專(zhuān)題3 功與能 第1講 功和動(dòng)能定理

1、專(zhuān)題 3 功與能第1講 功和動(dòng)能定理（B卷）一選擇題1.（2015 -揚(yáng)州開(kāi)學(xué)考試2）.將一只蘋(píng)果斜向上拋出，蘋(píng)果在空中依= 10m= 10m/s的初速度從粗糙斜面上的P點(diǎn)沿斜面向上運(yùn)動(dòng)到達(dá)最高點(diǎn)后，又沿原路返回，其速率隨時(shí)間變化的圖像如圖乙所示，已知斜面固定且足夠長(zhǎng).且不計(jì)空氣阻力，取g = 10m/s2 .下列說(shuō)法中正確的是（）物塊所受的重力與摩擦力之比為3 : 2在t = 1s到t=6s的時(shí)間內(nèi)物塊所受重力的平均功率為50W在t=6s時(shí)物體克服摩擦力做功的功率為20W在t = 0到t=1s時(shí)間內(nèi)機(jī)械能的變化量大小與t=1s到t=6s時(shí)間內(nèi)機(jī)械能變化量大小之比為1 : 53.（2015-連

2、徐宿三調(diào)4）. 一汽車(chē)在平直公路上以20kW的功率行 駛， t1 時(shí)刻駛?cè)肓硪欢巫枇愣ǖ钠街惫?，?vt 圖象如圖所示，已知汽車(chē)的質(zhì)量為 2x103kg。下列說(shuō)法正確的是（）t1前汽車(chē)受到的阻力大小為lxlO3Nv/ (ms-1)10tv/ (ms-1)10t1時(shí)刻汽車(chē)加速度突然變?yōu)閘m/s2t2t/s-t2t/s二非選擇題4.（2015-揚(yáng)州高三測(cè)試訂3）. （15 分）某日有霧的清晨，一艘質(zhì)量為m=500t的輪船，從某碼 頭由靜止起航做直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)，并保持發(fā)動(dòng)機(jī)的輸出功率等于額定功率不變，經(jīng)t0=10min后，達(dá)到最大行駛速度v =20m/s，霧也恰好散開(kāi)，此時(shí)船長(zhǎng)突然發(fā)現(xiàn)航線(xiàn)正前方S=4

3、80m處，m有一艘拖網(wǎng)漁船以v=5m/s的速度沿垂直航線(xiàn)方向 勻速運(yùn)動(dòng)，且此時(shí)漁船船頭恰好位于輪船的航線(xiàn) 上，輪船船長(zhǎng)立即下令采取制動(dòng)措施，附加了恒 定的制動(dòng)力F=1.0 xl05N,結(jié)果漁船的拖網(wǎng)越過(guò)輪 船的航線(xiàn)時(shí)，輪船也恰好從該點(diǎn)通過(guò)，從而避免 了事故的發(fā)生已知漁船連同拖網(wǎng)總長(zhǎng)度 L=200m （不考慮拖網(wǎng)漁船的寬度）,假定水對(duì)船阻力的大 小恒定不變,求：（1）輪船減速時(shí)的加速度大?。唬?）輪船的額定功率 P；（3）發(fā)現(xiàn)漁船時(shí),輪船離開(kāi)碼頭的距離5.（2015-江山市模擬-10）. （16分）2014年12月10日杭（州）長(zhǎng)（沙）高鐵正式開(kāi)通運(yùn)行.杭 長(zhǎng)高鐵線(xiàn)路全長(zhǎng)933公里，設(shè)計(jì)最高時(shí)速

4、為350km，使杭州到長(zhǎng)沙最快運(yùn)行時(shí)間由目前的8 小時(shí) 15 分壓縮到 3 小時(shí) 36 分,同時(shí)杭州到廣州等地的旅行時(shí)間也大大縮短,我們江山也進(jìn) 入了“高鐵時(shí)代”.高速運(yùn)動(dòng)的列車(chē)是由幾節(jié)自帶動(dòng)力的車(chē)廂加幾節(jié)不帶動(dòng)力的車(chē)廂組成一個(gè) 編組，稱(chēng)為動(dòng)車(chē)組.動(dòng)車(chē)組在高速運(yùn)行情況下若進(jìn)行制動(dòng)，須先采用“再生制動(dòng)”，當(dāng)速度較 小時(shí)才實(shí)施機(jī)械制動(dòng).所謂“再生制動(dòng)”就是列車(chē)靠慣性滑行時(shí)帶動(dòng)發(fā)電機(jī)發(fā)電，將動(dòng)能轉(zhuǎn)化 為電能.設(shè)列車(chē)某次制動(dòng)時(shí)速度從324km/h降低到90km/h的過(guò)程中采用的是“再生制動(dòng)”， 速度從 90km/h 降到零的過(guò)程中采用的是機(jī)械制動(dòng).已知該動(dòng)車(chē)組由八節(jié)車(chē)廂編組而成，每 節(jié)車(chē)廂的總質(zhì)量均為

