定功率为80 kW的汽车，质量为2×10 kg，在水平路面上行驶时汽车所受摩擦阻力恒为4×10 N，若汽车在平直公路上以额定功率启动，则下列说法中正确的是( ) A．汽车的加速度和速度都逐渐增加 B．汽车匀速行驶时，所受的牵引力为零 C．汽车的最大速度为20 m/s 2D．当汽车速度为5 m/s时，其加速度为6 m/s 解析：由P＝Fv，F－Ff＝ma可知，在汽车以额定功率启动的过程中，F逐渐变小，汽车的加速度a逐渐减小，P80×103但速度逐渐增加，当匀速行驶时，F＝Ff，此时加速度为零，速度达到最大值，则vm＝＝ m/s＝20 m/s，故Ff4×103A、B错误，C正确；当汽车速度为5 m/s时，由牛顿第二定律得－Ff＝ma，解得a＝6 m/s，故D正确． 答案：CD Pv2 1311．(2024·江西省吉安市一中段考)如图所示为牵引力F和车速倒数的关系图象，若汽车质量为2×10 kg，v它由静止开始沿平直公路行驶，且行驶中阻力恒定，设其最大车速为30 m/s，则正确的是( ) 3A．汽车所受阻力为2×10 N 4B．汽车车速为15 m/s，功率为3×10 W 2C．汽车匀加速的加速度为3 m/s D．汽车匀加速所需时间为4.5 s
2024届高考物理一轮复习：第四章曲线运动课时作业16
