高考物理最新模拟题精选训练(功能关系问题)专题功和功率(含解析)

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新部编版高三物理必修2功和功率专项练习(带答案与解析)解答解析、考点详解.doc

新部编版高三物理必修2功和功率专项练习（带答案与解析）的正确答案、解答解析、考点详解姓名:_____________ 年级:____________ 学号:______________题型选择题填空题解答题判断题计算题附加题总分得分1.【题文】如图所示,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运转,则传送带对物体做功情况可能是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【答案】选A、C、D.【解析】设传送带运转的速度大小为v1,物体刚滑上传送带时的速度大小为v2.(1)当v1=v2时,物体随传送带一起匀速运动,故传送带与物体之间不存在摩擦力,即传送带对物体始终不做功,A正确.(2)当v1v2时,物体相对传送带向右运动,物体受到的滑动摩擦力方向向左,则物体先做匀减速运动直到速度减为v1,再做匀速运动,故传送带对物体先做负功后不做功,D正确.(3)当v1v2时,物体相对传送带向左运动,物体受到的滑动摩擦力方向向右,则物体先做匀加速运动直到速度达到v1,再做匀速运动,故传送带对物体先做正功后不做功,B错误,C正确.2.【题文】(2011·白银模拟)(12分)如图所示,建筑工人通过滑轮装置将一质量是100 kg的料车沿30°角的斜面由底端匀速地拉到顶端，斜面长L是4 m，若不计滑轮的质量和各处的摩擦力，g取10 N/kg,求这一过程中：(1)人拉绳子的力做的功；(2)物体的重力做的功；(3)物体受到的各力对物体做的总功.【答案】(1)2 000 J (2)-2 000 J (3)0评卷人得分【解析】(1)工人拉绳子的力： F=(3分)工人将料车拉到斜面顶端时,拉绳子的长度：l=2L，根据公式W=Flcosα,得W1==“2” 000 J(2)重力做功：W2=-mgh=-mgLsinθ=“-2” 000 J (3分)(3)由于料车在斜面上匀速运动，则料车所受的合力为0,故W合=0 (3分)3.【题文】(16分)图示为修建高层建筑常用的塔式起重机.在起重机将质量m=5×103kg的重物竖直吊起的过程中，重物由静止开始向上做匀加速直线运动，加速度a=“0.2” m/s2，当起重机输出功率达到其允许的最大值时，保持该功率直到重物做vm=“1.02” m/s的匀速运动.取g=“10” m/s2,不计额外功.求：(1)起重机允许输出的最大功率.(2)重物做匀加速运动所经历的时间和起重机在第2秒末的输出功率.【答案】(1)5.1×104W (2)5 s 2.04×104W【解析】 (1)设起重机允许输出的最大功率为P0，重物达到最大速度时，拉力F0等于重力.P0＝F0vm，P0＝mgvm (2分)代入数据，有：P0＝5.1×104W (2分)(2)匀加速运动结束时，起重机达到允许输出的最大功率，设此时重物受到的拉力为F，速度为v1，匀加速运动经历时间为t1,有：P0＝Fv1，F－mg＝ma，v1＝at1(4分)代入数据，得：t1＝5 s (2分)t＝2 s时，重物处于匀加速运动阶段，设此时速度为v2，输出功率为P，则：v2＝at，P＝Fv2(4分)代入数据，得:P＝2.04×104W. (2分)4.【题文】（2011·海南物理·T9）一质量为1kg的质点静止于光滑水平面上，从t=0时起，第1秒内受到2N的水平外力作用，第2秒内受到同方向的1N的外力作用。

高三物理专项训练功、功率和功能关系(附答案解析)

