高考物理一轮复习 考点通关练 考点17 功和功率.doc

考点17功和功率考点名片考点细研究：本考点考查要点有：(1)功的理解与计算；(2)恒力及合力做功的计算、变力做功；(3)机车启动问题；(4)功、功率与其他力学知识的综合。其中考查到的如：2016年天津高考第8题、2015年全国卷第17题、2015年海南高考第3题、2015年北京高考第23题、2015年浙江高考第18题、2015年四川高考第9题、2014年全国卷第16题、2014年重庆高考第2题、2013年安徽高考第22题等。备考正能量：本考点内容在高考中往往与动能定理、功能关系、图象问题等结合考查。预计今后高考将延续以上特点，并结合当代生活实际、科技和社会热点来作为命题的背景和素材。一、基础与经典1关于摩擦力对物体做功，以下说法中正确的是()a滑动摩擦力总是做负功b滑动摩擦力可能做负功，也可能做正功c静摩擦力对物体一定不会做功d静摩擦力对物体总是做正功答案b解析不论是滑动摩擦力，还是静摩擦力，都既可以为阻力，也可以为动力，则既可以做负功，也可以做正功，也都可能不做功，故选项a、c、d均错误，b正确。2. 用水平力f拉一物体，使物体在水平地面上由静止开始做匀加速直线运动，t1时刻撤去拉力f，物体做匀减速直线运动，到t2时刻停止，其速度时间图象如图所示，且。若拉力f做的功为w1，平均功率为p1；物体克服摩擦阻力ff做的功为w2，平均功率为p2，则下列选项正确的是()aw1w2，f2ff bw1w2，f2ffcp12ff dp1p2，f2ff答案b解析整个运动过程中，根据动能定理有w1w20，所以w1w2，又p1，p2，所以p1p2；根据牛顿第二定律，施加拉力f时，加速度大小a1，撤去拉力f后加速度大小a2，vt图象斜率的绝对值表示加速度的大小，根据题图可知a1a2，即可得f2ff，综上分析，本题答案为b。3. 如图所示，木板可绕固定水平轴o转动。木板从水平位置oa缓慢转到ob位置，木板上的物块始终相对于木板静止。在这一过程中，物块的重力势能增加了2 j。用fn表示物块受到的支持力，用ff表示物块受到的摩擦力。在此过程中，以下判断正确的是()afn和ff对物块都不做功bfn对物块做功为2 j，ff对物块不做功cfn对物块不做功，ff对物块做功为2 jdfn和ff对物块所做功的代数和为0答案b解析物块所受的摩擦力ff沿木板斜向上，与物块的速度方向时刻垂直，故摩擦力ff对物块不做功，物块在慢慢移动过程中，重力势能增加了2 j，重力做负功2 j，支持力fn对物块做正功2 j，故b正确。4. 将一个苹果斜向上抛出，苹果在空中依次飞过三个完全相同的窗户1、2、3。图中曲线为苹果在空中运行的轨迹。若不计空气阻力的影响，以下说法正确的是()a苹果通过第1个窗户所用的时间最长b苹果通过第3个窗户的竖直方向平均速度最大c苹果通过第1个窗户重力做的功最大d苹果通过第3个窗户重力的平均功率最小答案d解析抛出的苹果在竖直方向上做竖直上抛运动，通过三个窗户的时间由竖直方向的运动决定。苹果竖直方向上做减速运动，三个窗户的竖直高度相同，故通过第1个窗户所用时间最短，a项错误；通过第3个窗户所用时间最长，因此该过程中竖直方向的平均速度最小，重力的平均功率最小，b项错误，d项正确；重力做功与高度差有关，故通过三个窗户时苹果克服重力做的功相同，c项错误。5. 如图所示，位于固定粗糙斜面上的小物块p，受到一沿斜面向上的拉力f，沿斜面匀速上滑。