5、5x104Kg，動(dòng)車(chē)組在“再生制動(dòng)”階段受到的阻力恒為車(chē)重的0.075倍， 制動(dòng)的兩個(gè)階段均按勻變速運(yùn)動(dòng)處理，取g=1Om/s2.（以下計(jì)算結(jié)果保留兩位有效數(shù)字）（1）求該列車(chē)在“再生制動(dòng)”階段行駛的距離；（2）要求該列車(chē)制動(dòng)的總距離不大于6000m,則列車(chē)在機(jī)械制動(dòng)階段受到制動(dòng)力的最小值 是多少？（3）若該列車(chē)滿(mǎn)載 480 名旅客以 324km/h 勻速行駛時(shí)所受阻力為其重力的 0.225 倍，若驅(qū) 動(dòng)電機(jī)的效率是90%，請(qǐng)估算列車(chē)從江山到杭州（269km）人均耗電多少千瓦時(shí)？6.（2015-日照聯(lián)合檢測(cè)）23. （1g分）隨著高層居民樓房的崛起，給消防安全帶來(lái)更嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)，其中救援時(shí)云梯高

6、度不夠高就是一個(gè)非常突出的問(wèn)題，某探究小組的同學(xué)們想到了可在 消防云梯上再伸出輕便的滑桿來(lái)解決這個(gè)問(wèn)題（如圖所示）。被困人員使用安全帶上的掛鉤掛 在滑桿上、沿滑桿下滑到消防云梯上逃生。通?；瑮U由AO、OB兩段直桿通過(guò)光滑轉(zhuǎn)軸在O 處連接，滑桿A端用于掛鉤鉤在高樓的固定物上，且可繞固定物自由轉(zhuǎn)動(dòng)，B端用鉸鏈固定 在云梯上端，且可繞鉸鏈自由轉(zhuǎn)動(dòng)，以便調(diào)節(jié)被困人員滑到云梯頂端的速度大小。設(shè)被困人 員在調(diào)整好后的滑桿上下滑時(shí)滑桿與豎直方向的夾角保持不變，被困人員可看作質(zhì)點(diǎn)、不計(jì) 過(guò)O點(diǎn)時(shí)的機(jī)械能損失。已知AO長(zhǎng)L=6m OB長(zhǎng)L2=12m。某次消防I 2 （I演練中測(cè)得AO與豎直方向的夾角= 37。,

7、OB與豎直方向的夾角0二53。，被困人員安全帶上的掛鉤與滑桿，AO、OB間的動(dòng)摩擦因數(shù) 均卩=。為了安全，被困人員到達(dá)云梯頂端 B點(diǎn)速度不能超過(guò)6u 二 6m/ s。已知 sin37 =0.6，cos37 =0.8，取 g=IOm / s2。求： m（1）被困人員滑到B點(diǎn)時(shí)是否安全。（2）若云梯頂端B點(diǎn)與豎直墻間的水平距離d=13.2m保持不變，求能夠被安全營(yíng)救的被困人員與云梯頂端B的最大豎直距離。（2015鹽城1月檢測(cè) 15）.如圖甲所示，水平地面上放置一傾角為3=37的足夠長(zhǎng)的斜面， 質(zhì)量為m的物塊置于斜面的底端.某時(shí)刻起物塊在沿斜面向上的力F作用下由靜止開(kāi)始運(yùn) 動(dòng)，力F隨位移變化的規(guī)律如

8、圖乙所示.已知整個(gè)過(guò)程斜面體始終保持靜止?fàn)顟B(tài)，物塊開(kāi) 始運(yùn)動(dòng)t=0.5s內(nèi)位移X=1m, 0.5s后物塊再運(yùn)動(dòng)x2=2m時(shí)速度減為0.取g=10m/s2, sin37=0.6, cos37=0.8.求：由靜止開(kāi)始，0.5s末物塊運(yùn)動(dòng)的速度的大小；物塊沿斜面向上運(yùn)動(dòng)過(guò)程，受到的摩擦力做的功；物塊在沿斜面向下運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，斜面體受到地面的摩擦力的大小(2015 -宿遷市三校檢測(cè)訂4). (16分)如圖所示，一不可伸長(zhǎng)的輕質(zhì)細(xì)繩，繩長(zhǎng)為L(zhǎng), 一端 固定于O點(diǎn)，另一端系一質(zhì)量為m的小球，小球繞O點(diǎn)在豎直平面內(nèi)做圓周運(yùn)動(dòng)(不計(jì)空 氣阻力).若小球通過(guò)最高點(diǎn)A時(shí)的速度為v,求v的最小值和此時(shí)繩對(duì)小球拉力F的

9、大?。蝗粜∏蚯『猛ㄟ^(guò)最高點(diǎn)A且懸點(diǎn)距地面的高度h=2L，小球經(jīng)過(guò)B點(diǎn)或D點(diǎn)時(shí)繩突然 斷開(kāi)，求兩種情況下小球從拋出到落地所用時(shí)間之差若小球通過(guò)最高點(diǎn)A時(shí)的速度為v，小球運(yùn)動(dòng)到最低點(diǎn)C或最高點(diǎn)A時(shí)，繩突然斷開(kāi)， 兩種情況下小球從拋出到落地水平位移大小相等，試證明O點(diǎn)距離地面高度h與繩長(zhǎng)L之O1：DO1：DL /9.(2015 -揚(yáng)州開(kāi)學(xué)考試訂3). (15分)如圖所示，半徑R=0.5m的光滑圓弧面CDM分別與光 滑斜面體ABC和斜面MN相切于C、M點(diǎn)，O為圓弧圓心，D為圓弧最低點(diǎn)斜面體ABC 固定在地面上，頂端 B 安裝一定滑輪，一輕質(zhì)軟細(xì)繩跨過(guò)定滑輪(不計(jì)滑輪摩擦)分別連 接小物塊P、Q (兩邊

