2018年高考物理一轮复习 专题18 功和功率(讲)(含解析)
高考物理一轮复习 专题18 功和功率(讲)(含解析)
专题18 功和功率1.掌握做功正负的判断和计算功的方法.2.理解tWP =和P ＝Fv 的关系，并会运用. 3.会分析机车的两种启动方式．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：W ＝Fl cos_α(1)α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)α<90°，力对物体做正功．(2)α>90°，力对物体做负功，或者说物体克服这个力做了功． (3)α＝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) tWP =，P 为时间t 内的平均功率． (2)P ＝Fv cos α(α为F 与v 的夹角) ①v 为平均速度，则P 为平均功率． ②v 为瞬时速度，则P 为瞬时功率．考点一 正、负功的判断及计算 1．判断力是否做功及做功正负的方法(1)看力F 的方向与位移l 的方向间的夹角α——常用于恒力做功的情形．(2)看力F 的方向与速度v 的方向间的夹角α——常用于曲线运动的情形．(3)根据动能的变化：动能定理描述了合外力做功与动能变化的关系，即W 合＝E k 末－E k 初，当动能增加时合外力做正功；当动能减少时，合外力做负功． 2．计算功的方法 (1)恒力做的功直接用W ＝Fl cos α计算． (2)合外力做的功方法一：先求合外力F 合，再用W 合＝F 合l cos α求功．方法二：先求各个力做的功W 1、W 2、W 3…，再应用W 合＝W 1＋W 2＋W 3＋…求合外力做的功． (3)变力做的功 ①应用动能定理求解．②用W ＝Pt 求解，其中变力的功率P 不变．③常用方法还有转换法、微元法、图象法、平均力法等，求解时根据条件灵活选择． ★重点归纳★ 1.计算做功的一般思路2.变力做功的计算方法 (1) 平均力法如果力的方向不变，力的大小随位移按线性规律变化时，可用力的算术平均值(恒力)代替变力，即221F F F +=再利用功的定义式W ＝F l cos α来求功． (2) 用微元法求变力做功将物体的位移分割成许多小段，因小段很小，每一小段上作用在物体上的力可以视为恒力，这样就将变力做功转化为在无数多个无穷小的位移上的恒力所做元功的代数和．此法在中学阶段，常应用于求解力的大小不变、方向改变的变力做功问题．(3) 用图象法求变力做功在F－x图象中，图线与两坐标轴所围的“面积”的代数和表示力F做的功，“面积”有正负，在x轴上方的“面积”为正，在x轴下方的“面积”为负．(4) 利用W＝Pt求变力做功这是一种等效代换的观点，用W＝Pt计算功时，必须满足变力的功率是一定的这一条件．(5) 利用动能定理求变力的功动能定理既适用于直线运动，也适用于曲线运动，既适用于求恒力功也适用于求变力功．因使用动能定理可由动能的变化来求功，所以动能定理是求变力功的首选．★典型案例★如图是质量为1kg的质点在水平面上运动的v-t图像，以水平向右的方向为正方向。
2018年物理新课标高考总复习第一轮复习教师用书：第五
功和功率从近几年的高考看，动能和动能定理 重力做功与重力势能 功能关系、机械能守恒第一节 功和功率一、功1．做功的两个必要条件：力和物体在力的方向上发生的位移．2．公式：W ＝Fl cos_α．适用于恒力做功．其中α为F 、l 方向间夹角，l 为物体对地的位移．3．功的正、负的判断 (1)α<90°，力对物体做正功．(2)α>90°，力对物体做负功，或说物体克服该力做功． (3)α＝90°，力对物体不做功．功是标量，比较做功多少要看功的绝对值． 1.判断正误(1)只要物体受力的同时又发生了位移，则一定有力对物体做功．( )(2)一个力对物体做了负功，则说明这个力一定阻碍物体的运动．( ) (3)作用力做负功时，反作用力一定做正功．( )(4)力对物体做功的正、负可由力和位移方向间的夹角决定．( ) (5)静摩擦力一定对物体不做功．( ) 提示：(1)× (2)√ (3)× (4)√ (5)× 二、功率1．定义：功与完成这些功所用时间的比值． 2．物理意义：描述力对物体做功的快慢． 3．公式(1)定义式：P ＝Wt ，P 为时间t 内的平均功率．(2)推论式：P ＝F v cos_α．(α为F 与v 的夹角)2.(2017·福建闽粤联合体联考)如图所示，质量相同的两物体从同一高度由静止开始运动，A 沿着固定在地面上的光滑斜面下滑，B 做自由落体运动．两物体分别到达地面时，下列说法正确的是( )A ．重力的平均功率P A ＞PB B ．重力的平均功率P A ＝P BC ．重力的瞬时功率P A ＝P BD ．重力的瞬时功率P A ＜P B提示：选D.B 做自由落体运动，运动时间t B ＝ 2hg.A 做匀加速直线运动，a ＝g sin θ，根据h sin θ＝12g sin θt 2A 得，t A ＝2h g sin 2θ，可知t A ＞t B .重力做功相等，根据P ＝W Gt 知，P A ＜P B ，A 、B 错误．根据动能定理，mgh ＝12m v 2得，两物体到达地面时的速度大小均为v ＝2gh .A 物体重力的瞬时功率P A ＝mg v sin θ，B 物体重力的瞬时功率P B ＝mg v .则P A ＜P B .C 错误，D 正确．对功的判断和计算 【知识提炼】1．功的正、负的判断方法(1)恒力做功的判断：依据力与位移的夹角来判断．(2)曲线运动中做功的判断：依据F 与v 的方向夹角α来判断，0°≤α<90°，力对物体做正功；90°<α≤180°，力对物体做负功；α＝90°，力对物体不做功．(3)依据能量变化来判断：功是能量转化的量度，若有能量转化，则必有力对物体做功．此法常用于判断两个相联系的物体之间的相互作用力做功的情况．2．合力做功的计算方法法一：先求合力F合，再用W合＝F合l cos α求功．法二：先求各个力做的功W1、W2、W3……，再应用W合＝W1＋W2＋W3＋……求合力做的功．【典题例析】如图所示，质量为m的小球用长为L的轻绳悬挂于O点，用水平恒力F拉着小球从最低点运动到使轻绳与竖直方向成θ角的位置，求此过程中，各力对小球做的功及总功．[审题指导]W＝F·l cos α可以理解为功等于力与力方向上的位移的乘积．[解析]如解析图，小球在F方向的位移为CB，方向与F同向，则W F＝F·CB＝F·L sin θ小球在重力方向的位移为AC，方向与重力反向，则W G＝mg·AC·cos 180°＝－mg·L(1－cos θ)绳的拉力F T时刻与运动方向垂直，则W F T＝0故W总＝W F＋W G＋W F T＝F·L sin θ－mgL(1－cos θ)．[答案]见解析【跟进题组】考向1对功的正、负的判断1.一辆正沿平直路面行驶的车厢内，一个面向车前进方向站立的人对车厢壁施加水平推力F，在车前进s的过程中，下列说法正确的是()A．当车匀速前进时，人对车做的总功为正功B．当车加速前进时，人对车做的总功为负功C．当车减速前进时，人对车做的总功为负功D．不管车如何运动，人对车做的总功都为零解析：选B.人对车施加了三个力，分别为压力、推力F、静摩擦力f，根据力做功的公式及作用力和反作用力的关系判断做正功还是负功．当车匀速前进时，人对车厢壁的推力F 做的功为W F＝Fs，静摩擦力做的功为W f＝－fs，人处于平衡状态，根据作用力与反作用力的关系可知，F＝f，则人对车做的总功为零，故A错误；当车加速前进时，人处于加速状态，车厢对人的静摩擦力f′向右且大于车厢壁对人的作用力F′，所以人对车厢的静摩擦力f 向左，静摩擦力做的功W f＝－fs，人对车厢的推力F方向向右，做的功为W F＝Fs，因为f>F，所以人对车做的总功为负功，故B正确，D错误；同理可以证明当车减速前进时，人对车做的总功为正功，故C 错误．考向2 恒力做功的求解2．(高考全国卷Ⅱ)一物体静止在粗糙水平地面上．现用一大小为F 1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F 2，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W F 1、W F 2分别表示拉力F 1、F 2所做的功，W f 1、W f 2分别表示前后两次克服摩擦力所做的功，则( )A ．W F 2>4W F 1，W f 2>2W f 1B ．W F 2>4W F 1，W f 2＝2W f 1C ．W F 2<4W F 1，W f 2＝2W f 1D ．W F 2<4W F 1，W f 2<2W f 1解析：选C.物体两次的加速度之比a 2∶a 1＝2v t ∶v t ＝2∶1，位移之比l 2∶l 1＝2v 2t ∶v2t ＝2∶1，摩擦力之比f 2∶f 1＝1∶1，由牛顿第二定律得F －f ＝ma ，则拉力之比F 2∶F 1＝(ma 2＋f )∶(ma 1＋f )<2，做功之比W F 2∶W F 1＝(F 2·l 2)∶(F 1·l 1)<4，W f 2∶W f 1＝(－f 2·l 2)∶(－f 1·l 1)＝2∶1，故C 正确．考向3 变力做功的求解3．(多选)(2017·宁波模拟)如图所示，摆球质量为m ，悬线长为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( )A ．重力做功为mgLB ．悬线的拉力做功为0C ．空气阻力F 阻做功为－mgLD ．空气阻力F 阻做功为－12F 阻πL解析：选ABD.由重力做功特点得重力做功为：W G ＝mgL ，A 正确；悬线的拉力始终与v 垂直，不做功，B 正确；由微元法可求得空气阻力做功为：W F 阻＝－12F 阻πL ，D 正确．求解变力做功的几种思路(1)利用动能定理W ＝ΔE k 或功能关系W ＝ΔE 计算能量变化量ΔE 或ΔE k ，即等量替换的物理思想．(2)当变力的功率P 一定时，可用W ＝Pt 求功，如机车以恒定功率启动．(3)当变力方向不变，大小与位移成正比时，可用力对位移的平均值F ＝12(F 初＋F 末)来计算．(4)当变力大小不变，方向在变化且力的方向始终与速度方向相同或相反时，功可用力与路程的乘积计算．(5)用变力F 随位移x 的变化图象与x 轴所围的“面积”计算功．注意x 轴上下两侧分别表示正、负功．对功率的理解和计算 【知识提炼】1．平均功率的计算 (1)利用P ＝Wt.(2)利用P ＝F ·v cos α，其中v 为物体运动的平均速度，F 为恒力． 2．瞬时功率的计算(1)利用公式P ＝F ·v cos α，其中v 为t 时刻的瞬时速度． (2)P ＝F ·v F ，其中v F 为物体的速度v 在力F 方向上的分速度． (3)P ＝F v ·v ，其中F v 为物体受的外力F 在速度v 方向上的分力．对于α变化的不能用公式P ＝F v cos α计算平均功率．【典题例析】(多选)(2017·海口模拟)质量为m 的物体静止在光滑水平面上，从t ＝0时刻开始受到水平力的作用．力的大小F 与时间t 的关系如图所示，力的方向保持不变，则( )A ．3t 0时刻的瞬时功率为 5F 20t 0mB ．3t 0时刻的瞬时功率为 15F 20t 0mC ．在t ＝0到3t 0这段时间内，水平力的平均功率为 23F 20t 04mD ．在t ＝0到3t 0这段时间内，水平力的平均功率为 25F 20t 06m[审题指导] (1)求瞬时功率时，先明确所用公式，再确定该时刻的力和速度． (2)求平均功率时，先明确所用公式及研究的过程，再确定功和时间．[解析] 2t 0时刻速度大小v 2＝a 1·2t 0＝2F 0m t 0，3t 0时刻的速度大小为v 3＝v 2＋a 2t 0＝F 0m ·2t＋3F 0m ·t 0＝5F 0t 0m，3t 0 时刻力F ＝3F 0，所以瞬时功率P ＝3F 0·v 3＝15F 20t 0m，A 错、B 对；0～3t 0时间段，水平力对物体做功W ＝F 0x 1＋3F 0x 2＝F 0×12·F 0m (2t 0)2＋3F 0·v 2＋v 32t 0＝25F 20t 202m ，平均功率P ＝W t＝25F 20t 06m，C 错、D 对． [答案] BD(多选)(2015·高考浙江卷)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3.0×104 kg ，设起飞过程中发动机的推力恒为1.0×105 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1.1×106 NB ．