二輪高考物理15天快速提分課程第五講

能量主講教師：張雯一、功【例題1】若足球運(yùn)動員將質(zhì)量為0.5kg的足球踢出,使足球獲得

20m/s的速度，在水平地面上運(yùn)動了40m而停止,已知踢球時(shí)運(yùn)動員對球的平均作用力為100N,則人對球所做的功是A.100JC.0JB.4000JD.條件不足,無法確定【例題2】如圖1-5-3光滑水平桌面上開一個(gè)小孔，穿一根細(xì)繩，繩一端系一個(gè)小球，另一端用力F向下拉，維持小球在水平面上做半徑為r的勻速圓周運(yùn)動．現(xiàn)緩緩地增大拉力，使圓周半徑逐漸減?。?dāng)拉力變?yōu)?F時(shí)，小球運(yùn)動半徑變?yōu)閞/2，則在此過程中拉力對小球所做的功是A．0B．7Fr/2C．4FrD．3Fr/2【例題3】一滑塊在水平地面上沿直線滑行,t=0時(shí)其速度為1m/s.從此刻開始滑塊運(yùn)動方向上再施加一水平面作用力F,力F和滑塊的速度

v隨時(shí)間的變化規(guī)律分別如圖a和圖b所示。設(shè)在第1秒內(nèi)、第2秒內(nèi)、第3秒內(nèi)力F對滑塊做的功分別為W1、W2、W3,則以下關(guān)系式正確的是W1=W2=W3W1<W2<W3W1<W3<W2W1=W2<W3【例題4】物體沿直線運(yùn)動的v-t關(guān)系如圖所示，已知在第1秒內(nèi)合外力對物體做的功為W，則A．從第1秒末到第3秒末合外力做功為4W

B．從第3秒末到第5秒末合外力做功為－2WC．從第5秒末到第7秒末合外力做功為W

D．從第3秒末到第4秒末合外力做功為－0.75W【例題5】用鐵錘將一鐵釘擊入木塊，設(shè)木塊對鐵釘?shù)淖枇εc鐵釘進(jìn)入木塊內(nèi)的深度成正比.在鐵錘擊第一次時(shí)，能把鐵釘擊入木塊內(nèi)1cm.問擊第二次時(shí)，能擊入多少深度？（設(shè)鐵錘每次做功相等）二、機(jī)車啟動【例題6】一輛車重5t，額定功率為80kW，初速度為零，以加速度

a=1m/s2直線加速，車受的阻力為車重的0.06倍，g取10m/s2，求：①分析車從靜止開始勻加速至勻速過程中車的牽引力和發(fā)動機(jī)的功率如何變化。②車作勻加速直線運(yùn)動能維持多長時(shí)間。③車作勻加速直線運(yùn)動過程的平均功率。④車加速10s末的瞬時(shí)功率⑤車速的最大值。⑥如果車啟動后勻加速5s就改作勻速直線運(yùn)動，則車在勻速運(yùn)動時(shí)的實(shí)際功率是多大？【例題7】一種氫氣燃料的汽車，質(zhì)量為m

=

2.0×103kg

，發(fā)動機(jī)的額定輸出功率為80kW

，行駛在平直公路上時(shí)所受阻力恒為車重的0.1倍。若汽車從靜止開始先勻加速啟動，加速度的大小為a

=

1.0m/s2

。達(dá)到額定輸出功率后，汽車保持功率不變又加速行駛了800m

，直到獲得最大速度后才勻速行駛。試求：（1）汽車的最大行駛速度？（2）汽車勻加速啟動階段結(jié)束時(shí)的速度？（3）當(dāng)速度為5m/s時(shí)，汽車牽引力的瞬時(shí)功率？（4）當(dāng)汽車的速度為32m/s時(shí)的加速度？【例題8】一輛摩托車在平直的公路上以恒定的加速度啟動，已知摩托車的額定功率為10kw，人和車的總質(zhì)量為200kg。設(shè)行使中受到的阻力為人和車重的0.1倍并保持不變，摩托車由靜止開始勻加速運(yùn)動的前8秒內(nèi)的位移為64m，求：（g取10m/s2）（1）摩托車做勻加速運(yùn)動時(shí)加速度的大小及發(fā)動機(jī)牽引力的大小；（2）摩托車能達(dá)到的最大速率；（3）若摩托車達(dá)到最大速度時(shí)緊急制動，設(shè)車緊急制動時(shí)的制動力為車重的0.5倍，且其它阻力不計(jì)，求車滑行的距離。三、能量四歸一【例題9】圖示為某探究活動小組設(shè)計(jì)的節(jié)能運(yùn)動系統(tǒng)。斜面軌道傾角為30°，質(zhì)量為M的木箱與軌道的動摩擦因數(shù)為。木箱在軌道端時(shí)，自動裝貨裝置將質(zhì)量為m的貨物裝入木箱，然后木箱載著貨物沿軌道無初速滑下，與輕彈簧被壓縮至最短時(shí)，自動卸貨裝置立刻將貨物卸下，然后木箱恰好被彈回到軌道頂端，再重復(fù)上述過程。下列選項(xiàng)正確的是A．m＝MB．m＝2MC．木箱不與彈簧接觸時(shí)，上滑的加速度大于下滑的加速度

