第五章 机械能守恒定律 章末素养提升-【导与练】2024高考物理一轮复习高中总复习第1轮教师用书word（新教材，人教版）

章末素养提升

 [科学小报] 中国标准动车组是指中国标准体系占主导地位的动车组(254项重要标准中国标准占84%),动车组中国标准(华标),代表目前世界动车组技术的先进标准体系。首次实现了动车组牵引、制动、网络控制系统的全面自主化,标志着我国已全面掌握高速铁路核心技术,高速动车组技术实现全面自主化。

中国标准动车组采用CR(中国铁路)代号,三种时速等级为CR400/300/200,持续时速为350、250、160 km。复兴号动车组于2017年6月26日京沪高铁首发。两个型号分别是“海豚”CR400AF(头部玻璃平、侧面有一条凸尖线)和“金凤凰”CR400BF(头部玻璃凸、侧面比较平缓)。

[原创新题1] 京张高铁将北京到张家口的通行时间缩短在1小时内,成为2022年北京冬奥会重要的交通保障设施。假设此高铁动车启动后沿平直轨道行驶,发动机的功率恒为P,且行驶过程中受到的阻力大小恒定。已知动车的质量为m,最高行驶速度为vm。则下列说法正确的是(　B　)

A.行驶过程中动车受到的阻力大小为Pvm

B.当动车的速度为时,动车的加速度大小为

C.从启动到速度为vm的过程中,动车牵引力所做的功为m

D.动车行驶过程中做匀加速直线运动

解析:动车速度最大时,牵引力与阻力平衡,则行驶过程中动车受到的阻力大小Ff=,故A错误;在行驶过程中P=F·v,根据牛顿第二定律F-Ff=ma,a=-,v增大,加速度减小,动车行驶过程中做加速度减小的加速直线运动,当动车的速度为时,动车的牵引力F==,解得a=,故B正确,D错误;从启动到速度为vm的过程中,动车牵引力所做的功等于动车动能增加量和克服阻力做功之和,故大于m,故C错误。

[原创新题2] (多选)某一动车以速度v0在平直的轨道上匀速行驶。到达某处时,司机使动车的输出功率减小为原来的一半,并保持该功率行驶。假设该动车受到的阻力恒定,从减小功率开始,下列能正确表示动车加速度a、速度v、时间t之间的关系的是(　AD　)

解析:动车匀速行驶时牵引力等于阻力,即Ff=F牵=,功率突然减小一半,P′=,动车的速度由于惯性来不及变化,此时v=v0,则根据P=Fv,牵引力立刻减小一半,小于阻力,合力变为反方向,动车做减速运动,由牛顿第二定律可知Ff-F牵′=ma,即-=ma,因P′=,解得a=-·+,v减小,加速度减小,a与呈线性关系,当=,a=0,故

A正确,B错误;动车功率一定时,由a=-·+可知,动车做加速度不断减小的减速运动,当牵引力增大到等于阻力时,加速度减为零,此时速度刚好减为,动车再次以的速度做匀速直线运动,故C错误,D正确。

应用动力学和能量观点解决多过程问题

1.(2022·河北卷,9)(多选)如图,轻质定滑轮固定在天花板上,物体P和Q用不可伸长的轻绳相连,悬挂在定滑轮上,质量mQ>mP,t=0时刻将两物体由静止释放,物体Q的加速度大小为。T时刻轻绳突然断开,物体P能够达到的最高点恰与物体Q释放位置处于同一高度,取t=0时刻物体P所在水平面为零势能面,此时物体Q的机械能为E。重力加速度大小为g,不计摩擦和空气阻力,两物体均可视为质点。下列说法正确的是(　BCD　)

A.物体P和Q的质量之比为1∶3

B.2T时刻物体Q的机械能为

C.2T时刻物体P重力的功率为

D.2T时刻物体P的速度大小为