弹射器对舰载机所做的功为1.1×108 JC ．弹射器对舰载机做功的平均功率为8.8×107 WD ．舰载机在弹射过程中的加速度大小为32 m/s 2解析：选ABD.对舰载机应用运动学公式v 2－02＝2ax ，即802＝2·a ·100，得加速度a ＝32 m/s 2，选项D 正确；设总推力为F ，对舰载机应用牛顿第二定律可知：F －20%F ＝ma ，得F ＝1.2×106 N ，而发动机的推力为1.0×105 N ，则弹射器的推力为F推＝(1.2×106－1.0×105)N ＝1.1×106 N ，选项A 正确；弹射器对舰载机所做的功为W ＝F 推·l ＝1.1×108 J ，选项B 正确；弹射过程所用的时间为t ＝v a ＝8032 s ＝2.5 s ，平均功率P ＝W t ＝1.1×1082.5W ＝4.4×107 W ，选项C 错误．计算功率的基本思路(1)首先要明确所求功率是平均功率还是瞬时功率，然后明确所用公式．(2)判断变力的瞬时功率的变化情况时，若F 大小不变，根据F 与v 的夹角的变化，由P ＝F ·v cos θ判断，若F 的大小和F 、v 夹角均变化时，可先把F 做功转换成其他恒力做功，然后再判断．机车启动问题 【知识提炼】两种启动方式的比较某汽车发动机的额定功率为60 kW ，汽车质量为5 t ，汽车在运动中所受阻力的大小恒为车重的0.1倍．(g 取10 m/s 2)(1)若汽车以额定功率启动，则汽车所能达到的最大速度是多少？当汽车速度达到5 m/s 时，其加速度是多少？(2)若汽车以恒定加速度0.5 m/s 2启动，则其匀加速过程能维持多长时间？ [审题指导] (1)达到最大速度时，汽车处于什么状态？ (2)v ＝5 m/s 时，牵引力多大？(3)以加速度0.5 m/s 2启动时，牵引力多大？此阶段能达到的最大速度为多少？ [解析] (1)当汽车的加速度为零时，汽车的速度v 达到最大值v m ，此时牵引力与阻力相等，故最大速度为v m ＝P F ＝PF f ＝60×1030.1×5 000×10 m/s ＝12 m/sv ＝5 m/s 时的牵引力F 1＝P v ＝60×1035 N ＝1.2×104 N ，由F 1－F f ＝ma 得：a ＝F 1－F fm＝1.2×104－0.1×5×103×105×103m/s 2＝1.4 m/s 2. (2)当汽车以a ′＝0.5 m/s 2的加速度启动时的牵引力 F 2＝ma ′＋F f ＝(5 000×0.5＋0.1×5×103×10) N＝7 500 N匀加速运动能达到的最大速度为v ′m ＝P F 2＝60×1037 500m/s ＝8 m/s由于此过程中汽车做匀加速直线运动，满足v ′m ＝a ′t 故匀加速过程能维持的时间t ＝v ′m a ′＝80.5 s ＝16 s.[答案] (1)12 m/s 1.4 m/s 2 (2)16 s【跟进题组】考向1 以恒定功率启动方式的求解1．(高考重庆卷)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k 1和k 2倍，最大速率分别为v 1和v 2，则( )A ．v 2＝k 1v 1B ．v 2＝k 1k 2v 1C ．v 2＝k 2k 1v 1D ．v 2＝k 2v 1解析：选B.车以最大速率行驶时，牵引力F 等于阻力F f ，即F ＝F f ＝kmg .由P ＝k 1mg v 1及P ＝k 2mg v 2，得v 2＝k 1k 2v 1，故B 正确．考向2 以恒定牵引力启动方式的求解2．某汽车集团公司研制了一辆燃油与电动混合动力赛车，燃油发动机单独工作时的额定功率为P ，蓄电池供电的电力发动机单独工作时的额定功率为3P4，已知赛车运动过程中受到的阻力恒定．(1)若燃油发动机单独工作时的最大速度为120 km/h ，则两台发动机同时工作时的最大速度为多少？(2)若赛车先单独启动电力发动机从静止开始做匀加速直线运动，经过t 1时间达到额定功率，然后以燃油发动机的额定功率单独启动继续加速，又经过t 2时间达到最大速度v 0，赛车总质量为m ，求赛车的整个加速距离．解析：(1)燃油发动机单独工作，P ＝F 1v 1＝f v 1 两台发动机同时工作，P ＋3P4＝F 2v 2＝f v 2最大速度v 2＝7v 14＝210 km/h.(2)燃油发动机的额定功率为P ，最大速度为v 0， 阻力f ＝Pv 0匀加速过程功率随时间均匀增加，发动机的平均功率为3P8，设总路程为s ，由动能定理有3P 8t 1＋Pt 2－fs ＝12m v 20解得s ＝P （3t 1＋8t 2）v 0－4m v 308P.答案：(1)210 km/h (2)P （3t 1＋8t 2）v 0－4m v 308P机车启动问题中的三个重要关系式(1)无论哪种运动过程，机车的最大速度都等于其匀速运动时的速度，即v m ＝P F min ＝PF 阻(式中F min 为最小牵引力，其值等于阻力F 阻)．(2)机车以恒定加速度启动的运动过程中，匀加速过程结束时，功率最大，速度不是最大，即v ＝P F ＜v m ＝P F 阻.(3)机车以恒定功率运动时，牵引力做的功W ＝Pt .由动能定理：Pt －F 阻x ＝ΔE k .此式经常用于求解机车以恒定功率启动过程的位移大小．1．如图所示，两箱相同的货物，现要用电梯将它们从一楼运到二楼，其中图甲是利用扶梯台式电梯运送货物，图乙是用履带式自动电梯运送，假设两种情况下电梯都是匀速地运送货物，下列关于两电梯在运送货物时说法正确的是( )A ．两种情况下电梯对货物的支持力都对货物做正功B ．图乙中电梯对货物的支持力对货物做正功C ．图甲中电梯对货物的支持力对货物不做功D ．图乙中电梯对货物的支持力对货物不做功解析：选D.在图甲中，货物随电梯匀速上升时，货物受到的支持力竖直向上，与货物位移方向的夹角小于90°，故此种情况下支持力对货物做正功，选项C 错误；图乙中，货物受到的支持力与履带式自动电梯接触面垂直，此时货物受到的支持力与货物位移垂直，故此种情况下支持力对货物不做功，故选项A 、B 错误，D 正确．2．(多选)(2017·成都模拟)一质量为1 kg 的质点静止于光滑水平面上，从t ＝0时起，第1秒内受到2 N 的水平外力作用，第2秒内受到同方向的1 N 的外力作用．下列判断正确的是( )A ．0～2秒内外力的平均功率是94 WB ．第2秒内外力所做的功是54 JC ．第2秒末外力的瞬时功率最大D ．第1秒内与第2秒内质点动能增加量的比值是45解析：选AD.由题意知质点所受的水平外力即为合力，则知质点在这2秒内的加速度分别为a 1＝2 m/s 2、a 2＝1 m/s 2，则质点在第1 s 末与第2 s 末的速度分别为v 1＝2 m/s 、v 2＝3 m/s ，每一秒内质点动能的增加量分别为ΔE k1＝12m v 21＝2 J 、ΔE k2＝12m v 22－12m v 21＝2.5 J ，D 正确．再由动能定理可知第2 s 内与0～2 s 内外力所做功分别为W 2＝ΔE k2＝2.5 J 、W ＝12m v 22－0＝4.5J ，则在0～2 s 内外力的平均功率P ＝W t ＝94 W ，A 正确、B 错误．由P ＝F v 知质点在第1 s末与第2 s 末的瞬时功率分别为P 1＝4 W 、P 2＝3 W ，故C 错误．3．如图甲所示，轻质弹簧上端固定，下端悬挂一个质量m ＝0.5 kg 的物块，处于静止状态．以物块所在处为原点，以竖直向下为正方向建立x 轴，重力加速度g ＝10 m/s 2.现对物块施加竖直向下的拉力F ，F 随x 变化的情况如图乙所示．若物块运动到x ＝0.4 m 处速度为零，则在物块下移0.4 m 的过程中，弹簧弹性势能的增加量为( )A ．5.5 JB ．3.5 JC ．2.0 JD ．1.5 J解析：选A.由图线与横轴所围的“面积”可得物块下移0.4 m 的过程中，拉力F 做的功W ＝3.5 J ，重力势能减少量mgx ＝2 J ，由功能关系，弹簧弹性势能的增加量ΔE p ＝W ＋mgx ＝5.5 J ，选项A 正确．4.如图所示，细线的一端固定于O 点，另一端系一小球．在水平拉力F 的作用下，小球以恒定速率在竖直平面内由A 点运动到B 点．在此过程中拉力的瞬时功率变化情况是( )A ．逐渐增大B ．逐渐减小C ．先增大，后减小D ．先减小，后增大解析：选A.因小球速率不变，所以小球以O 点为圆心做匀速圆周运动，受力如图所示，因此在切线方向上应有：mg sin θ＝F cos θ，得F ＝mg tan θ.则拉力F 的瞬时功率P ＝F ·v cos θ＝mg v ·sin θ.从A 运动到B 的过程中，拉力的瞬时功率随θ的增大而增大，A 项正确．5.当前我国“高铁”事业发展迅猛，假设一辆高速列车在机车牵引力和恒定阻力作用下，在水平轨道上由静止开始启动，其v －t 图象如图所示，已知0～t 1时间内为过原点的倾斜直线，t 1时刻达到额定功率P ，此后保持功率P 不变，在t 3时刻达到最大速度v 3，以后匀速运动．下列判断正确的是( )A ．从0至t 3时间内，列车一直做匀加速直线运动B ．t 2时刻的加速度大于t 1时刻的加速度C ．在t 3时刻以后，机车的牵引力为零D ．该列车所受的恒定阻力大小为P v 3解析：选D.0～t 1时间内，列车做匀加速运动，t 1～t 3时间内，加速度逐渐变小，故A 、B 错误；t 3以后列车做匀速运动，牵引力大小等于阻力大小，故C 错误；匀速运动时F f ＝F 牵＝P v 3，故D 正确． 6.(2015·高考四川卷)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1×106 N ，匀速运动阶段牵引力的功率为6×103 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3×10－6克)解析：(1)设列车匀加速直线运动阶段所用的时间为t 1，距离为s 1；在匀速直线运动阶段所用的时间为t 2，距离为s 2，速度为v ；在匀减速直线运动阶段所用的时间为t 3，距离为s 3；甲站到乙站的距离为s .则s 1＝12v t 1① s 2＝v t 2②s 3＝12v t 3③s＝s1＋s2＋s3④联立①②③④式并代入数据得s＝1 950 m．⑤(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.设燃油公交车与该列车从甲站到乙站做相同的功W，将排放气态污染物的质量为M.则W1＝Fs1⑥W2＝Pt2⑦W＝W1＋W2⑧M＝(3×10－9 kg·J－1)·W⑨联立①⑥⑦⑧⑨式并代入数据得M＝2.04 kg.答案：(1)1 950 m(2)2.04 kg一、单项选择题1．有一固定轨道ABCD如图所示，AB段为四分之一光滑圆弧轨道，其半径为R，BC 段是水平光滑轨道，CD段是光滑斜面轨道，BC和斜面CD间用一小段光滑圆弧连接．有编号为1、2、3、4完全相同的4个小球(小球不能视为质点，其半径r<R)，紧挨在一起从圆弧轨道上某处由静止释放，经平面BC到斜面CD上，忽略一切阻力，则下列说法正确的是()A．四个小球在整个运动过程中始终不分离B．在圆弧轨道上运动时，2号球对3号球不做功C．在CD斜面轨道上运动时，2号球对3号球做正功D．在CD斜面轨道上运动时，2号球对3号球做负功解析：选A.圆弧轨道越低的位置切线的倾角越小，加速度越小，故相邻小球之间有挤压力，小球在水平面上速度相同，无挤压不分离，在斜面上加速度相同，无挤压也不分离，故B、C、D错误，A正确．2．(2015·高考海南卷)假设摩托艇受到的阻力的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()A．4倍B．2倍C. 3 倍D． 2 倍解析：选D.设F f ＝k v ，当阻力等于牵引力时，速度最大，输出功率变化前，有P ＝F v ＝F f v ＝k v ·v ＝k v 2，变化后有2P ＝F ′v ′＝k v ′·v ′＝k v ′2，联立解得v ′＝2v ，D 正确．