机械能基础训练大全

1第五章机械能第一单元功和功率第1课时功要点一功1.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.作用力与反作用力的功,一定大小相等,正负符号相反D.作用力做正功,反作用力也可能做正功答案D要点二摩擦力做功的特点2.在光滑的水平地面上有质量为M的长平板A,如图所示,平板上放一质量m的物体B,A、B之间动摩擦因数为.今在物体B上加一水平恒力F,B和A发生相对滑动,经过时间t,B未滑离木板A.求:(1)摩擦力对A所做的功.(2)摩擦力对B所做的功.(3)若长木板A固定,B对A的摩擦力对A做的功.答案(1)Mmgt2)(2(2)mmgFtmgt2)(22(3)0题型1功的正负判断【例1】如图所示,小物块A位于光滑的斜面上,斜面位于光滑的水平面上,从地面上看,小物块沿斜面下滑的过程中,斜面对小物块的作用力()A.垂直于接触面,做功为零B.垂直于接触面,做功不为零C.不垂直于接触面,做功为零D.不垂直于接触面,做功不为零答案B题型2恒力功的计算【例2】如图所示,质量为m的物体静止在倾角为的斜面上,物体与斜面间的2动摩擦因数为,现使斜面水平向左匀速移动距离l.(1)摩擦力对物体做的功为(物体与斜面相对静止)（）A.0B.mglcosC.-mglcossinD.mglsincos(2)斜面对物体的弹力做的功为()A.0B.mglsincos2C.-mglcos2D.mglsincos(3)重力对物体做的功()A.0B.mglC.mgltanD.mglcos(4)斜面对物体做的总功是多少?各力对物体所做的总功是多少?答案(1)C(2)D(3)A(4)00题型3变力功的计算【例3】用铁锤将一铁钉击入木块,设木块对铁钉的阻力与铁钉进入木块内的深度成正比.在铁锤击打第一次后,能把铁钉击入木块内1cm.则击第二次后,能击入多少深度?(设铁锤每次做功相等)答案0.41cm题型4传送带问题【例4】如图所示,光滑弧形轨道下端与水平传送带连接,轨道上的A点到传送带的竖直距离及传送带到地面的距离均为h=5m,把一物体自A点由静止释放,物体与传送带间的动摩擦因数=0.2.先让传送带不转动,物体滑上传送带后,从右端B水平飞离,落在地面上的P点,B、P间的水平距离OP为s=2m;然后让传送带顺时针方向转动,速度大小为v=5m/s,从同一高度释放的物体进入传送带,一段时间后与传送带相对静止,从右端B水平飞离.g=10m/s2.求:(1)传送带转动时,物体落到何处?(2)两种情况下,传送带对物体所做功之比.(3)两种情况下,物体运动所用时间之差.答案(1)5m(2)2532(3)0.45s1.如图所示,木板OA水平放置,长为l,在A处放置一个质量为m的物体,现绕O点缓缓抬高A3端,直到当木板转动到与水平面成角时停止转动.这时物体受到一微小的干扰便开始缓慢地匀速下滑,物体运动到O点,在整个过程中()A.支持力对物体做的总功为mglsinB.摩擦力对物体做的总功为零C.木板对物体做的总功为零D.木板对物体做的总功为正答案AC2.如图所示,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()A.始终不做功B.先做负功后做正功C.先做正功后不做功D.先做负功后不做功答案ACD3.如图所示,定滑轮至滑块的高度为h,已知细绳的拉力为F(恒定),滑块沿水平面由A点前进s至B点,滑块在初、末位置时细绳与水平方向夹角分别为和.求滑块由A点运动到B点过程中,绳的拉力对滑块所做的功.答案Fh(sin1sin1)4.(2016·昌平模拟)一质量为2kg的物体(视为质点)从某一高度由静止下落,与地面相碰后(忽略碰撞时间)又上升到最高点,该运动过程的v-t图象如图所示.如果上升和下落过程中空气阻力大小相等,求:(1)物体上升的最大高度.(2)物体下落过程所受的空气阻力的大小.