D．在木箱與貨物從頂端滑到最低點(diǎn)的過程中，減少的重力勢能全部轉(zhuǎn)化為彈簧的彈性勢能【例題10】山谷中有三塊大石頭和一根不可伸長的青之青藤，其示意圖如下。圖中A、B、C、D均為石頭的邊緣點(diǎn)，O為青藤的固定點(diǎn)，

h1=1.8m，h2=4.0m，x1=4.8m，x2=8.0m。開始時(shí)，質(zhì)量分別為M=10kg和m=2kg的大小兩只滇金絲猴分別位于左邊和中間的石頭上，當(dāng)大猴發(fā)現(xiàn)小猴將受到傷害時(shí)，迅速從左邊石頭A點(diǎn)起水平跳到中間石頭，大猴抱起小猴跑到C點(diǎn)，抓住青藤的下端蕩到右邊石頭的D點(diǎn)，此時(shí)速度恰好為零。運(yùn)動過程中猴子均看成質(zhì)點(diǎn)，空氣阻力不計(jì)，重力加速度

g=10m/s2，求：（1）大猴子水平跳離的速度最小值（2）猴子抓住青藤蕩起時(shí)的速度大?。?）蕩起時(shí)，青藤對猴子的拉力大小四、新能源【例題11】環(huán)保汽車將為2008年奧運(yùn)會場館服務(wù)。某輛以蓄電池為驅(qū)動能源的環(huán)保汽車，總質(zhì)量3×103kg。當(dāng)它在水平路面上以v=36km/h的速度勻速行駛時(shí)，驅(qū)動電機(jī)的輸入電流I=50A，電壓U=300V。在此行駛狀態(tài)下求驅(qū)動電機(jī)的輸入功率P電；若驅(qū)動電機(jī)能夠?qū)⑤斎牍β实?0%轉(zhuǎn)化為用于牽引汽車前進(jìn)的機(jī)械功率P機(jī)，求汽車所受阻力與車重的比值（g取10m/s2）；（3）設(shè)想改用太陽能電池給該車供電，其他條件不變，求所需的太陽能電池板的最小面積。結(jié)合計(jì)算結(jié)果，簡述你對該設(shè)想的思考。已知太陽輻射的總功率，太陽到地球的距離，太陽光傳播到達(dá)地面的過程中大約有30%的能量損耗，該車所用太陽能電池的能量轉(zhuǎn)化效率約為15%?！纠}12】節(jié)能混合動力車是一種可以利用汽油及所儲存電能作為動力來源的汽車。有一質(zhì)量m=1000kg的混合動力轎車，在平直公路上以

v1=90km/h勻速行駛，發(fā)動機(jī)的輸出功率為P=50kW。當(dāng)駕駛員看到前方有80km/h的限速標(biāo)志時(shí)，保持發(fā)動機(jī)功率不變，立即啟動利用電磁阻尼帶動的發(fā)電機(jī)工作給電池充電，使轎車做減速運(yùn)動，運(yùn)動L=72m后，速度變?yōu)?2km/h。此過程中發(fā)動機(jī)功率的1/5用于轎車的牽引，4/5用于供給發(fā)電機(jī)工作，發(fā)動機(jī)輸送給發(fā)電機(jī)的能量最后有50%轉(zhuǎn)化為電池的電能。假設(shè)轎車在上述運(yùn)動過程中所受阻力保持不變。求(1)轎車以90

km/h在平直公路上勻速行駛時(shí)，所受阻力F的大??；

(2)轎車從90km/L減速到72km/L過程中，獲得的電能E；(3)轎車僅用其在上述減速過程中獲得的電能E維持72km/h勻速運(yùn)動的距離?！纠}13】面對能源緊張和環(huán)境污染等問題，混合動力汽車應(yīng)運(yùn)而生。所謂混合動力汽車，是指擁有兩種不同動力源（如燃油發(fā)動機(jī)和電力發(fā)動機(jī)）的汽車，既省油又環(huán)保。車輛在起步或低速行駛時(shí)可僅靠電力驅(qū)動；快速行駛或者需急加速時(shí)燃油發(fā)動機(jī)啟動，功率不足時(shí)可由電力補(bǔ)充；在制動、下坡、怠速時(shí)能將機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能儲存在電池中備用。假設(shè)汽車質(zhì)量為M，當(dāng)它在平直路面行駛時(shí)，只采用電力驅(qū)動，發(fā)動機(jī)額定功率為P1，能達(dá)到的最大速度為v1；汽車行駛在傾角為θ的斜坡道上時(shí)，為獲得足夠大的驅(qū)動力，兩種動力同時(shí)啟動，此時(shí)發(fā)動機(jī)的總額定功率可達(dá)P2。已知汽車在斜坡上行駛時(shí)所受的摩擦阻力與在平直路面上相等，運(yùn)動過程阻力不變，重力加速度為g。（1）汽車在平直路面上行駛時(shí)受到的阻力？（2）汽車在斜坡道上能達(dá)到的最大速度？（3）若汽車在斜面上以恒定功率P1從靜止做加速直線運(yùn)動，經(jīng)時(shí)間剛好達(dá)到最大速度V1，求這段時(shí)間的位移？【例題14】利用水流和太陽能發(fā)電，可以為人類提供清潔能源。水的密度，太陽光垂直照射到地面上時(shí)的輻射功率，地球表面的重力加速度取g=10m／s2。三峽水電站發(fā)電機(jī)輸出的電壓為18kV。若采用500kV直流電向某地區(qū)輸電

5.0×106kW，要求輸電線上損耗的功率不高于輸送功率的5％，求輸電線總電阻的最大值；發(fā)射一顆衛(wèi)星到地球同步軌道上（軌道半徑約為地球半徑的6.6）利用太陽能發(fā)電，然后通過微波持續(xù)不斷地將電力輸送到地面，這樣就建成了宇宙太陽能發(fā)電站。求衛(wèi)星在地球同步軌道上向心加速度的大?。蝗龒{水電站水庫面積約1.0×109m2，