【步步高】（新课标）高考物理大一轮复习 第五章 第1课时 功 功率（含解析）(1).doc

【步步高】（新课标）2015届高考物理大一轮复习 第五章 第1课时 功 功率（含解析）考点内容要求考纲解读功和功率1从近几年高考来看，关于功和功率的考查，多以选择题的形式出现，有时与电流及电磁感应相结合命题2功和能的关系一直是高考的“重中之重”，是高考的热点和重点，涉及这部分内容的考题不但题型全、分量重，而且还经常有压轴题，考查最多的是动能定理和机械能守恒定律，且多数题目是与牛顿运动定律、平抛运动、圆周运动以及电磁学等知识相结合的综合性试题3动能定理及能量守恒定律仍将是高考考查的重点高考题注重与生产、生活、科技相结合，将对相关知识的考查放在一些与实际问题相结合的情境中去，能力要求不会降低.动能和动能定理重力做功与重力势能功能关系、机械能守恒定律及其应用实验：探究动能定理实验：验证机械能守恒定律第1课时功功率考纲解读 1.会判断功的正负，会计算恒力的功和变力的功.2.理解功率的两个公式p和pfv，能利用pfv计算瞬时功率.3.会分析机车的两种启动方式1功的理解下列关于功的说法，正确的是()a力作用在物体上的一段时间内，物体运动了一段位移，该力一定对物体做功b力对物体做正功时，可以理解为该力是物体运动的动力，通过该力做功，使其他形式的能量转化为物体的动能或用来克服其他力做功c功有正、负之分，说明功是矢量，功的正、负表示力的方向d当物体只受到摩擦力作用时，摩擦力一定对物体做负功答案b2功率的理解关于功率公式p和pfv的说法正确的是()a由p知，只要知道w和t就可求出任意时刻的功率b由pfv既能求某一时刻的瞬时功率，也可以求平均功率c由pfv知，随着汽车速度的增大，它的功率也可以无限制地增大d由pfv知，当汽车发动机功率一定时，牵引力与速度成反比答案bd3功和功率的计算一质量为m的物体静止在光滑的水平面上，从某一时刻开始受到恒定的外力f作用，物体运动了一段时间t，该段时间内力f做的功和t时刻力f的功率分别为()a.， b.，c.， d.，答案c一、功1做功的两个要素(1)作用在物体上的力(2)物体在力的方向上发生的位移2公式：wflcos_.(1)是力与位移方向之间的夹角，l为物体对地的位移(2)该公式只适用于恒力做功(3)功是标(标或矢)量3功的正负(1)90，力对物体做负功，或者说物体克服这个力做了功(3)90，力对物体不做功二、功率1定义：功与完成这些功所用时间的比值物理意义：描述力对物体做功的快慢2公式(1)p，p为时间t内的平均功率(2)pfvcos (为f与v的夹角)v为平均速度，则p为平均功率v为瞬时速度，则p为瞬时功率考点一判断正、负功的方法1恒力做功的判断：若物体做直线运动，则依据力与位移的夹角来判断2曲线运动中功的判断：若物体做曲线运动，则依据f与v的方向夹角来判断当090时，力对物体做正功；当90gtan ，摩擦力沿斜面向下，摩擦力与位移夹角小于90，则做正功；当a2.5g，c正确在0.4 s2.5 s时间内，阻拦系统对飞机做功的功率pf合v，随着v的减小，功率p减小，d错误模拟题组2一辆汽车在水平路面上以速度v0匀速行驶时，发动机的功率为p，牵引力为f0.从t1时刻起汽车开上一个倾角为的坡路，若汽车功率保持不变，水平路面与坡路路况相同，汽车经过一段时间的变速运动后又进入匀速运动状态，则下面关于汽车速度v、牵引力f与时间t的关系图象正确的是()答案ac解析当汽车开上坡路时，速度减小，由pfv可知牵引力f增大，对斜面上的汽车受力分析可知，合力方向向下，由牛顿第二定律得：mgsin fffma，因f增大，故加速度减小，vt图象中曲线斜率减小，故a、c选项正确3如图10所示，质量为m的汽车以恒定功率p从a点由静止出发，先沿着长度为x1，倾角为的斜面运动到b点(其受到的阻力为车重k1倍)，随后沿着长度为x2的水平面运动到d点(其受到的阻力为车重k2倍)若x1和x2足够长，汽车在ab、bd段最后均可达到匀速行驶求：图10(1)汽车在ab段和bd段分别耗时为多少？达到匀速时，其速度v1和v2分别为多大？(2)汽车发动机在过b点后，为了省油，至少还需工作多久才能到达d点(3)若汽车可先沿着长度为x2的水平面运动(其受到的阻力为车重k2倍)，随后沿着长度为x1，倾角为的斜面运动到d点(其受到的阻力为车重k1倍)若k1k2k，请问与原路径相比，哪个耗时更多，为什么？