1、第二模块 第5章 第1单元一、选择题1一人乘电梯从1楼到20楼，在此过程中经历了先加速，后匀速，再减速的运动过程，则电梯支持力对人做功情况是()A加速时做正功，匀速时不做功，减速时做负功B加速时做正功，匀速和减速时做负功C加速和匀速时做正功，减速时做负功D始终做正功解析：力对物体做功的表达式为WFlcos，090时，F做正功，90，F不做功，90180时，F做负功，支持力始终竖直向上，与位移同向，0，故支持力始终做正功，D正确答案：D2关于作用力与反作用力做功的关系，下列说法正确的是()A当作用力做正功时，反作用力一定做负功B当作用力不做功时，反作用力也不做功C作用力与反作用力所做的功一定是大
2、小相等、正负相反D作用力做正功时，反作用力也可以做正功解析：作用力与反作用力等大反向，但二者对地位移无此关系例如静止于水面上的小船，人水平跳离船时，作用力与反作用力都做正功，故D对A错又如在水平地面上滑行的物体，相互作用的摩擦力，一个做功，另一个不做功，故B错答案：D3(2010年黄冈模拟)如图10所示，质量相同的两物体处于同一高度，A沿固定在地面上的光滑斜面下滑，B自由下落，最后到达同一水平面，则 ()图10A重力对两物体做的功相同B重力的平均功率相同C到达底端时重力的瞬时功率PAPB D到达底端时两物体的动能相同，速度相同解析：由于两个物体质量相同、 下落高度相同，所以重力对两物体做的功相
3、同，A选项正确由于下落的时间不同，所以重力的平均功率不相同，B选项错误根据机械能守恒可知，两物体到达底端时动能相同，即速度大小相同、方向不同，D选项错误由瞬时功率的计算式可得PAmgvcos，PBmgv，因此，到达底端时重力的瞬时功率PAPB，C选项正确答案：AC4如图11所示，两个物体与水平地面间的动摩擦因数相等，它们的质量也相等在甲图用力F1拉物体，在乙图用力F2推物体，夹角均为，两个物体都做匀速直线运动，通过相同的位移，设F1和F2对物体所做的功为W1和W2，物体克服摩擦力做的功为W3和W4，下列哪组表示式是正确的 ()图11AW1W2，W3W4BW1W2，W3W2，W3W4 DW1W4
4、解析：因匀速运动，故F1cos(mgF1sin)F2cos(mgF2sin)由以上两式可以看出，F1F2，Ff甲Ff乙由公式WFLcos，得W1W2；W3W4.答案：B5(2008年宁夏卷)一滑块在水平地面上沿直线滑行，t0时其速度为1 m/s，从此刻开始在滑块运动方向上再施加一水平作用力F，力F和滑块的速率v随时间的变化规律分别如图12甲和乙所示，设在第1秒内、第2秒内、第3秒内力F对滑块做的功分别为W1、W2、W3，则以下关系正确的是()图12AW1W2W3 BW1W2W3CW1W3W2 DW1W2W3解析：力F做的功等于每段恒力F与该段滑块运动的位移数值(vt图象中图象与坐标轴围成的面积
5、)的乘积，第1秒内，位移为一个小三角形面积S；第2秒内，位移也为一个小三角形面积S；第3秒内，位移为两个小三角形面积2S，故W11S，W23S，W34S，所以W1W2W3.答案：B6汽车在水平路面上从静止开始做匀加速直线运动， t1末关闭发动机，做匀减速直线运动，t2末静止，其vt图象如图13所示，图中P1，C项错加速阶段和减速阶段平均速度相等，所以摩擦力的平均功率相等，D项正确答案：ABD7质量为m的汽车以恒定的功率P在平直的公路上行驶，汽车匀速行驶时的速率为v1，则当汽车的速率为v2(v2v1)时，汽车的加速度为()A. B.C. D.解析：汽车所受阻力为Ff，汽车速度为v2时的牵引力为F