3．如图所示，质量为m 的小猴子在荡秋千，大猴子用水平力F 缓慢将秋千拉到图示位置后由静止释放，此时藤条与竖直方向夹角为θ，小猴子到藤条悬点的长度为L ，忽略藤条的质量．在此过程中正确的是( )A ．缓慢上拉过程中拉力F 做的功W F ＝FL sin θB ．缓慢上拉过程中小猴子重力势能增加mgL cos θC ．小猴子再次回到最低点时重力的功率为零D ．由静止释放到最低点小猴子重力的功率逐渐增大解析：选C.缓慢上拉过程中拉力F 是变力，由动能定理，F 做的功等于克服重力做的功，即W F ＝mgL (1－cos θ)，重力势能增加mgL (1－cos θ)，选项A 、B 错误；小猴子由静止释放时速度为零，重力的功率为零，再次回到最低点时重力与速度方向垂直，其功率也为零，则小猴子下降过程中重力的功率先增大后减小，选项C 正确、D 错误．4.如图是武广铁路上某机车在性能测试过程中的v －t 图象，测试时机车先以恒定的牵引力F 启动发动机使机车在水平铁轨上由静止开始运动，t 1时刻机车关闭发动机，到t 2时刻机车完全停下．图象中θ>α，设整个测试过程中牵引力F 做的功和克服摩擦力f 做的功分别为W 1、W 2，0～t 1时间内F 做功的平均功率和全过程克服摩擦力f 做功的平均功率分别为P 1、P 2，则下列判断正确的是( )A ．W 1>W 2，F ＝2fB ．W 1＝W 2，F >2fC ．P 1<P 2，F >2fD ．P 1＝P 2，F ＝2f解析：选B.机车整个运动过程中，根据动能定理有W 1－W 2＝0，所以W 1＝W 2，又P 1＝W 1t 1，P 2＝W 2t 2，因t 2>t 1，所以P 1>P 2；根据牛顿第二定律，机车的牵引力为F 时的加速度大小a 1＝F －f m ，关闭发动机后机车加速度大小a 2＝f m，根据v －t 图象斜率的意义可知a 1>a 2，即F －f >f ，所以有F >2f ，综上分析可知，B 正确．5．水平面上一质量为m 的物体，在水平力F 作用下开始加速运动，如图甲所示，力F 的功率P 保持恒定，运动过程所受的阻力f 大小不变，物体速度最终达到稳定值v m ，F 作用过程中物体的速度v 的倒数与加速度a 的关系图象如图乙所示，仅在已知功率P 的情况下，根据图象所给的信息( )A ．可求出m 、f 、v mB ．不能求出mC ．不能求出fD ．可求出加速运动时间解析：选A.当加速度为零时，物体做匀速运动，此时牵引力等于阻力，速度为最大值；由功率的计算公式可得P ＝F v ，而F －f ＝ma ，联立可得1v ＝m P a ＋f P，由题图乙可得图线的斜率为m P ，纵截距为f P ＝1v m，因此可求出m 、f 和v m ，选项A 正确，B 、C 错误；物体做变加速运动，加速运动的时间不可求，选项D 错误．二、多项选择题6．(2017·山东济南模拟)汽车从静止匀加速启动，最后做匀速运动，其速度随时间及加速度、牵引力和功率随速度变化的图象如图所示，其中正确的是( )解析：选ACD.汽车启动时由P ＝F v 和F －F f ＝ma 可知，匀加速启动过程中，牵引力F 、加速度a 恒定不变，速度和功率均匀增大，当功率增大到额定功率后保持不变，牵引力逐渐减小到与阻力相等，加速度逐渐减小到零，速度逐渐增大到最大速度，故A 、C 、D 正确，B 错误．7.如图所示，细绳的一端绕过定滑轮与木箱相连，现以大小恒定的拉力F 拉动细绳，将静置于A 点的木箱经B 点移到C 点(AB ＝BC )，地面平直且与木箱的动摩擦因数处处相等．设从A 到B 和从B 到C 的过程中，F 做功分别为W 1、W 2，克服摩擦力做功分别为Q 1、Q 2，木箱经过B 、C 时的动能和F 的功率分别为E k B 、E k C 和P B 、P C ，则下列关系一定成立的有( )A ．W 1＞W 2B ．Q 1＞Q 2C ．E k B ＞E k CD ．P B ＞P C解析：选AB.F 做功W ＝Fl cos α(α为绳与水平方向的夹角)，AB 段和BC 段相比较，F 大小相同，l 相同，而α逐渐增大，故W 1＞W 2，A 正确；木箱运动过程中，支持力逐渐减小，摩擦力逐渐减小，故Q 1＞Q 2，B 正确；因为F cos α与摩擦力的大小关系无法确定，木箱运动情况不能确定，故动能关系、功率关系无法确定，C 、D 错误．8.(2017·孝感统测)如图所示，汽车通过轻质光滑的定滑轮，将一个质量为m 的物体从井中拉出，绳与汽车连接点距滑轮顶点高h ，开始时物体静止，滑轮两侧的绳都竖直绷紧，汽车以速度v向右匀速运动，运动到跟汽车连接的细绳与水平方向夹角为30°时，则( )A ．从开始到细绳与水平方向夹角为30°时，拉力做功mghB ．从开始到细绳与水平方向夹角为30°时，拉力做功mgh ＋38m v 2 C ．在细绳与水平方向夹角为30°时，拉力功率为mg vD ．在细绳与水平方向夹角为30°时，拉力功率大于32mg v 解析：选BD.汽车以v 向右匀速运动，运动到跟汽车连接的细绳与水平方向夹角为30°时，物体上升的高度恰为h ，对速度v 分解可知沿细绳方向的分速度大小为32v ，根据动能定理可知A 错误、B 正确；由于物体加速上升，故细绳拉力大于物体的重力，所以细绳拉力的功率大于32mg v ，C 错误，D 正确． 三、非选择题9.如图所示，竖直向上拉动细绳，使质量m ＝1 kg 的物体从静止开始以5 m/s 2的加速度上升，不计滑轮及绳子的质量和摩擦，则拉力F 在1 s 内对物体做的功为多大？拉力F 在1 s 末的瞬时功率为多大？(g 取10 m/s 2)解析：对物体受力分析，由牛顿第二定律得：2F －mg ＝ma ，由运动学规律可得在 1 s 内物体上升的高度和1 s 末的速度分别为h ＝12at 2，v ＝at . 根据动滑轮的特点以及功的定义可得，在1 s 内力F 做的功为W ＝F ·2h .1 s 末力F 对物体做功的瞬时功率为P ＝F ·2v联立上述方程，代入数据可得：W ＝37.5 J ，P ＝75 W.答案：37.5 J 75 W10．(2017·常州模拟)高速连续曝光照相机可在底片上重叠形成多个图象．现利用这架照相机对MD －2 000家用汽车的加速性能进行研究，如图为汽车做匀加速直线运动时三次曝光的照片，图中汽车的实际长度为4 m ，照相机每两次曝光的时间间隔为2.0 s .已知该汽车的质量为1 000 kg ，额定功率为90 kW ，汽车运动过程中所受的阻力始终为1 500 N.(1)试利用图示，求该汽车的加速度．(2)若汽车由静止开始以此加速度做匀加速运动，匀加速运动状态最多能保持多长时间．(3)汽车所能达到的最大速度是多大．(4)若该汽车从静止开始运动，牵引力不超过3 000 N ，求汽车运动2 400 m 所用的最短时间(汽车已经达到最大速度)．解析：(1)由题图可得汽车在第1个2 s 时间内的位移x 1＝9 m ，第2个2 s 时间内的位移x 2＝15 m汽车的加速度a ＝Δx T 2＝1.5 m/s 2. (2)由F －F f ＝ma 得，汽车牵引力F ＝F f ＋ma ＝(1 500＋1 000×1.5) N ＝3 000 N汽车做匀加速运动的末速度v ＝P 额F ＝90×1033×103m/s ＝30 m/s 匀加速运动保持的时间t 1＝v a ＝301.5s ＝20 s. (3)汽车所能达到的最大速度v m ＝P 额F f ＝90×1031.5×103m/s ＝60 m/s. (4)由(1)、(2)知匀加速运动的时间t 1＝20 s ，运动的距离x ′1＝v t 12＝302×20 m ＝300 m 所以，后阶段以恒定功率运动的距离x ′2＝(2 400－300) m ＝2 100 m对后阶段以恒定功率运动，有P 额t 2－F f x ′2＝12m (v 2m －v 2) 解得t 2＝50 s所以，所用最短时间为t 总＝t 1＋t 2＝(20＋50) s ＝70 s.答案：(1)1.5 m/s 2 (2)20 s (3)60 m/s (4)70 s四、选做题11.质量为2 kg 的物体放在水平面上，物体与水平面之间的动摩擦因数μ＝0.1，在水平拉力F 的作用下，物体由静止开始运动，拉力做的功W 和物体发生的位移x 之间的关系如图所示，g ＝10 m/s 2.下列说法中正确的是( )A ．此物体在OA 段做匀加速直线运动，且整个过程中拉力的最大功率为15 W。
2018年全国卷高考物理总复习《功和能》专题演练(含解析)
2018年全国卷高考物理总复习《功和能》专题演练1．小球P和Q用不可伸长的轻绳悬挂在天花板上，P球的质量大于Q球的质量，悬挂P球的绳比悬挂Q 球的绳短。
将两球拉起，使两绳均被水平拉直，如图所示。
将两球由静止释放，在各自轨迹的最低点（）A．P球的速度一定大于Q球的速度B．P球的动能一定小于Q球的动能C．P球所受绳的拉力一定大于Q球所受绳的拉力D．P球的向心加速度一定小于Q球的向心加速度【答案】C2．（多选）两实心小球甲和乙由同一种材质制成，甲球质量大于乙球质量。
两球在空气中由静止下落，假设它们运动时受到的阻力与球的半径成正比，与球的速率无关。
若它们下落相同的距离，则（）A．甲球用的时间比乙球长B．甲球末速度的大小大于乙球末速度的大小C．甲球加速度的大小小于乙球加速度的大小D．甲球克服阻力做的功大于乙球克服阻力做的功【答案】BD3．假设摩托艇受到的阻力的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（）A．4倍B．2倍C．3倍D．2倍【答案】D4．在同一位置以相同的速率把三个小球分别沿水平、斜向上、斜向下方向抛出，不计空气阻力，则落在同一水平地面时的速度大小（）A．一样大B．水平抛的最大C．斜向上抛的最大D．斜向下抛的最大【答案】A5．一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变化的图像中，可能正确的是（）A B C D【答案】A6．（多选）如图，滑块a、b的质量均为m，a套在固定直杆上，与光滑水平地面相距h，b放在地面上，a、b通过铰链用刚性轻杆连接。
不计摩擦，a、b可视为质点，重力加速度大小为g。
则（）A．a落地前，轻杆对b一直做正功B．a落地时速度大小为C．a下落过程中，其加速度大小始终不大于gD．a落地前，当a的机械能最小时，b对地面的压力大小为mg【答案】BD7．如图所示，固定的竖直光滑长杆上套有质量为m的小圆环，圆环与水平状态的轻质弹簧一端连接，弹簧的另一端连接在墙上，并且处于原长状态，现让圆环由静止开始下滑，已知弹簧原长为L，圆环下滑到最大距离时弹簧的长度变为2L（未超过弹性限度），则在圆环下滑到最大距离的过程中（）A．圆环的机械能守恒BC．圆环下滑到最大距离时，所受合力为零D．圆环重力势能与弹簧弹性势能之和保持不变【答案】B8．【2017·长春外国语学校高三上学期期末考试】质量为10 kg的物体，在变力F作用下沿x轴做直线运动，力随坐标x的变化情况如图所示．物体在x=0处，速度为1 m/s，不计一切摩擦，则物体运动到x=16 m处时，速度大小为（）A．2 2 m/s B．3 m/s C．4 m/s D.17m/s【答案】B9．【2017·河南省中原名校豫南九校高三上学期第四次质量考评】如图所示，汽车在平直路面上匀速运动，用跨过光滑定滑轮的轻绳牵引轮船，汽车与滑轮间的绳保持水平，当牵引轮船的绳与水平方向成θ角时，轮船速度为υ，汽年的功率为P，汽车受到的阻力(不含绳的拉力)恒为f，则此时绳对船的拉力大小为（）A ．f P +θυcos B ．f P -θυcos C ．f P +υθcos D ．f P -υθcos【答案】B10．如图所示，竖直向上的匀强电场中，绝缘轻质弹簧竖直立于水平地面上，一质量为m 的带正电小球在外力F 的作用下静止与图示位置，小球与弹簧不连接，弹簧处于压缩状态，现撤去F ，在小球从静止开始运动到离开弹簧的过程中，重力、电场力、弹簧弹力对小球做功分别为1W 、2W 、3W ，不计空气阻力，则上述过程中（ ）A ．小球重力势能的增量为1WB ．小球与弹簧组成的系统机械能守恒C ．小球的动能的增量为12W W +D ．小球机械能的增加量为23W W + 【答案】D11．如图所示，重10 N 的滑块在倾角为30°的斜面上，从a 点由静止开始下滑，到b 点开始压缩轻弹簧，到c 点时达到最大速度，到d 点(图中未画出)开始弹回，返回b 点离开弹簧，恰能再回到a 点．若bc =0.1 m ，弹簧弹性势能的最大值为8 J ，则下列说法正确的是（ ）A．轻弹簧的劲度系数是50 N/mB．从d到b滑块克服重力做功8 JC．滑块的动能最大值为8 JD．从d点到c点弹簧的弹力对滑块做功8 J【答案】A12．【2017·株洲市高三教学质量统一检测】如图所示，质量为m的小滑块（可视为质点），从h高处的A 点由静止开始沿斜面下滑，停在水平地面上的B点（斜面和水平面之间有小圆弧平滑连接）。