答案见解析解析(1)ab间匀速v1，pt1k1mgx1mgx1sin mv解得t1bd间匀速v2pt2k2mgx2mvmv解得t2(2)若以v1为初速度汽车滑行能达到d点，则汽车发动机在bd段工作时间为t0.若不能，设至少还需工作时间t，恰好到达d.动能定理：0mvptk2mgx2，解得t.(3)两个路径克服阻力做功相同动能定理：ptw阻mgx1sin mv2可知汽车到达d点，末速度越大，汽车发动机工作时间越长汽车沿原路径到达d点，最后车速为v2，而汽车沿新路径到d点，末速度为v1.因为v2v1所以汽车沿原路径耗时更多(限时：30分钟)题组1关于做功的判断1如图1所示，一轻绳的一端系在固定粗糙斜面上的o点，另一端系一小球给小球一足够大的初速度，使小球在斜面上做圆周运动在此过程中()图1a斜面对小球的支持力做功b重力对小球不做功c绳的张力对小球不做功d在任何一段时间内，小球克服摩擦力所做的功总是等于小球动能的减少量答案c解析斜面的支持力、绳的张力总是与小球的运动方向垂直，故不做功，a错，c对；摩擦力总与速度方向相反，做负功；小球在重力方向上有位移，因而重力对小球做功，b错；小球动能的变化量等于合外力做的功，即重力与摩擦力做功的和，d错2如图2所示，木块b上表面是水平的，木块a置于b上并与b保持相对静止，一起沿固定的光滑斜面由静止开始下滑，在下滑过程中()图2aa所受的合外力对a不做功bb对a的弹力做正功cb对a的摩擦力做正功da对b不做功答案cd解析a、b一起沿固定的光滑斜面由静止开始下滑，设斜面倾角为，则加速度为gsin .由于a速度增大，由动能定理，a所受的合外力对a做正功，b对a的摩擦力做正功，b对a的弹力做负功，选项a、b错误，c正确a对b不做功，选项d正确3一物体在粗糙的水平面上滑行从某时刻起，对该物体再施加一水平恒力f，运动了一段时间，()a如果物体改做匀速运动，则力f一定对物体做正功b如果物体改做匀加速直线运动，则力f一定对物体做正功c如果物体仍做匀减速运动，则力f一定对物体做负功d如果物体改做曲线运动，则力f一定对物体不做功答案ab解析物体在粗糙的水平面上做匀减速直线运动施加一水平恒力f后，如果物体改做匀速运动，则力f一定与摩擦力等大、反向，与物体运动方向相同，对物体做正功，a正确；如果物体改做匀加速直线运动，则力f一定与物体运动方向相同，且大于摩擦力，力f对物体做正功，b正确；如果物体仍做匀减速运动，则力f可能与物体运动方向相同，但大小小于摩擦力，对物体做正功，也可能与物体运动方向相反，对物体做负功，c错误；只要物体受力f与物体运动方向不共线，物体就做曲线运动，力f与速度的夹角既可以是锐角也可以是钝角，还可以是直角，各种做功情况都有可能，d错误4如图3甲所示，静止在水平地面上的物块a，受到水平向右的拉力f作用，f与时间t的关系图象如图乙所示；设物块与地面间的静摩擦力最大值ffm与滑动摩擦力大小相等，则()图3a0t1时间内f的功率逐渐增大bt2时刻物块a的加速度最大ct3时刻物块a的动能最大dt1t3时间内f对物块先做正功后做负功答案bc解析当拉力小于最大静摩擦力时，物块静止不动，静摩擦力与拉力二力平衡，当拉力大于最大静摩擦力时，物块开始加速，当拉力重新小于最大静摩擦力时，物块由于惯性继续减速运动t1时刻前，拉力小于最大静摩擦力，物块静止不动，静摩擦力与拉力二力平衡，合力为零，力f的功率为零，故a错误；t1t2，合力向前，物块做加速度增大的加速运动，t2时刻物块a的加速度最大，故b正确；t3时刻之后合力向后，物块由于惯性减速前进，故t3时刻a的速度最大，动能最大，c正确；t1t3时间内物块速度一直增大，动能一直增大，f对物块a始终做正功，d错误；故选b、c.题组2关于功和功率的计算5用一水平拉力使质量为m的物体从静止开始沿粗糙的水平面运动，物体的vt图象如图4所示下列表述正确的是()图4a在0t1时间内拉力逐渐减小b在0t1时间内物体做曲线运动c在t1t2时间内拉力的功率不为零d在t1t2时间内合外力做功为mv2答案ac解析由fmgma及pfv知0t1时间内拉力f逐渐减小，物体做直线运动，a正确，b错误；在t1t2时间内，fmg，f合0，故c正确，d错误6质量为1 kg的物体静止于光滑水平面上，t0时刻起，物体受到向右的水平拉力f作用，第1 s内f2 n，第2 s内f1 n下列判断正确的是()a2 s末物体的速度为4 