习题课 变力做功和机车启动（PPT课件）-【顶尖课课练】2025-2026学年高中物理必修第二册（鲁科版 2019）

1 第1章 功和机械能 习题课 变力做功和机车启动 《顶尖课课练·物理（必修 第二册）（鲁科版）》配套课件 2 随堂自测 1.（变力做功问题）如图所示，在水平面上，有一弯 曲的槽道，槽道由半径分别为和 的两个半圆构成。 现用大小恒为的拉力将一光滑小球从 点沿槽道拉至 C A. 0 B. C. D. 点，若拉力的方向时刻与小球运动方向一致，则此过程中拉力 所做 的功为( ) 3 解析 在拉动的过程中，力 的方向总是与速度同向，用微元法的思想， 在很小的一段位移内力可以看成恒力，小球运动路程为 ， 由此得 ，C正确。 4 2.（变力做功问题）静止在水平面上的物体 ，受到一水平向右的推力 作用，在推力作用下向右运动了 ，水平推力随物体位移的变化图像 如图所示，推力的最大值为 ，且力随位移的变化图线恰好为四分之 一圆周，求水平推力在此过程中所做的功。 答案 5 解析 推力随位移逐渐减小，不属于恒力做功，不能 直接用功的定义式求功。由分析可知力的方向始终与 位移方向相同，仅大小变化，可把位移分成无数小段， 在每一小段位移内，力可认为是恒力，则每一小段恒 力做的功可求出来，再把每小段恒力做的功求和。由图像的物理意义可 知图线与坐标轴所包围的面积恰好是推力所做的功，所以 。 6 3.（机车的启动问题）质量为 的汽车启动后沿平直路面行驶，如果发 动机的功率恒为 ，且行驶过程中受到的阻力大小一定。当汽车速度为 时，汽车做匀速运动；当汽车速度为 时，汽车的瞬时加速度的大小为 ( ) C A. B. C. D. 解析 由题意知，汽车所受阻力，汽车速度为 时的牵引力 ，由牛顿第二定律得。联立以上三式求得 ， C正确。 7 4.（机车的启动问题）（多选）如图所示为一汽车在平直的公路上由静 止开始运动的速度图像，汽车所受阻力恒定。图中为一段直线， 为一曲线， 为一平行于时间轴的直线，则( ) BCD A. 段汽车发动机的功率是恒定的 B. 段汽车发动机的牵引力恒定 C. 段汽车发动机的功率可能是恒定的 D. 段汽车发动机的功率是恒定的 8 解析 为一段直线，说明 段汽车做匀加速直线运 动，牵引力不变，根据 可知，速度增大，牵引 力不变，功率增大，故A错误，B正确； 为一曲线， 斜率逐渐减小，则加速度逐渐减小，牵引力减小，根 据 可知，牵引力减小，速度增大，功率可能不变，故C正确； 为一平行于时间轴的直线，则汽车做匀速直线运动，即速度不变， 牵引力等于阻力也不变，根据 可知，功率不变，故D正确。 9 5.某汽车发动机的最大功率为，汽车满载时，质量为 ， 最高车速是，汽车在水平路面上行驶。取 ，问： （1）汽车所受阻力与车重的比值是多少？ 答案 0.11 解析 汽车达到最大速度时，加速度，则牵引力与阻力 的 关系是，又，则 ， 则比值 . 10 （2）若汽车从静止开始，以 的加速度做匀加速直线运动，这 一过程能维持多长时间？ 答案 解析 当汽车以恒定的加速度启动时，其功率一直在增大，在功率达到 额定功率之前一直做匀加速直线运动，有 ，， ，联立以上三式得 。 11 $$