现把力f的方向变为竖直向上，若使物块p仍沿斜面保持原来的速度匀速运动，则()a力f一定要变小 b力f一定要变大c力f的功率将减小 d力f的功率将增大答案c解析受到一沿斜面向上的拉力f，fmgsinmgcos，把力f的方向变为竖直向上，仍沿斜面保持原来的速度匀速运动，fmg，由于题述没有给出和的具体数值，不能判断出力f如何变化，选项a、b错误；力沿斜面时p1fv(mgsinmgcos)v，f变为竖直向上后，p2fvsinmgvsin，p2v)时，所受牵引力为f。以下说法正确的是()a坦克速度为v时，坦克的牵引力做功为fsb坦克的最大速度vmc坦克速度为v时加速度为ad坦克从静止开始达到最大速度vm所用时间t答案bc解析坦克以恒定功率加速，根据pfv得，v增大，f减小，牵引力做的功不等于fs，a错误；坦克运动速度为vm时，牵引力等于阻力f，则vm，故b正确；坦克速度为v时，牵引力为f，由牛顿第二定律得ffma，a，故c正确；坦克做变加速运动，t，d错误。9. (多选)一质量为800 kg的电动汽车由静止开始沿平直公路行驶，达到的最大速度为18 m/s，利用传感器测得此过程中不同时刻电动汽车的牵引力f与对应的速度v，并描绘出f图象，图中ab、bc均为直线。若电动汽车在行驶过程中所受的阻力恒定，由图象可知下列说法正确的是()a电动汽车由静止开始一直做变加速直线运动b电动汽车的额定功率为10.8 kwc电动汽车由静止开始经过2 s，速度达到6 m/sd电动汽车行驶中所受的阻力为600 n答案bd解析根据题图可知，电动汽车从静止开始做匀加速直线运动而后做加速度逐渐减小的变加速直线运动，达到最大速度，选项a错误；由题设条件，可知电动汽车的最大速度为18 m/s时，其所受合外力为零，故此时阻力等于牵引力，为600 n，选项d正确；根据功率定义，pfvm60018 w10.8 kw，选项b正确；电动汽车匀加速运动的时间为t，由牛顿第二定律可得ffma，a3 m/s2，at，t1.2 s，若电动汽车一直匀加速2 s，其速度才可达到6 m/s，实际上电动汽车匀加速1.2 s后做加速度逐渐减小的变加速运动，因而2 s时电动汽车的速度小于6 m/s，选项c错误。10(多选)如图甲所示，静止在水平地面的物块a，受到水平向右的拉力f作用，f与时间t的关系如图乙所示，设物块与地面的静摩擦力最大值fm与滑动摩擦力大小相等，则()a0t1时间内f的功率逐渐增大bt2时刻物块a的加速度最大ct2时刻后物块a做反向运动dt3时刻物块a的动能最大答案bd解析根据图乙可知：在0t1时间内拉力f没有达到最大静摩擦力fm，物体处于静止状态，则拉力f的功率为零，选项a错误；对物块a由牛顿第二定律有ffmma，由于t2时刻拉力f最大，则t2时刻物块加速度a最大，选项b正确；t2到t3这段时间内拉力f大于fm，所以物块做加速运动，t3时刻速度达到最大，选项c错误，d正确。二、真题与模拟112015海南高考假设摩托艇受到的阻力大小正比于它的速率。如果摩托艇发动机的输出功率变为原来的2倍，则摩托艇的最大速率变为原来的()a4倍 b2倍 c.倍 d.倍答案d解析阻力f与速率v成正比，设比值为k，则fkv。摩托艇达到最大速率时pfv，得pkv2，即输出功率与最大速率的平方成正比，若输出功率变为原来的2倍，则最大速率变为原来的倍，d正确。122015浙江高考(多选)我国科学家正在研制航母舰载机使用的电磁弹射器。舰载机总质量为3.0104 kg，设起飞过程中发动机的推力恒为1.0105 n；弹射器有效作用长度为100 m，推力恒定。