10、細(xì)繩分別與對(duì)應(yīng)斜面平行)，并保持P、Q兩物塊靜止.若PC間距為 L=0.25m,斜面MN足夠長(zhǎng)，物塊P質(zhì)量m 3kg，與MN間的動(dòng)摩擦因數(shù)卩二13，求：( sin37=0.6， cos37=0.8)燒斷細(xì)繩后，物塊P第一次到達(dá)D點(diǎn)時(shí)對(duì)軌道的壓力大?。晃飰KP第一次過(guò)M點(diǎn)后0.3s到達(dá)K點(diǎn)，則MK間距多大；物塊 P 在 MN 斜面上滑行的總路程.第1講 功和動(dòng)能定理（B卷）參考答案與詳解1.【答案】D【命題立意】本題旨在考查運(yùn)動(dòng)的合成和分解；豎直上拋運(yùn)動(dòng)；功率、平均功率和瞬時(shí)功率、 重力勢(shì)能的變化與重力做功的關(guān)系?！窘馕觥緼、將該斜拋運(yùn)動(dòng)分解為水平方向和豎直方向，在水平方向做勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)，通過(guò)3窗

11、戶(hù)的水平位移最大，所以時(shí)間最長(zhǎng).故A錯(cuò)誤；B、在運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中速度越來(lái)越小，通過(guò)3窗戶(hù)的平均速度最小，故B錯(cuò)誤；C、通過(guò)3個(gè)窗戶(hù)時(shí)在豎直方向上的位移相等，所以重力做功相等，故C錯(cuò)誤；WD、 根據(jù)P，重力功相等，通過(guò)第3個(gè)窗戶(hù)的時(shí)間最長(zhǎng)，所以平均功率最小，故DGt正確；故選：D【答案】 D【命題立意】本題旨在考查功率、平均功率和瞬時(shí)功率、勻變速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)的圖像【解析】A、設(shè)斜面傾角為0，根據(jù)速度-時(shí)間圖象的斜率表示加速度得：丄Av 0 -10 .“ ，上滑過(guò)程：a =1 = i m； s2 = -10 m/ s21下滑過(guò)程： a =生2 = ms2 = 2 ms22 At 52根據(jù)牛頓第二定律得：一

12、mg sin 9 一 f 1_mg sin 9 一 fa2帶入數(shù)據(jù)解得：sin 9帶入數(shù)據(jù)解得：sin 9=35mg 5-=2，故A錯(cuò)誤;B、根據(jù)速度-時(shí)間圖象與坐標(biāo)軸圍成的面積表示位移得:11 6s內(nèi)的位移x = 2x5x 10m = 25m，貝=1s至ijt = 6s的時(shí)間內(nèi)物塊所受重力的平均功10 x 25 x 355 W = 30W，故 B 錯(cuò)誤;C、摩擦力f二5 C、摩擦力f二5 mg二5 x 10N二4N，則t = 6s時(shí)物體克服摩擦力做功的功率P = fv = 4 x 10W = 40W，故 C 錯(cuò)誤;D、在t = 0到t = 1s時(shí)間內(nèi)機(jī)械能的變化量大小打fxi，t =1s 到

13、t = 6s時(shí)間內(nèi)機(jī)械能AE變化量大小AE = fx，則 122AEfx22AE變化量大小AE = fx，則 122AEfx22-x 5 x 1052故選： D【舉一反三】本題是速度-時(shí)間圖象,牛頓第二定律，機(jī)械能，功和功率的綜合應(yīng)用，要靈【舉一反三】本題是速度-時(shí)間圖象,牛頓第二定律，機(jī)械能，功和功率的綜合應(yīng)用，要靈活運(yùn)用功的計(jì)算式，靈活應(yīng)用公式求解，題目綜合性太強(qiáng)，需要熟練掌握這四塊知識(shí)才能解 決。3.【答案】 C命題立意】本題旨在考查功率、平均功率和瞬時(shí)功率、牛頓第二定律。【解析】A、由v一t可知，） t時(shí)間段內(nèi)，汽車(chē)做勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)，則有：f = F，由P =F1牽得：f = F = -

14、 =N = 2.0 x103 N，故 A 錯(cuò)誤;牽 v 10B、t后，由v -1可知，依據(jù)牛頓第二定律得：f = F犬，由p = Fv，得: 1牽f = F = = 20 ：103 N = 4.0 x103 N，故 B 錯(cuò)誤；牽 v 52C、由B知，依據(jù)牛頓第二定律得：F - f = ma，得: 牽m; s2 = -1 ms2故 C 正確；2.0 x103 一 4.0 m; s2 = -1 ms2故 C 正確；2.0 x103D、t D、t t2內(nèi)，如果是勻變速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng),10 + 52ms = 7.5 mis由v -1可知,vv v,故D錯(cuò)誤。故選： C4.【答案】（1）0.4ms2 ； （2

15、）2.0 x 106W ； （3）為 1.1 x 104m【命題立意】本題旨在考查動(dòng)能定理的應(yīng)用、勻變速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)的位移與時(shí)間的關(guān)系、牛頓第 二定律、功率、平均功率和瞬時(shí)功率?！窘馕觥浚?）漁船通過(guò)的時(shí)間：t = =s = 40sv5由運(yùn)動(dòng)學(xué)公式：s = v t + at2m2402得到：a = 2(s 一叮)=2x (480 一20 x 40) mis2 =-0.4m s240212（2）輪船做減速運(yùn)動(dòng)時(shí)，由牛頓第二定律得：-（F + F ） = maf解得： F =1.0 x105 Nf最大速度行駛時(shí)，牽引力： F = F = 1.0 x105 Nf功率： P=Fv =F v = 1.0 x