最新-2018年3月高考物理 模拟联考题精选解析 18功和功
功和功率1、（上海市复旦、交大、华师大附中2018年3月高三3校联考）如图所示，质量为m的物体静放在水平光滑的平台上，系在物体上的绳子跨过光滑的定滑轮，由地面上的人以速度v0向右匀速拉动，设人从地面上平台的边缘开始向右行至绳与水平方向夹角为45°处，在此过程中人所做的功为（）A．mv02/2 B．2mv02/2 C．mv02/4 D．mv021.答案：C解析：人从地面上平台的边缘开始向右行至绳与水平方向夹角为45°处，沿绳方向的速度v=v0cos45°=v0/2.，质量为m的物体速度等于v0/2.，动能为mv02/4，由动能定理可知，在此过程中人所做的功为mv02/4，选项C正确。
2．（2018年海南琼海一模）质量为m、初速度为零的物体，在大小变化不同3. （2018年3月山东威海一模）质量相同的两个物体，分别在地球表面和月球表面以相同的初速度竖直上抛，不计空气阻力，比较这两种情况，下列说法中正确的是A.物体在地球表面时的惯性比物体在月球表面时的惯性大B.各自落回抛出点时，重力做功的瞬时功率相等C.在各自都上升到最高点的过程中，它们的重力做的功相等D.在空中飞行的过程中，它们的机械能都守恒4．（2018年3月陕西宝鸡第二次质检）汽车在一平直路面上匀速行驶，前方遇到一段泥泞的路面，导致汽车受到的阻力变大了，若汽车发动机的功率保持不变，经过一段时间后，汽车在泥泞的路面做匀速运动，则在图中关于汽车的速度随时间变化关系正确的图像是4.答案：B解析：汽车遇到一段泥泞的路面，导致汽车受到的阻力变大，速度减小，汽车做加速度逐渐减小的减速运动，汽车的速度随时间变化关系正确的图像是B。
5．（2018年3月青岛市高三一模）如图所示，光滑固定的竖直杆上套有小物块 a，不可伸长的轻质细绳通过大小可忽略的定滑轮连接物块 a 和小物块b，虚线cd水平．现由静止释放两物块，物块 a从图示位置上升，并恰好能到达 c处．在此过程中，若不计摩擦和空气阻力，下列说法正确的是A．物块 a 到达c点时加速度为零B．绳拉力对物块a 做的功等于物块a 重力势能的增加量C．绳拉力对物块b先做负功后做正功D．绳拉力对物块 b 做的功等于物块b机械能的减少量6．（2018年3月山东潍坊模拟）如图所示．小球a 从倾角为45度的光滑斜面上由静止自由释放，同时小球b 从斜面上方某一高度处也由静止自由释放，两个小球质量相同，它们在斜面的O 点恰好相撞．则A ．相撞前瞬间，两小球速度大小相等B ．相撞前瞬间．两小球重力功率相等C ．相撞前瞬间，b 球的动能是a 球动能的2倍D ．从开始运动到相撞，b 球位移是a 球位移的2倍6.答案：C 解析：小球a 加速度为22g ，小于自由落体运7．（2018年3月东北四校一模）两个物体A 、B 的质量分别为m 1和m 2，并排静止在水平地面上，如图（甲）所示，用同向水平拉力F 1、F 2分别作用于物体A 和B 上，作用一段时间后撤去，两物体各自滑行一段距离后停止。
2018年高考物理第一轮复习课时跟踪练：第五章第一讲功和功率(含解析)
第五章机械能第一讲功和功率课时跟踪练A组基础巩固1.(2018·洛阳模拟)如图所示，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()A．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；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．答案：C2.(多选)(2018·衡阳模拟)如图所示，一物体沿弧形轨道滑下后进入足够长的水平传送带，传送带以图示方向匀速转动，则传送带对物体的做功情况可能是()A．始终不做功B．先做负功后做正功C．先做正功后不做功D．先做负功后不做功解析：设传送带的速度大小为v1，物体刚滑上传送带时的速度大小为v2.若v2＝v1，则物体与传送带间无摩擦力，传送带对物体始终不做功；若v2>v1，物体相对于传送带向右运动，物体受到的滑动摩擦力向左，则物体先减速到速度为v1，然后随传送带一起匀速运动，故传送带对物体先做负功后不做功；若v2<v1，物体相对于传送带向左运动，受到的滑动摩擦力向右，物体先加速到速度为v1，然后随传送带一起匀速运动，故传送带对物体先做正功后不做功．选项A、C、D正确．答案：ACD3．(2015·海南卷)假设摩托艇受到的阻力的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() A．4倍B．2倍C.3倍D.2倍解析：当F f＝k v，当阻力等于牵引力时，速度最大，输出功率变化前，有P ＝F v＝F f v＝k v·v＝k v2，变化后有2P＝F′v′＝k v′·v′＝k v′2，联立解得v′＝2v，D正确．答案：D4.一木块前端有一滑轮，绳的一端系在右方固定处，水平穿过滑轮，另一端用恒力F拉住，保持两股绳之间的夹角θ不变，如图所示，当用力F拉绳使木块前进s时，力F对木块做的功(不计绳重和滑轮摩擦)是()A．Fs cos θB．Fs(1＋cos θ)C．2Fs cos θD．2Fs解析：根据动滑轮的特点，可求出绳在F方向上的位移为x＝s(1＋cos θ)，根据恒力做功公式得W＝Fx＝Fs(1＋cos θ)，或可看成两股绳都在对木块做功W＝Fs＋Fs cos θ＝Fs(1＋cos θ)，则选项B正确．答案：B5．(2018·荆州模拟)一个质量为m的小球，用长为L的轻绳悬挂于O点，小球在水平拉力F作用下，从平衡位置P点很缓慢地移动到Q点，此时轻绳与竖直方向夹角为θ，如图所示，则拉力F所做的功为()A．mgL cos θB．mgL(1－cos θ)C．FL sin θD．FL cos θ解析：小球从P点到Q点时，受重力、绳子的拉力及水平拉力F作用，因很缓慢地移动，小球可视为平衡状态，由平衡条件可知F＝mg tan θ，随θ的增大，拉力F也增大，故F是变力，因此不能直接用公式W＝Fl cos θ计算．根据动能定理，有W F－W G＝0.所以W F＝W G＝mgL(1－cos θ)，选项B正确．答案：B6．一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W F1、W F2分别表示拉力F1、F2所做的功，WF f1、WF f2分别表示前后两次克服摩擦力所做的功，则() A．W F2>4W F1，WF f2>2WF f1B．W F2>4W F1 , WF f2＝2WF f1C．W F2<4W F1，WF f2＝2WF f1D．W F2<4W F1，WF f2<2WF f1解析：W F1＝12m v2＋μmg·v2t，W F2＝12m·4v2＋μmg2v2t，故W F2<4W F1；WF f1＝μmg ·v 2t ，WF f 2＝μmg ·2v 2t ，故WF f 2＝2WF f 1，C 正确． 答案：C7.如图所示为某汽车启动时发动机功率P 随时间t 变化的图象，图中P 0为发动机的额定功率，若已知汽车在t 2时刻之前已达到最大速度v m ，据此可知( )A ．t 1～t 2时间内汽车做匀速运动B ．0～t 1时间内发动机做的功为P 0t 1C ．0～t 2时间内发动机做的功为P 0⎝ ⎛⎭⎪⎫t 2－t 12 D ．汽车匀速运动时所受的阻力小于P 0v m解析：在0～t 1时间内功率随时间均匀增大，知汽车做匀加速直线运动，加速度恒定，由F －F f ＝ma 可知，牵引力恒定，合力也恒定；在t 1时刻达到额定功率，随后在t 1～t 2时间内，汽车速度继续增大，由P ＝F v 可知，牵引力减小，加速度减小，但速度继续增大，直到牵引力减小到与阻力相等时，F f ＝F ＝P 0v m，达到最大速度v m ，接着做匀速运动．发动机所做的功为图线与t 轴所围成的面积，0～t 1时间内发动机做的功为P 0t 12，0～t 2时间内发动机做的功为P 0⎝ ⎛⎭⎪⎫t 2－t 12，故C 正确，A 、B 、D 错误．答案：C8.质量为2 kg 的物体静止在水平地面上，物体与地面间的动摩擦因数为0.2，最大静摩擦力与滑动摩擦力大小视为相等．t ＝0时，物体受到方向不变的水平拉力F 的作用，F 的大小在不同时间段内有不同的值，具体情况如表格所示(g 取10 m/s 2)．求：(1)4 s(2)6～8 s内拉力所做的功；(3)8 s内拉力的平均功率．解析：(1)在0～2 s内，拉力等于4 N，最大静摩擦力μmg等于4 N，故物体静止．在2～4 s内，拉力F＝8 N，由牛顿第二定律得F－μmg＝ma，解得a＝2 m/s2，位移为x1＝12a(Δt)2＝4 m，4 s末物体的速度大小v＝aΔt＝4 m/s，4 s末拉力的瞬时功率P＝F v＝8×4 W＝32 W.(2)在4～6 s内，拉力等于4 N，滑动摩擦力等于4 N，故物体做匀速直线运动．位移x2＝vΔt＝4×2 m＝8 m，在6～8 s内，拉力F＝8 N，物体的加速度大小仍为a＝2 m/s2.位移x3＝vΔt＋12a(Δt)2＝12 m，拉力所做的功W＝Fx3＝8×12 J＝96 J.(3)8 s内拉力做功W＝0＋8×4 J＋4×8 J＋96 J＝160 J，平均功率P＝Wt＝20 W.答案：(1)32 W(2)96 J(3)20 WB组能力提升9．(2018·潍坊模拟)如图甲所示，静止于光滑水平面上坐标原点处的小物块，在水平拉力F 作用下，沿x 轴方向运动，拉力F 随物块所在位置坐标x 的变化关系如图乙所示，图线为半圆．则小物块运动到x 0处时F 做的总功为( )A ．0B.12F m x 0C.π4F m x 0D.π4x 20 解析：F 为变力，但F-x 图象包围的面积在数值上表示拉力做的总功．由于图线为半圆，又因在数值上F m ＝12x 0，故W ＝12πF 2m ＝12π·F m ·12x 0＝π4F m x 0，W ＝12π⎝ ⎛⎭⎪⎫12x 02＝π8x 20. 答案：C10.如图所示，水平木板上有质量m ＝1.0 kg 的物块，受到随时间t 变化的水平拉力F 作用，用力传感器测出相应时刻物块所受摩擦力F f 的大小．取重力加速度g ＝10 m/s 2，下列判断正确的是( )A ．5 s 内拉力对物块做功为零B ．4 s 末物块所受合力大小为4.0 NC ．物块与木板之间的动摩擦因数为0.4D ．6～9 s 内物块的加速度大小为2.0 m/s 2解析：由题给图象可知物块在0～4 s 内处于静止状态，其所受合外力为零，选项B 错误；4～5 s 内做变加速直线运动，因此5 s 内拉力对物块做的功不为零，选项A错误；物块的滑动摩擦力F f＝3 N，则μ＝F fmg＝0.3，选项C错误；在6～9s内由牛顿第二定律得F－F f＝ma，a＝5－31.0m/s2＝2.0 m/s2，选项D正确．答案：D11．(多选)(2018·聊城模拟)汽车从静止匀加速启动，最后做匀速运动，其速度随时间及加速度、牵引力和功率随速度变化的图象如图所示，其中正确的是()解析：汽车启动时由P＝F v和F－F f＝ma可知，匀加速启动过程中，牵引力F、加速度a恒定不变，速度和功率均匀增大．当功率增大到额定功率后保持不变，牵引力逐渐减小到与阻力相等，加速度逐渐减小到零，速度逐渐增大到最大速度，故A、C、D正确．答案：ACD12．(2018·德州模拟)水平面上静止放置一质量为m＝0.2 kg的物块，固定在同一水平面上的小型电动机通过水平细线牵引物块，使物块由静止开始做匀加速直线运动，2秒末达到额定功率，其v-t图线如图所示，物块与水平面间的动摩擦因数为μ＝0.1，g取10 m/s2，电动机与物块间的距离足够长．求：(1)物块做匀加速直线运动时受到的牵引力大小；(2)电动机的额定功率；(3)物块在电动机牵引下，最终能达到的最大速度．解析：(1)由题图知物块在匀加速阶段加速度大小a＝ΔvΔt＝0.4 m/s2，物块受到的摩擦力大小F f＝μmg.设牵引力大小为F，则有F－F f＝ma，得F＝0.28 N.(2)当v＝0.8 m/s时，电动机达到额定功率，则P＝F v＝0.224 W.(3)物块达到最大速度v m时，此时物块所受的牵引力大小等于摩擦力大小，有F f＝μmg，P＝F f v m，解得v m＝1.12 m/s.答案：(1)0.28 N(2)0.224 W(3)1.12 m/s。