功、功率和功能关系专题强化练1．(2019·辽宁省葫芦岛市一模)一辆CRH2型动车组的总质量M ＝2×105kg ，额定输出功率为4800kW.假设该动车组在水平轨道上运动时的最大速度为270km/h ，受到的阻力F f 与速度v 满足F f ＝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 ．600kWB ．1200kWC ．2400kWD ．4800kW 【答案】B2．(2019·湖南怀化一模)(多选)质量为2千克的物体，放在水平面上，物体与水平面间的动摩擦因数μ＝0.1，在水平拉力的作用下，由静止开始运动，水平拉力做的功W 和物体发生的位移s 之间的关系如图所示，则(g 取10m/s 2)()A ．此物体在AB 段做匀加速直线运动B ．此物体在AB 段做匀速直线运动C ．此物体在OA 段做匀加速直线运动D ．此物体在OA 段做匀速直线运动【答案】BC3．(2019·广东省汕头市质检)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()A ．汽车加速过程的最大加速度为P mvB ．汽车加速过程的平均速度为32v C ．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【答案】A【解析】设汽车所受的阻力为F f ，则开始时P ＝F f v ，加大油门后，P 1＝F f ·2v ，则P 1＝2P .汽车在开始加大油门时的加速度最大，最大加速度为a m ＝2P v －F f m ＝P mv ，选项A 正确；若汽车做匀加速运动，则平均速度为v ＋2v 2＝32v ，但随速度的增加，由P ＝Fv 可知汽车牵引力减小，则加速度减小，即汽车做加速度减小的加速运动，则平均速度不等于32v ，选项B 、C 、D 错误．4．(2019·江西景德镇一中月考)(多选)如图甲所示，在光滑水平面上叠放着质量均为M ＝2kg 的A 、B 两个滑块，用随位移均匀减小的水平推力F 推滑块A ，使它们运动，推力F 随位移x 变化的图像如图乙所示．已知两滑块间的动摩擦因数μ＝0.3，g 取10m/s 2.下列说法正确的是()A ．在运动过程中滑块A 的最大加速度是2.5m/s 2B ．在运动过程中滑块B 的最大加速度是3m/s 2C ．滑块在水平面上运动的最大位移是3mD ．滑块运动的最大速度为5m/s【答案】AD【解析】假设开始时A 、B 相对静止，对整体，根据牛顿第二定律，有F ＝2Ma ，解得a ＝F 2M ＝102×2m/s 2＝2.5m/s 2；分析B ，B 受到重力、支持力和A 对B 的摩擦力，根据牛顿第二定律有f ＝Ma ＝2×2.5N ＝5N ＜μMg ＝6N ，所以A 、B 不会发生相对滑动，保持相对静止，最大加速度均为2.5m/s 2，故A 正确，B 错误．当F ＝0时，加速度为0，之后A 、B 做匀速运动，位移继续增大，故C 错误．F －x 图线与x 轴所围的面积表示力F 做的功，W ＝12×2×10J ＝10J ，当F ＝0，即a ＝0时，A 、B 达到最大速度，对A 、B 整体，根据动能定理有W ＝12×2Mv 2m －0，代入数据得v m ＝5m/s ，故D 正确．5.(多选)如图所示，轻质弹簧一端固定，另一端连接一小物块，O 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，最远到达B 点．在从A 到B 的过程中，物块()A ．加速度先减小后增大B ．经过O 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【答案】AD【解析】由A 点开始运动时，F 弹>F f ，合力向右，小物块向右加速运动，弹簧压缩量逐渐减小，F 弹减小，由F 弹－F f ＝ma 知，a 减小；当运动到F 弹＝F f 时，a 减小为零，此时弹簧仍处于压缩状态，由于惯性，小物块继续向右运动，此时F 弹<F f ，小物块做减速运动，且随着压缩量减小，F 弹与F f 差值增大，即加速度增大；当越过O 点后，弹簧被拉伸，此时弹力方向与摩擦力方向相同，有F 弹′＋F f ＝ma ′，随着拉伸量增大，a ′也增大．故从A 到B 过程中，物块加速度先减小后增大，在压缩状态F 弹＝F f 时速度达到最大，故A 对，B 错；在AO 段物块运动方向与弹力方向相同，弹力做正功，在OB 段物块运动方向与弹力方向相反，弹力做负功，故C 错；由动能定理知，A 到B 的过程中，弹力做功和摩擦力做功之和为0，故D 对．6.(2019·河北邢台月考)(多选)把质量为0.2kg 的小球放在竖立的弹簧上，并把球向下按至A 位置，如图甲所示．迅速松手后，弹簧把球弹起，球升至最高位置C (图丙)，途中经过位置B 时弹簧正好处于自由状态(图乙)．已知B 、A 的高度差为0.1m ，C 、B 的高度差为0.2m ，弹簧的质量和空气阻力均可忽略，g 取10m/s 2.则下列说法正确的是()A ．小球在A 位置时弹簧的弹性势能等于小球在C 位置的重力势能B ．小球到达B 位置时，速度达到最大值2m/sC ．小球到达B 位置时，小球机械能最大D ．若将弹簧上端与小球焊接在一起，小球将不能到达B 、C 的中点【答案】CD【解析】小球从A 到C 的过程中，系统减少的弹性势能转化为重力势能，所以弹性势能的变化量等于重力势能的变化量，但重力势能的大小与零势能面的选取有关，故A 错误；当小球受到的合力为零时，动能最大，此时弹簧处于压缩状态，故B 错误；从A 到B 的过程中弹簧对小球做正功，所以小球的机械能增加，当弹簧恢复原长时小球机械能达到最大，故C正确；根据题意，若将弹簧上端与小球焊接在一起，B、C中点处的弹性势能与A处的弹性势能相等，根据能量守恒，从A向上运动到最高点的过程中重力势能增加，所以弹性势能必定要减小，即不能到达B、C的中点，故D正确．7．(2019·四川省成都市新都区摸底)(多选)某段滑雪道倾角为30°，滑雪运动员(包括雪具在内)总质量为m，从距底端高为h处由静止开始匀加速下滑，下滑加速度为g3(重力加速度为g)．在运动员下滑的整个过程中()A．运动员减少的重力势能全部转化为动能B．运动员克服摩擦力做功为2mgh3C．运动员最后获得的动能为2mgh3D．系统减少的机械能为mgh3【答案】CD【解析】由于运动员下滑的加速度a＝13g＜g sin30°＝12g，所以运动员在下滑过程中受到了摩擦力的作用，摩擦力做负功，因此运动员减少的重力势能转化为动能和内能，故A错误；由牛顿第二定律可知，运动员受到的合力F合＝ma＝13mg，下落的距离为s＝2h,故合力做的功W＝F合s ＝23mgh.