16、105 x 20W = 2.0 x106Wm f m（3）由動(dòng)能定理得：Pt + （-F s ） =1 mv20 f 12 m2Pt -mv22x2.0 x106 x10 x60-500 x103x202解得：s =0 m =m = 1.1x 104 m12F2 x1.0 x105f答：（1）輪船減速時(shí)的加速度大小為0.4ms2（2）輪船的額定功率為2.0 x106W（3）發(fā)現(xiàn)漁船時(shí)，輪船離開(kāi)碼頭的距離為1.1 x 104m5.【答案】（1） 5.0 x 103m ； （2） 1.3x105N （3） 16kwQh【命題立意】本題旨在考查功率、平均功率和瞬時(shí)功率、勻變速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)的速度與位移的關(guān)

17、 系、牛頓第二定律?！窘馕觥浚?）設(shè)動(dòng)車(chē)組在“再生制動(dòng)”過(guò)程的初速度為.末速度為V2，加速度為，發(fā)生的為位移為 x1，的為位移為 x1，根據(jù)牛頓第二定律得：-0.075mg二ma1(1)又: v2 一 v2 = 2a x( 2)2 1 1 1代入數(shù)據(jù)解得： x = 5.0 x103m( 3)1（2）動(dòng)車(chē)組在機(jī)械制動(dòng)過(guò)程中最大位移為x2，最小加速度為。2,阻力的最小值為F4）54）5）6）則得：丁 x - xi又由運(yùn)動(dòng)學(xué)公式得：o-V2 = 2ax22F 二 ma2解得：F = 1.3 x 105 N7）(3)由功率：P二7）出因?yàn)閯蛩?，?： F = f =卩mg = 0.0225 x 8 x

18、 5x104 xlON = 9x104N 阻 TOC o 1-5 h z 代入解得：P = 8.1x 106W（9）出PP= 9.0 x106W（10）入 耳x從江山到杭州運(yùn)行時(shí)間：t = = 0.83h（11）v人均耗電：W = P t = 16kWJi（12）入答:（1）該列車(chē)在“再生制動(dòng)”階段行駛的距離為5.0 x 103m（2）要求該列車(chē)制動(dòng)的總距離不大于6000m，則列車(chē)在機(jī)械制動(dòng)階段受到制動(dòng)力的最小值 是 1.3 x 105N ；（3）列車(chē)從江山到杭州（269km ）人均耗電16kwDh6.【答案】（ 1）安全；（ 2） 12.8m 【命題立意】本題旨在考查動(dòng)能定理。1=mv 22

19、【解析】（1）設(shè)被困人員滑到B1=mv 22mg (L cos a + L cos P) 一 pmg sin a DL 一 pmg sin P DL1 2 1 2代入數(shù)據(jù)，解得：v = 2弱m/s因?yàn)関 v二6m； s，所以被困人員滑到B點(diǎn)時(shí)是安全的m二 1 mv22（2）設(shè)滑桿兩端點(diǎn)AB的最大豎直距離為h二 1 mv22對(duì)其下滑全過(guò)程由動(dòng)能定理有：mgh 一 pmg sin aDL 一 pmg sin P DL對(duì)其下滑全過(guò)程由動(dòng)能定理有：12L sin a L sin P二 d 二 L sin a L sin P1 2 1 2v vm聯(lián)立解得： h !g1小球運(yùn)動(dòng)到最低點(diǎn)時(shí)速度有：v小球運(yùn)動(dòng)

20、到最低點(diǎn)時(shí)速度有：v J5g1v23故h 1，得：h 12g2答：（1） v的最小值為、jgl，此時(shí)繩對(duì)小球拉力F的大小為零;（2）兩種情況下小球從拋出到落地所用時(shí)間之差為經(jīng)型g（ 3）證明如上。9.【答案】（1） 78N ；（2） 0.17m ；（ 3 ） 1.0m【命題立意】本題旨在考查牛頓運(yùn)動(dòng)定律的應(yīng)用-物體的平衡、牛頓第二定律、牛頓第三定 律、牛頓運(yùn)動(dòng)定律的應(yīng)用-連接體、向心力、機(jī)械能守恒定律?！窘馕觥浚?）滑塊由P到D過(guò)程，由動(dòng)能定理，得：mgh mv 22 d根據(jù)幾何關(guān)系，有：h L sin53o + R(1cos53o)在D點(diǎn)，支持力和重力的合力提供向心力，有：F mg m解得：

21、 F 78N由牛頓第三定律得，物塊P對(duì)軌道的壓力大小為78 N（2） PM段，根據(jù)動(dòng)能定理，有：mgL sin 53o mv2解得：v 2 m s沿MN向上運(yùn)動(dòng)過(guò)程，根據(jù)牛頓第二定律，得到:a g sin53 o + 卩 g cos53o 10 m. s2根據(jù)速度時(shí)間公式，有： v 根據(jù)速度時(shí)間公式，有： v atM1解得：t = 0.2s1所以t二0.2s時(shí)，P物到達(dá)斜面MN上最高點(diǎn)，故返回過(guò)程，有：11x = at 22 2 2沿MN向下運(yùn)動(dòng)過(guò)程，根據(jù)牛頓第二定律，有a = g sin53 0 一卩 g cos53o = 6 ms2v1故，根據(jù)運(yùn)動(dòng)學(xué)公式，有：x = m t - a t2

