（高中物理）專題07功和功率

1、年高考物理專項(xiàng)沖擊波講練測系列 專題07 功和功率【重點(diǎn)知識解讀】1.力和物體在力的方向上發(fā)生的位移，是做功的兩個不可缺少的因素。恒力做功w=flcos，變力做功需應(yīng)用動能定理或其它方法計算，機(jī)動車或機(jī)器以恒定功率p工作，t時間做功w=pt。功率描述做功的快慢，功跟完成這些功所用時間的比值叫做功率，一般應(yīng)用p=w/t計算出的是t時間內(nèi)的平均功率，應(yīng)用p=fvcos計算物體速度為v時的瞬時功率。功和功率是物理學(xué)重要物理量，是高考重要考點(diǎn)。高考對功和功率的考查大多以新情景切入，或以圖象切入，或與其它知識綜合考查，重點(diǎn)考查對功和功率知識的理解和掌握?！咀钚履M題專項(xiàng)訓(xùn)練】。1江南十校摸底如下列圖，一

2、高度為h的楔形物塊固定在水平地面上，質(zhì)量為m的物體由靜止開始從傾角分別為、的兩個光滑斜面的頂端滑下，那么以下說法中正確的選項(xiàng)是 a物體滑到斜面底端的速度相同b物體滑到斜面底端所用的時間相同c物體滑到斜面底端時重力所做功的功率相同d物體滑到斜面底端過程中重力所做的功相同2. 八校聯(lián)考如圖4、5所示，是一輛質(zhì)量為4t的無人售票車在t=0和t=3s末兩個時刻的照片，當(dāng)t=0時，汽車剛啟動。圖6是車內(nèi)橫桿上懸掛的拉手環(huán)穩(wěn)定時經(jīng)放大后的圖像圖6中=30°，假設(shè)將汽車的運(yùn)動視為勻加速直線運(yùn)動，根據(jù)上述信息，可以估算出的物理量有 圖4 圖5 圖6汽車的長度3s末汽車的速度3s內(nèi)牽引力對汽車所做的功

3、3s末汽車牽引力的瞬時功率a b c d答案：a解析：由橫桿上懸掛的拉手環(huán)穩(wěn)定時經(jīng)放大后的圖像可得出車的加速度，由l=at2，可得汽車的長度l；由v=at可得3s末汽車的速度；無法得出牽引力，不能估算出3s內(nèi)牽引力對汽車所做的功和3s末汽車牽引力的瞬時功率，所以選項(xiàng)a正確。v03摸底如下列圖，將質(zhì)量為m的小球以速度v0由地面豎直向上拋出。小球落回地面時，其速度大小為。設(shè)小球在運(yùn)動過程中所受空氣阻力的大小不變，那么空氣阻力的大小等于abcd0tf4摸底光滑水平面上靜止的物體，受到一個水平拉力 f 作用開始運(yùn)動，拉力隨時間變化如下列圖，用 ek、v、x、p分別表示物體的動能、速度、位移和水平拉力的

4、功率，以下四個圖象中分別定性描述了這些物理量隨時間變化的情況，正確的選項(xiàng)是.答案：bd解析：由動能定理，fx=fat2= ek，選項(xiàng)a錯誤；在水平拉力 f 作用下，做勻加速直線運(yùn)動，選項(xiàng)b正確；其位移x=at2，選項(xiàng)c錯誤；水平拉力的功率p=fv，選項(xiàng)d正確。5摸底如下列圖，足夠長的傳送帶以恒定速率順時針運(yùn)行。將一個物體輕輕放在傳送帶底端，第一階段物體被加速到與傳送帶具有相同的速度，第二階段與傳送帶相對靜止，勻速運(yùn)動到達(dá)傳送帶頂端。以下說法中正確的選項(xiàng)是a第一階段摩擦力對物體做正功，第二階段摩擦力對物體不做功b第一階段摩擦力對物體做的功等于第一階段物體動能的增加c第一階段物體和傳送帶間的摩擦生

5、熱等于第一階段物體機(jī)械能的增加d物體從底端到頂端全過程機(jī)械能的增加等于全過程物體與傳送帶間的摩擦生熱6.(惠州調(diào)研)運(yùn)發(fā)動站在高臺上，雙手緊握鏈條的一端，鏈條另一端拴一重鏈球，重鏈球在水平面內(nèi)做圓周運(yùn)動，在轉(zhuǎn)速不斷增大的過程中，某時刻突然松手，鏈球水平飛出。設(shè)空氣阻力不計，那么 a松手前，鏈條的拉力對小球不做功 b松手前，鏈條的拉力對小球做功 c鏈球飛出后飛行時間與松手時球的速率無關(guān)d鏈球飛出的水平距離僅由松手時球的速率決定答案：bc解析：由于轉(zhuǎn)速不斷增大，重鏈球動能逐漸增大，根據(jù)功能關(guān)系，在轉(zhuǎn)速不斷增大的過程中，鏈條的拉力對小球做功，選項(xiàng)a錯誤b正確；松手后鏈球水平飛出，做平拋運(yùn)動，由平拋運(yùn)