由动能定理可知，运动员最后获得的动能为E k＝W＝23mgh，故C正确；运动员所受合外力F合＝mg sin30°－F f＝13mg，故摩擦力F f＝16mg，摩擦力所做的功W f＝－F f s＝－13mgh，故克服摩擦力做功为13mgh，故B错误；根据功能关系知，克服摩擦力做的功等于机械能的减小量，故机械能减小了13mgh，故D正确．8.(2019·四川眉山中学月考)(多选)如图所示，质量M＝4kg的物块B与质量m＝2kg的物块A用一轻质弹簧连接后，置于一倾角θ＝37°且足够长的固定光滑斜面上，C 为固定在斜面底部且与斜面垂直的挡板，整个装置处于静止状态．现用一平行于斜面向上、大小恒为F ＝60N 的拉力作用在物块A 上，使其沿斜面向上运动，当物块B 刚要离开挡板C 时，物块A 运动的距离为x ＝6m ，则(已知sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8，g 取10m/s 2)()A ．此时物块A 动能的增加量为360JB ．整个过程中弹簧弹性势能的增加量为300JC ．此时物块A 的加速度大小为12m/s 2D ．该轻弹簧的劲度系数为6N/m【答案】CD【解析】在物块A 向上运动6m 的过程中，拉力F 做的功为W F ＝Fx ＝360J ，由功能关系可知，拉力F 做的功转化为物块A 增加的动能、重力势能和弹簧的弹性势能，所以物块A 动能的增加量小于360J ，故A 错误；当物块A 静止不动时，设弹簧的压缩量为Δx ，对A 有mg sin 37°＝k Δx ，即Δx ＝mg sin 37°k ，当物块A 运动的距离为x ＝6m 时，物块B 刚要离开挡板C ，对物块B 进行受力分析，可知Mg sin 37°＝k (x －Δx )，代入数据解得k ＝6N/m ，故D 正确；当物块A 运动的距离为x ＝6m 时，设物块A 运动的加速度大小为a ，弹簧的伸长量为Δx ′，由牛顿第二定律可得F －mg sin 37°－k Δx ′＝ma ，又Δx ′＝x －Δx ＝6m －mg sin 37°k，两式联立并代入数据解得a ＝12m/s 2，故C 正确；由功能关系可知弹簧弹性势能的增加量ΔE p ＝W F －mgx sin 37°－ΔE k A ，因W F －mgx sin 37°＝360J －72J ＝288J ，所以整个过程中弹簧弹性势能的增加量小于288J ，故B 错误．9.(多选)如图所示，一个质量为2m 的甲球和一个质量为m的乙球，用长度为2R 的轻杆连接，两个球都被限制在半径为R的光滑圆形竖直轨道上，轨道固定于水平地面．初始时刻，轻杆竖直，且质量为2m 的甲球在上方，此时，受扰动两球开始运动，重力加速度为g ，则下列说法正确的是()A ．甲球下滑过程中减少的机械能总等于乙球增加的机械能B ．甲球下滑过程中减少的重力势能总等于乙球增加的重力势能C ．整个运动过程中甲球的最大速度为233gRD．甲球运动到最低点前，轻杆对乙球一直做正功【答案】ACD【解析】在运动的过程中，重力对系统做正功，甲和乙的动能都增加．由于只有动能和重力势能之间的相互转化，所以甲球下滑过程中减少的机械能总等于乙球增加的机械能，故A正确；在运动的过程中，重力对系统做正功，甲和乙的动能都增加，所以甲球下滑过程中减少的重力势能总大于乙球增加的重力势能，故B错误；当甲到达最低点时，乙也到达了最高点，该过程中系统减小的重力势能等于系统增加的动能，由于两球的线速度相等，设该速度为v，则：2mg·2R－mg·2R＝12mv2＋12×2mv2，得：v＝233gR，故C正确；甲球运动到最低点前，乙的重力势能一直增大，同时乙的动能也一直增大，可知轻杆对乙球一直做正功，故D正确．10．(2019·山东日照一模)冰壶比赛是在水平冰面上进行的体育项目，比赛场地示意图如图所示．比赛时，运动员脚蹬起蹬器，身体成跪式，手推冰壶从本垒圆心O向前滑行，至前卫线时放开冰壶使其沿直线OO′滑向营垒圆心O′，为使冰壶能在冰面上滑的更远，运动员可用毛刷刷冰面以减小冰壶与冰面间的动摩擦因数．已知O点到前卫线的距离d＝4m，O、O′之间的距离L＝30.0m，冰壶的质量为20kg，冰壶与冰面间的动摩擦因数μ1＝0.008，用毛刷刷过冰面后动摩擦因数减小到μ2＝0.004，营垒的半径R＝1m，g取10m/s2.(1)若不刷冰面，要使冰壶恰好滑到O′点，运动员对冰壶的推力多大？(2)若运动员对冰壶的推力为10N，要使冰壶滑到营垒内，用毛刷刷冰面的距离是多少？【解析】(1)设运动员对冰壶的推力为F，对整个过程，由动能定理得Fd－μ1mgL＝0代入数据得F＝12N(2)设冰壶运动到营垒的最左边时，用毛刷刷冰面的距离是x1，冰壶运动到营垒的最右边时，用毛刷刷冰面的距离是x2，对冰壶的推力为F′由动能定理得F ′d －μ1mg (L －R －x 1)－μ2mgx 1＝0代入数据解得x 1＝8m由动能定理得F ′d －μ1mg (L ＋R －x 2)－μ2mgx 2＝0代入数据解得x 2＝12m所以要使冰壶滑到营垒内，用毛刷刷冰面的距离是8～12m.【答案】(1)12N (2)8～12m11.(2019·河北省邯郸市质检)如图所示，在水平地面上固定一倾角θ＝30°的粗糙斜面，一质量为m 的小物块自斜面底端以一定的初速度沿斜面匀减速上滑高度H 后停止，在上滑的过程中，其加速度和重力加速度g 大小相等．求：(1)小物块与斜面间的动摩擦因数μ；(2)该过程中系统由于摩擦产生的热量Q .【解析】(1)在小物块沿斜面匀减速上滑的过程中，由牛顿第二定律有：mg sin θ＋μmg cos θ＝ma ，a ＝g ，解得：μ＝33.(2)该过程中，小物块克服摩擦力所做的功为：W ＝μmg cos θ·H sin θ由功能关系有：Q ＝W ，解得：Q ＝mgH .【答案】见解析12.(2019·湖北省武汉市调研)如图，半径为R 的光滑圆轨道固定在竖直平面内，O 为其圆心．一质量为m 的小滑块，在外力F (未画出)的作用下静止在圆轨道上的B 点，OB 与竖直方向的夹角为θ(θ<π2)，重力加速度为g .(1)为使小滑块静止在B 点，外力F 的最小值F min 多少？(2)若在B 点撤去力F 的同时，给小滑块一个沿切线方向向的初速度，为使小滑块能滑上圆轨道的最高点C ，求初速度v 0的范围．【解析】(1)为使小滑块静止在B点，外力F最小时其方向垂直于OB向上，大小为：F min＝mg sinθ.(2)设小滑块沿圆轨道运动到C点时的速度大小为v C，由牛顿运动定律有mv2CR≥mg小滑块从B点运动到C点，由机械能守恒定律有12mv20＝12mv2C＋mgR(1＋cosθ)联立解得v0【答案】(1)mg sinθ(2)v0。

