人教版高中物理必修第二册精品课件 第8章 机械能守恒定律 分层作业21 变力做功和机车启动问题.ppt

123456789101112解析(1)设起重机允许输出的最大功率为P0,重物达到最大速度时,拉力F0等于重力,P0=F0vmax,F0=mg,代入数据,有P0=5.1×104W。(2)匀加速运动结束时,起重机达到允许输出的最大功率,设此时重物受到的拉力为F,速度为v1,匀加速运动经历时间为t1,有P0=Fv1,F-mg=ma,v1=at1代入数据,得t1=5s。t=2s时,重物处于匀加速运动阶段,设此时速度为v2,输出功率为P,则v2=at,P=Fv2代入数据,得P=2.04×104W。答案(1)5.1×104W(2)5s2.04×104W12345678910111211.一辆汽车在平直的路面上行驶,已知该汽车发动机的额定功率为P额=100kW,汽车的总质量为m=1×104kg,运动过程中汽车所受的阻力恒为自身重力的,重力加速度g取10m/s2。(1)求该汽车能达到的最大速度;(2)若该汽车保持大小恒为0.5m/s2的加速度由静止开始启动,则匀加速运动的时间最长为多大?(3)若该汽车保持100kW的额定功率不变由静止开始启动,当该汽车的加速度为2m/s2时,汽车的速度是多大?123456789101112解析(1)汽车在行驶过程中达到最大速度时牵引力F等于阻力F阻,则有F=F阻=0.1mgP额=Fvm解得vm=10m/s。(2)汽车由静止开始做匀加速直线运动,设末速度为v1,这一过程能维持时间为t,则有F-F阻=maP额=Fv1v1=at123456789101112(3)根据牛顿第二定律可知F-F阻=maP额=Fv12345678910111212.如图所示,某艘重型气垫船质量为5.0×105kg,最高时速为108km/h,装有额定输出功率为9000kW的燃气轮机。假设该重型气垫船在海面航行过程所受的阻力F阻与速度v满足F阻=kv,下列说法正确的是()A.该重型气垫船的最大牵引力为3.0×105NB.由题中给出的数据可算出k=1.0×104N·s/mC.当以最高时速一半的速度匀速航行时,气垫船所受的阻力大小为3.0×105ND.当以最高时速一半的速度匀速航行时,气垫船发动机的输出功率为4500kWC级核心素养拔高练B123456789101112123456789101112A级必备知识基础练B题组一求变力做功的方法1.(2024江苏南通期末)野山鼠擅长打洞,假设山鼠打洞时受到的阻力F阻与洞的深度l成正比,即F阻=kl(k为比例常数),则野山鼠打到洞深d的过程中,需要克服阻力做的功为()123456789101112A2.轻质弹簧右端固定在墙上,左端与一质量m=0.5kg的物块相连,如图甲所示。弹簧处于原长状态,物块静止,物块与水平面间的动摩擦因数μ=0.2。以物块所在处为原点,水平向右为正方向建立x轴,现对物块施加水平向右的外力F,F随x轴坐标变化的情况如图乙所示。物块运动至x=0.4m处时速度为零,则此过程物块受到的力F和摩擦力做功之和为(g取10m/s2)()A.3.1J B.3.5JC.1.8J D.2.0J123456789101112解析由F-x图像与x轴所围面积表示功可知,F做功为W=3.5J,物块与水平面间的摩擦力为Ff=μmg=1N,物块克服摩擦力做功Wf=Ff·x=1×0.4J=0.4J,则物块受到的力F和摩擦力做功之和为W-Wf=3.1J,故选A。123456789101112C题组二机车的两种启动方式3.(2024江苏苏州期末)提高列车运行速度的一个关键技术问题是提高机车发动机的功率。动车组机车的额定功率是普通机车的27倍,已知匀速运动时,列车所受阻力与速度的二次方成正比,即Ff=kv2,则动车组运行的最大速度是普通列车的()A.1倍 B.2倍 C.3倍 D.9倍123456789101112D4.(2024贵州安顺期末)汽车在以恒定功率P由静止开始在平直公路上起步的过程中,设该车受到大小为Ff恒定的阻力作用,关于该汽车的运动过程的说法正确的是()A.汽车做匀加速直线运动B.汽车受到的牵引力越来越大123456789101112123456789101112C