专题4已审核功和功率(学生版)

1、沈丘一高2019-2020高三物理二轮专题复习导学案+限时练整理：翟俊鹏审核：赵东山专题四功和功率第 页共15页专题四功功率导学案1.几种力做功的特点(1)重力、弹簧弹力、静电力做功与 无关.(2)摩擦力做功的特点单个摩擦力(包括静摩擦力和滑动摩擦力 )可以做正功，也可以做负功，还可以不做功.相互作用的一对静摩擦力做功的代数和 ,在静摩擦力做功的过程中，只有机械能 的转移，没有机械能转化为其他形式的能；相互作用的一对滑动摩擦力做功的代数和 ,且总为在一对滑动摩擦力做功的过程中，不仅有相互摩擦的物体间机械能的转移，还有部分机械能转化为内能，转化为内能的量等于系统机械能的减少量，等于滑动摩擦力与

2、的乘积.摩擦生热是指滑动摩擦生热，静摩擦不会生热.2.几个重要的功能关系(1)重力的功等于 的变化，即 Wg=.(2)弹力的功等于 的变化，即 W弹=.(3)合力的功等于 的变化，即 W= .(4)重力(或系统内弹簧弹力)之外的其他力的功等于 的变化，即 W其他=.(5)一对滑动摩擦力做的功等于 的变化，即 Q=1 .功和功率的求解功的求解： W= F1C0S a用于恒力做功，变力做功可以用 、利用或者图象法来求解.(2)功率的求解：可以用定义式 来求解，如果力是恒力，可以用 来求解.高考题型1功和功率的分析与计算修选）（2018全国卷m 1购下矿井的矿石装在矿车中，用电机通过竖井运送到地面.

3、某竖井中矿车提升的速度大小v随时间t的变化关系如图1所示，其中图线分别描述两次不同的提升过程，它们变速阶段加速度的大小都相同；两次提升的高度相同，提升的质量相等.不考虑摩擦阻力和空气阻力.对于第次和第次提升过程，（）A.矿车上升所用的时间之比为 4 : 5B.电机的最大牵引力之比为 2： 1C.电机输出的最大功率之比为 2 ： 1D .电机所做的功之比为 4 : 5拓 展 训 练 1（多选）发动机额定功率为 Po的汽车在水平路面上从静止开始先匀加速启动，最后达到最大速度并做匀速直线运动，已知汽车所受路面阻力恒为Ff,汽车刚开始启动时的牵引力和加速度分别为Fo和ao,如图所示描绘的是汽车在这一过

4、程中速度随时间以及加速度、牵引力和功率随速度变化的图象，其中正确的是（）.（2017全国卷m ）如图所示，一质量为 m,长度为l的均匀柔软细绳 PQ竖直悬挂.用外力将绳的下端 Q缓慢地竖直向上拉起至 M点，M点与绳的上端P相距11.重力加速度大小为g.在此过程中，外力做的功为（）31Agmgl1C.mgl3考点11B.gmgl1D.2mg1功和功率的计算（多选）如图2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和物体速度v随时间t变化的规律如图乙所示.重力加速度g= 10 m/s2,则()A.物体的质量 m=0.5 kgB.物体与水平面间

5、的动摩擦因数科=0.2C.第2 s内物体克服摩擦力做的功Wf= 2 JD.前2 s内推力F做功的平均功率 万=1.5 W对点训练.如图所示，质量 m=1 kg、长L=0.8 m的均匀矩形薄板静止在水平桌面上，其右端与桌子边缘相平，板与桌面间的动摩擦因数为尸0.4.现用F = 5 N的水平力向右推薄板，使它翻下 TOC o 1-5 h z 桌子，力F做的功至少为(g取10 m/s2)()B. 1.6 JA. 1 JC. 2 JD. 4J2.质量为m= 2 kg的物体沿水平面向右做直线运动，t=时刻受到一个水平向左的恒力 F,如图甲所示，此后物体 v t图象如图乙所示，取水平向右为正方向，g取10