功和功率专题练习题(含答案)

功和功率练习题一、选择题1、讨论力F在下列几种情况下做功的多少[]（1）用水平推力F推质量是m的物体在光滑水平面上前进了s．（2）用水平推力F推质量为2m的物体沿动摩擦因数为μ的水平面前进了s．（3）斜面倾角为θ，与斜面平行的推力F，推一个质量为2m的物体沿光滑斜面向上推进了s．[]A．（3）做功最多B．（2）做功最多C．做功相等D．不能确定2．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做负功D．静摩擦力对物体总是做正功3．如图1所示，一个物体放在物体水平面上，在跟竖直方向成θ角的斜向下的推力F的作用下沿平面移动了距离s，若的质量为m，物体与地面之间的摩擦力大小为f，则在此过程中[]A．摩擦力做的功为fs B．力F做的功为FscosθC．力F做的功为FssinθD．重力做的功为mgs4．质量为m的物体静止在倾角为θ的斜面上，当斜面沿水平方向向右匀速移动了距离s时，如图2所示，物体m相对斜面静止，则下列说法中不正确的是[]A．摩擦力对物体m做功为零B．合力对物体m做功为零C．摩擦力对物体m做负功D．弹力对物体m做正功5．起重机竖直吊起质量为m的重物，上升的加速度是α，上升的高度是h，则起重机对货物所做的功是。

[]A．mgh B．mαhC．m（g＋α）h D．m（g-α）h6．将横截面积为S的玻璃管弯成如图3所示的连通器，放在水平桌面上，左、右管处在竖直状态，先关闭阀门K，往左、右管中分别注在上述过程中，重力对液体做的功为。

[]上作用一个3N的水平拉力后，AB一起前进了4m，如图4 所示．在这个过程中B对A做的功[]A．4 J B．12 JC．0 D．-4J8．质量为m的物块A始终附着在楔形物块B的倾角为θ的斜面上，如图5所示，下列说法中正确的是[]A．若B向右匀速移动距离s，则B对A做的功为零B．若B向上匀速移动距离s，则B对A做的功为mgsC．若B向左以加速度a移动距离s，则B对A做的功为masD．若B向下以加速度a移动距离s，则B对A做的功为m(g＋a)s9．关于一对相互作用力在作用过程中，它们的总功W和总冲量I，下列说法中正确的是[]A．W和I一定都等于零B．W一定等于零，I不可能为零C．W可能不等于零，I一定等于零D．W和I都可能不等于零10．把一个物体竖直向上抛出去，该物体上升的最大高度是h，若物体的质量为m，所受的空气阻力恒为f, 则在从物体被抛出到落回地面的全过程中[]A．重力所做的功为零B．重力所做的功为2mghC．空气阻力做的功为零D．空气阻力做的功为-2fh[]A．汽车在公路上的最大行驶速度为20m/s功率为32kW D．汽车做C中匀加速运动所能维持的时间为5s12．关于功率以下说法中正确的是[]A．据P=W/t可知，机器做功越多，其功率就越大B．据P=Fv可知，汽车牵引力一定与速度成反比C．据P=W/t可知，只要知道时间t内机器所做的功，就可以求得这段时间内任一时刻机器做功的功率D．根据P=Fv可知，发动机功率一定时，交通工具的牵引力与运动速度成反比。

2024年高考物理试题分项解析专题06功和功率第01期

专题6 功和功率一．选择题1．（2024江苏泰州12月联考）中国已成为世界上高铁系统技术最全、集成实力最强、运营里程最长、运行速度最高、在建规模最大的国家。

报道称新一代高速列车牵引功率达9000kW，持续运行速度为350km/h，则新一代高速列车从北京开到杭州全长约为1300km，则列车在动力上耗电约为（）A．3.3×103kW·hB．3.3×104kW·hC．3.3×105kW·hD．3.3×106kW·h【参考答案】B2．【济宁模拟】一汽车在水平平直路面上，从静止起先以恒定功率P运动，运动过程中所受阻力大小不变，汽车最终做匀速运动。

汽车运动速度的倒数1v与加速度a的关系如图所示。

下列说法正确的是( )A ．汽车运动的最大速度为v 0B ．阻力大小为02PvC ．汽车的质量为002Pa v D ．汽车的质量为00Pa v【参考答案】AD3．【郑州2025届质量检测】如图所示，不行伸长的轻绳通过定滑轮将物块甲、乙(均可视为质点)连接，物块甲套在固定的竖直光滑杆上，用外力使两物块静止，轻绳与竖直方向夹角θ＝37°，然后撤去外力，甲、乙两物块从静上起先无初速释放，物块甲能上升到最高点Q ，己知Q 点与滑轮上缘O 在同一水平线上，甲、乙两物块质量分别为m 、M ，sin 37°＝0．6，cos 37°＝0．8，重力加速度为g ，不计空气阻力，不计滑轮的大小和摩擦。

设物块甲上升到最高点Q 时加速度为a ，则下列说法正确的是( )A ．M ＝3mB ．M ＝2mC ．a ＝0D ．a ＝g 【参考答案】BD【名师解析】当甲上升到最高点时，甲和乙的速度均为零，此时设甲上升的高度为h ，则乙下降的高度为，由能量关系可知，则M＝2m，选项B正确，A错误；甲在最高点时，竖直方向只受重力作用，则a＝g，选项C错误，D正确。

功能关系(解析版)-2023年高考物理压轴题专项训练(全国通用)

压轴题04功能关系考向一/选择题：三类连接体的功能关系问题考向二/选择题：有关传送带类的功能关系问题考向三/选择题：有关板块类的功能关系问题考向一：三类连接体的功能关系问题1.轻绳连接的物体系统常见情景二点提醒(1)分清两物体是速度大小相等，还是沿绳方向的分速度大小相等。

(2)用好两物体的位移大小关系或竖直方向高度变化的关系。

2.轻杆连接的物体系统常见情景三大特点(1)平动时两物体线速度相等，转动时两物体角速度相等。

(2)杆对物体的作用力并不总是沿杆的方向，杆能对物体做功，单个物体机械能不守恒。

(3)对于杆和球组成的系统，忽略空气阻力和各种摩擦且没有其他力对系统做功，则系统机械能守恒。

3.轻弹簧连接的物体系统题型特点由轻弹簧连接的物体系统，若只有重力做功或系统内弹簧弹力做功，这时系统内物体的动能、重力势能和弹簧的弹性势能相互转化，而总的机械能守恒。

