1、章末分层突破 自我校对力的方向上Fs正负F合scos 不省比值Fcos FvW有用W额外W输出W损失_摩擦力做功的分析1.滑动摩擦力和静摩擦力都可以对物体不做功：如图11所示，物块A从斜槽上滑下，最后停在平板车B上，而平板车始终未动，在物块A与平板车B相对滑动的过程中，平板车B所受的滑动摩擦力不做功，平板车受地面的静摩擦力也不做功2滑动摩擦力和静摩擦力都可以对物体做负功：(1)如图11中，物块A相对于平板车B滑动的过程中，物块A所受的滑动摩擦力对物块做负功图11(2)如图12所示，在一与水平方向夹角为的传送带上，有一物体A随传送带一起匀速向下运动，静摩擦力对物体A做负功图123滑动摩擦力和静摩
2、擦力都可以对物体做正功：(1)如图11中，如果平板车不固定，且地面光滑，在物块A滑上平板车B的过程中，物块对平板车的滑动摩擦力与平板车的运动方向相同，滑动摩擦力对平板车做正功(2)如图12中，如果物体A随传送带一起匀速向上运动，物块A所受静摩擦力与物体的位移方向一致，静摩擦力对物体A做正功 (多选)如图13所示，物体沿弧形轨道滑下后进入足够长的水平传送带，传送带以图示方向匀速运转，则传送带对物体做功情况可能是()图13A始终不做功B先做负功后做正功C先做正功后不做功D先做负功后不做功【解析】设传送带运转的速度大小为v1，物体刚滑上传送带时的速度大小为v2.(1)当v1v2时，物体与传送带间无摩
3、擦力，传送带对物体始终不做功(2)当v1v2时，物体相对于传送带向右运动，物体受到的滑动摩擦力向左，物体先匀减速运动至速度为v1才匀速运动，故传送带对物体先做负功后不做功(3)当v1v2时，物体先匀加速运动直至速度增为v1才匀速运动，故传送带对物体先做正功后不做功【答案】ACD功率的理解及应用1.P，此式求出的是t时间内的平均功率，当然若功率一直不变，亦为瞬时功率，当时间t极短时，求出的功率也是瞬时功率2PFvcos ，即功率等于力F、运动的速度v以及力和速度的夹角的余弦的乘积当0时，公式简化为PFv.3机车以恒定功率启动或以恒定加速度启动(1)PFv指的是牵引力的瞬时功率(2)依据PFv及a
4、讨论各相关量的变化，三个最终状态量的特点：PPm，a0(Ff)，vvm.质量为2 kg的物体做自由落体运动，经过2 s落地g取10 m/s2.关于重力做功的功率，下列说法正确的是() 【导学号：45732023】A下落过程中重力的平均功率是400 WB下落过程中重力的平均功率是100 WC落地前的瞬间重力的瞬时功率是400 WD落地前的瞬间重力的瞬时功率是200 W【解析】物体2 s下落的高度为hgt220 m，落地时的速度为vgt20 m/s，所以下落过程中重力的平均功率是P200 W，落到地面前的瞬间重力的瞬时功率是Pmgv400 W，选项C正确【答案】C一辆汽车质量为1103 kg，最大
5、功率为2104 W，在水平路面上由静止开始做直线运动，最大速度为v2，运动中汽车所受阻力恒定发动机的最大牵引力为3103 N，其行驶过程中牵引力F与车速的倒数的关系如图14所示试求：图14(1)根据图线ABC判断汽车做什么运动；(2)v2的大小；(3)整个运动过程中的最大加速度【解析】(1)题图中图线AB段牵引力F不变，阻力f不变，汽车做匀加速直线运动，图线BC的斜率表示汽车的功率P，P不变，则汽车做加速度减小的加速运动，直至达到最大速度v2，此后汽车做匀速直线运动(2)当汽车的速度为v2时，牵引力为F11103 Nv2 m/s20 m/s.(3)汽车做匀加速直线运动时的加速度最大阻力f N1
6、 000 Nam/s22 m/s2.【答案】(1)见解析(2)20 m/s(3)2 m/s2用公式PFv处理机车起动问题时应注意的问题(1)公式PFv中的F指的是机车的牵引力，而不是合外力(2)只有机车匀速运动时，牵引力F才等于它受到的阻力f大小(3)机车以恒定加速度启动时，匀加速结束时的速度并没有达到最终匀速运动的速度vm.(教师用书独具)1(多选)两实心小球甲和乙由同一种材料制成，甲球质量大于乙球质量两球在空气中由静止下落，假设它们运动时受到的阻力与球的半径成正比，与球的速率无关若它们下落相同的距离，则()A甲球用的时间比乙球长B甲球末速度的大小大于乙球末速度的大小C甲球加速度的大小小于乙