6、 m/s2, ()A.物体与水平面间的动摩擦因数为科=0.510 s末恒力F的瞬时功率为6 W10 s末物体在计时起点左侧4 m处010 s内恒力F做功的平均功率为 0.6 W考点2变力做功【动能定理法】.(多选)一质量为m的小球，用长为L的轻绳悬挂在。点，小球在水平恒力F作用下，从静止开始由平衡位置P点移动到Q点，此时纯与竖直方向的偏角为8如图所示，则在此过程中()足A.小球受到的合力做功为 mgl (1-cos8)P AB.拉力F的功为Flsin 9C.重力势能增加了 mgl (1-cos8)D.水平力F做功使小球与地球组成的系统机械能增加了mgl (1-cos9 )【微元法求变力做功】2

7、.（多选）如图所示，摆球质量为m,悬线的长为L,把悬线拉到水平位置后放手.设在摆球运动过程中空气阻力 F阻的大小不变，则下列说法正确的是（IIIIflln - 0%加*A .重力做功为mgLB.绳的拉力做功为0C.空气阻力（F阻）做功为-mgL一，1D.空气阻力（F阻）做功为-F阻L2【化变力为恒力】.如图所示，固定的光滑竖直杆上套着一个滑块，用轻纯系着滑块绕过光滑的定 滑轮，以大小恒定的拉力 F拉绳，使滑块从A点起由静止开始上升.若从 A点上升至B点和从B点上升至C点的程中拉力F做的功分别为 W1、W2,滑块经B、C两点时的动能分别为 EkB、EkC,图中AB=BC , 则一定有（）WiW2

8、Wi EkcD . Ekb Ekc【利用平均力求变力做功】 TOC o 1-5 h z .用铁锤把小铁钉钉入木板，设木板对钉子的阻力与钉进木板的深度成正比，已知铁锤第一 次将钉子钉进 d,如果铁锤第二次敲钉子时对钉子做的功与第一次相同，那么，第二次钉子 进入木板的深度是（）A. （V3-1） d B . （45-1） dP （忑-1） d n 瓜 C D 22【Pt图像法】.物体放在动摩擦因素为科的水平地面上，受到一水平拉力作用开始运动，所运动的速度随时间变化关系和拉力功率随时间变化关系分别如图甲、图乙所示。由图像可知动摩擦因素科为()(g=10m/s2)A.巧0.1B.巧0.3C.尸0.2D

9、.产0.4【Fx图像法】.(多选)如图1所示，一轻弹簧下端固定在水平面上，上端放置一小物体，小物体处于静止状态.现对小物体施一竖直向上的拉力F,使小物体向上做匀加速直线运动，拉力 F与物体位移x的关系如图2所示，a、b、c均为已知重，重力加 速度为g,弹簧始终在弹性限度内.则下列结论正确的是( )A.开始时弹簧的压缩量为 cC.物体的加速度大小为abgD.物体从开始运动到离开弹簧的过程经过的时间为2c(b-a)B.物体与弹簧分离时，弹簧处于压缩状态ag考点3机车的启动问题.机车输出功率：P=Fv,其中F为机车牵引力.机车匀加速启动过程的最大速度vi(此时机车输出的功率最大)和全程的最大速度 v

10、m(此时F牵=5阻)求解方法 TOC o 1-5 h z ,P(1)求 vi:由 F 牵一F阻 = ma, P=F 牵 vi 可求 vi= .F阻+ ma一 ,- P求Vm：由P = F阻Vm,可求Vm= _ .F阻.解决机车启动问题时的四点注意.(1)分清是匀加速启动还是恒定功率启动.(2)匀加速启动过程中，机车功率不断增大，最大功率是额定功率.(3)以额定功率启动的过程中，牵引力不断减小，机车做加速度减小的加速运动，牵引力 的最小值等于阻力.(4)无论哪种启动方式，最后达到最大速度时，均满足P=f阻vm, P为机车的额定功率.例】为了缓解城市交通拥堵问题，某市交通部门在禁止行人步行的十字路

11、口增设了长度为12 m的“直行待行区”.如图所示，当其他车道的车辆右转时，直行道上的车辆可以提前进入“直行待行区”；当直行绿灯亮起时， 可从“直行待行区”直行通过十字路口 .如果该路段的限速为60 km/h,从提示进入“直行待行区”到直行绿灯亮起的时间为4 s,现某汽车司机驾驶质量为1.5 t的小汽车，汽车的额定功率为63 kW,汽车的前端刚好停在停车线处，当司机看到上述提示时，立即由静止开始 做匀加速直线运动，当汽车的前端运动到“直行待行区”的前段线时，正好直行的绿灯亮起.司 机保持该加速度继续运动到额定功率后保持功率不变.汽车在运动中受到的阻力为车重的0.2倍，重力加速度g取10 m/s2

