高考物理 考前预测核心考点专项突破《功和功率》.doc

新课标2013年高考考前预测核心考点专项突破功和功率【核心内容解读】功和功率是物理学重要物理量，是高考重要考点。力和物体在力的方向上发生的位移，是做功的两个不可缺少的因素。恒力做功w=flcos，变力做功需应用动能定理或其它方法计算，机动车或机器以恒定功率p工作，t时间做功w=pt。功率描述做功的快慢，功跟完成这些功所用时间的比值叫做功率，一般应用p=w/t计算出的是t时间内的平均功率，应用p=fvcos计算物体速度为v时的瞬时功率。预测题1. 把动力装置分散安装在每节车厢上，使其既具有牵引动力，又可以载客，这样的客车车辆叫做动车。.把几节自带动力的车辆（动车）加几节不带动力的车辆（也叫拖车）编成一组，就是动车组。.假设动车组运行过程中受到的阻力与其所受重力成正.比,每节动车与拖车的质量都相等，每节动车的额定功率都相等。.若1节动车加3节拖车编成的动车组的最大速度为160km/h；;现在我国往返北京和上海的动车组的最大速度为480 km/h,则此动车组可能a.由3节动车加3节拖车编成的 b.由3节动车加9节拖车编成的c.由6节动车加2节拖车编成的 d.由3节动车加4节拖车编成的解析：设每节车的质量为m，所受阻力为kmg，每节动车的功率为p，1节动车加3节拖车编成的动车组的最大速度为v1=160 km/h；则p=4kmg v1；设往返北京和上海的最大速度为v2=480 km/h的动车组由x节动车加y节拖车编成的，则有xp=(x+y)kmg v2，联立解得x=3y,，对照各个选项，只有选项c正确。答案：c【名师点评】动车是目前我国大力发展的安全快捷方便的交通工具，此题以动车组切入，意在考查功率及其相关问题。押中指数。预测题2、继沪宁高铁开通运行之后，沪杭高铁也在2010年10月26日顺利开通运行。沪宁高铁使上海到南京最快只需要73分钟；而沪杭高铁使上海、杭州的旅行时间压缩到38分钟，沪宁杭的时空距离将进一步拉近，“长三角高铁时代”的脚步将迈得更为坚实。设重为1105n的列车从上海虹桥站出发，始终以恒定的功率行驶，列车沿着倾角为10的立交斜坡向上行驶，能达到的最大速度为306km/h，当它沿相同坡度的斜坡下坡行驶最大速度为360km/h，若斜坡足够长，已知列车所受阻力始终与其速度成正比（即f=kv），取sin10=0.174。试求：（1）比例系数k和列车发动机的功率；（2）在水平路面上行驶时，列车的最大速度。解析：（1）列车上坡时，牵引力f1kv1 + mgsin10时，速度达到最大。 列车功率pf1v1 列车下坡时，牵引力f2 + mgsin10kv2时，速度达到最大。 列车功率pf2v2 联立解得k1160 ns/m，p9.86106 w 。 （2）在水平路面上行驶时，牵引力fkv时，速度达到最大。 列车功率pfvkv2 ， 代入数据，得水平面上的最大速度v92.2m/s 。【名师点评】：此题考查物体平衡条件、功率等知识点。核心考点8、与功和功率相关的图象【核心内容解读】与功和功率相关的图象有速度图象、f-v图象（是指牵引力随速度变化的图象）、f-1/v图象（是指牵引力随速度的倒数变化的图象）。由p=fv可知，当功率不变时，牵引力与速度的倒数成正比，所以f-1/v图象若为过原点的倾斜直线，则牵引力的功率不变；f-1/v图象若为平行横轴的直线，牵引力不变，汽车做匀加速直线运动。预测题1. 如图所示为汽车在水平路面上启动过程中的速度图象，oa为过原点的倾斜直线，ab段表示以额定功率行驶时的加速阶段，bc段是与ab段相切的水平直线，则下述说法正确的是a0t1时间内汽车做匀加速运动且功率恒定bt1t2时间内汽车牵引力做功为mvmvct1t2时间内的平均速度为(v1v2)d在全过程中t1时刻的牵引力及其功率都是最大值，t2t3时间内牵引力最小 解析：根据图象oa为过原点的倾斜直线可知，0t1时间内加速度恒定，汽车的牵引力f恒定，汽车做匀加速运动，v=at；汽车发动机输出功率p=fv=fat，随时间t增大，选项a错误；t1t2时间内汽车动能增加mvmv，由动能定理可知，合外力做功mvmv，牵引力做功大于mvmv，选项b错误；t1t2时间内的平均速度大于(v1v2)，选项c错误；在全过程中t1时刻的牵引力及其功率都是最大值，t2t3时间内汽车做匀速运动，牵引力等于阻力为牵引力最小值，选项d正确。答案：d【名师点评】功和功率是高中物理重要知识点，与功和功率相关的图象问题是高考考查热点。此题以汽车启动的速度图象切入，意在考查功率、动能定理、速度图象、牛顿运动定律等知识点。f0vv1v2v3f1预测题2一辆汽车在平直的公路上运动，运动过程中先保持某一恒定加速度，后保持恒定的牵引功率，其牵引力和速度的图象如图5所示若已知汽车的质量m，牵引力f1 和速度v1及该车所能达到的最大速度v3。