6、動規(guī)律可知，鏈球飛出后飛行時間與松手時球的速率無關(guān)，選項(xiàng)c正確；鏈球飛出的水平距離由松手時球的速率和飛行時間共同決定，選項(xiàng)d錯誤。7兩個完全相同的小球a和b，在同一高度處以相同大小的初速度v0分別水平拋出和豎直向上拋出，不計空氣阻力，以下說法中正確的選項(xiàng)是 a兩小球落地時的速度大小相同b兩小球落地時，重力的瞬時功率相同c從開始運(yùn)動至落地，重力對兩小球做功相同d從開始運(yùn)動至落地，重力對兩小球做功的平均功率相同誤。8聯(lián)考如下列圖為豎直平面內(nèi)的直角坐標(biāo)系。一質(zhì)量為m的質(zhì)點(diǎn)，在拉力f和重力的作用下，從坐標(biāo)原點(diǎn)o由靜止開始沿直線on斜向下運(yùn)動，直線on與y軸負(fù)方向成角(<90°)。不計空

7、氣阻力，那么以下說法正確的選項(xiàng)是 a當(dāng)f=mgtan時，拉力f最小b當(dāng)f=mgsin時，拉力f最小c當(dāng)f=mgsin時，質(zhì)點(diǎn)的機(jī)械能守恒d當(dāng)f=mgtan時，質(zhì)點(diǎn)的機(jī)械能可能減小也可能增大答案：bc解析：依題意，拉力f和重力mg的合力方向沿on方向，畫出受力分析圖，當(dāng)f的方向垂直于on時，拉力f最小，最小值為f=mgsin，選項(xiàng)a錯誤b正確。當(dāng)f=mgsin時，拉力方向與位移方向垂直，拉力不做功，質(zhì)點(diǎn)的機(jī)械能守恒，選項(xiàng)c正確。當(dāng)f=mgtan時，拉力f與質(zhì)點(diǎn)位移方向夾角小于90°，對質(zhì)點(diǎn)做正功，質(zhì)點(diǎn)的機(jī)械能增大，選項(xiàng)d錯誤。9十校聯(lián)考用水平力f拉一物體，使物體在水平地面上由靜止開始做

8、勻加速直線運(yùn)動，t1時刻撤去拉力f，物體做勻減速直線運(yùn)動，到t2時刻停止其速度時間圖象如下列圖，且，假設(shè)拉力f做的功為w1，平均功率為p1；物體克服摩擦阻力ff做的功為w2，平均功率為p2，那么以下選項(xiàng)正確的選項(xiàng)是aw1w2，f2ffbw1= w2 ，f2ff cp1<p2，f2ffdp1p2，f2ff10唐山摸底如下列圖，位于固定粗糙斜面上的小物塊p，受到一沿斜面向上的拉力f，沿斜面勻速上滑?，F(xiàn)把力f的方向變?yōu)樨Q直向上，假設(shè)使物塊p仍沿斜面保持原來的速度勻速運(yùn)動，那么a力f一定要變小b力f一定要變大c力f的功率將減小d力f的功率將增大答案：c解析：受到一沿斜面向上的拉力f，f=mgsi

9、n+mgcos，把力f的方向變?yōu)樨Q直向上，仍沿斜面保持原來的速度勻速運(yùn)動，f=mg，由于題述沒有給出和的具體數(shù)值，不能判斷出力f如何變化，選項(xiàng)ab錯誤；由于力f與速度v的夾角增大，力f的功率將減小，選項(xiàng)c正確d錯誤。11期中檢測如下列圖，小球a、b的質(zhì)量分別是2m和m，a從傾角為30°的光滑固定斜面的頂端無初速下滑，b從斜面等高處以初速度v0平拋，比較a、b落地的運(yùn)動過程有 a a，b兩球同時到達(dá)地面b a，b落地前的速度相同c 重力對a、b做的功相同d 落地前a， b兩球重力做功的瞬時功率相等運(yùn)動時間相等可得出重力的平均功率不相等。12正定中學(xué)測試如下列圖，質(zhì)量為m的物體沿動摩擦因