两点提醒(1)对同一弹簧，弹性势能的大小由弹簧的形变量完全决定，无论弹簧伸长还是压缩。

(2)物体运动的位移与弹簧的形变量或形变量的变化量有关。

考向二：有关传送带类的功能关系问题1．两个设问角度(1)动力学角度：首先要正确分析物体的运动过程，做好受力分析，然后利用运动学公式结合牛顿第二定律求物体及传送带在相应时间内的位移，找出物体和传送带之间的位移关系。

(2)能量角度：求传送带对物体所做的功、物体和传送带由于相对滑动而产生的热量、因放上物体而使电动机多消耗的电能等，常依据功能关系或能量守恒定律求解。

2．两个功能关系(1)传送带电动机做的功W 电＝ΔE k ＋ΔE p ＋Q ＝Fx 传。

(2)传送带摩擦力产生的热量Q ＝F f ·x 相对。

考向三：有关板块类的功能关系问题1．两个分析角度(1)动力学角度：首先隔离物块和木板，分别分析受力，求出加速度，根据初速度分析两者的运动过程，画出运动轨迹图，找到位移和相对位移关系，根据时间关系列位移等式和速度等式。

2023年新高考物理考试热点7功、功率、功能关系

2023年新高考物理考试热点7 功功率功能关系1．(2021·山东卷·3)如图1所示，粗糙程度处处相同的水平桌面上有一长为L 的轻质细杆，一端可绕竖直光滑轴O 转动，另一端与质量为m 的小木块相连．木块以水平初速度v 0出发，恰好能完成一个完整的圆周运动．在运动过程中，木块所受摩擦力的大小为( )图1 A.m v 022πLB.m v 024πLC.m v 028πLD.m v 0216πL答案 B解析在运动过程中，只有摩擦力做功，而摩擦力做功与路径有关，根据动能定理－f ·2πL ＝0－12m v 02，可得摩擦力的大小f ＝m v 024πL，故选B. 2.(2021·广东东莞市高三期末)如图2所示，质量为m 的物体静止在地面上，物体上面连着一个轻弹簧，用手拉住弹簧上端向上移动H ，将物体缓缓提高h ，拉力F 做功W F ，不计弹簧的质量，已知重力加速度为g ，则下列说法正确的是( )图2A ．重力做功－mgh ，重力势能减少mghB ．弹力做功－W F ，弹性势能增加W FC ．重力势能增加mgh ，弹性势能增加FHD ．重力势能增加mgh ，弹性势能增加W F －mgh答案 D解析由题知重物缓慢上升h ，则重力做功为W G ＝－mgh ，重力势能增加mgh ，整个过程，根据功能关系有W F ＋W 弹＋W G ＝0，解得W 弹＝mgh －W F ，故弹性势能增加ΔE p ＝－W 弹＝W F －mgh ，故选D.3.(多选)(2021·河北邯郸市一模)如图3所示，一固定斜面的倾角为30°，一质量为m 的小物块自斜面底端以一定的初速度沿斜面向上做匀减速运动，加速度大小等于0.8g (g 为重力加速度大小)，物块上升的最大高度为H ，则此过程中( )图3A ．物块的重力势能减少了mgHB ．物块的动能损失了1.6mgHC ．物块的机械能损失了0.8mgHD ．物块克服摩擦力做功0.6mgH答案 BD解析重力做功－mgH ，说明物块的重力势能增加了mgH ，故A 错误；由动能定理可知W＝－ma H sin 30°＝－1.6mgH ，说明物块的动能损失了1.6mgH ，故B 正确；在上升过程中，动能减少了1.6mgH ，而重力势能增加了mgH ，故机械能损失了0.6mgH ，故C 错误；设物块克服摩擦力做功为W 克f ，由动能定理可得W ＝－mgH －W 克f ＝－1.6mgH ，解得W 克f ＝0.6mgH ，故D 正确．4．(2021·河北廊坊市高三期末)一质量为m 的小球，从地面附近的某高度处以初速度v 水平抛出，除重力外小球还受一水平恒力作用，经过一段时间，小球的速度大小变为2v ，方向竖直向下，小球还未到达地面．在此过程中( )A ．小球的动能增加了12m v 2 B ．小球的重力势能减少了2m v 2C ．小球的机械能增加了2m v 2D ．水平恒力做功的大小大于重力做功的大小答案 B解析小球的动能增加了ΔE k 增＝12m (2v )2－12m v 2＝32m v 2，故A 错误；小球在竖直方向做自由落体运动，设小球下落的高度为h ，则(2v )2＝2gh ，小球的重力势能减少了ΔE p 减＝mgh ，解得ΔE p 减＝2m v 2，故B 正确；设水平恒力做功为W F ，小球下落过程根据动能定理得W F ＋mgh ＝12m (2v )2－12m v 2，即W F ＋2m v 2＝12m ·(2v )2－12m v 2，解得W F ＝－12m v 2，故小球的机械能减少了12m v 2，重力做功的大小等于重力势能的减少量即为2m v 2，则水平恒力做功的大小小于重力做功的大小，故C 、D 错误．5．(2021·安徽马鞍山市高三一模)一辆质量为m 的汽车在水平路面上以速度v 匀速行驶，此时发动机功率为P ，汽车运动中所受阻力恒定不变．当汽车功率突然变为34P 的瞬间，此时加速度大小为( )A ．0 B.P 4m v C.3P 4m v D.P m v答案 B解析汽车匀速行驶时，有F ＝F f ，P ＝F v ，汽车功率突然变为34P 的瞬间，牵引力发生变化，速度不变，则有34P ＝F ′v ，由牛顿第二定律有F f －F ′＝ma ，联立解得a ＝P 4m v，所以B 正确，A 、C 、D 错误．6．(多选)(2021·河北张家口市一模)2020年12月25日，国产C919大型客机飞抵呼伦贝尔海拉尔东山国际机场，开展高寒试验试飞专项任务．已知此客机质量为m ，起飞前，在平直的水泥路上从静止开始沿直线加速，经过时间t 速度达到v ，此过程飞机发动机输出功率恒为P ，所受阻力恒为F f ，那么在这段时间内( )A ．飞机做匀加速运动，加速度大小为v tB ．飞机位移大小为Pt F f －m v 22F fC ．飞机受到的合外力所做的功为PtD ．飞机受到的阻力所做的功为m v 22－Pt 答案 BD解析对飞机受力分析有P v －F f ＝ma ，随着速度增大，合力减小，加速度减小，所以飞机做变加速运动，A 错误；根据动能定理得W 合＝Pt －F f s ＝12m v 2，解得s ＝Pt F f －m v 22F f，飞机受到的阻力所做的功为－F f s ＝m v 22－Pt ，B 、D 正确，C 错误． 7.(多选)如图4所示，一根足够长的圆管竖直固定在地面上，管内有一劲度系数为k ＝10 N/m 的轻质弹簧，弹簧上端连有质量可以忽略的活塞，下端连有质量为m ＝0.1 kg 的小球(小球直径小于管径)，已知活塞与管壁间的最大静摩擦力f ＝1.4 N ，弹簧从自然长度开始伸长x 的过程中平均弹力为F ＝12kx ，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度大小g ＝10 m/s 2.当弹簧处于自然长度时由静止释放小球，在小球第一次运动到最低点的过程中( )图4A．小球先做加速度减小的加速运动，再做加速度增大的减速运动直到静止B．弹簧的最大伸长量为0.14 mC．当小球运动到最低点时，弹簧的弹性势能为0.098 JD．活塞克服摩擦力做的功为0.105 J答案BC解析小球的重力为G＝mg＝1 N，当弹簧的弹力等于小球的重力时有kx0＝mg，得x0＝0.10 m，小球开始向下运动的过程中弹簧逐渐变长，弹簧的弹力增大，开始时小球的重力大于弹簧的弹力，小球向下做加速运动，加速度随弹簧长度的增大而减小；当弹簧的弹力大于重力时，小球开始做减速运动，加速度随弹簧长度的增大而增大，小球做加速度增大的减速运动；当弹簧的弹力等于活塞受到的最大静摩擦力时，活塞开始运动，弹簧不再增长；弹簧最长时有kx m＝f，所以x m＝0.14 m，所以小球在开始下降的0.1 m内做加速运动，在0.1 m到0.14 m 内做减速运动，在弹簧伸长0.14 m时，小球仍然有向下的速度，此后小球继续向下运动，由于活塞受到的摩擦力不变，所以小球做加速度不变的减速运动，直到小球到达最低点．由以上分析可知，A错误，B正确；小球到达最低点时弹簧的弹性势能等于克服弹力做的功，即E p＝F·x m＝12kx m2＝0.098 J，C正确；小球下降0.14 m时，有mgx m－E p＝12m v2，小球继续下降的过程中弹簧的长度不变，所以弹簧弹力不做功，重力和摩擦力做功，则mgΔx－fΔx＝0－12m v2，W克f＝fΔx，联立解得W克f＝0.147 J，故D错误．8．(多选)(2020·山东卷·11)如图5所示，质量为M的物块A放置在光滑水平桌面上，右侧连接一固定于墙面的水平轻绳，左侧通过一倾斜轻绳跨过光滑定滑轮与一竖直轻弹簧相连．现将质量为m的钩码B挂于弹簧下端，当弹簧处于原长时，将B由静止释放，当B下降到最低点时(未着地)，A对水平桌面的压力刚好为零．轻绳不可伸长，弹簧始终在弹性限度内，物块A始终处于静止状态．以下判断正确的是()图5A．M<2mB．2m<M<3mC．在B从释放位置运动到最低点的过程中，所受合力对B先做正功后做负功D．在B从释放位置运动到速度最大的过程中，B克服弹簧弹力做的功等于B机械能的减少量答案ACD解析由题意知，B在开始位置到最低点之间做简谐运动，则最低点时弹簧弹力F T＝2mg；对物块A，设左侧绳子与桌面间夹角为θ，依题意有：2mg sin θ＝Mg，则M<2m，故A正确，B错误．B从释放到最低点过程中，开始时弹簧弹力小于重力，B加速，合力做正功；后来弹簧弹力大于重力，B减速，合力做负功，故C正确．对B，从释放到速度最大过程中，系统的机械能守恒，B机械能的减少量等于弹簧弹性势能的增加量，即等于B克服弹簧弹力所做的功，故D正确．。

