高三物理《功和功率》教材分析

高三物理《功和功率》教材分析考点17 功和功率考点名片考点细研究：本考点考查要点有：功的理解与计算；恒力及合力做功的计算、变力做功；机车启动问题；功、功率与其他力学知识的综合。

其中考查到的如：XX年天津高考第8题、XX年全国卷第17题、XX年海南高考第3题、XX年北京高考第23题、XX年浙江高考第18题、XX年四川高考第9题、XX年全国卷第16题、XX年重庆高考第2题、XX年安徽高考第22题等。

备考正能量：本考点内容在高考中往往与动能定理、功能关系、图象问题等结合考查。

预计今后高考将延续以上特点，并结合当代生活实际、科技和社会热点来作为命题的背景和素材。

一、基础与经典．关于摩擦力对物体做功，以下说法中正确的是A．滑动摩擦力总是做负功B．滑动摩擦力可能做负功，也可能做正功c．静摩擦力对物体一定不会做功D．静摩擦力对物体总是做正功答案 B解析不论是滑动摩擦力，还是静摩擦力，都既可以为阻力，也可以为动力，则既可以做负功，也可以做正功，也都可能不做功，故选项A、c、D均错误，B正确。

2.用水平力F拉一物体，使物体在水平地面上由静止开始做匀加速直线运动，t1时刻撤去拉力F，物体做匀减速直线运动，到t2时刻停止，其速度—时间图象如图所示，且α>β。

若拉力F做的功为w1，平均功率为P1；物体克服摩擦阻力Ff做的功为w2，平均功率为P2，则下列选项正确的是A．w1>w2，F＝2FfB．w1＝w2，F>2Ffc．P12FfD．P1＝P2，F＝2Ff答案 B解析整个运动过程中，根据动能定理有w1－w2＝0，所以w1＝w2，又P1＝，P2＝，所以P1>P2；根据牛顿第二定律，施加拉力F时，加速度大小a1＝，撤去拉力F后加速度大小a2＝，v­t图象斜率的绝对值表示加速度的大小，根据题图可知a1>a2，即>可得F>2Ff，综上分析，本题答案为B。

3.如图所示，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。

在这一过程中，物块的重力势能增加了2j。

用FN表示物块受到的支持力，用Ff表示物块受到的摩擦力。

在此过程中，以下判断正确的是A．FN和Ff对物块都不做功B．FN对物块做功为2j，Ff对物块不做功c．FN对物块不做功，Ff对物块做功为2jD．FN和Ff对物块所做功的代数和为0答案 B解析物块所受的摩擦力Ff沿木板斜向上，与物块的速度方向时刻垂直，故摩擦力Ff对物块不做功，物块在慢慢移动过程中，重力势能增加了2j，重力做负功2j，支持力FN对物块做正功2j，故B正确。

4.将一个苹果斜向上抛出，苹果在空中依次飞过三个完全相同的窗户1、2、3。

图中曲线为苹果在空中运行的轨迹。

若不计空气阻力的影响，以下说法正确的是A．苹果通过第1个窗户所用的时间最长B．苹果通过第3个窗户的竖直方向平均速度最大c．苹果通过第1个窗户重力做的功最大D．苹果通过第3个窗户重力的平均功率最小答案 D解析抛出的苹果在竖直方向上做竖直上抛运动，通过三个窗户的时间由竖直方向的运动决定。

苹果竖直方向上做减速运动，三个窗户的竖直高度相同，故通过第1个窗户所用时间最短，A项错误；通过第3个窗户所用时间最长，因此该过程中竖直方向的平均速度最小，重力的平均功率最小，B项错误，D项正确；重力做功与高度差有关，故通过三个窗户时苹果克服重力做的功相同，c项错误。

5.如图所示，位于固定粗糙斜面上的小物块P，受到一沿斜面向上的拉力F，沿斜面匀速上滑。

现把力F的方向变为竖直向上，若使物块P仍沿斜面保持原来的速度匀速运动，则A．力F一定要变小B．力F一定要变大c．力F的功率将减小D．力F的功率将增大答案 c解析受到一沿斜面向上的拉力F，F＝mgsinθ＋μmgcosθ，把力F的方向变为竖直向上，仍沿斜面保持原来的速度匀速运动，F＝mg，由于题述没有给出θ和μ的具体数值，不能判断出力F如何变化，选项A、B错误；力沿斜面时P1＝Fv＝v，F变为竖直向上后，P2＝F′vsinθ＝mgvsin θ，P2v)时，所受牵引力为F。

以下说法正确的是A．坦克速度为v时，坦克的牵引力做功为FsB．坦克的最大速度vm＝c．坦克速度为v时加速度为a＝D．坦克从静止开始达到最大速度vm所用时间t＝答案Bc解析坦克以恒定功率加速，根据P＝Fv得，v增大，F 减小，牵引力做的功不等于Fs，A错误；坦克运动速度为vm 时，牵引力等于阻力f，则vm＝，故B正确；坦克速度为v 时，牵引力为F，由牛顿第二定律得F－f＝ma，a＝，故c 正确；坦克做变加速运动，≠，t≠，D错误。

9.一质量为800kg的电动汽车由静止开始沿平直公路行驶，达到的最大速度为18m/s，利用传感器测得此过程中不同时刻电动汽车的牵引力F与对应的速度v，并描绘出F­图象，图中AB、Bc均为直线。