m/sb2 s内物体的位移为3 mc第1 s末拉力的瞬时功率最大d第2 s末拉力的瞬时功率最大答案c解析由牛顿第二定律知第1 s内物体的加速度大小为2 m/s2，第2 s内的加速度大小为1 m/s2，则第1 s末物体的速度大小为v1a1t12 m/s，第2 s末物体的速度大小为v2v1a2t23 m/s，选项a错误；2 s内物体的位移为xa1t(v1t2a2t)3.5 m，选项b错误；第1 s末拉力的瞬时功率为p1f1v14 w，第2 s末拉力的瞬时功率为p2f2v23 w，选项c正确，选项d错误7如图5所示，长为l的长木板水平放置，在木板的a端放置一个质量为m的小物块，现缓慢地抬高a端，使木板以左端为轴转动，当木板转到与水平面的夹角为时小物块开始滑动，此时停止转动木板，小物块滑到底端的速度为v，则在整个过程中，下列说法不正确的是()图5a木板对小物块做功为mv2b摩擦力对小物块做功为mglsin c支持力对小物块做功为mglsin d滑动摩擦力对小物块做功为mv2mglsin 答案b解析在抬高a端的过程中，小物块受到的摩擦力为静摩擦力，其方向和小物块的运动方向时刻垂直，故在抬高阶段，摩擦力并不做功，这样在抬高小物块的过程中，由动能定理得：wnwg0，即wnmglsin 0，所以wnmglsin .在小物块下滑的过程中，支持力不做功，滑动摩擦力和重力做功，由动能定理得：wgwfmv2，即wfmv2mglsin ，b错，c、d正确在整个过程中，设木板对小物块做的功为w，对小物块在整个过程由动能定理得wmv2，a正确8如图6甲所示，物体受到水平推力f的作用在粗糙水平面上做直线运动通过力传感器和速度传感器监测到推力f、物体速度v随时间t变化的规律如图乙所示取g10 m/s2.则()图6a物体的质量m1 kgb物体与水平面间的动摩擦因数0.2c第2 s内物体克服摩擦力做的功w2 jd前2 s内推力f做功的平均功率1.5 w答案cd解析第2 s内，根据速度时间图象可知，物体的加速度为a2 m/s2，第3 s内，物体做匀速直线运动，fffmg2 n，根据牛顿第二定律有3 nmgma，解得m0.5 kg，0.4，a、b选项错误；第2 s内物体运动的位移为1 m，摩擦力为2 n，克服摩擦力做的功w2 j，c选项正确；前2 s内推力f做的功为3 j，平均功率 w1.5 w，d选项正确9放在粗糙水平面上的物体受到水平拉力的作用，在06 s内其速度与时间的图象和该拉力的功率与时间的图象分别如图7甲、乙所示下列说法正确的是()图7a06 s内物体的位移大小为30 mb06 s内拉力做的功为70 jc合外力在06 s内做的功与02 s内做的功相等d滑动摩擦力的大小为5 n答案abc解析由vt图象面积表示相应时间内的位移，得a项正确；02 s内，物体做匀加速运动，设拉力为f1，由p1f1v，得f1 n5 n，w1f1x15 j30 j，2 s6 s内，w2p2t2104 j40 j，所以06 s内ww1w270 j，b项正确；由vt图象得02 s内物体做匀加速运动，2 s6 s内物体做匀速运动，由动能定理可得c项正确；2 s6 s内，fff拉 n n，d项错误题组3关于机车的两种启动方式问题10质量为m的汽车在平直的路面上启动，启动过程的速度时间图象如图8所示，其中oa段为直线，ab段为曲线，b点后为平行于横轴的直线已知从t1时刻开始汽车的功率保持不变，整个运动过程中汽车所受阻力的大小恒为ff，以下说法正确的是()图8a0t1时间内，汽车的牵引力等于mbt1t2时间内，汽车的功率等于(mff)v2ct1t2时间内，汽车的平均速率小于d汽车运动的最大速率v2(1)v1答案d解析0t1时间内汽车的加速度大小为，m为汽车所受的合外力大小，而不是牵引力大小，选项a错误；t1时刻汽车牵引力的功率为fv1(mff)v1，之后汽车功率保持不变，选项b错误；t1t2时间内，汽车的平均速率大于，选项c错误；牵引力等于阻力时速度最大，即t2时刻汽车速率达到最大值，则有(mff)v1ffv2，解得v2(1)v1，选项d正确11一辆汽车在水平路面上匀速直线行驶，阻力恒定为ff.t1时刻驶入一段阻力为的路段继续行驶t2时刻驶出这段路，阻力恢复为ff.行驶中汽车功率恒定，则汽车的速度v及牵引力f随时间t的变化图象可能是()答案ac解析0t1时间内，汽车做匀速运动，fff.t1t2时间内p