要求舰载机在水平弹射结束时速度大小达到80 m/s。弹射过程中舰载机所受总推力为弹射器和发动机推力之和，假设所受阻力为总推力的20%，则()a弹射器的推力大小为1.1106 nb弹射器对舰载机所做的功为1.1108 jc弹射器对舰载机做功的平均功率为8.8107 wd舰载机在弹射过程中的加速度大小为32 m/s2答案abd解析由题述可知，舰载机弹射过程的加速度为a m/s232 m/s2，d项正确；根据牛顿第二定律，f发f弹0.2(f发f弹)ma，可求得弹射器的推力大小f弹1.1106 n，a项正确；弹射器对舰载机做的功为w1.1106100 j1.1108 j，b项正确；弹射过程的时间t s2.5 s，弹射器做功的平均功率p4.4107 w，c项错误。132015全国卷 一汽车在平直公路上行驶。从某时刻开始计时，发动机的功率p随时间t的变化如图所示。假定汽车所受阻力的大小f恒定不变。下列描述该汽车的速度v随时间t变化的图线中，可能正确的是()答案a解析在vt图象中，图线的斜率代表汽车运动时的加速度，由牛顿第二定律可得：在0t1时间内，fma，当速度v不变时，加速度a为零，在vt图象中为一条水平线；当速度v变大时，加速度a变小，在vt图象中为一条斜率逐渐减小的曲线，选项b、d错误；同理，在t1t2时间内，fma，图象变化情况与0t1时间内情况相似，由于汽车在运动过程中速度不会发生突变，故选项c错误，选项a正确。142014重庆高考某车以相同的功率在两种不同的水平路面上行驶，受到的阻力分别为车重的k1和k2倍，最大速率分别为v1和v2，则()av2k1v1 bv2v1cv2v1 dv2k2v1答案b解析根据机车的启动规律可知，当牵引力等于阻力时，车速最大，有vm，又ffkmg，则，b项正确。152014全国卷一物体静止在粗糙水平地面上。现用一大小为f1的水平拉力拉动物体，经过一段时间后其速度变为v。若将水平拉力的大小改为f2，物体从静止开始经过同样的时间后速度变为2v。对于上述两个过程，用wf1、wf2分别表示拉力f1、f2所做的功，wf1、wf2分别表示前后两次克服摩擦力所做的功，则()awf24wf1，wf22wf1bwf24wf1，wf22wf1cwf24wf1，wf22wf1dwf24wf1，wf22wf1答案c解析由vat可知，a22a1；由xat2可知，x22x1；根据题意，物体受的摩擦力ff不变，由wfffx可知，wf22wf1；由a可知，f22f1。由wffx可知，wf2f，所以两物块均受到沿斜面向上的滑动摩擦力，加速下滑的加速度大小均为a2 m/s2，根据sv0tat2，得知两物块在传送带上运动的时间t相同，选项b正确，a错误；两物块各自受到的滑动摩擦力与速度方向相反，均做负功，选项c正确；由v2v2as得末速度大小v3 m/s，滑动时间t1 s，物块a、b在传送带上的划痕长度之比为，选项d正确。一、基础与经典20. 如图所示，一质量为m的小球，用长为l的轻绳悬挂于o点：(1)小球在水平拉力f的作用下从平衡位置p点缓慢地移动到q点，此时悬线与竖直方向的夹角为；(2)小球在水平恒力f作用下由p点移动到q点，此时悬线与竖直方向的夹角为。求上述(1)(2)两种情况下拉力f所做的功各为多大？答案(1)mgl(1cos) (2)flsin解析(1)将小球“缓慢”地移动，可认为小球一直处于平衡状态并且动能不变，由平衡条件可求得：当轻绳与竖直方向夹角为时，fmgtan，可见当由零增大到的过程中，f一直增大，因此用动能定理求变力f做功。