2018届高考物理新一轮总复习课件：5.1功和功率分析
比．( √ )
(6)汽车上坡的时候，司机必须换挡，其目的是减小速度，得到较小的牵引
力．( × )
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知识梳理 考点突破 思想方法 高考演练 课时训练 微课助学
C 目录 ONTENTS
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1 知识梳理 基础深化 2 考点突破 典例透析 3 思想方法 物理建模 4 高考演练 明确考向 5 课时训练 高分在握 6 微课助学
A．0
B．mglsin θcos2θ
C．－mglcos2θ D．mglsin θcos θ
(3)重力G做功WG＝ mglcos 90°＝0，故A
(3)重力对物体做的功为( )
对．
A．0
B．mgl
(4)斜面对物体的作用力
C．mgltan θ D．mglcos θ (4)斜面对物体做的功是多少？各力对物体所做的总
C考点 突破 典例 透析
知识梳理 考点突破 思想方法 高考演练 课时训练 微课助学
考点一 功的分析和计算
知识整合
典型例题
方法总结
跟踪训练
思维提升 (1)作用力和反作用力虽然等大反向，但由于其分别作用在两个物体 上，产生的位移效果无必然联系，故作用力和反作用力做的功不一定一正一负， 大小也不一定相等． (2)摩擦力并非只做负功，也可以做正功或不做功．
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C考点 突破 题型 透析
知识梳理 考点突破 思想方法 高考演练 课时训练 微课助学
考点一 功的分析和计算
知识整合
典型例题
方法总结
【解析】
跟踪训练
选B.小球受到斜面的弹
2018年高考模拟理综物理选编功和功率-解析版
乐陵一中功和功率一、单选题（本大题共5小题，共30分）1.在水平粗糙地面上，使同一物体由静止开始做匀加速直线运动，第一次是斜向上拉，第二次是斜下推，两次力的作用线与水平方向的夹角相同，力的大小也相同，位移大小也相同，则（）A. 力F对物体做的功相同，合力对物体做的总功也相同B. 力F对物体做的功相同，合力对物体做的总功不相同C. 力F对物体做的功不相同，合力对物体做的总功相同D. 力F对物体做的功不相同，合力对物体做的总功也不相同【答案】B【解析】解：由W=Fs cosθ知，由于两种情况下力的大小和位移大小相同，故力F两种情况下对物体做功一样多；物体在粗糙水平面上运动时会受到阻力的作用，两种情况下物体对地面的压力不同，所以滑动摩擦力的大小也不同，导致水平方向的合力也不同，由牛顿第二定律可以知道：当斜向上拉时，合力F1=F cosθ-μ（mg-F sinθ）；当斜下推时，合力F2=F cosθ-μ（mg+F sinθ）；很明显合力F1＞F2，由于水平方向的位移相同，故第一次合力对物体做的总功大于第二次合力对物体做的总功；故选：B。
分别分析两种情况下水平面上的受力，表示其受到的合力，并由功的公式求得各力的功．本题考查功的计算公式，只需找出力及力的位移关系即可进行判断，难度不大．2.如图，倾角θ=370的光滑斜面固定在水平面上，斜面长L=0.75m，质量m=1.0kg的物块从斜面顶端无初速度释放，sin37°=0.6，cos37°=0.8，重力加速度g取10m/s2，则（）A. 物块从斜面顶端滑到底端的过程中重力做功为7.5JB. 物块滑到斜面底端时的动能为1.5JC. 物块从斜面顶端滑到底端的过程中重力的平均功率为24WD. 物块滑到斜面底端时重力的瞬时功率为18W【答案】D【解析】【分析】根据牛顿第二定律求出物块下滑的加速度，然后有运动学公式求出下滑时间和速度，由W G=mgh求出重力做的功，由求出平均功率，瞬时功率为P=mgV cosθ．在整个下滑过程中，重力做的功全部转化为动能．本题考查了动能定理得应用，瞬时功率及平均功率的计算，难度不大，属于基础题【解答】A、重力做的功为：W G=mgL sin37°=4.5J，故A错误；B、根据动能定理可得：E k=mgL sinθ=4.5J，故B错误；C、由受力分析可知mg sin37°=mgaa=g sin37°=6m/s2由得：t=0.5s平均功率为：，故C错误；D、V=at=6m/s2×0.5s=3m/s瞬时功率为：P瞬=mgv sin37°=1kg×10m/s2×3m/s×0.6=18W，故D正确。
2018年高考物理一轮复习 专题18 功和功率(测)(含解析)
专题18 功和功率【满分：110分 时间：90分钟】一、选择题(本大题共12小题，每小题5分，共60分。
在每小题给出的四个选项中. 1~8题只有一项符合题目要求； 9~12题有多项符合题目要求。
全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。
)1．如图所示，三个固定的斜面，底边长度都相等，斜面倾角分别为30°、45°、60°，斜面的表面情况都一样。
完全相同的物体(可视为质点)A 、B 、C 分别从三斜面的顶部滑到底部的过程中： （ ）A ．物体A 克服摩擦力做的功最多B ．物体B 克服摩擦力做的功最多C ．物体C 克服摩擦力做的功最多D ．三个物体克服摩擦力做的功一样多【答案】D【名师点睛】要比较不同情境下一个物理量的大小，一般我们应该先把这个物理量表示出来，看与哪些因素有关，再根据题目已知的去判断．当然物理量表示的过程就运用了物理规律。
2．一滑块在水平地面上沿直线滑行，t =0时其速度为2.0m/s ，从此刻开始在滑块运动方向上再施加一水平拉力F ，力F 和滑块的速度v 随时间t 的变化规律分别如图甲和乙所示，设在第1s 内、第2s 内、第3s 内，力F 对滑块做功的平均功率分别为P 1、P 2、P 3，则： （ ）A ．P 1>P 2>P 3B ．P 1=P 2<P 3C ．0~2s 内，力F 对滑块做功为4JD ．0~2s 内，摩擦力对滑块做功为4J【答案】C 【解析】根据匀变速直线运动的平均速度公式0 2v v v +＝，知物体在第1s 内的平均速度为：120=/s 1m 2v +＝，第2s 内的平均速度为：202=/s 1m 2v +＝，第3s 做匀速直线运动3 2m/s v ＝，根据平均功率公式 P Fv ＝有：1 1P W ＝；2 P W ＝3；3 4P W ＝，所以AB 错误；由速度图象可知，第1s、2s、3s内的位移分别为1m、1m、2m，由F-t图象及功的公式w=Fscosθ可求知：第1s内拉力做的功W1=1J，第2s内拉力做的功W2=3J，故0～2s内拉力所做的功为4J；故C正确；在0-2s内力F做的总功为4J，动能变化为0，根据动能定理有此过程中只有拉力F和摩擦力做功，故拉力和摩擦力做功的代数和为0，得摩擦力对滑块做功-4J，故D错误．故选C。
高考物理复习高三一轮复习：课时跟踪检测18功和功率
高考物理复习课时跟踪检测(十八) 功和功率高考常考题型：选择题＋计算题1．若在水平直轨道上有一列以额定功率行驶的列车，所受阻力与质量成正比，由于发生意外情况，最后几节车厢与车体分离，分离后车头保持额定功率运行，则( )A．车头部分所受牵引力增大，速度也增大B．车头部分所受牵引力减小，速度也减小C．脱离部分做匀减速运动，车头部分做匀加速运动D．分离出的车厢越多，车头能获得的最大速度越大2．(2013·淄博模拟)质量为1 500 kg的汽车在平直的公路上运动，v－t图象如图1所示。
由此可求( )图1A．前25 s内汽车的位移B．前10 s内汽车所受的牵引力C．前10 s内汽车的平均速度D．15～25 s内合外力对汽车所做的功3. (2012·江苏高考)如图2所示，细线的一端固定于O点，另一端系一小球。
在水平拉力作用下，小球以恒定速率在竖直平面内由A点运动到B点。
在此过程中拉力的瞬时功率变化情况是( )A．逐渐增大B．逐渐减小图2C．先增大，后减小D．先减小，后增大4.如图3所示，质量为m的物体置于倾角为θ的斜面上，物体与斜面间的动摩擦因数为μ，在外力作用下，斜面以加速度a沿水平方向向左做匀加速运动，运动中物体m与斜面体相对静止。
则关于斜面对m的支持力和摩擦力的下列说法中错误的是( ) 图3A．支持力一定做正功B．摩擦力一定做正功C．摩擦力可能不做功 D．摩擦力可能做负功5．(2012·山西大学附中测试)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，则在下列运动一段时间内( )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6.如图4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。
高考物理一轮复习课后限时作业18功和功率含解析新人教版
课后限时作业18 功和功率时间：45分钟1．如图所示，一小孩和一大人都以水平方向的力匀速推动相同的木箱在相同的路面走同样的位移(推箱的速度大小如图中所示)，比较此过程中两人分别对木箱做的功，下列说法正确的是( C )A ．大人做的功多B ．小孩做的功多C ．大人和小孩做的功一样多D ．条件不足，无法判断解析：因为木箱匀速运动，小孩和大人所用的推力相等，又因为所走的位移相同，所以做功一样多，选项C 正确．2．关于摩擦力和功，下列说法正确的是( D ) A ．静摩擦力总是做正功，滑动摩擦力总是做负功B ．静摩擦力对物体不一定做功，滑动摩擦力对物体一定做功C ．静摩擦力对物体一定做功，滑动摩擦力对物体可能不做功D ．静摩擦力和滑动摩擦力都可能对物体不做功解析：力对物体做功，必须具备两个条件：力和在力的方向上有位移．判断摩擦力是否做功及做多少功，要具体分析受力物体在摩擦力方向上是否有位移及位移的方向与摩擦力的方向间的夹角．静摩擦力和滑动摩擦力都可以是动力，都可以对物体做正功，也可对物体都不做功．选项D 正确．3．起重机以1 m/s 2的加速度将质量为1 000 kg 的货物由静止开始匀加速向上提升，g 取10 m/s 2，则在1 s 内起重机对货物做的功是( D )A ．500 JB ．4 500 JC ．5 000 JD ．5 500 J解析：货物的加速度向上，由牛顿第二定律可得F －mg ＝ma ，起重机的拉力F ＝mg ＋ma ＝11 000 N. 货物的位移是l ＝12at 2＝0.5 m ，起重机对货物做功为W ＝Fl ＝5 500 J ，故选项D 正确．4. (多选)如图所示，摆球质量为m ，悬绳长为L ，把悬线拉到水平位置后放手．设在摆球从A 点运动到B 点的过程中空气阻力F 阻的大小不变，重力加速度大小为g .则下列说法正确的是( AD )A ．重力做功为mgLB ．绳的拉力做功为mgLC ．空气阻力F 阻做功为－mgLD ．空气阻力F 阻做功为－F 阻·12πL解析：小球下落L 的过程中，重力做功为mgL ，选项A 正确；绳的拉力始终与速度方向垂直，拉力做功为0，选项B 错误；空气阻力F 阻大小不变，方向始终与速度方向相反，故空气阻力F 阻做功为W ＝－F 阻·12πL ，选项C 错误，D 正确．5．(多选)如图甲所示，用起重机将地面上静止的货物竖直向上吊起，货物由地面运动至最高点的过程中，其v t 图象如图乙所示．下列说法正确的是( AD )A ．在0～t 1时间内，货物处于超重状态B ．在t 1～t 2时间内，起重机拉力对货物不做功C ．在t 2～t 3时间内，起重机拉力对货物做负功D ．