高考物理专题05(功和功率;动能和动能定理;重力做功与重力势能;功能关系) 精选试卷(后附答案)

高考物理专题05（功和功率；动能和动能定理；重力做功与重力势能；功能关系、机械能守恒定律及其应用）精选试卷（后附答案）考点范围：功和功率；动能和动能定理；重力做功与重力势能；功能关系、机械能守恒定律及其应用一、选择题（本题共10小题，每小题4分，共40分。

在每小题给出的四个选项中，有的只有一个选项符合题目要求，有的有多个选项符合题目要求。

全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。

）1．关于机械能下列说法中正确的是（）A ．做匀速运动的物体，其机械能一定守恒B ．做匀加速运动的物体，其机械能可能守恒C ．如果合外力对物体做功为零，物体的机械能可能增加D ．只要有摩擦力存在，机械能一定减少2．测定运动员体能的一种装置如右图所示，运动员的质量为m 1，绳栓在腰间沿水平方向跨过滑轮（不计滑轮摩擦与质量），悬挂重物m 2。

人用力蹬传送带而人的重心不动，使传送带以速率v 向右运动，下面四种说法正确的是（）A ．人对传送带不做功B ．人对传送带做正功C ．传送带对人做负功D ．人对传送带做功的功率为m 2gv3．如右图所示，质量为m 的物体在与水平方向成θ的恒力F 作用下以加速度a 做匀加速度直线运动，已知物体和地面间的动摩擦因数为μ，物体在地面上运动距离为x 的过程中力F 做功为（）A ．μmgxB ．()θμx μg a m tan 1-+C ．()θμx μg a m tan 1+-D ．θμμmgx tan 1+ 4．如右图所示，物体受到水平推力F 的作用在粗糙水平面上做直线运动。