(3)物体在整个运动过程中空气阻力所做的功.(取g=10m/s2)答案(1)1.5m(2)4N(3)-22J第2课时功率要点一功率1.物体在水平力F1作用下,在水平面上做速度为v1的匀速运动,F1的功率为P;若在斜向上的力F2作用下,在水平面上做速度为v2的匀速运动,F2的功率也是P,则下列说法正确的是()A.F2可能小于F1,v1不可能小于v2B.F2可能小于F1,v1一定小于v24C.F2不可能小于F1,v1不可能小于v2D.F2不可能小于F1,v1一定小于v2答案B要点二机车的两种启动方式2.一辆小汽车在水平路面上由静止启动,在前5s内做匀加速直线运动,5s末达到额定功率,之后保持以额定功率运动.其v—t图象如图所示.已知汽车的质量为m=2×103kg,汽车受到地面的阻力为车重的0.1倍,则以下说法不正确的是()A.汽车在前5s内的牵引力为4×103NB.汽车在前5s内的牵引力为6×103NC.汽车的额定功率为60kWD.汽车的最大速度为30m/s答案A题型1功率的计算【例1】如图所示,重物的质量为1kg,动滑轮质量不计,竖直向上拉动细绳,使重物从静止开始以5m/s2的加速度上升,则拉力F在1s内对物体做的功为多大?拉力F在1s末的瞬时功率是多大?(g取10m/s2)答案37.5J75W题型2构建模型解功率问题【例2】风力发电是一种环保的电能获取方式.图为某风力发电站外观图.设计每台风力发电机的功率为40kW,实验测得风的动能转化为电能的效率约为20%,空气的密度是1.29kg/m3,当地水平风速约为10m/s,问风力发电机的叶片长度约为多少才能满足设计要求?答案10m题型3图景结合【例3】某兴趣小组对一辆自制遥控小车的性能进行研究,他们让这辆小车在水平的直轨道上由静止开始运动,并将小车运动的全过程记录下来,通过处理转化为v—t图象,如图所示(除2～10s时间段内的图象为曲线外,其余时间段图象均为直线).已知小车运动的过程中,2～14s时间段内小车的功率保持不变,在14s末停止遥控而让小车自由滑行.小车的质量为1kg,可认为在整个过程中小车所受到的阻力大小不变.求:5(1)小车所受到的阻力大小及0～2s时间内电动机提供的牵引力大小.(2)小车匀速行驶阶段的功率.(3)小车在0～10s运动过程中位移的大小.答案(1)1.25N(2)2.25W(3)19.7m1.如图所示,手持一根长为l的轻绳的一端在水平桌面上做半径为r、角速度为的匀速圆周运动,绳始终保持与该圆周相切,绳的另一端系一质量为m的木块,木块也在桌面上做匀速圆周运动,不计空气阻力()A.手对木块不做功B.木块不受桌面的摩擦力C.绳的拉力大小等于223rlmD.手拉木块做功的功率等于m3r(l2+r2)/l答案D2.(2016·重庆模拟)一根质量为M的直木棒,悬挂在O点,有一只质量为m的猴子抓着木棒,如图所示.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,则下列的四个图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()答案B3.人的心脏每跳一次大约输送8×10-5m3的血液,正常人血压(可看作心脏压送血液的压强)的平均值约为1.5×104Pa,心跳约每分钟70次,据此估测心脏工作的平均功率为W.答案1.44.额定功率为80kW的汽车,在平直的公路上行驶的最大速度为20m/s,汽车的质量为2.0t.若汽车从静止开始做匀加速直线运动,加速度大小为2m/s2,运动过程中阻力不变,则:(1)汽车受到的恒定阻力是多大?(2)3s末汽车的瞬时功率是多大?6(3)匀加速直线运动的时间是多长?(4)在匀加速直线运动中,汽车牵引力做的功是多少?答案(1)4×103N(2)48KW(3)5s(4)2×105J1.(2007·广东·4)机车从静止开始沿平直轨道做匀加速运动,所受的阻力始终不变,在此过程中,下列说法正确的是()A.