匀速阶段拉力的功率可能比加速阶段某一时刻拉力的瞬时功率小解析：由v t 图象可知在0～t 1时间内，货物具有向上的加速度，故处于超重状态，选项A 正确；在t 1～t 3时间内，起重机的拉力始终竖直向上，一直做正功，选项B 、C 错误；匀速阶段拉力小于加速阶段的拉力，而匀速阶段的速度大于加速阶段的速度，由P ＝Fv 可知匀速阶段拉力的功率可能比加速阶段某一时刻拉力的瞬时功率小，选项D 正确．6．在光滑的水平面上，用一水平拉力F 使物体从静止开始移动x ，平均功率为P ，如果将水平拉力增加为4F ，使同一物体从静止开始移动x ，平均功率为( D )A ．2PB ．4PC ．6PD ．8P解析：设第一次运动时间为t ，则其平均功率表达式为P ＝Fxt；第二次加速度为第一次的4倍，由x ＝12at 2可知时间为t 2，其平均功率为P ′＝4Fx t /2＝8Fxt＝8P ，选项D 正确．7．一物体所受的力F 随位移x 变化的图象如图所示，求在这一过程中，力F 对物体做的功为( B )A ．3 JB ．6 JC ．7 JD ．8 J解析：力F 对物体做的功等于图线与横轴x 所包围面积的代数和，即W 1＝12×(3＋4)×2J ＝7 JW 2＝－12×(5－4)×2 J＝－1 J所以力F 对物体做的功为W ＝7 J －1 J ＝6 J. 故选项B 正确．8．(多选)如图所示，斜面顶端A 与另一点B 在同一水平线上，甲、乙两小球质量相等．小球甲沿光滑斜面以初速度v 0从顶端A 滑到底端，小球乙以同样的初速度从B 点抛出，不计空气阻力，则( AC )A ．两小球落地时速率相同B ．两小球落地时，重力的瞬时功率相同C ．从开始运动至落地过程中，重力对它们做功相同D ．从开始运动至落地过程中，重力的平均功率相同解析：由于斜面光滑，且不计空气阻力，故两小球运动过程中只有重力做功，由机械能守恒定律可知两小球落地时速率相同，故选项A 正确；由于甲小球沿斜面做匀加速运动，乙小球做斜抛运动，它们落地时的速度方向不同，故两小球落地时，重力的瞬时功率不相同，选项B 错误；由于重力做功与路径无关，只与始末位置的高度差有关，故从开始运动至落地过程中，重力对它们做功相同，选项C 正确；由于两小球的运动规律不同，所以从开始运动至落地过程中所用时间不同，由P ＝Wt可知重力的平均功率不同，选项D 错误．9.如图所示，质量为m ＝2 kg 的木块在倾角θ＝37°的斜面上由静止开始下滑，木块与斜面间的动摩擦因数为μ＝0.5，已知sin37°＝0.6，cos37°＝0.8，g 取10 m/s 2，则前2 s 内重力的平均功率和2 s 末的瞬时功率分别为( B )A ．48 W 24 WB ．24 W 48 WC ．24 W 12 WD ．12 W 24 W解析：木块所受的合外力F 合＝mg sin θ－μmg cos θ＝mg (sin θ－μcos θ)＝2×10×(0.6－0.5×0.8) N＝4 N木块的加速度a ＝F 合m ＝42m/s 2＝2 m/s 2前2 s 内木块的位移x ＝12at 2＝12×2×22m ＝4 m所以，重力在前2 s 内做的功为W ＝mgx sin θ＝2×10×4×0.6 J＝48 J重力在前2 s 内的平均功率为P ＝W t ＝482W ＝24 W.木块在2 s 末的速度v ＝at ＝2×2 m/s＝4 m/s 2 s 末重力的瞬时功率P ＝mg sin θ·v ＝2×10×0.6×4 W＝48 W.故选项B 正确．10．武广高铁已通车运行，速度最高可达390 km/h ，转弯时的半径达到了8 km.若机车在运行过程中所受的阻力大小始终不变，在某一段直线轨道上匀加速运动的过程中，下列说法正确的是( B )A ．机车输出功率不变B ．机车输出功率逐渐增大C ．机车一直匀加速运动，直到最大速度D ．在任意两相等的时间内，机车动能变化相同解析：匀加速运动合外力F 为定值，又因为阻力不变，故牵引力不变，由P ＝Fv ，v 逐渐增大，所以P 增大，故选项A 错误，B 正确；当功率达到额定功率后，机车的功率就不能增大，要增大速度，则要减小牵引力，当牵引力等于阻力时，机车速度达到最大值，所以机车匀加速运动过程达不到最大速度，故选项C 错误；ΔE k ＝W 合＝(F －F f )s ，在任意相等时间内，F 、F f 、a 都是定值，因为物体做匀加速运动，故在任意相等时间内，s 不同，ΔE k 不同，故选项D 错误．11．如图所示，质量为60 kg 的某运动员在做俯卧撑运动，运动过程中可将她的身体视为一根直棒．已知重心在c 点，其垂线与脚、两手连线中点间的距离oa 、ob 分别为0.9 m 和0.6 m ．若她在1 min 内做了30个俯卧撑，每次肩部上升的距离均为0.4 m ，则克服重力做的功和相应的功率约为(g 取10 m/s 2)( B )A ．430 J,7 WB ．4 320 J,72 WC ．720 J,12 WD ．7 200 J,120 W解析：设重心上升的高度为h ，根据相似三角形可知，每次俯卧撑中，有h 0.4＝0.90.9＋0.6，即h ＝0.24 m ．一次俯卧撑中，克服重力做功W ＝mgh ＝60×10×0.24 J＝144 J ，所以一分钟内克服重力做的总功为W 总＝NW ＝4 320 J ，功率P ＝W 总t＝72 W ，故选项B 正确． 12．如图所示，水平传送带长为L ，始终以速度v 保持匀速运动，把质量为m 的货物无初速度地放到A 点，当货物运动到AC 的中点B 时速度恰为v ，而后被传送到C 点．货物与传送带间的动摩擦因数为μ，重力加速度大小为g .则货物从A 点到C 点的过程中( C )A ．摩擦力对货物做的功为μmgLB ．摩擦力对货物做功的平均功率为12μmgvC ．传送带克服摩擦力做功为μmgLD ．传送带克服摩擦力做功的平均功率为12μmgv解析：由于货物在运动过程中，当速度达到v 时，不再受摩擦力，故摩擦力所做的功W f＝μmg ·L 2，故选项A 错误；在货物加速过程中，摩擦力做功W f ＝μmg ·L2，由运动学公式有L 2＝v t 1＝v 2t 1，则摩擦力对货物做功的平均功率P ＝W ft 1＝μmg ·L2L v＝12μmgv ，到达B 点之后摩擦力不再做功，故总的平均功率要小于该值，故选项B 错误；货物在加速过程中平均速度为v2，而传送带的速度为v ，货物加速运动的位移为L2，则传送带前进的位移一定为L ，故传送带克服摩擦力所做的功为W f ′＝μmgL ，故选项C 正确；货物从B 点到C 点所用时间t 2＝L2v ，所以，从A 点到C 点用时t ＝3L 2v ，故传送带克服摩擦力做功的平均功率应为P ＝W f ′t ＝23μmgv ，故选项D 错误．13．下表是一辆电动车的部分技术指标，其中的额定车速是指电动车满载的情况下，在平直道路上以额定功率匀速行驶时的速度.(1)在行驶的过程中，电动车受到的阻力是车重(包括载重)的k 倍，假定k 是定值，试推算k 的大小；(2)若电动车以额定功率行驶，求速度为3 m/s 时的加速度是多少？解析：(1)由表可得到P 出＝180 W ，车速v ＝18 km/h ＝5 m/s ，由P 出＝Fv ，匀速直线运动时有F ＝f ，其中f ＝k (M ＋m )g ，解得k ＝0.03.(2)当车速v ′＝3 m/s 时，牵引力F ′＝P 出v ′，由牛顿第二定律知F ′－k (M ＋m )g ＝(m ＋M )a ，解得a ＝0.2 m/s 2.答案：(1)0.03 (2)0.2 m/s 214．人在A 点拉着绳通过一定滑轮吊起质量m ＝50 kg 的物体，如图所示，开始时绳与水平方向的夹角为60°.当人匀速提起重物由A 点沿水平方向运动l ＝2 m 而到达B 点时，绳与水平方向成30°角．则人对绳的拉力做了多少功？解析：人对绳的拉力的功与绳对物体的拉力的功是相同的，而由于匀速提升物体，故物体处于平衡状态，可知绳上拉力F＝mg.而重物上升的高度Δh等于右侧绳子的伸长量Δl，设滑轮距手的高度为h，由几何关系，得h(cot30°－cot60°)＝lΔh＝Δl＝hsin30°－hsin60°，解得Δl≈1.46 m人对绳的拉力做的功W＝FΔl＝mgΔh＝500×1.46 J＝730 J. 答案：730 J。
最新-2018届高考物理一轮复习 课时作业 第18讲 功 功
2018届高三物理总复习精品课时作业第18讲功功率1．质量为m的物体受水平力F的作用，在粗糙的水平面上运动．下列说法中正确的是( )A．如果物体做加速直线运动，F一定对物体做正功B．如果物体做减速直线运动，F一定对物体做负功C．如果物体做减速直线运动，F也可能对物体做正功D．如果物体做匀速直线运动，F一定对物体做正功【解析】F做正功还是负功，要看F的方向与位移方向是相同还是相反，当物体做加速或匀速直线运动时F的方向一定与位移方向相同；当物体做减速直线运动时包括两种情况，一种是力F的方向与位移方向相反，F做负功，另一种情况是力F的方向与位移方向相同(此时F小于摩擦力)，F做正功．【答案】ACD2．如图所示，国庆大阅兵检阅了我国的空中加、受油机梯队，加、受油机梯队将模拟空中加油，如图所示．空中加油的过程大致如下：首先是加油机和受油机必须按照预定时间在预定地点汇合，然后受油机和加油机实施对接，对接成功后，加油系统根据信号自动接通油路．加油完毕后，受油机根据加油机的指挥进行脱离，整个加油过程便完成了．在加、受油机加油过程中，若加油机和受油机均保持匀速运动，且运动时所受阻力与重力成正比，则( )A．加油机和受油机一定相对运动B．加油机和受油机的速度可能不相等C．加油机向受油机供油，受油机质量增大，因此受油机必须减小发动机的输出功率D．加油机向受油机供油，加油机质量减小，因此加油机必须减小发动机的输出功率【解析】在加油过程中，加油机和受油机必须相对静止，速度一定相等；加油机向受油机供油，受油机质量增大，运动时所受阻力F f增大，由P＝F f v可知，要保持匀速运动，必须增大发动机的输出功率P；加油机向受油机供油，加油机质量减小，运动时所受阻力F f减小，由P＝F f v可知，要保持匀速运动，必须减小发动机的输出功率P.【答案】D3．汽车在水平路面上从静止开始做匀加速直线运动，t1末关闭发动机，做匀减速直线运动，t2末静止，其v－t图象如图所示．图中α＜β，若汽车牵引力做的功为W、平均功率为P，汽车在加速和减速过程中克服摩擦力做的功分别为W1和W2、平均功率分别为P1和P2，则(设摩擦力恒定)( )A ．W ＝W 1＋W 2B ．W 1＞W 2C ．P ＝P 1D ．P 1＝P 2【解析】整个过程动能变化量为零，所以合外力做功为零．A 项正确．摩擦力大小恒定，第一段位移大，所以B 项正确．第一段是加速，故牵引力大于摩擦力，所以P ＞P 1，C 项错．因两段平均速度相等，所以摩擦力的平均功率相等，D 项正确．【答案】ABD4．一辆汽车在平直的公路上以某一初速度运动，运动过程中保持恒定的牵引功率，其加速度a 和速度的倒数(1v)图象如图所示．若已知汽车的质量，则根据图象所给的信息，不能．．求出的物理量是( )A ．汽车的功率B ．汽车行驶的最大速度C ．汽车所受到的阻力D ．汽车运动到最大速度所需的时间【解析】由P ＝F ·v 和F －F f ＝ma 得出：a ＝P m ·1v －F f m，由图象可求出图线斜率k ，由k ＝P m 可求出汽车的功率P ，由1v ＝0时，a ＝－2 m/s 2，得：－2＝－F f m可求出汽车所受阻力F f ，再由P ＝F f ·v m 可求出汽车运动的最大速度v m ，但汽车做变加速直线运动，无法求出汽车运动到最大速度的时间，故选D.【答案】D5．在新疆旅游时，最刺激的莫过于滑沙运动．某人坐在滑沙板上从沙坡斜面的顶端由静止沿直线下滑到斜面底端时，速度为2v 0，设人下滑时所受阻力恒定不变，沙坡长度为L ，斜面倾角为α，人的质量为m ，滑沙板的质量不计，重力加速度为g .下列说法正确的是( )A ．若人在斜面顶端被其他人推了一把，沿斜面以v 0的初速度下滑，则人到达斜面底端时的速度大小为3v 0B ．若人在斜面顶端被其他人推了一把，沿斜面以v 0的初速度下滑，则人到达斜面底端时的速度大小为5v 0C ．人沿沙坡下滑时所受阻力F f ＝mg sin α－2mv 20LD ．