【知识点详解】
1. **功的概念**:功是力在物体上作用并导致物体在力的方向上发生位移的结果。公式为W=Fs,其中W是功,F是力,s是位移。在问题1中,尽管动摩擦因数不同,但因力F和位移相同,所以力F对物体甲做的功都是相等的。
2. **力的合成与功的计算**:当有多个力作用在同一物体上,每个力单独对物体所做的功可以相加得到总功。问题2中,力F1和F2对物体做功分别是3J和4J,因此它们的合力对物体做的功是7J。
3. **变力做功的计算**:问题3中,人用恒力F推车,由于车以加速度a前进,人对车做的功等于力F乘以车在力F方向上的位移,即FL。车对人的反作用力并不等于ma,而是与人的推力F大小相等,方向相反,且在推力方向上没有位移,所以车对人的摩擦力不做功。
4. **功率与速度的关系**:对于牵引力与速度成正比的情况(如列车),牵引功率P=KV^2,其中K是比例常数,V是速度。问题4中,列车速度比为3:1,因此牵引功率比为9:1。
5. **力的合外力做功**:问题5中,箱内苹果受到的合力不做功,因为它的加速度与斜面平行,而周围苹果对它的作用力垂直于加速度方向,因此不做功。
6. **动能定理与功的比值**:问题6中,通过速度-时间图象,可以得出物体的加速度比和位移比,再结合牛顿第二定律和功的定义,可以求出摩擦阻力之比和克服摩擦阻力做功之比。
7. **功率与速度的关系变化**:问题7涉及汽车上坡时功率的变化。当汽车上坡时,牵引力会增加以克服更大的重力分量,但发动机的输出功率不变,所以汽车的速度会下降,最终达到新的平衡速度进行匀速行驶。
8. **汽车功率问题**:问题8中,汽车以恒定加速度启动,可以计算出汽车匀加速运动的最大速度和所需时间。根据牛顿第二定律和功率公式,可以求出50秒时汽车的实际功率,这时功率已经接近额定功率60kW。
这些题目涉及到的IT知识点主要是物理学中的力学部分,包括功的计算、力的合成、功率与速度的关系、动能定理的应用以及汽车动力学问题。这些都是高中物理学习的重要内容。