6、，由牛顿第二定律得FFfma，即ma，所以a，应选C.答案：C8一列火车在额定功率下由静止从车站出发，沿直线轨道运动，行驶5 min后速度达到30 m/s，设列车所受阻力恒定，则可以判断列车在这段时间内行驶的距离()A一定大于4.5 kmB可能等于4.5 kmC一定小于4.5 kmD条件不足，无法确定 解析：若火车在5 min300 s内，匀加速至30 m/s，则行驶的 位移xvt4.5 km，而该题中火车是以额定功率出发，由速度时间图线得火车的行驶距离一定大于4.5 km，如图14中所示，阴影部分的面积一定大于OAB的面积，故选A. 图14 答案：A9一根质量为M的直木棒，悬挂在O点，有一只
7、质量为m的猴子抓着木棒，如图15所示，剪断悬挂木棒的细绳，木棒开始下落，同时猴子开始沿木棒向上爬设在一段时间内木棒沿竖直方向下落，猴子对地的高度保持不变，忽略空气阻力，则图15所示的四个图象中能正确反映在这段时间内猴子做功的功率随时间变化的关系的是()图15解析：猴子对地的高度不变，所以猴子受力平衡设猴子的质量为m，木棒对猴子的作用力为F，则有Fmg；对木棒，设木棒的重力为Mg，则木棒所受合力为FMgmgMg，根据力的作用相互性FF，根据牛顿第二定律，MgmgMa，可见a是恒量，t时刻木棒速度vat，猴子做功的功率Pmgvmgat，P与t为正比例关系，故B正确答案：B10一起重机的钢绳由静止开
8、始匀加速提起质量为m的重物，当重物的速度为v1时，起重机的有用功率达到最大值P以后，起重机保持该功率不变，继续提升重物，直到以最大速度v2匀速上升为止，物体上升的高度为h，则整个过程中，下列说法正确的是()A钢绳的最大拉力为B钢绳的最大拉力为C重物的最大速度v2D重物匀加速运动的加速度为g解析：由Fmgma和PFv可知，重物匀加速上升过程中钢绳拉力大于重力且不变，达到最大功率P后，随v增加，钢绳拉力F变小，当Fmg时重物达最大速度v2，故v2，最大拉力Fmgma，A错误，B、C正确，由mgma得：ag，D正确答案：BCD二、计算题11静止在水平地面上的木箱，质量m50 kg.木箱与地面间的动摩
9、擦因数0.4，若用大小为400 N、方向与水平方向成37角的斜向上的拉力拉木箱从静止开始运动，使木箱能够到达50 m远处，拉力最少做多少功？(cos370.8，取g10 m/s2)解析：欲使拉力做功最少，须使拉力作用的位移最小，故重物应先在拉力作用下加速，再撤去拉力使木箱减速，到达50 m处时速度恰好减为0.设加速时加速度的大小为a1，减速时加速度的大小为a2.由牛顿第二定律得，加速时有：水平方向Fcos37FNma1竖直方向Fsin37FNmg0减速时有：mgma2且有v22a1x12a2x2x1x2x联立以上各式解得：x124 m由功的定义，有WFx1cos37400240.8 J7.68
10、103 J.答案：7.68103 J12额定功率为80 kW的汽车，在某平直的公路上行驶的最大速度为20 m/s，汽车的质量是m2103 kg，如果汽车从静止开始做匀加速直线运动，加速度大小为2 m/s2，运动过程中阻力不变求：(1)汽车所受的阻力是多大？(2)3 s末汽车的瞬时功率是多大？(3)匀加速直线运动的时间是多长？(4)在匀加速直线运动中，汽车的牵引力做的功是多少？解析：(1)当FFf时，速度最大，所以，根据P额Ffvm得Ff80 N4103 N.(2)根据牛顿第二定律，得FFfma，根据瞬时功率计算式，得PFvFat，所以由两式得P(Ffma)at(410321032)23 W4.8104 W.(3)根据PFv可知：随v的增加，直到功率等于额定功率时，汽车完成整个匀加速直线运动过程，所以P额Fatm将式代入式得tm s5 s.(4)根据功的计算式得WFFsFat(Ffma)at(410321032)252 J2105 J.答案：(1)4103 N(2)4.8104 W(3)5 s(4)2105 J