12、,则：（1）在前4 s时间内，汽车发动机所做的功是多少？（2）从开始运动计时，经过 12 s达到该路段的限速，汽车经过的总位移是多少？（结果保留两位有效数字）I I |-情 卜字跻口恺4车道:行 J J L _ iEL/或对点训练考向1恒定功率的启动7.（多选）（2018佛山第一中学检测）质量为m的汽车在平直公路上行驶，所受的阻力恒为车重沈丘一高2019-2020高三物理二轮专题复习导学案+限时练整理：翟俊鹏审核：赵东山专题四功和功率第 页共15页沈丘一高2019-2020高三物理二轮专题复习导学案+限时练整理：翟俊鹏审核：赵东山专题四功和功率第ii页共i5页v时，加速度为a.则以下分析正确的

13、的k倍.汽车以额定功率行驶，当它加速行驶的速度为是（）A .汽车发动机的额定功率为kmgvB.汽车行驶的最大速度为(kg+a) vkgC.当汽车加速度减小到割寸，速度增加到2vD.汽车发动机的额定功率为 （ma+kmg）v考向恒定的加速度启动8.质量为m的汽车在平直路面上启动，启动过程的速度一时间图象如图所示，从 ti时刻起汽车的功率保持不变，整个运动过程中汽车所受阻力恒为Ff,则（）0ti时间内，汽车的牵引力等于 叫;tit2时间内，汽车的功率等于 FfvimviC.汽车运动的最大速度等于+1 viF ftiD. tit2时间内，汽车的平均速度小于vi+ V22专题四功和功率限时练i . 一

14、辆CRH2型动车组的总质量 M = 2X i05 kg ,额定输出功率为 4 800 kW.假设该动车组在 水平轨道上运动时的最大速度为 270 km/h,受到的阻力Ff与速度v满足Ff=kv.当匀速行驶 的速度为最大速度一半时，动车组的输出功率为（ ）A . 600 kWB. i 200 kW2 400 kWD. 4 800 kW. （2018天津卷 2）雪运动深受人民群众喜爱.如图1所示，某滑雪运动员（可视为质点）由坡道进入竖直面内的圆弧形滑道AB,从滑道的A点滑行到最低点 B的过程中，由于摩擦力的存在，运动员的速率不变，则运动员沿AB下滑过程中（）A.所受合外力始终为零B.所受摩擦力大小

15、不变C.合外力做功一定为零D.机械能始终保持不变.一质量为m的汽车原来在平直路面上以速度v匀速行驶，发动机的输出功率为P.从某时刻开始，司机突然加大油门将汽车发动机的输出功率提升至某个值并保持不变，结果汽车在速度到达2v之后又开始匀速行驶.若汽车行驶过程所受路面阻力保持不变，不计空气阻力.下列说法正确的是（），Pa.汽车加速过程的取大加速度为mvB.汽车加速过程的平均速度为 3VC.汽车速度从v增大到2V过程中做匀加速运动D.汽车速度增大时发动机产生的牵引力不断增大.两轮平衡车（如图2所示）广受年轻人的喜爱，它的动力系统由电池驱动，能够输出的最大 功率为Po,小明驾驶平衡车在水平路面上沿直线运

16、动，受到的阻力恒为Ff.已知小明和平衡车的总质量为 m,从启动到达到最大速度的整个过程中，小明和平衡车可视为质点，不计小a的匀加速直线明对平衡车做的功.设平衡车启动后的一段时间内是由静止开始做加速度为Pov=匚.一Ff+ ma运动，则（）A.平衡车做匀加速直线运动过程中能达到的最大速度为B.平衡车运动过程中所需的最小牵引力为F=ma一一一PoC.平衡车达到最大速度所用的时间t=-Ff+ ma a PoD.平衡车能达到的最大行驶速度vo=Ff+ ma.（多选）如图3所示，轻质弹簧一端固定，另一端连接一小物块，。点为弹簧在原长时物块的位置.物块由 A点静止释放，沿粗糙程度相同的水平面向右运动，最远