22、= 0.17mMK 2 12 2 2即 MK 之間的距離為 0.17m（3）最后物體在CM之間來(lái)回滑動(dòng)，且到達(dá)M點(diǎn)時(shí)速度為零，對(duì)從P到M過(guò)程運(yùn)用動(dòng)能 定理，得到：mgL sin53 0 一卩 mgL cos53 0 L = 01 1 總解得： L = 1.0m總即物塊P在MN斜面上滑行的總路程為1.0m答：（1）燒斷細(xì)繩后，物塊P第一次到達(dá)D點(diǎn)時(shí)對(duì)軌道的壓力大小為78N（2）物塊P第一次過(guò)M點(diǎn)后0.3s到達(dá)K點(diǎn)，則MK間距為0.17m（3）物塊P在MN斜面上滑行的總路程為10m專(zhuān)題 3 功與能第1講 功和動(dòng)能定理（B卷）一選擇題1.（2015 -揚(yáng)州開(kāi)學(xué)考試2）.將一只蘋(píng)果斜向上拋出，蘋(píng)果在空

23、中依= 10m= 10m/s的初速度從粗糙斜面上的P點(diǎn)沿斜面向上運(yùn)動(dòng)到達(dá)最高點(diǎn)后，又沿原路返回，其速率隨時(shí)間變化的圖像如圖乙所示，已知斜面固定且足夠長(zhǎng)且不計(jì)空氣阻力，取g = 10m/s2.下列說(shuō)法中正確的是（）物塊所受的重力與摩擦力之比為3 : 2在t = 1s到t=6s的時(shí)間內(nèi)物塊所受重力的平均功率為50W在t=6s時(shí)物體克服摩擦力做功的功率為20W在t=0到t = 1s時(shí)間內(nèi)機(jī)械能的變化量大小與t=1s到t = 6s時(shí)間內(nèi)機(jī)械能變化量大小 之比為1 : 5（2015-連徐宿三調(diào)4）. 一汽車(chē)在平直公路上以20kW的功率行駛，-時(shí)刻駛?cè)肓硪欢巫枇?恒定的平直公路，其vt圖象如圖所示，已知汽

24、車(chē)的質(zhì)量為2x103kgo下列說(shuō)法正確的是（）-前汽車(chē)受到的阻力大小為lxlO3Nt1后汽車(chē)受到的阻力大小為2x103Nt1時(shí)刻汽車(chē)加速度突然變?yōu)閘m/s2-t2時(shí)間內(nèi)汽車(chē)的平均速度為7.5m/s 二非選擇題4.（2015-揚(yáng)州高三測(cè)試訂3）. （15 分）某日有霧的清晨，一艘質(zhì)量為m=500t的輪船，從某碼 頭由靜止起航做直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)，并保持發(fā)動(dòng)機(jī)的輸出功率等于額定功率不變，經(jīng)t0=10min后, 達(dá)到最大行駛速度v =20m/s，霧也恰好散開(kāi)，此時(shí)船長(zhǎng)突然發(fā)現(xiàn)航線(xiàn)正前方S=480m處, m有一艘拖網(wǎng)漁船以v=5m/s的速度沿垂直航線(xiàn)方向 勻速運(yùn)動(dòng)，且此時(shí)漁船船頭恰好位于輪船的航線(xiàn) 上，輪船船長(zhǎng)

25、立即下令采取制動(dòng)措施，附加了恒 定的制動(dòng)力F=1.0 x105N,結(jié)果漁船的拖網(wǎng)越過(guò)輪 船的航線(xiàn)時(shí)，輪船也恰好從該點(diǎn)通過(guò)，從而避免 了事故的發(fā)生.已知漁船連同拖網(wǎng)總長(zhǎng)度L=200m （不考慮拖網(wǎng)漁船的寬度），假定水對(duì)船阻力的大 小恒定不變，求:（1）輪船減速時(shí)的加速度大小（2）輪船的額定功率P；3）發(fā)現(xiàn)漁船時(shí)，輪船離開(kāi)碼頭的距離5.（2015-江山市模擬-10）. （16分）2014年12月10日杭（州）長(zhǎng)（沙）高鐵正式開(kāi)通運(yùn)行.杭 長(zhǎng)高鐵線(xiàn)路全長(zhǎng)933公里，設(shè)計(jì)最高時(shí)速為350km，使杭州到長(zhǎng)沙最快運(yùn)行時(shí)間由目前的8 小時(shí) 15 分壓縮到3 小時(shí) 36分，同時(shí)杭州到廣州等地的旅行時(shí)間也大大縮

26、短，我們江山也進(jìn) 入了“高鐵時(shí)代”高速運(yùn)動(dòng)的列車(chē)是由幾節(jié)自帶動(dòng)力的車(chē)廂加幾節(jié)不帶動(dòng)力的車(chē)廂組成一個(gè) 編組，稱(chēng)為動(dòng)車(chē)組動(dòng)車(chē)組在高速運(yùn)行情況下若進(jìn)行制動(dòng)，須先采用“再生制動(dòng)”，當(dāng)速度較 小時(shí)才實(shí)施機(jī)械制動(dòng)所謂“再生制動(dòng)”就是列車(chē)靠慣性滑行時(shí)帶動(dòng)發(fā)電機(jī)發(fā)電，將動(dòng)能轉(zhuǎn)化 為電能.設(shè)列車(chē)某次制動(dòng)時(shí)速度從324km/h降低到90km/h的過(guò)程中采用的是“再生制動(dòng)”， 速度從90km/h降到零的過(guò)程中采用的是機(jī)械制動(dòng).已知該動(dòng)車(chē)組由八節(jié)車(chē)廂編組而成，每 節(jié)車(chē)廂的總質(zhì)量均為5xlO4Kg，動(dòng)車(chē)組在“再生制動(dòng)”階段受到的阻力恒為車(chē)重的0.075倍， 制動(dòng)的兩個(gè)階段均按勻變速運(yùn)動(dòng)處理，取g=1Om/s2.(以下計(jì)

