二、非选择题

11. (14分)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?(cos 37°=0.8，取g=10 m/s2)

【答案】7.68×103 J

【详解】欲使拉力做功最少，须使拉力作用的位移最小，故木箱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Fcos 37°-μFN=ma1

竖直方向Fsin 37°+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=Fx1cos 37°=400×24×0.8 J=7.68×103 J.

12. 一辆汽车质量为1×103 kg，最大功率为2×104 W，在水平路面上由静止开始做直线运动，最大速度为v2，运动中汽车所受阻力恒定.发动机的最大牵引力为3×103 N，其行驶过程中牵引力F与车速的倒数1v的关系如图所示.试求：

(1)根据图线ABC判断汽车做什么运动?

(2)v2的大小;

(3)整个运动过程中的最大加速度;

(4)匀加速运动过程的最大速度是多大?当汽车的速度为10 m/s时发动机的功率为多大?

【答案】(1)见解析　(2)20 m/s　(3)2 m/s2　(4)6.67 m/s　2×104 W

【详解】(1)题图中图线AB段牵引力F不变，阻力Ff不变，汽车做匀加速直线运动，图线BC的斜率表示汽车的功率P，P不变，则汽车做加速度减小的加速运动，直至达到最大速度v2，此后汽车做匀速直线运动.

(2)当汽车的速度为v2时，牵引力为F1=1×103 N，

v2=PmF1=2×1041×103 m/s=20 m/s.

(3)汽车做匀加速直线运动时的加速度最大

阻力Ff=Pmv2=2×10420 N=1000 N

a=Fm-Ffm=3-1×1031×103 m/s2=2 m/s2.

(4)与B点对应的速度为v1=PmFm=2×1043×103 m/s

≈6.67 m/s.

当汽车的速度为10 m/s时处于图线BC段，故此时的功率最大，为Pm=2×104 W.

小编为大家整理的高考物理单元复习测试题就到这里了，希望大家认真阅读，祝大家学业有成。

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