监测到推力F 、物体速度v 随时间t 变化的规律如图所示。

取g =10m/s 2，则（）A ．第1s 内推力做功为1JB ．第2s 内物体克服摩擦力做的功W =2.0JC ．第1.5s 时推力F 的功率为2WD ．第2s 内推力F 做功的平均功率W 51.P =5．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。

专题11功和功率(解析版)-三年(2022-2024)高考物理真题分类汇编(全国通用)

专题11功和功率考点01功和功率1.（2024年高考广东卷）如图所示，探测器及其保护背罩通过弹性轻绳连接降落伞。

在接近某行星表面时以60m/s 的速度竖直匀速下落。

此时启动“背罩分离”，探测器与背罩断开连接，背罩与降落伞保持连接。

已知探测器质量为1000kg ，背罩质量为50kg ，该行星的质量和半径分别为地球的110和12。

地球表面重力加速度大小取210m/s g 。

忽略大气对探测器和背罩的阻力。

下列说法正确的有（）A.该行星表面的重力加速度大小为24m/s B.该行星的第一宇宙速度为7.9km/sC.“背罩分离”后瞬间，背罩的加速度大小为280m/s D.“背罩分离”后瞬间，探测器所受重力对其做功的功率为30kW【参考答案】.AC【名师解析】本题考查万有引力，宇宙速度，牛顿运动定律，功率及其相关知识点。

由GM=gR 2可得行星表面g’大小为g’=22''M R M R g=110·22·10==4m/s 2，A 正确；由第一宇宙速度公式可得行星的第一宇宙速度为km/s=×7.9km/s=×7.9km/s ，B 错误；根据题述，探测器、背罩通过弹性轻绳连接降落伞，在某行星表面时以v=60m/s 竖直匀速下落，可知所受空气阻力f=（M+m ）g’=4200N ，探测器与背罩断开瞬间，由牛顿第二定律，f-mg’=ma ，解得背罩的加速度大小为a=80m/s 2，C 正确；探测器与背罩断开瞬间，探测器受重力做功功率为P=Mg’v=1000×4×60W=240kW ，D 错误。

【关键点拨】探测器与背罩断开瞬间，探测器做自由落体运动，背罩和降落伞受到向上的空气阻力和重力，利用牛顿第二定律计算其加速度。

2.（2024年高考福建卷）在水平面上，用两根绳子拉一木板，绳子与水平方向夹角为θ=22.5°，每条绳子上拉力F =250N ，在15s 内木板匀速前进20m 。

高考物理总复习5.1功和功率针对训练(含解析)新人教版

5.1 功和功率1．如图5－1－23所示，小物块位于光滑的斜面上，斜面位于光滑的水平地面上，从地面上看，在小物块沿斜面下滑的过程中，斜面对小物块的作用力( )图5－1－23A．垂直于接触面，做功为零B．垂直于接触面，做功不为零C．不垂直于接触面，做功为零D．不垂直于接触面，做功不为零解析：对整体进行受力分析可知，小物块和楔形物块不受外力作用，动量守恒，在物块下滑的过程中，楔形物块向右运动，所以小物块沿斜面向下运动的同时会向右运动，由于斜面是光滑的，没有摩擦力的作用，所以斜面对物块只有一个支持力的作用，方向是垂直斜面向上的，物块运动的方向与力的方向夹角为钝角，支持力做负功，故B正确．答案：B图5－1－242．如图5－1－24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A >B P － P －B ．重力的平均功率A ＝B P － P －C ．重力的瞬时功率P A ＝P BD ．重力的瞬时功率P A <P B解析：根据功的定义可知重力对两物体做功相同，即W A ＝W B ，自由落体时满足h ＝gt 12，沿斜面下滑时满足＝gt sin θ，其中θ为斜面倾角，故t A >t B ，由P ＝知A <B ，2B h sin θ122A W tP － P －选项A 、B 错误；由匀变速直线运动公式可知落地时两物体的速度大小相同，方向不同，重力的瞬时功率P A ＝mgv sin θ，P B ＝mgv ，显然P A <P B ，故C 项错误，D 项正确．答案：D3．如图5－1－25甲所示，滑轮质量、摩擦均不计，质量为2 kg 的物体在F 作用下由静止开始向上做匀加速运动，其速度随时间的变化关系如图5－1－25乙所示，由此可知( )图5－1－25A ．物体加速度大小为2 m/s 2B ．F 的大小为21 NC ．4 s 末F 的功率大小为42 WD ．4 s 内F 做功的平均功率为42 W解析：由题图乙可知，物体的加速度a ＝0.5 m/s 2，由2F －mg ＝ma 可得：F ＝10.5 N ，A 、B 均错误；4 s 末力F 的作用点的速度大小为v F ＝2×2 m/s ＝4 m/s ，故4 s 末拉力F做功的功率为P ＝F ·v F ＝42 W ，C 正确；4 s 内物体上升的高度h ＝4 m ，力F 的作用点的位移l ＝2h ＝8 m ，拉力F 所做的功W ＝F ·l ＝84 J ，4 s 内拉力F 做功的平均功率＝＝21 P － W tW ，D 错误．答案：C4．(2019年南昌模拟)(多选)某汽车在平直公路上以功率P 、速度v 0匀速行驶时，牵引力为F 0.在t 1时刻，司机减小油门，使汽车的功率减为，此后保持该功率继续行驶，t 2时刻，P 2汽车又恢复到匀速运动状态．有关汽车牵引力F 、速度v 的下列说法，其中正确的是( )A ．t 2后的牵引力仍为F 0B ．t 2后的牵引力小于F 0C ．t 2后的速度仍为v 0D ．t 2后的速度小于v 0解析：由P ＝F 0v 0可知，当汽车的功率突然减小为时，瞬时速度还没来得及变化，则P 2牵引力突然变为，汽车将做减速运动，随着速度的减小，牵引力逐渐增大，汽车做加速度F 02逐渐减小的减速运动，当速度减小到使牵引力又等于阻力时，汽车再做匀速运动，由＝F 0·v 2P 2可知，此时v 2＝，故A 、D 正确．v 02答案：AD5．(2019年广州联考)汽车以恒定功率P 、初速度v 0冲上倾角一定的斜坡时，汽车受到的阻力恒定不变，则汽车上坡过程的v －t 图象不可能是选项图中的( )解析：由瞬时功率P ＝Fv 可知，汽车功率恒定，汽车开始所受牵引力F ＝，若牵引力P v 0与汽车所受阻力相等，则汽车做匀速运动，B 项中v －t 图象是可能的；若牵引力大于阻力，则汽车做加速运动，则随速度增大，牵引力减小，而汽车所受阻力不变，由牛顿第二定律可知，汽车的加速度减小，直至减小到零，C项中v－t图象是可能的；A项中v－t图象是不可能的；若牵引力小于阻力，则汽车做减速运动，牵引力增大，汽车所受阻力不变，由牛顿第二定律可知，汽车的加速度减小，直至减小到零，D项中v－t图象是可能的．答案：A图5－1－266．如图5－1－26所示，某人用大小不变的力F拉着放在光滑水平面上的物体，开始时与物体相连接的绳与水平面间的夹角是α，当拉力F作用一段时间后，绳与水平面间的夹角为β.已知图中的高度是h，求绳的拉力F T对物体所做的功．假定绳的质量、滑轮质量及绳与滑轮间的摩擦不计．解析：设绳的拉力F T对物体做的功为W T，由题图可知，在绳与水平面的夹角由α变到β的过程中，拉力F作用的绳端的位移的大小为答案：。