7、球加速度的大小D甲球克服阻力做的功大于乙球克服阻力做的功【解析】设小球在下落过程中所受阻力F阻kR，k为常数，R为小球半径，由牛顿第二定律可知：mgF阻ma，由mVR3知：R3gkRR3a，即ag，故知：R越大，a越大，即下落过程中a甲a乙，选项C错误；下落相同的距离，由hat2知，a越大，t越小，选项A错误；由2ahv2v知，v00，a越大，v越大，选项B正确；由W阻F阻h知，甲球克服阻力做的功更大一些，选项D正确【答案】BD2(多选)我国科学家正在研制航母舰载机使用的电磁弹射器舰载机总质量为3.0104 kg，设起飞过程中发动机的推力恒为1.0105 N；弹射器有效作用长度为100 m，推
8、力恒定要求舰载机在水平弹射结束时速度大小达到80 m/s.弹射过程中舰载机所受总推力为弹射器和发动机推力之和，假设所受阻力为总推力的20%，则()A弹射器的推力大小为1.1106 NB弹射器对舰载机所做的功为1.1108 JC弹射器对舰载机做功的平均功率为8.8107 WD舰载机在弹射过程中的加速度大小为32 m/s2【解析】对舰载机应用运动学公式v2022ax，即8022a100，得加速度a32 m/s2，选项D正确；设总推力为F，对舰载机应用牛顿第二定律可知：F20%Fma，得F1.2106 N，而发动机的推力为1.0105 N，则弹射器的推力为F推(1.21061.0105)N1.110
9、6 N，选项A正确；弹射器对舰载机所做的功为WF推l1.1108 J，选项B正确；弹射过程所用的时间为t s2.5 s，平均功率P W4.4107W，选项C错误【答案】ABD3一汽车在平直公路上行驶从某时刻开始计时，发动机的功率P随时间t的变化如图15所示假定汽车所受阻力的大小f恒定不变下列描述该汽车的速度v随时间t变化的图线中，可能正确的是()图15【解析】由Pt图象知：0t1内汽车以恒定功率P1行驶，t1t2内汽车以恒定功率P2行驶设汽车所受牵引力为F，则由PFv得，当v增加时，F减小，由a知a减小，又因速度不可能突变，所以选项B、C、D错误，选项A正确【答案】A4某车以相同的功率在两种不
10、同的水平路面上行驶，受到的阻力分别为车重的k1和k2倍，最大速率分别为v1和v2，则()Av2k1v1Bv2v1Cv2v1 Dv2k2v1【解析】车达到最大速度时，牵引力大小等于阻力大小，此时车的功率等于克服阻力做功的功率故Pk1mgv1k2mgv2，解得v2v1，选项B正确【答案】B5在讨论做功与哪些因素有关时，有下列三种过程：a.用水平推力F推一质量为m的物体，在光滑水平面上前进s；b.用水平推力F推一质量是2m的物体，在粗糙水平面上前进s；c.用与光滑斜面平行的推力F推一质量为2m的物体，沿斜面向上前进s.则关于力F在以上过程中做功多少的说法正确的是()Aa做功最多Bb做功最多Cc做功最
11、多 D做功一样多【解析】物体在力F的方向上发生的位移相同，都是s，根据功的定义式可知，在这三种过程中力F做功相等，选项D正确【答案】D6一种氢气燃料的汽车，质量为m2.0103 kg，发动机的额定输出功率为80 kW，行驶在平直公路上时所受阻力恒为车重的0.1倍若汽车从静止开始先匀加速启动，加速度的大小为a1.0 m/s2.达到额定输出功率后，汽车保持功率不变又加速行驶了800 m，直到获得最大速度后才匀速行驶(g取10 m/s2) 试求：(1)汽车的最大行驶速度；(2)汽车匀加速阶段结束时的速度大小【解析】(1)当牵引力等于阻力时，汽车的行驶速度最大则：vm m/s40 m/s.(2)汽车功率增加到额定功率时，匀加速运动结束，此时汽车的速度为v1，由Ffma得F4103 N由P额Fv1得v1 m/s20 m/s.【答案】(1)40 m/s(2)20 m/s