27、算結(jié)果保留兩位有效數(shù)字)求該列車(chē)在“再生制動(dòng)”階段行駛的距離；要求該列車(chē)制動(dòng)的總距離不大于6000m,則列車(chē)在機(jī)械制動(dòng)階段受到制動(dòng)力的最小值 是多少？若該列車(chē)滿(mǎn)載480名旅客以324km/h勻速行駛時(shí)所受阻力為其重力的0.225倍，若驅(qū) 動(dòng)電機(jī)的效率是90%，請(qǐng)估算列車(chē)從江山到杭州(269km)人均耗電多少千瓦時(shí)？6.(2015日照聯(lián)合檢測(cè))23. (1g分)隨著高層居民樓房的崛起，給消防安全帶來(lái)更嚴(yán)峻的挑 戰(zhàn)，其中救援時(shí)云梯高度不夠高就是一個(gè)非常突出的問(wèn)題，某探究小組的同學(xué)們想到了可在 消防云梯上再伸出輕便的滑桿來(lái)解決這個(gè)問(wèn)題(如圖所示)。被困人員使用安全帶上的掛鉤掛 在滑桿上、沿滑桿下滑到

28、消防云梯上逃生。通常滑桿由AO、OB兩段直桿通過(guò)光滑轉(zhuǎn)軸在O 處連接，滑桿A端用于掛鉤鉤在高樓的固定物上，且可繞固定物自由轉(zhuǎn)動(dòng)，B端用鉸鏈固定 在云梯上端，且可繞鉸鏈自由轉(zhuǎn)動(dòng)，以便調(diào)節(jié)被困人員滑到云梯頂端的速度大小。設(shè)被困人 員在調(diào)整好后的滑桿上下滑時(shí)滑桿與豎直方向的夾角保持不變，被困人員可看作質(zhì)點(diǎn)、不計(jì) 過(guò)O點(diǎn)時(shí)的機(jī)械能損失。已知AO長(zhǎng)L6m、OB長(zhǎng)L2=12m。某次消防演練中測(cè)得AO與豎直 方向的夾角 = 37。,OB與豎直方向的夾角0 = 53。，被困人員安全帶上的掛鉤與滑桿，AO、 OB間的動(dòng)摩擦因數(shù)均卩二5。為了安全，被困人員到達(dá)云梯頂端 B點(diǎn)速度不能超過(guò)U 二 6m/ s。已知 S

29、in37 =0.6, cos37 =0.8,取 g=IOm / s2。求：m被困人員滑到B點(diǎn)時(shí)是否安全。(2)若云梯頂端B點(diǎn)與豎直墻間的水平距離d=13.2m保持不變，求能夠 被安全營(yíng)救的被困人員與云梯頂端B的最大豎直距離。7.(2015-鹽城1月檢測(cè)訂5).如圖甲所示，水平地面上放置一傾角為0=37的足夠長(zhǎng)的斜面,質(zhì)量為m的物塊置于斜面的底端.某時(shí)刻起物塊在沿斜面向上的力F作用下由靜止開(kāi)始運(yùn) 動(dòng)，力F隨位移變化的規(guī)律如圖乙所示.已知整個(gè)過(guò)程斜面體始終保持靜止?fàn)顟B(tài)，物塊開(kāi) 始運(yùn)動(dòng)t=0.5s內(nèi)位移X=1m, 0.5s后物塊再運(yùn)動(dòng)x2=2m時(shí)速度減為0.取g=10m/s2, sin37=0.6,

30、 cos37=0.8 .求：由靜止開(kāi)始，0.5s末物塊運(yùn)動(dòng)的速度的大小；物塊沿斜面向上運(yùn)動(dòng)過(guò)程，受到的摩擦力做的功；物塊在沿斜面向下運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，斜面體受到地面的摩擦力的大小.8.(2015 -宿遷市三校檢測(cè)訂4). (16分)如圖所示，一不可伸長(zhǎng)的輕質(zhì)細(xì)繩，繩長(zhǎng)為L(zhǎng), 一端 固定于O點(diǎn)，另一端系一質(zhì)量為m的小球，小球繞O點(diǎn)在豎直平面內(nèi)做圓周運(yùn)動(dòng)(不計(jì)空 氣阻力).若小球通過(guò)最高點(diǎn)A時(shí)的速度為v,求v的最小值和此時(shí)繩對(duì)小球拉力F的大?。蝗粜∏蚯『猛ㄟ^(guò)最高點(diǎn)A且懸點(diǎn)距地面的高度h=2L，小球經(jīng)過(guò)B點(diǎn)或D點(diǎn)時(shí)繩突然 斷開(kāi)，求兩種情況下小球從拋出到落地所用時(shí)間之差若小球通過(guò)最高點(diǎn)A時(shí)的速度為v,小球運(yùn)

31、動(dòng)到最低點(diǎn)C或最高點(diǎn)A時(shí)，繩突然斷開(kāi)， 兩種情況下小球從拋出到落地水平位移大小相等，試證明O點(diǎn)距離地面高度h與繩長(zhǎng)L之3間應(yīng)滿(mǎn)足h三-L.A厶A9.（2015 -揚(yáng)州開(kāi)學(xué)考試訂3）. （15分）如圖所示，半徑R=0.5m的光滑圓弧面CDM分別與光 滑斜面體ABC和斜面MN相切于C、M點(diǎn)，O為圓弧圓心，D為圓弧最低點(diǎn)斜面體ABC 固定在地面上，頂端B安裝一定滑輪，一輕質(zhì)軟細(xì)繩跨過(guò)定滑輪（不計(jì)滑輪摩擦）分別連 接小物塊P、Q （兩邊細(xì)繩分別與對(duì)應(yīng)斜面平行），并保持P、Q兩物塊靜止.若PC間距為 L=0.25m,斜面MN足夠長(zhǎng)，物塊P質(zhì)量3kg,與MN間的動(dòng)摩擦因數(shù)卩二13，求：（ sin37=0.