17、到达B点.在从A到B的过程中，物块（）小靴M一A.加速度先减小后增大B.经过。点时的速度最大”C .所受弹簧弹力始终做正功D.所受弹簧弹力做的功等于克服摩擦力做的功1 一 TOC o 1-5 h z .（多选）如图4所示，竖直平面内有一半径为R的固定学圆轨道与水平轨道相切于最低点B.一质量为m的小物块P（可视为质点）从A处由静止滑下，经过最低点 B后沿水平轨道运动，到C处停下，B、C两点间的距离为 R,物块P与圆轨道、水平轨道之间的动摩擦因数均为代现用力F将该小物块沿下滑的路径从 C处缓慢拉回圆弧轨道的顶端 A,拉力F的方向始终与 小物块的运动方向一致，小物块从B处经圆弧轨道到达 A处过程中，

18、克服摩擦力做的功为mgR下列说法正确的是（）A.物块在下滑过程中，运动到B处时速度最大也OaB.物块从A滑到C的过程中克服摩擦力做的功等于2科mgR产C.拉力F做的功小于 2mgRb. /c aD.拉力F做的功为 mgR（1 + 2由7、一质量为m的物体在水平恒力 F的作用下沿水平面运动，在 to时刻撤去力F,其v-t图象 如图所示。已知物体与水平面间的动摩擦因数为科，则下列关于力F的大小和力F做的功 W TOC o 1-5 h z 的大小关系式，正确的是JA. F= gB. F = 25g/pxC. W=mgotoD. W= 3mg:）to（ J4.28、一质量为m的物体，同时受几个力的作用

19、而处于静止状态。某时刻其中一个力F突然变为3,其他力不变。则经过时间 t,合力的功率的大小是 32F2tB4F2tC 2F2tD4F2tA. 9m. 9m. 3m. 3m9.、一滑块在水平地面上沿直线滑行，t=0时速率为1 m/so从此刻开始在与速度平行的方向上对其施加一水平作用力 F,力F和滑块的速度v随时间的变化规律分别如图甲和乙所示，则（两图取同一正方向，取重力加速度g= 10 m/s2）A.滑块的质量为0.5 kgB.滑块与水平地面间的动摩擦因数为0.5C.第1 s内摩擦力对滑块做功为一1 JD.第2 s内力F的平均功率为 1.5 W10、质量为m的小球在竖直向上的拉力作用下从静止开始

20、运动，其v-t图象如图所示（竖直向上为正方向，DE段为直线），已知重力加速度大小为g,下列说法正确的是t3 14时间内，小球竖直向下做匀减速直线运动t0t2时间内，合力对小球先做正功后做负功v20 t2时间内，小球的平均速度一定为 T,m(V3 + V4)t3t4 时间内，拉力做的功为 2(V4 V3)+g(t4t3)11、如图所示，一半径为 R的半圆形轨道竖直固定放置，轨道两端等高；质量为m的质点自g。质点自P滑到Q的过程中，克服摩擦力所做的功为1 AqmgR轨道端点P由静止开始滑下，滑到最低点 Q时，对轨道的正压力为 2mg,重力加速度大小为1 B.mgRc兀 cD.4mgR1 C.2mg

21、R12、（多选）如图所示，为码头拖船作业的示意图，质量为m的汽车在平直路面上运动，用跨过光滑定滑轮的轻绳牵引轮船，汽车与定滑轮之间的轻绳始终水平。汽车加速行驶，当牵引轮船的轻绳与水平方向的夹角为。时，汽车的加速度大小为 a,牵引力的功率为 P,受到的阻力大小为f,轮船的速度大小为 v,则A.轮船在靠岸过程中可能做匀速运动B.此时汽车的速度为 丫车=三工cos 0C.此时绳的拉力 T=-P mafvcos 0D.此时绳的拉力对船做功的功率Pt=P （f+ ma）vcos 013、（多选）一个物块从斜面底端冲上足够长的斜面后，返回到斜面底端。已知小物块冲上斜面的初动能为 E,它返回斜面底端的速度大小为v,克服摩擦阻力做功为1E。若小物块冲上4斜面的初动能变为 3E,则A .返回斜面底端时动能为 3E4B.返回斜面底端时速度大小为 43v 3C.从出发到返回斜面底端，克服摩擦阻力做功为 4E3D.从出发到返回斜面底端，机械能减少3E814、（多选）可视为质点的小球