机车输出功率逐渐增大B.机车输出功率不变C.在任意两相等的时间内,机车动能变化相等D.在任意两相等的时间内,机车动量变化的大小相等答案AD2.如图所示,质量为m的物体A静止于倾角为的斜面体B上,斜面体B的质量为M,现对该斜面体施加一个水平向左的推力F,使物体随斜面体一起沿水平方向向左匀速运动的位移为l,则在此运动过程中斜面体B对物体A所做的功为()A.mMFlmB.MglcotC.0D.21mglsin2答案C3.起重机的钢索将重物由地面吊到空中某个高度,其速度图象如图所示,则钢索拉力的功率随时间变化的图象可能是下图中的哪一个()答案B4.如图所示,一辆小车静止在光滑的水平导轨上,一小球用细绳悬挂在车上,由图中位置无初速释放,则小球在下摆到最低点的过程中,下列说法正确的是()A.绳对小球的拉力不做功B.绳对小球的拉力做正功C.绳对小球的拉力做负功7D.小球的合力不做功答案C5.以恒力推物体使它在粗糙水平面上移动一段距离,恒力所做的功为W1,平均功率为P1,在末位置的瞬时功率为Pt1,以相同的恒力推该物体使它在光滑的水平面上移动相同距离,力所做功为W2,平均功率为P2,在末位置的瞬时功率为Pt2,则下面结论中正确的是()A.W1W2B.W1=W2C.P1=P2D.Pt2Pt1答案B6.(2016·宣武区模拟)如图所示,滑雪者由静止开始沿斜坡从A点自由滑下,然后在水平面上前进至B点停下.已知斜坡、水平面与滑雪板之间的动摩擦因数皆为,滑雪者(包括滑雪板)的质量为m,A、B两点间的水平距离为L.在滑雪者经过AB段运动的过程中,克服摩擦力做的功()A.大于mgLB.小于mgLC.等于mgLD.以上三种情况都有可能答案C7.某汽车以额定功率在水平路面上行驶,空载时的最大速度为v1,装满货物后的最大速度为v2,已知汽车空车的质量为m0,汽车所受的阻力跟车重成正比,则汽车后来所装的货物的质量是()A.0221mvvvB.0221mvvvC.m0D.021mvv答案A8.物体在恒力作用下做匀变速直线运动,关于这个恒力做功的情况,下列说法正确的是()A.在相等的时间内做的功相等B.通过相同的路程做的功相等C.通过相同的位移做的功相等D.做功情况与物体运动速度大小有关答案C9.解放前后,机械化生产水平较低,人们经常通过“驴拉磨”的方式把粮食颗粒加工成粗面来食用,如图所示,假设驴拉磨的平均用力大小为500N,运动的半径为1m,则驴拉磨转动一周所做的功为()8A.0B.500JC.500πJD.1000πJ答案D10.如图所示,在倾角为的光滑斜面上,木板与滑块质量相等,均为m,木板长为l.一根不计质量的轻绳通过定滑轮分别与木板、滑块相连,滑块与木板间的动摩擦因数为,开始时,滑块静止在木板的上端,现用与斜面平行的未知力F,将滑块缓慢拉至木板的下端,拉力做功为()A.mglcosB.2mglC.2mglcosD.21mgl答案A11.汽车发动机的功率为60kW,汽车的质量为4t,当它行驶在坡度为sin=0.02的长直公路上时,如图所示,所受阻力为车重的0.1倍(g取10m/s2),求:(1)汽车所能达到的最大速度vm.(2)若汽车从静止开始以0.6m/s2的加速度做匀加速直线运动,则此过程能维持多长时间？(3)当汽车以0.6m/s2的加速度匀加速行驶的速度达到最大值时,汽车做功多少？答案(1)12.5m/s(2)13.9s(3)4.16×105J12.（2016·南京模拟）下表是一辆电动自行车的部分技术指标,其中额定车速是指自行车满载的情况下在平直道路上以额定功率匀速行驶的速度,假设行驶过程中电能转化为机械能的效率为100%,请参考表中数据,完成下列问题:(g取10m/s2,sin5°=0.07)(1)将你计算的“额定功率”和“续行里程”填入上表中(无须写出计算过程).(2)在行驶过程中电动自行车受到的阻力是车重(包括载重)的k倍,试推算k的大小.(3)电动自行车在坡度为