32、6， cos37=0.8）（1）燒斷細(xì)繩后，物塊P第一次到達(dá)D點(diǎn)時(shí)對(duì)軌道的壓力大小；（2）物塊P第一次過(guò)M點(diǎn)后0.3s到達(dá)K點(diǎn)，則MK間距多大；（3）物塊 P 在 MN 斜面上滑行的總路程第1講 功和動(dòng)能定理（B卷）參考答案與詳解1.【答案】D【命題立意】本題旨在考查運(yùn)動(dòng)的合成和分解；豎直上拋運(yùn)動(dòng)；功率、平均功率和瞬時(shí)功率、 重力勢(shì)能的變化與重力做功的關(guān)系?！窘馕觥緼、將該斜拋運(yùn)動(dòng)分解為水平方向和豎直方向，在水平方向做勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)，通過(guò) 3窗戶(hù)的水平位移最大，所以時(shí)間最長(zhǎng).故A錯(cuò)誤；B、在運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中速度越來(lái)越小，通過(guò)3窗戶(hù)的平均速度最小，故B錯(cuò)誤；C、通過(guò)3個(gè)窗戶(hù)時(shí)在豎直方向上的位移相等，所

33、以重力做功相等，故C錯(cuò)誤；WD、 根據(jù)P，重力功相等，通過(guò)第3個(gè)窗戶(hù)的時(shí)間最長(zhǎng)，所以平均功率最小，故DGt正確；故選：D2.【答案】D【命題立意】本題旨在考查功率、平均功率和瞬時(shí)功率、勻變速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)的圖像?！窘馕觥緼、設(shè)斜面傾角為0， 根據(jù)速度-時(shí)間圖象的斜率表示加速度得:上滑過(guò)程：a = = m/s2 = -10 m，s21丄Av 10 ._ .下滑過(guò)程：a =2 = m; s2 = 2 mi s22根據(jù)牛頓第二定律得：-mg sin 0 - f1mg sin 0 一 f2帶入數(shù)據(jù)解得：sin 帶入數(shù)據(jù)解得：sin 0 = 5mg 5-=，故A錯(cuò)誤;B、根據(jù)速度-時(shí)間圖象與坐標(biāo)軸圍成的面積表

34、示位移得：1 6s內(nèi)的位移x = 2x5x 10m = 25m，貝=1s至ijt = 6s的時(shí)間內(nèi)物塊所受重力的平均功厶mgx sin 0t310 mgx sin 0t310 x 25 x55W = 30W故 B 錯(cuò)誤；22C、摩擦力f = 5mg = 5 x 10N = 4N，則t = 6s時(shí)物體克服摩擦力做功的功率P = fv = 4 x10W = 40W ，故 C 錯(cuò)誤；D、在t = 0到t = 1s時(shí)間內(nèi)機(jī)械能的變化量大小很-fx!，t = 1s 到t = 6s時(shí)間內(nèi)機(jī)械能AE變化量大小AE = fx，則 122 AE fxAE變化量大小AE = fx，則 122 AE fx22=1

35、i= 5，故 D 正確.x 5 x 1052【舉一反三】本題是速度-時(shí)間圖象,牛頓第二定律，機(jī)械能，功和功率的綜合應(yīng)用，要靈故選：D【舉一反三】本題是速度-時(shí)間圖象,牛頓第二定律，機(jī)械能，功和功率的綜合應(yīng)用，要靈活運(yùn)用功的計(jì)算式,靈活應(yīng)用公式求解,題目綜合性太強(qiáng),需要熟練掌握這四塊知識(shí)才能解 決。3.【答案】 C【命題立意】本題旨在考查功率、平均功率和瞬時(shí)功率、牛頓第二定律?！窘馕觥緼、由v-1可知，0 口 t時(shí)間段內(nèi)，汽車(chē)做勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)，則有：f = F，由P =F1牽得：20 x10得：20 x10310N = 2.0 xl03 N故 A 錯(cuò)誤；B、t后，由v t可知，依據(jù)牛頓第二定律得：

36、f = F，由P = Fv，得: 1牽廣=F = L = 20丫 N = 4.0 x103 N，故 B 錯(cuò)誤；牽 v 52C、由B知，依據(jù)牛頓第二定律得：F f = ma，得：牽ms2 = 1 m/s2故 C 正確；2.0 x103 4.0 ms2 = 1 m/s2故 C 正確；2.0 x103D、1 tD、1 t2內(nèi)，如果是勻變速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng),v=10 + 5m；:s = 7.5 ms由 v t 可知，vv v,故D錯(cuò)誤。故選： C4.【答案】（1）0.4m/s2 ； （2）2.0 x 106W ； （3）為 1.1 x 104m【命題立意】本題旨在考查動(dòng)能定理的應(yīng)用、勻變速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)的位移與時(shí)間