小球由p移动到q的过程中由动能定理得wmgl(1cos)0，故有wmgl(1cos)。(2)当小球在恒力f作用下由p运动到q时，由公式知力f做的功为wflsin。21质量为m的物体静止在光滑的水平面上，从t0时刻开始物体受到水平力f的作用，水平力f的大小和方向与时间的关系如图所示。(1)求3t0时间内水平力f所做的总功；(2)3t0时刻水平力f的瞬时功率。答案(1)(2)解析(1)设前2t0时间内物体的位移为x1，力反向时物体的速度为v1，反向后，设历时t1，物体速度为零，匀减速运动的位移为x2，反向匀加速运动的位移为x3,3t0时速度为v2，则有x1(2t0)2，v12t0，由v1t1得t1t0，由2x2v得x2t，x3(t0t1)2，因此3t0时间内水平力f所做的总功wf0x13f0x23f0x3。(2)v2(t0t1)t0，故3t0时刻水平力f的瞬时功率p3f0v2。二、真题与模拟222015天津高考 某快递公司分拣邮件的水平传输装置示意如图，皮带在电动机的带动下保持v1 m/s的恒定速度向右运动，现将一质量为m2 kg的邮件轻放在皮带上，邮件和皮带间的动摩擦因数0.5。设皮带足够长，取g10 m/s2，在邮件与皮带发生相对滑动的过程中，求：(1)邮件滑动的时间t；(2)邮件对地的位移大小x；(3)邮件与皮带间的摩擦力对皮带做的功w。答案(1)0.2 s(2)0.1 m(3)2 j解析(1)设邮件放到皮带上与皮带发生相对滑动过程中受到的滑动摩擦力为f，则fmg由牛顿第二定律得mgma由运动学可知vat由式并代入数据得t0.2 s(2)邮件与皮带发生相对滑动的过程中，对邮件应用动能定理，有fxmv20由式并代入数据得x0.1 m(3)邮件与皮带发生相对滑动的过程中，设皮带相对地面的位移为s，则svt摩擦力对皮带做的功wfs由式并代入数据得w2 j。232015四川高考 严重的雾霾天气，对国计民生已造成了严重的影响，汽车尾气是形成雾霾的重要污染源，“铁腕治污”已成为国家的工作重点。地铁列车可实现零排放，大力发展地铁，可以大大减少燃油公交车的使用，减少汽车尾气排放。若一地铁列车从甲站由静止启动后做直线运动，先匀加速运动20 s达最高速度72 km/h，再匀速运动80 s，接着匀减速运动15 s到达乙站停住。设列车在匀加速运动阶段牵引力为1106 n，匀速运动阶段牵引力的功率为6103 kw，忽略匀减速运动阶段牵引力所做的功。(1)求甲站到乙站的距离；(2)如果燃油公交车运行中做的功与该列车从甲站到乙站牵引力做的功相同，求公交车排放气态污染物的质量。(燃油公交车每做1焦耳功排放气态污染物3106克)答案(1)1950 m(2)2.04 kg解析(1)设列车匀加速直线运动阶段所用的时间为t1，距离为x1；在匀速直线运动阶段所用的时间为t2，距离为x2，速度为v；在匀减速直线运动阶段所用的时间为t3，距离为x3；甲站到乙站的距离为x。则根据匀变速直线运动的规律可得：x1vt1x2vt2x3vt3xx1x2x3联立式并代入数据得x1950 m(2)设列车在匀加速直线运动阶段的牵引力为f，所做的功为w1；在匀速直线运动阶段的牵引力的功率为p，所做的功为w2。设燃油公交车做的功w与该列车从甲站到乙站牵引力做的功相同时，排放的气态污染物质量为m。由题意，得w1fx1w2pt2ww1w2m(3109 kgj1)w联立式并代入数据得m2.04 kg。2