若电动汽车在行驶过程中所受的阻力恒定，由图象可知下列说法正确的是A．电动汽车由静止开始一直做变加速直线运动B．电动汽车的额定功率为10.8kwc．电动汽车由静止开始经过2s，速度达到6m/sD．电动汽车行驶中所受的阻力为600N答案BD解析根据题图可知，电动汽车从静止开始做匀加速直线运动而后做加速度逐渐减小的变加速直线运动，达到最大速度，选项A错误；由题设条件，可知电动汽车的最大速度为18m/s时，其所受合外力为零，故此时阻力等于牵引力，为600N，选项D正确；根据功率定义，P＝fvm＝600×18w ＝10.8kw，选项B正确；电动汽车匀加速运动的时间为t，由牛顿第二定律可得F′－f＝ma，a＝3m/s2，＝at，t＝＝1.2s，若电动汽车一直匀加速2s，其速度才可达到6m/s，实际上电动汽车匀加速1.2s后做加速度逐渐减小的变加速运动，因而2s时电动汽车的速度小于6m/s，选项c错误。

0．如图甲所示，静止在水平地面的物块A，受到水平向右的拉力F作用，F与时间t的关系如图乙所示，设物块与地面的静摩擦力最大值fm与滑动摩擦力大小相等，则A．0～t1时间内F的功率逐渐增大B．t2时刻物块A的加速度最大c．t2时刻后物块A做反向运动D．t3时刻物块A的动能最大答案BD解析根据图乙可知：在0～t1时间内拉力F没有达到最大静摩擦力fm，物体处于静止状态，则拉力F的功率为零，选项A错误；对物块A由牛顿第二定律有F－fm＝ma，由于t2时刻拉力F最大，则t2时刻物块加速度a最大，选项B 正确；t2到t3这段时间内拉力F大于fm，所以物块做加速运动，t3时刻速度达到最大，选项c错误，D正确。

二、真题与模拟1．XX·海南高考]假设摩托艇受到的阻力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.倍D.倍答案 D解析阻力f与速率v成正比，设比值为k，则f＝kv。

摩托艇达到最大速率时P＝fv，得P＝kv2，即输出功率与最大速率的平方成正比，若输出功率变为原来的2倍，则最大速率变为原来的倍，D正确。

2．XX·浙江高考]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3.0×104kg，设起飞过程中发动机的推力恒为1.0×105N；弹射器有效作用长度为100m，推力恒定。

要求舰载机在水平弹射结束时速度大小达到80m/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1.1×106NB．弹射器对舰载机所做的功为1.1×108jc．弹射器对舰载机做功的平均功率为8.8×107wD．舰载机在弹射过程中的加速度大小为32m/s2答案ABD解析由题述可知，舰载机弹射过程的加速度为a＝＝m/s2＝32m/s2，D项正确；根据牛顿第二定律，F发＋F弹－0.2＝ma，可求得弹射器的推力大小F弹＝1.1×106N，A项正确；弹射器对舰载机做的功为w＝1.1×106×100j＝1.1×108j，B项正确；弹射过程的时间t＝＝s＝2.5s，弹射器做功的平均功率P＝＝4.4×107w，c项错误。

3．XX·全国卷]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变化的图线中，可能正确的是答案 A解析在v­t图象中，图线的斜率代表汽车运动时的加速度，由牛顿第二定律可得：在0～t1时间内，－f＝ma，当速度v不变时，加速度a为零，在v­t图象中为一条水平线；当速度v变大时，加速度a变小，在v­t 图象中为一条斜率逐渐减小的曲线，选项B、D错误；同理，在t1～t2时间内，－f＝ma，图象变化情况与0～t1时间内情况相似，由于汽车在运动过程中速度不会发生突变，故选项c错误，选项A正确。

4．XX·重庆高考]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k1和k2倍，最大速率分别为v1和v2，则A．v2＝k1v1B．v2＝v1c．v2＝v1D．v2＝k2v1答案 B解析根据机车的启动规律可知，当牵引力等于阻力时，车速最大，有vm＝，又Ff＝kmg，则＝＝，B项正确。

5．XX·全国卷]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wF1、wF2分别表示拉力F1、F2所做的功，wf1、wf2分别表示前后两次克服摩擦力所做的功，则A．wF2＞4wF1，wf2＞2wf1B．wF2＞4wF1，wf2＝2wf1c．wF2＜4wF1，wf2＝2wf1D．wF2＜4wF1，wf2＜2wf1答案 c解析由v＝at可知，a2＝2a1；由x＝at2可知，x2＝2x1；根据题意，物体受的摩擦力Ff不变，由wf＝Ffx可知，wf2＝2wf1；由a＝可知，F2<2F1。

由wF＝Fx可知，wF2<4wF1，选项c正确。

6．XX·西城期末]如图1所示，物体A以速度v0做平抛运动，落地时水平方向的位移和竖直方向的位移均为L，图1中的虚线是A做平抛运动的轨迹。

图2中的曲线是一光滑轨道，轨道的形状与图1中的虚线相同。

让物体B从轨道顶端无初速下滑，B下滑过程中没有脱离轨道。

物体A、B都可以看做质点。

重力加速度为g。