37、的關(guān)系、牛頓第 二定律、功率、平均功率和瞬時(shí)功率?！窘馕觥浚?）漁船通過(guò)的時(shí)間：t = =s = 40sv51由運(yùn)動(dòng)學(xué)公式：s = v t + at2m2402得到：a 二 2(S 一叮)二 2%(48 - 2x 4) m，s丫 一。/心240212輪船做減速運(yùn)動(dòng)時(shí)，由牛頓第二定律得：-(F + F ) = maf解得：F = 1.0 x15 Nf最大速度行駛時(shí)，牽引力： F =F =1.0 x105Nf功率： P=Fv =F v = 1.0 x105 x 20W = 2.0 x106Wm f m由動(dòng)能定理得：Pt + (-F s ) = mv20 f 12 m2Pt -mv22x2.0 x1

38、06 x10 x60-500 x103x202解得：s = m =m = 1.1x 104 m12F2 x1.0 x105f答：(1)輪船減速時(shí)的加速度大小為0.4ms2(2)輪船的額定功率為2.0 x106W(3)發(fā)現(xiàn)漁船時(shí)，輪船離開(kāi)碼頭的距離為1.1 x 104m5.【答案】(1) 5.0 x103m；(2) 1.3x105N (3) 16kw h【命題立意】本題旨在考查功率、平均功率和瞬時(shí)功率、勻變速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)的速度與位移的關(guān) 系、牛頓第二定律。，最小加速度為阻力的最小值為F(2)動(dòng)車(chē)組在機(jī)械制動(dòng)過(guò)程中最大位移為x【解析】(1)設(shè)動(dòng)車(chē)組在“再生制動(dòng)”過(guò)程的初速度為.末速度為，最小加速度為阻

39、力的最小值為F(2)動(dòng)車(chē)組在機(jī)械制動(dòng)過(guò)程中最大位移為x的為位移為x1根據(jù)牛頓第二定律得： -0.075mg = ma1(1)又： v2 - v 2 = 2a x( 2)2 1 1 1代入數(shù)據(jù)解得： x = 5.0 x103m( 3)1則得： x = x- x21( 4)又由運(yùn)動(dòng)學(xué)公式得： 0-v2 = 2ax22F = ma2( 5 )解得： F =1.3x105N( 6)(3)由功率： P = Fv出( 7 )23240003600m; s =3240003600m; s =90 ms8）因?yàn)閯蛩?，貝y： F = f =卩mg = 0.0225 x 8 x 5x104 xlON = 9x10

40、4N 阻 TOC o 1-5 h z 代入解得： P = 8.lxl06W(9)出PP= 9.0 xl06W(10)入 耳x從江山到杭州運(yùn)行時(shí)間：t = = 0.83h（11）v人均耗電：W = P t = 16kWJi（12）入答：（1）該列車(chē)在“再生制動(dòng)”階段行駛的距離為5.0 x 103m（2）要求該列車(chē)制動(dòng)的總距離不大于6000m，則列車(chē)在機(jī)械制動(dòng)階段受到制動(dòng)力的最小值 是 1.3 x 105N ；（3）列車(chē)從江山到杭州（269km ）人均耗電16kwQh6.【答案】（ 1）安全；（ 2） 12.8m 【命題立意】本題旨在考查動(dòng)能定理?！窘馕觥浚?）設(shè)被困人員滑到B點(diǎn)時(shí)的速度為v,由動(dòng)

41、能定理有：1mg （L cos a + L cos P） 一 pmg sin a DL 一 pmg sin P DL = mv21 2 1 2 2代入數(shù)據(jù)，解得：v = 2J5ms因?yàn)関 v =6m s，所以被困人員滑到B點(diǎn)時(shí)是安全的m（2）設(shè)滑桿兩端點(diǎn)AB的最大豎直距離為h,被困人員滑到B點(diǎn)時(shí)的速度為v1對(duì)其下滑全過(guò)程由動(dòng)能定理有：mgh 一 pmg sinaDL 一 pmg sin PDL = mv21 2 2L sin a L sin P = d = L sin a L sin P1 2 1 2v vm聯(lián)立解得： h 12.8m答：（1）被困人員滑到B點(diǎn)時(shí)是安全的；（2）能夠被安全營(yíng)救的

42、被困人員與云梯頂端B的最大豎直距離為128m7.【答案】（1） 4m/s ；（2） 12J ；（3） 1.6N【命題立意】本題旨在考查動(dòng)能定理的應(yīng)用、勻變速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)的位移與時(shí)間的關(guān)系?！窘馕觥浚?）由題意，0.5s內(nèi)物塊做勻加速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng),則：1則：at 2 = x2 1 11=mv 22解得： a = 8mis2 , v = 4m/s1=mv 22（2）加速和減速過(guò)程沿斜面向上的力分別為F1=18 NF = 6N，設(shè)物塊的質(zhì)量m和物2塊與斜面間的動(dòng)摩擦因數(shù)卩，由動(dòng)能定理有:加速過(guò)程：(F 一 mg sin 0 一 pmg cos 0)x加速過(guò)程：11減速過(guò)程：一（mg sin 0 + pmg cos 0 - F ）x = 0 一一 mv22 1 2W = -pmg cos0 （x + x ）f 1 2聯(lián)立解得：m = 1kg， p = 0.5、Wf = -12 J（3）斜面體受到物塊的壓力： N = mg cos0地受到物塊的摩擦力： f =pmgcos0 設(shè)斜面體受到沿地面向右的摩擦力為 f ，由平