人在下滑过程中重力功率的最大值为2mgv 0【解析】对人进行受力分析，如图所示，根据匀变速直线运动的规律有：(2v 0)2－0＝2aL ，v 21－v 20＝2aL ，可解得：v 1＝5v 0，所以选项A 错误，B 正确；根据动能定理有：mgL sin α－F f L ＝12m (2v 0)2，可解得F f ＝mg sin α－2mv 20L，选项C 正确；重力功率的最大值P m ＝2mgv 0sin α，选项D 错误．【答案】BC6．一物块放在水平面上，在水平拉力F 作用下做直线运动，物块运动的v －t 图象如图甲所示．则有关该力F 的功率P 与时间t 的图象可能是图乙中的( )【解析】由于题目未讲水平面是否光滑，故应分情况讨论．若水平面光滑，0～t 1段F 为恒力，速度呈线性增加，故功率也呈线性增大，t 1～t 2段F 为零，功率为零，t 2～t 3段F 反向，仍为恒力，速度呈线性减小，功率也呈线性减小，故C 正确．若水平面不光滑，由于t 1、t 2时刻后一小段时间内，F 突然减小，故功率突然减小，故B 项正确．【答案】BC7．如图所示，质量为m 的物体置于倾角为θ的斜面上，物体与斜面间的动摩擦因数为μ.在外力作用下，斜面以加速度a 沿水平方向向左做匀加速运动，运动中物体与斜面体相对静止．则关于斜面对物体的支持力和摩擦力，下列说法中错误．．的是( )A ．支持力一定做正功B ．摩擦力一定做正功C ．摩擦力可能不做功D ．摩擦力可能做负功【解析】支持力方向垂直斜面向上，故支持力一定做正功．而摩擦力是否存在需要讨论．当a ＝g tan θ时，摩擦力不存在，不做功当a >g tan θ，摩擦力沿斜面向下，做正功当a <g tan θ，摩擦力沿斜面向上，做负功．综上所述，B 是错误的．【答案】B8．质量为2 kg 的物体，放在动摩擦因数μ＝0.1的水平面上，在水平拉力F 的作用下，由静止开始运动．拉力做的功W 和物体发生的位移x 之间的关系如图所示，g ＝10 m/s 2.下列说法中正确的是( )A ．此物体在AB 段做匀加速直线运动，且整个过程中拉力的最大功率为15 WB ．此物体在AB 段做匀速直线运动，且整个过程中拉力的最大功率为6 WC ．此物体在AB 段做匀加速直线运动，且整个过程中拉力的最大功率为6 WD ．此物体在AB 段做匀速直线运动，且整个过程中拉力的最大功率为15 W【解析】前3 m 位移内的拉力为5 N ，根据牛顿第二定律可得加速度a ＝1.5 m/s 2，末速度为3 m/s ，后6 m 位移内拉力等于2 N ，所以此物体在AB 段做匀速直线运动．【答案】D9．我国运动员侯斌坐在轮椅上靠自身牵引升空点燃主火炬．该装置可简化为如图所示的定滑轮模型．假设侯斌和轮椅的总质量为m ，需要上升高度h 点燃主火炬，设上升时间为t ，不计一切摩擦和细绳质量，下列说法正确的是( )A ．若侯斌拉绳的拉力为F ，则上升的加速度a ＝2F mB ．若侯斌以速度v 匀速向下拉绳，则侯斌拉绳的功率等于mgvC ．若侯斌拉绳先加速后匀速最后减速到零，则在整个上升过程中，侯斌拉细绳的力都一定不小于mg 2D ．若侯斌拉绳先加速后匀速最后减速到零，则在整个上升过程中，侯斌拉细绳做的功W ＝mgh【解析】若侯斌拉绳的拉力为F ，把轮椅和侯斌看做整体，则整体受到向上的拉力为2F ，由牛顿第二定律得2F －mg ＝ma ，则上升的加速度a ＝2F m－g ，选项A 错误；若侯斌以速度v 匀速向下拉绳，则侯斌拉绳的力F ＝mg 2，拉绳的功率P ＝Fv ＝mgv 2，选项B 错误；侯斌自身牵引升空是先加速后匀速最后减速到零，在加速上升阶段，侯斌的拉力大于mg 2，匀速运动阶段，侯斌的拉力等于mg 2，最后减速上升阶段侯斌的拉力小于mg 2，选项C 错误；对于整个上升过程，由动能定理得W －mgh ＝0，侯斌拉细绳做的功W ＝m gh ，选项D 正确．【答案】D10．如图甲所示，某同学用轻绳通过定滑轮提升一重物，运用传感器(未在图中画出)测得此过程中不同时刻对轻绳的拉力F 与被提升重物的速度v ，并描绘出F －1v图象．假设某次实验所得的图象如图乙所示，其中线段AB 与1v轴平行，它反映了被提升重物在第一个时间段内F 和1v的关系；线段BC 的延长线过原点(C 点为实线与虚线的分界点)，它反映了被提升重物在第二个时间段内F 和1v的关系；第三个时间段内拉力F 和速度v 均为C 点所对应的大小保持不变，因此图象上没有反映．实验中还测得重物由静止开始经过t ＝1.4 s 速度增加到v C ＝3.0m/s ，此后物体做匀速运动．取重力加速度g ＝10 m/s 2，绳重及一切摩擦和阻力均可忽略不计．(1)在提升重物的过程中，除了重物的质量和所受重力保持不变以外，在第一时间段内和第二时间段内还各有一些物理量的值保持不变．请分别指出第一时间段内和第二时间内所有其他保持不变的物理量，并求出它们的大小．(2)求被提升重物在第一时间段内和第二时间段内通过的总路程．【解析】(1)由F －1v图象可知，第一时间段内重物所受拉力保持不变，且F 1＝6.0 N 因第一时间段内重物所受拉力保持不变，所以其加速度也保持不变，设其大小为a ，根据牛顿第二定律有F 1－G ＝ma ，重物速度达到v C ＝3.0 m/s 时，受力平衡，即G ＝F 2＝4.0 N ，由此解得重物的质量m ＝G g ＝0.40 kg ；联立解得a ＝5.0 m/s 2；在第二段时间内，拉力的功率保持不变，P ＝Fv ＝12 W. (2)设第一段时间为t 1，重物在这段时间内的位移为x 1，则t 1＝v B a ＝2.05.0s ＝0.40 s ，x 1＝12at 21＝0.40 m ；设第二段时间为t 2，t 2＝t －t 1＝1.0 s ；重物在t 2这段时间内的位移为x 2，根据动能定理有Pt 2－Gx 2＝12mv 2C －12mv 2B ，解得x 2＝2.75 m 所以被提升重物在第一时间段内和第二时间段内通过的总路程 x ＝x 1＋x 2＝3.15 m.【答案】(1)略 (2)3.15 m11．面对能源紧张和环境污染等问题，混合动力汽车应运而生．所谓混合动力汽车，是指拥有两种不同动力源(如燃油发动机和电力发动机)的汽车，既省油又环保．车辆在起步或低速行驶时可仅靠电力驱动；快速行驶或者需急加速时燃油发动机启动，功率不足时可由电力补充；在制动、下坡、怠速时能将机械能转化为电能储存在电池中备用．假设汽车的质量为M ，当它在平直路面行驶时，只采用电力驱动，此时发动机的额定功率为P 1，能达到的最大速度为v 1；汽车在倾角为θ的斜坡上上坡时，为获得足够大的驱动力，两种动力同时启动，此时发动机的总额定功率可达P 2.已知汽车在斜坡上行驶时所受的阻力是在平直路面上的k 倍，重力加速度为g .求汽车在斜坡上上坡能达到的最大速度．【解析】在平直路面上行驶，汽车以功率P 1匀速行驶时速度最大，设驱动力为F 1，阻力为f ，则：P 1＝F 1v 1F 1＝f设汽车上坡时驱动力为F 2，能达到的最大速度为v 2，则：P 2＝F 2v 2F 2＝Mg sin θ＋kf解得：v 2＝P 2v 1Mgv 1sin θ＋kP 1. 【答案】P 2v 1Mgv 1sin θ＋kP 1。
2018年高考物理试题分类解析_功和能
2018年高考物理试题分类解析：功和能全国1卷18．如图，abc 是竖直面内的光滑固定轨道，ab 水平，长度为2R ：bc 是半径为R 的四分之一的圆弧，与ab 相切于b 点。
一质量为m 的小球。
始终受到与重力大小相等的水平外力的作用，自a 点处从静止开始向右运动，重力加速度大小为g 。
小球从a 点开始运动到其他轨迹最高点，机械能的增量为A ．2mgRB ．4mgRC ．5mgRD ．6mgR【解析】当小球从a 到c 的过程中，根据动能定理221)2(c mv mgR R R F =-+，已知mg F =，解得gR v c ⋅=2小球从c 点运动到其轨迹最高点，设小球升高h ，则2210c mv mgh -=-，得R h 2=。
此过程小球在水平方向上的位移221at x =，其中g m Fa ==，R ght 22==(根据竖直方向的运动算得)，解得R x 2=根据机械能的增量为除重力外的外力即力F 所做的功，小球从a 点开始运动到其轨迹最高点，mgR 52=++⋅==∆）（机x R R F W E F 【答案】18．C 全国2卷14．如图，某同学用绳子拉动木箱，使它从静止开始沿粗糙水平路面运动至具有某一速度，木箱获得的动能一定A ．小于拉力所做的功B ．等于拉力所做的功C ．等于克服摩擦力所做的功D ．大于克服摩擦力所做的功【解析】根据动能定理木箱获得的动能一定拉力所做的功减去克服摩擦力所做的功。
【答案】14．A全国3卷19．地下矿井中的矿石装在矿车中，用电机通过竖井运送至地面。
某竖井中矿车提升的速度大小v 随时间t 的变化关系如图所示，其中图线①②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①次和第②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 【解析】逐项研究A ．矿车上升所用的时间，过程①为02t ，其中加速过程时间为0t ，位移为x ，则x 200t v ，减速过程为0t ，位移也为x ，第②次提升加速时间为20t ，位移为4x，减速过程时间也为20t ，位移也为4x，则匀速过程时间为0023222t v xx =-，所以矿车上升所用的时间之比为54232000=+t t t ，A 正确； B ．加速上升时电机的牵引力)(a g m F +=，加速度相等所以最大牵引力之比为1:1，B 错误；C ．电机输出的功率为Fv P =，因为最大牵引力相等，所以最大功率之比等于最大速度之比，为2:1，C 正确；D.电机所做的功为mgh ，所以相等，D 错误。
高考物理一轮复习 专题18 功和功率(测)(含解析)
专题18 功和功率（测）【满分：110分 时间：90分钟】一、选择题(本大题共12小题，每小题5分，共60分。
在每小题给出的四个选项中．1~8题只有一项符合题目要求； 9~12题有多项符合题目要求。
全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。
)1．两个相互垂直的力F 1和F 2作用在同一物体上，使物体运动，物体通过一段位移时，力F 1对物体做功4J ，力F 2对物体做功3J ，则力F 1与F 2的合力对物体做的功为： （ ）A ．7JB ．5JC ．3．5JD ． 1J【答案】A【解析】功是标量，标量相加减遵循算术加减法，故总功为7J ，A 正确。
【名师点睛】因为功是标量，求标量的和，几个量直接相加即可．2．人用手托着质量为m 的小苹果，从静止开始沿水平方向运动，前进距离L 后，速度为v （物体与手始终相对静止），物体与手掌之间的动摩擦因数为μ，则下列说法正确的是： （ ）A ．手对苹果的作用力方向竖直向上B ．苹果所受摩擦力大小为mg μC ．手对苹果做的功为212mvD ．苹果对手不做功 【答案】C选项D 错误；故选C ．【名师点睛】考查动能定理、牛顿第二定律及其功的的应用，注意物体在手的作用下运动，是静摩擦力，但不一定是最大静摩擦力，而只有是最大静摩擦力时，才能是μmg ，此处是易错点；讨论某一个力是否做功要看这个力与位移方向的夹角．3．水平路面上的汽车以恒定功率P 做加速运动，所受阻力恒定，经过时间t ，汽车的速度刚好达到最大，在t 时间内： （ ）A ．汽车做匀加速直线运动B ．汽车加速度越来越大C ．汽车克服阻力做的功等于PtD ．汽车克服阻力做的功小于Pt【答案】D【名师点睛】此题是牛顿第二定律的应用以及功率、动能定理的应用问题；解决本题的关键会根据物体的受力判断物体的运动规律，汽车以恒定功率启动，先做加速度逐渐减小的加速运动，加速度减小到零后，做匀速直线运动。
4．假设摩托艇受到的阻力的大小正比于它的速率平方。
2018高中物理一轮复习第1课时 功 功率
物理
2.恒力做功的计算方法
3.合力做功的计算方法
方法一:先求合力F合,再用W合=F合xcos α 求功. 方法二:先求各个力做的功W1,W2,W3,…,再应用W合=W1+W2+W3+…求合 力做的功.
物理
典例突破
【例1】 (多选)长为L的轻质细绳悬挂一个质量为m的小球,其下方
有一个倾角为θ 的光滑斜面体,放在水平面上,开始时小球与斜面刚
物理
(1)α 是力与 位移方向 之间的夹角,x为物体对地的位移. (2)该公式只适用于 恒力做功 .
