高二精选题库 物理5-1北师大版

大速度v2匀速上升为止，物体上升的高度为h，则整个过程中，下列说法正确的是( )

P

A．钢绳的最大拉力为 v2P

B．钢绳的最大拉力为 v1P

C．重物的最大速度v2＝

mg

P

D．重物匀加速运动的加速度为－g

mv1

解析：由F－mg＝ma和P＝Fv可知，重物匀加速上升过程中钢绳拉力大于重力且不变，达到最大功率P后，随v增加，钢绳拉力F变小，当F＝mg时重物达最大速度v2，故v2＝PPPP，最大拉力F＝mg＋ma＝，A错误，B、C正确，由－mg＝ma得：a＝－g，D正mgv1v1mv1确．

答案：BCD 二、计算题

11．静止在水平地面上的木箱，质量m＝50 kg.木箱与地面间的动摩擦因数μ＝0.4，若用大小为400 N、方向与水平方向成37°角的斜向上的拉力拉木箱从静止开始运动，使木箱能够到达50 m远处，拉力最少做多少功？(cos37°＝0.8，取g＝10 m/s2)

解析：欲使拉力做功最少，须使拉力作用的位移最小，故重物应先在拉力作用下加速，再撤去拉力使木箱减速，到达50 m处时速度恰好减为0.设加速时加速度的大小为a1，减速时加速度的大小为a2.

由牛顿第二定律得，加速时有： 水平方向Fcos37°－μFN＝ma1 竖直方向Fsin37°＋FN－mg＝0 减速时有：μmg＝ma2

且有v2＝2a1x1＝2a2x2 x1＋x2＝x 联立以上各式解得：x1≈24 m 由功的定义，有

W＝Fx1cos37°＝400×24×0.8 J＝7.68×103 J. 答案：7.68×103 J

12．额定功率为80 kW的汽车，在某平直的公路上行驶的最大速度为20 m/s，汽车的质量是m＝2×103 kg，如果汽车从静止开始做匀加速直线运动，加速度大小为2 m/s2，运动过程中阻力不变．求：

(1)汽车所受的阻力是多大？ (2)3 s末汽车的瞬时功率是多大？

(3)匀加速直线运动的时间是多长？

(4)在匀加速直线运动中，汽车的牵引力做的功是多少？

P额103

解析：(1)当F＝Ff时，速度最大，所以，根据P额＝Ff·vm得Ff＝＝80× N＝4×103

vm20N.

(2)根据牛顿第二定律，得 F－Ff＝ma，①

根据瞬时功率计算式，得 P＝Fv＝Fat，② 所以由①②两式得

P＝(Ff＋ma)at＝(4×103＋2×103×2)×2×3 W＝4.8×104 W.

(3)根据P＝Fv可知：随v的增加，直到功率等于额定功率时，汽车完成整个匀加速直线运动过程，所以P额＝Fatm③

将式①代入式③得

P额80×103

tm＝＝ s

(Ff＋ma)a(4×103＋2×103×2)×2＝5 s.

(4)根据功的计算式得

112

WF＝Fs＝F·at2＝(F＋ma)·at f

2m2m1

＝(4×103＋2×103×2)××2×52 J

2＝2×105 J.

答案：(1)4×10 N (2)4.8×10 W (3)5 s (4)2×10 J

3

4

5