则根据图象所给的信息，能求出的物理量是( )a汽车运动中的最大功率为f1 v1 b速度为v2时的加速度大小为f1v1/mv2c汽车行驶中所受的阻力为f1v1 / v3 d恒定加速时，加速度为f1/m【解析】：由f-v图象可知，汽车运动中的最大功率为f1v1，选项a正确；由f2 v2= f1 v1可知，速度为v2时汽车的牵引力f2=f1v1/v2，加速度的加速度大小为a=(f2f)/m，选项b错误；当汽车达到最大速度v3时牵引力等于阻力f，由f v3= f1 v1可得汽车行驶中所受的阻力为f=f1v1/v3，选项c正确；恒定加速时，加速度为a=(ff)/m，选项d错误。【答案】ac【名师点评】此题考查对牵引力随速度变化的图象的理解及其相关分析与计算。预测题3一辆汽车质量为1103kg ，最大功率为2104w，在水平路面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3103n ，其行驶过程中牵引力f与车速的倒数的关系如图6所示试求（1）根据图线abc判断汽车做什么运动？ （2）最大速度v2的大小；（3）匀加速直线运动中的加速度；（4）当汽车的速度为10m/s时发动机的功率为多大？【解析】（1）图线ab牵引力f不变，阻力f不变，汽车作匀加速直线运动，图线bc的斜率表示汽车的功率p，p不变，则汽车作加速度减小的变加速直线运动，直至达最大速度v2，此后汽车作匀速直线运动。 （2）汽车速度为v2，牵引力为f1=1103 n， v2=m/s=20m/s。 （3）汽车做匀加速直线运动时的加速度最大，阻力f=n=1000n。 a= m/s 2=2 m/s 2。.（4）与b点对应的速度为v1 =m /s =6.67m/s 2 。当汽车的速度为10m/s时处于图线bc段，故此时的功率为最大，pm =2104w 。 【名师点评】此题考查对牵引力随速度的倒数变化图象的理解、牛顿第二定律、功率及其相关分析与计算。核心考点9、动能定理预测题1在2010年温哥华冬奥会单板滑雪女子u型池决赛中，我国小将刘佳宇名列第四名，创造中国单板滑雪在冬奥会上的最好成绩。单板滑雪u型池的比赛场地截面示意图如图3所示，场地由两个完全相同的1/4圆弧滑道ab、cd和水平滑道bc构成，圆弧滑道的半径r=3.5m，b、c分别为圆弧滑道的最低点，b、c间的距离s=8.0m，运动员在水平滑道以一定的速度冲向圆弧滑道cd，到达圆弧滑道的最高位置d后竖直向上腾空跃起，在空中做出翻身、旋转等动作，然后再落回点。裁判员根据运动员腾空的高度、完成动作的难度和效果等因素评分，并要求运动员在滑动的整个过程中，身体的任何部位均不能触及滑道。假设某次比赛中运动员经过水平滑道b点时水平向右的速度v0=16.2m/s，运动员从b点运动到c点所用的时间t0.5s，从d点跃起时的速度vd=8.0m/s。设运动员连同滑板的质量m=50kg，忽略空气阻力的影响，重力加速度g取10m/s2。求：(1）运动员从d点跃起后在空中完成动作的时间；(2）运动员从c点到d点运动的过程中需要克服摩擦阻力所做的功；(3）为使运动不断持续，运动员从d点滑回到a点时的速度应不小于d点的速度。那么运动员在水平滑道bc段滑动的过程中是否可能增加其动能呢？试进行判断，并说明理由。解析：（1）运动员从d点跃起后在空中做竖直上抛运动，设运动员上升的时间为t1，根据运动学公式， vd=gt1运动员在空中完成动作的时间， t=2t1=2 vd/g =1.6s。 (2）运动员从b点到c点，做匀变速直线运动，运动过程的平均速度bc= s/t=(vb+vc)/2解得运动员到达c点时的速度vc=2s/tvb= 15.8m/s .运动员从c点到d点的过程中，根据动能定理 wfmgr=mvd2mvc2 ， 解得运动员克服摩擦力做功wf =mvc2mvd2 mgr， 代入数值解得 wf=2891j 。 (3）不可能。在水平滑道运动的过程中，因为运动员在水平方向只受到摩擦力的作用，而摩擦力的方向与运动方向相反，只可能对运动员做负功，根据动能定理，运动员的动能只可能减小，而不可能增加。 【名师点评】动能定理是高中物理的重要规律，在物理学力学、电学等领域都有重要应用，是高考考查热点。此题以单板滑雪切入，意在考查竖直上抛运动、平均速度、动能定理及其相关知识。押中指数。预测题2fohymg跳水运动员从高于水面h10m的跳台自由落下，身体笔直且与水面垂直假设运动员的质量m50kg，其体型可等效为一长度l1.0m、直径d0.30m的圆柱体，略去空气阻力运动员落水后，水的等效阻力f作用于圆柱体的下端面，f的量值随落水深度y变化的函数曲线如图所示 该曲线可近似看作椭圆的一部分，该椭圆的长、短轴分别与坐标轴oy和of重合运动员入水后受到的浮力fgv （v是排开水的体积）是随着入水深度线性增加的已知椭圆的面积公式是sab，水的密度1.0103kg/m3， g取10m/s2试求：（1）运动员刚入水时的速度；（2）运动员在进入水面过程中克服浮力做的功；（3）为了确保运动员的安全，水池中水的深度h至少应等于多少？解答：（1）由动能定理，mgh=mv2解得m/s (2分）（2）浮力做功分为两个阶段，运动员进入水面为第一阶段，水的浮力线性增加，其做功为： (2分）wf1 -353.25 j (1分）（3）设水深为h，第二阶段