4.功的正负 物体沿固定的粗糙斜面下滑时的受力示意图如图所示 则重力G与位移方向的夹角为 锐角 , 重力对物体做 正功 ;摩擦力f与位移 方向的夹角为 180° ,摩擦力对物体 做 负功 ;支持力与位移方向的夹角 为 90° ,支持力对物体 不做功 . (1)当0≤ (2)当
物理
第五章
机械能
物理
统计考情·有的放矢
考点内容
课 时 考点名称 20 20 11 12 Ⅰ 卷
明考情
全国新课标卷命题实况
2013 2014 Ⅱ 卷 T16 T21 T17 2015 Ⅰ 卷 Ⅱ 卷 T21 2016 Ⅰ Ⅲ Ⅱ卷 卷 卷 T19, T21 T21 Ⅱ Ⅰ 卷 卷
功的理解与 功 计算 功 功率的计算 率 机车启动 问题
物理
动能定理及其应用 动能、 应用动能定理求解 动能 多过程问题 定理 动能定理与图像结 合问题 机械 能 机 械能 守 恒定 律 及应 用 机械能守恒的判断
T1 T24 7 T1 7 T25
T16 T20
单物体的机械能守 恒的应用
多物体的机械能守 恒的应用 含弹簧类机械能守 恒问题
2018版高考物理一轮复习讲义检测：第五章能量和动量第1节功和功率含解析
第五章错误!能量和动量全国卷考情分析］重力做功与重力势能（Ⅱ）未曾独立命题模块更系统、更完备。
探究动能定理题概率40％实验六：验证机械能守恒定律'16乙卷T22（6分)综合命题概率40％实验七：验证动量守恒定律’14Ⅱ卷T35（2）(10分）综合命题概率30%第1节功和功率(1）只要物体受力的同时又发生了位移,则一定有力对物体做功。
(×）(2)一个力对物体做了负功，则说明这个力一定阻碍物体的运动。
（√）(3）作用力做正功时,反作用力一定做负功。
（×)（4）力对物体做功的正负是由力和位移间的夹角大小决定的。
(√)（5)由P＝Fv可知，发动机功率一定时，机车的牵引力与运行速度的大小成反比。
（√）（6）汽车上坡时换成低挡位，其目的是减小速度得到较大的牵引力。
(√）突破点（一）功的正负判断与计算1．功的正负的判断方法(1）恒力做功的判断：依据力与位移方向的夹角来判断。
(2)曲线运动中做功的判断:依据F与v的方向夹角α来判断，0°≤α<90°时，力对物体做正功；90°<α≤180°时,力对物体做负功；α＝90°时,力对物体不做功。
（3）依据能量变化来判断：功是能量转化的量度，若有能量转化,则必有力对物体做功。
此法常用于判断两个相联系的物体之间的相互作用力做功的判断。
2．恒力做功的计算方法3．合力做功的计算方法方法一：先求合力F合，再用W合＝F合l cos α求功。
方法二:先求各个力做的功W1、W2、W3、…,再应用W合＝W1＋W2＋W3＋…求合力做的功。
多角练通］1．（多选)如图所示，质量为m的物体置于倾角为θ的斜面体上，物体与斜面间的动摩擦因数为μ,在外力作用下，斜面体以加速度a沿水平方向向左做匀加速运动，运动中物体与斜面体相对静止。
则关于斜面对物体的支持力和摩擦力的做功情况，下列说法中正确的是（）A．支持力一定做正功B．摩擦力一定做正功C．摩擦力可能不做功D．摩擦力可能做负功解析：选ACD 支持力方向垂直斜面向上，故支持力一定做正功。
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专题18 功和功率1.掌握做功正负的判断和计算功的方法.2.理解tWP =和P ＝Fv 的关系，并会运用. 3.会分析机车的两种启动方式．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：W ＝Fl cos_α(1)α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)α<90°，力对物体做正功．(2)α>90°，力对物体做负功，或者说物体克服这个力做了功． (3)α＝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) tWP =，P 为时间t 内的平均功率． (2)P ＝Fv cos α(α为F 与v 的夹角) ①v 为平均速度，则P 为平均功率． ②v 为瞬时速度，则P 为瞬时功率．考点一 正、负功的判断及计算 1．判断力是否做功及做功正负的方法(1)看力F 的方向与位移l 的方向间的夹角α——常用于恒力做功的情形．(2)看力F 的方向与速度v 的方向间的夹角α——常用于曲线运动的情形．(3)根据动能的变化：动能定理描述了合外力做功与动能变化的关系，即W 合＝E k 末－E k 初，当动能增加时合外力做正功；当动能减少时，合外力做负功． 2．计算功的方法 (1)恒力做的功直接用W ＝Fl cos α计算． (2)合外力做的功方法一：先求合外力F 合，再用W 合＝F 合l cos α求功．方法二：先求各个力做的功W 1、W 2、W 3…，再应用W 合＝W 1＋W 2＋W 3＋…求合外力做的功． (3)变力做的功 ①应用动能定理求解．②用W ＝Pt 求解，其中变力的功率P 不变．③常用方法还有转换法、微元法、图象法、平均力法等，求解时根据条件灵活选择． ★重点归纳★ 1.计算做功的一般思路2.变力做功的计算方法 (1) 平均力法如果力的方向不变，力的大小随位移按线性规律变化时，可用力的算术平均值(恒力)代替变力，即221F F F +=再利用功的定义式W ＝F l cos α来求功． (2) 用微元法求变力做功将物体的位移分割成许多小段，因小段很小，每一小段上作用在物体上的力可以视为恒力，这样就将变力做功转化为在无数多个无穷小的位移上的恒力所做元功的代数和．此法在中学阶段，常应用于求解力的大小不变、方向改变的变力做功问题．(3) 用图象法求变力做功在F－x图象中，图线与两坐标轴所围的“面积”的代数和表示力F做的功，“面积”有正负，在x轴上方的“面积”为正，在x轴下方的“面积”为负．(4) 利用W＝Pt求变力做功这是一种等效代换的观点，用W＝Pt计算功时，必须满足变力的功率是一定的这一条件．(5) 利用动能定理求变力的功动能定理既适用于直线运动，也适用于曲线运动，既适用于求恒力功也适用于求变力功．因使用动能定理可由动能的变化来求功，所以动能定理是求变力功的首选．★典型案例★如图是质量为1kg的质点在水平面上运动的v-t图像，以水平向右的方向为正方向。
以下判断正确的是：（）A、在0~3s时间内，合力对质点做功为6JB、在4~6s时间内，质点的平均速度为3m/sC、在1~5s时间内，合力的平均功率为4WD、在t=6s时，质点的加速度为零【答案】AB【名师点睛】此题考查了速度时间图像及功率和动能定理等；要知道v-t图像的物理意义；图像与坐标轴围成的面积等于物体的位移，图像的斜率等于物体的加速度；联系动能定理进行解答.★针对练习1★如图所示，用恒力F拉着物体沿水平面从A移动到B的过程中，下列说法正确的是：（）A ．水平面粗糙时力F 做的功比水平面光滑时力F 做的功多B ．水平面粗糙时和水平面光滑时相比力F 做的功一样多C ．加速运动时力F 做的功比减速运动时力F 做的功多D ．加速运动时力F 做的功比匀速运动时力F 做的功多 【答案】B【解析】用恒力F 拉着质量为m 的物体沿水平面从A 移到B 的过程中，拉力方向的位移为L ，故拉力的功均为：W FL =，故选项B 正确。
★针对练习2★一个小孩坐在船内，按图示两种情况，用相同大小的力拉绳，使自己发生相同的位移。
甲图中绳的另一端拴在岸上，乙图中绳的另一端拴在同样的小船上，水的阻力不计（船未碰撞）。
这两种情况中，小孩所做的功分别为1W 、2W ，做功期间的平均功率分别为1P 、2P ，则下列关系正确的是： （ ）A ．1W >2W ，21P P =B ．1W =2W ，21P P =C ．1W =2W ，21P P <D ．2121,P P W W << 【答案】D【名师点睛】本题关键明确拉力的功等于拉力与拉力作用点在拉力方向的位移的乘积，然后根据功率定义判断功率的大小；两种情况用同样大小的力拉绳，甲乙两幅图中左边的船移动的位移相同，但乙图中右边的船也要移动，故拉力作用点移动的距离大。
考点二 功率及有关计算 1．平均功率的计算 (1)利用tWP =. (2)利用αcos v F P =，其中为物体运动的平均速度． 2．瞬时功率的计算(1)利用公式P ＝Fv cos α，其中v 为t 时刻的瞬时速度．(2)利用公式P ＝Fv F ，其中v F 为物体的速度v 在力F 方向上的分速度． (3)利用公式P ＝F v v ，其中F v 为物体受的外力F 在速度v 方向上的分力． ★重点归纳★ 计算功率的基本思路(1)首先判断待求的功率是瞬时功率还是平均功率．对于功率问题，首先要弄清楚是平均功率还是瞬时功率．平均功率与一段时间(或过程)相对应，计算时应明确是哪个力在哪段时间(或过程)内做功的平均功率．瞬时功率计算时应明确是哪个力在哪个时刻(或状态)的功率． (2)平均功率的计算方法 ①利用tWP =.②利用αcos v F P =. (3)瞬时功率的计算方法P ＝Fv cos α，v 是t 时刻的瞬时速度．★典型案例★（多选）如图所示，位于水平面上的物体在斜向上的恒力F 1的作用下，做速度为v 的匀速运动，此时力F 1与水平方向的夹角为θ1；现将该夹角增大到θ2，对应恒力变为F 2，则以下说法正确的是： （ ）A ．若物体仍以速度v 做匀速运动，则可能有F 2=F 1B ．若物体仍以速度v 做匀速运动，则一定有F 2＞F 1C ．若物体仍以速度v 做匀速运动，则F 2的功率可能等于F 1的功率D ．若物体以大于v 的速度做匀速运动，则F 1的功率可能等于F 2的功率 【答案】AD【名师点睛】解决本题的关键能够正确地受力分析，运用共点力平衡，结合功率相等列式求解，注意物体做匀速直线运动，合力为零，拉力的功率大小等于摩擦力功率的大小，难度适中。
★针对练习1★一个质量为50千克的人乘坐电梯,由静止开始上升.2整个过程电梯对人做功的功率图象如图所示. 其中0-2s做匀加速直线运动，2-5s做匀速直线运动，5-9s做匀减速直线运动，g=10m/s2,则下列说法错误的是：（）A.前2s内电梯对人的支持力为550NB.在2-5s内电梯的速度为2m/sC.电梯加速阶段的加速度为1m/s2D.电梯加速运动过程中对人所做的功大于减速阶段对人所做的功【答案】D★针对练习2★如图所示，某飞行员进行素质训练时，要求其抓住秋千杆从水平位置由静止开始下摆，则在到达竖直状态的过程中，飞行员重力的功率变化情况是：（）A．一直增大 B．一直减小 C．先增大后减小 D．先减小后增大【答案】C【解析】由于重力是竖直向下的，重力的瞬时功率只与人在竖直方向上的速度有关，在刚开始运动的时候，人的速度为零，所以此时人的重力的瞬时功率为零，当运动到最低点时，人的速度为水平方向的，与重力的方向垂直，此时的人重力的功率为零，所以重力的功率是先增大后或减小，所以C正确．故选C.【名师点睛】本题就是考查学生对功率概念的理解，瞬时功率的大小与力的大小和方向都有关，重力是竖直方向的，重力的瞬时功率只与人在竖直方向上的速度有关。
考点三机车的两种启动模型的分析1．模型综述物体在牵引力(受功率和速度制约)作用下，从静止开始克服一定的阻力，加速度不变或变化，最终加速度等于零，速度达到最大值．2．模型特征(1)以恒定功率启动的方式：①动态过程：②这一过程的速度—时间图象如图所示：(2)以恒定加速度启动的方式：①动态过程：②这一过程的速度—时间图象如图所示：深化拓展无论哪种启动方式，机车最终的最大速度都应满足：v m＝PF f，且以这个速度做匀速直线运动．★重点归纳★4.分析机车启动问题时的注意事项(1)机车启动的方式不同，机车运动的规律就不同，因此机车启动时，其功率、速度、加速度、牵引力等物理量的变化规律也不相同，分析图象时应注意坐标轴的意义及图象变化所描述的规律．(2)在用公式P＝Fv计算机车的功率时，F是指机车的牵引力而不是机车所受到的合力．(3)恒定功率下的加速一定不是匀加速，这种加速过程发动机做的功可用W＝Pt计算，不能用W ＝Fl计算(因为F是变力)；(4)以恒定牵引力加速时的功率一定不恒定，这种加速过程发动机做的功常用W＝Fl计算，不能用W＝Pt计算(因为功率P是变化的)．(5)匀加速过程结束时机车的速度并不是最后的最大速度．因为此时F>F阻，所以之后还要在功率不变的情况下变加速一段时间才达到最后的最大速度v m.5.三个重要关系式(1)无论哪种启动过程，机车的最大速度都等于其匀速运动时的速度，即阻F P F P v m ==min (式中F min 为最小牵引力，其值等于阻力F 阻)．(2)机车以恒定加速度启动的运动过程中，匀加速过程结束时，功率最大，速度不是最大，即阻F P v F P v m =<=(3)机车以恒定功率运行时，牵引力做的功W ＝Pt .由动能定理：Pt －F 阻x ＝ΔE k .此式经常用于求解机车以恒定功率启动过程的位移大小．★典型案例★一汽车在平直公路上以速度v 0匀速行驶．从某时刻开始计时，发动机的功率P 随时间t 的变化关系如图所示．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 变化的图象中，可能正确的是： （ ）【答案】D★针对练习1★如图质量为m 的汽车在水平路面上启动、运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： （ ）A ．t 1～t 2时间内汽车牵引力做功为22211122mv mv -B ．0～t 1时间内汽车做匀加速运动且功率逐渐增大tC ．t 2～t 3时间内汽车的牵引力最小，与阻力相等D ．t 1～t 2时间内汽车的牵引力逐渐增大 【答案】BC【名师点睛】本题考查动能定理和功率公式的基本运用，匀加速运动阶段，牵引力不变，达到额定功率后，功率不变，结合P=Fv 进行分析求解。