10、素為的水平面以初速度v0從a點(diǎn)出發(fā)到b點(diǎn)時速度變?yōu)関，設(shè)同一物體以初速度v0從a´點(diǎn)先經(jīng)斜面a´c，后經(jīng)斜面cb´ 到b´點(diǎn)時速度變?yōu)関´ ，兩斜面在水平面上投影長度之和等于ab的長度，那么有 av´>v bv´=vcv´<v d不能確定答案：b解析：設(shè)ac在水平面投影長度為l1，物塊沿斜面ac運(yùn)動所受摩擦力為f=mgcos，摩擦力做功w1=f l1/cos1=mg l1,同理，物塊沿斜面bc運(yùn)動所受摩擦力為f=mgcos2，摩擦力做功w2=f l2/cos2=mg l2,根據(jù)動能定理可知，兩種過程到達(dá)

11、b點(diǎn)和b點(diǎn)，速度相等，選項(xiàng)b正確。13師大附中質(zhì)檢質(zhì)量為m的汽車，啟動后沿平直路面行駛，如果發(fā)動機(jī)的功率恒為p，且行駛過程中受到的摩擦阻力大小一定，汽車速度能夠到達(dá)的最大值為v，那么當(dāng)汽車的車速為v3時，汽車的瞬時加速度的大小為a bc d【答案】b【解析】當(dāng)汽車勻速行駛時，有f=f= 根據(jù)p=f，得f= ，由牛頓第二定律得a= = 故b正確，a、c、d錯誤。14師大附中質(zhì)檢如下列圖，用一與水平方向成的力f拉一質(zhì)量為m的物體，使它沿水平方向勻速移動距離s，假設(shè)物體和地面間的動摩擦因數(shù)為，那么此力f對物體做的功，以下表達(dá)式中正確的有afscosbmgscmgs(cos-sin)dmgscos/(

12、cos+sin)15. 測試游樂場中有一種叫“空中飛椅的設(shè)施，其根本裝置是將繩子上端固定在轉(zhuǎn)盤的邊緣上，繩子下端連接座椅，人坐在座椅上隨轉(zhuǎn)盤旋轉(zhuǎn)而在空中飛旋，假設(shè)將人和座椅看成質(zhì)點(diǎn)，簡化為如下列圖的模型，其中p為處于水平面內(nèi)的轉(zhuǎn)盤，可繞豎直轉(zhuǎn)軸oo轉(zhuǎn)動，繩長為l，質(zhì)點(diǎn)的質(zhì)量為m，轉(zhuǎn)盤靜止時懸繩與轉(zhuǎn)軸間的距離為d讓轉(zhuǎn)盤由靜止逐漸加速轉(zhuǎn)動，經(jīng)過一段時間后質(zhì)點(diǎn)與轉(zhuǎn)盤一起做勻速圓周運(yùn)動，此時繩與豎直方向的夾角為，不計空氣阻力及繩重，繩子不可伸長，那么質(zhì)點(diǎn)從靜止到做勻速圓周運(yùn)動的過程中，繩子對質(zhì)點(diǎn)做的功為 bc.d16. 測試如下列圖，汽車通過輕質(zhì)光滑的定滑輪，將一個質(zhì)量為m的物體從井中拉出，繩與汽車連

13、接點(diǎn)a距滑輪頂點(diǎn)高為h，開始時物體靜止，滑輪兩側(cè)的繩都豎直繃緊，汽車以速度v向右勻速運(yùn)動，運(yùn)動到跟汽車連接的細(xì)繩與水平夾角為30°，那么 ( )a從開始到繩與水平夾角為30°時，拉力做功mghb從開始到繩與水平夾角為30°時，拉力做功mgh+mv2c在繩與水平夾角為30°時，拉力功率為mgvd在繩與水平夾角為30°時，拉力功率大于mgv【答案】bd【解析】將汽車的速度分解為沿繩方向和垂直于繩方向，易知汽車沿繩方向的速度等于物體上升的速度，即物體的速度。拉力做的功全部轉(zhuǎn)化為物體的動能和重力勢能，當(dāng)=30°時，物體上升的高度為h,物體的速

14、度為v，拉力做的功為mgh+mv2，由于汽車勻速向右運(yùn)動，所以v不變，變小，v增大，物體向上加速運(yùn)動，處于超重狀態(tài)，拉力大于重力，拉力的功率大于mgv 。1712分壽光市質(zhì)檢質(zhì)量為1.0×103kg的汽車，沿傾角為30°的斜坡由靜止開始運(yùn)動，汽車在運(yùn)動過程中所受摩擦阻力大小恒為n，汽車發(fā)動機(jī)的額定輸出功率為5.6×104 w，開始時以a=1m/s2的加速度做勻加速運(yùn)動g=10m/s2。求：1汽車做勻加速運(yùn)動的時間t1；2汽車所能到達(dá)的最大速率；3假設(shè)斜坡長，且認(rèn)為汽車到達(dá)坡頂之前，已到達(dá)最大速率，那么汽車從坡底到坡頂需多少時間？又有代入數(shù)值，聯(lián)立求解得：所以汽車總

15、的運(yùn)動時間為1815分阜寧中學(xué)月考如下列圖,一個質(zhì)量為m的小孩在平臺上以加速度a做勻加速助跑,目的是抓住在平臺右端的、上端固定的、長度為l的輕質(zhì)懸繩,并在豎直面內(nèi)做圓周運(yùn)動.輕質(zhì)繩的下端與小孩的重心在同一高度,小孩抓住繩的瞬間重心的高度不變,且無能量損失.假設(shè)小孩能完成圓周運(yùn)動,那么: (1)小孩抓住繩的瞬間對懸線的拉力至少為多大?(2)小孩的最小助跑位移多大?(3)設(shè)小孩在加速過程中，腳與地面不打滑，求地面對腳的摩擦力大小以及摩擦力對小孩所做的功。(2)小孩在水平面上做初速度為零的勻加速直線運(yùn)動,依據(jù),小孩運(yùn)動的加速度為a,末速度為v1,由可得：v12=5gl， 由v12=2ax可得x=。

16、(4分)3摩擦力大小f=ma . (2分) 摩擦力對小孩做功為零。(2分)18、10分師大摸底面對能源緊張和環(huán)境污染等問題，混合動力汽車應(yīng)運(yùn)而生。所謂混合動力汽車，是指擁有兩種不同動力源如燃油發(fā)動機(jī)和電力發(fā)動機(jī)的汽車，既省油又環(huán)保。車輛在起步或低速行駛時可僅靠電力驅(qū)動；快速行駛或者需急加速時燃油發(fā)動機(jī)啟動，功率缺乏時可由電力補(bǔ)充；在制動、下坡、怠速時能將機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能儲存在電池中備用。假設(shè)汽車質(zhì)量為m，當(dāng)它在平直路面行駛時，只采用電力驅(qū)動，發(fā)動機(jī)額定功率為p1，能到達(dá)的最大速度為v1；汽車行駛在傾角為的斜坡道上時，為獲得足夠大的驅(qū)動力，兩種動力同時啟動，此時發(fā)動機(jī)的總額定功率可達(dá)p2。汽車在

17、斜坡上行駛時所受的摩擦阻力是在平直路面上的k倍(k<1)，重力加速度為g。求汽車在斜坡道上能到達(dá)的最大速度?！咀钚赂呖碱}專項(xiàng)檢測】1：·物理如下列圖，細(xì)線的一端固定于o點(diǎn)，另一端系一小球。在水平拉力作用下，小球以恒定速率在豎直面內(nèi)由a點(diǎn)運(yùn)動到b點(diǎn)，在此過程中拉力的瞬時功率變化情況是a 逐漸增大b 逐漸減小c 先增大，后減小d 先減小，后增大3·物理質(zhì)量相等的均質(zhì)柔軟細(xì)繩a、b平放于水平地面，繩a較長。分別捏住兩繩中點(diǎn)緩慢提起，直至全部離開地面，兩繩中點(diǎn)被提升的高度分別為ha、hb，上述過程中克服重力做功分別為wa、wb。假設(shè) aha=hb，那么一定有wawb bha&

18、gt;hb，那么可能有wa<wbcha<hb，那么可能有wawbdha>hb，那么一定有wa>wb【答案】：d【解析】：分別捏住兩繩中點(diǎn)緩慢提起，直至全部離開地面，由于繩a較長，ha>hb，a重力勢能增加較多，那么一定有wa>wb，選項(xiàng)d正確。5：·×i03kg0m/s2。1求電梯在上升過程中受到的最大拉力f1和最小拉力f2； 2類比是一種常用的研究方法。對于直線運(yùn)動，教科書中講解了由v-t圖像求位移的方法。請你借鑒此方法，比照加速度的和速度的定義，根據(jù)圖2所示a-t圖像，求電梯在第1s內(nèi)的速度改變量v1和第2s末的速率v2;3求電梯以最大速率上升時，拉力做功的功率p：再求在011s時間內(nèi)，拉力和重力對電梯所做的總功w。