专题2功和功率+实际问题模型-2023年高考物理机械能常用模型最新模拟题精练(解析版)

高考物理《机械能》常用模型最新模拟题精练专题2.功和功率+实际问题模型一．选择题1.（2023重庆沙家坝重点中学质检）某国产电动汽车厂商对旗下P7、G3两款产品进行百公里加速性能测试，某次加速过程中P7、G3的速度一时间图像分别为图中的图线A 和图线B 若测试时两车的质量和所受的阻力（恒定不变）均相等，则对此次加速过程，下列说法正确的是（）A.当两车的速度相等时，P7发动机的功率大于G3发动机的功率B.当两车的速度相等时，P7发动机的功率小于G3发动机的功率C.P7发动机做的功大于G3发动机做的功D.P7发动机做的功小于G3发动机做的功【参考答案】AD 【名师解析】根据图像可知，两车均做匀加速直线运动，速度时间图像的斜率表示加速度，由图像可知，P7的加速度大于G3，根据牛顿第二定律有F f ma-=两车受到的阻力和两车质量都相等，所以P7的牵引力大于G3的牵引力，由P Fv=可知，当两车的速度相等时，P7发动机的功率大于G3发动机的功率，A 正确，B 错误；加速过程中两车的初、末速度相等，受到的阻力大小相等，根据速度时间图像与时间轴围成的面积可知，两车在加速过程中P7的位移小于G3，根据动能定理有2102F W fx mv -=-所以P7发动机做的功小于G3发动机做的功，C 错误，D 正确。

2.（2023重庆八中高三质检）若某人的心率为75次/分，每跳一次输送80mL 血液，他的血压（可看作心脏压送血液的平均压强）为41.510Pa ⨯，此人心脏跳动做功的平均功率约为（）A.1.2W B.1.5WC.12WD.9W【参考答案】B 【名师解析】根据平均功率表达式W P t=可得461.51075W 8010W 1.560p V P t -⨯⨯∆⨯⨯===，选项B 正确。

3.(2021江西吉安高一期末)如图甲所示，“水上飞人”是一种水上娱乐运动。

喷水装置向下持续喷水，总质量为M 的人与喷水装置，受到向上的反冲作用力腾空而起，在空中做各种运动。

高考物理100考点最新模拟题千题精练专题6.1功和功率(含解析)

高考物理100考点最新模拟题千题精练专题6.1功和功率（含解析）一．选择题1．（6分）（2019河北唐山三模）关于力对物体做功的说法正确的是（）A．力的大小和位移大小的乘积叫做这个力的功B．平衡力对物体做功的代数和一定为零C．相互作用力对物体做功的代数和一定为零D．作用在物体上的力和受力点沿力的方向的位移的乘积叫做这个力的功【参考答案】BD【名师解析】做功的两个不可缺少的因素：力和物体在力的方向上发生的位移。

力的大小和位移大小的乘积显然不能叫这个力的功。

故A错误；平衡力大小相等，方向相反，一个力做正功，另一个力一定做负功，它们做的功的代数和为零。

故B正确；相互作用力是作用在不同物体上的两个力，它们不能求合力，所以不能够说相互作用力对物体做功的代数和为零。

故C错误；作用在物体上的力和受力点沿力的方向的位移的乘积叫做这个力的功。

故D正确。

2．（6分）（2019河南濮阳三模）水平力F方向确定，大小随时间的变化如图所示；用力F拉静止在水平桌面上的小物块，在F从0开始逐渐增大的过程中，物块的加速度a随时间变化的图象如图所示。

重力加速度大小为10m/s2．问在0﹣4s时间内，合外力对小物块做的功为（）A．24J B．12J C．8J D．6J【参考答案】A【名师解析】根据F﹣t图象和a﹣t图象可知，t1＝2s时，F1＝6N，a1＝1m/s2，t2＝4s时，F2＝12N，a2＝3m/s2，根据牛顿第二定律可得：F1﹣μmg＝ma1F2﹣μmg＝ma2，解得小物块的质量和动摩擦因数为：m＝3kg，μ＝0.1。

根据动量定理可得：t2﹣μmgt2＝mv，解得4s末的速度为v＝4m/s根据功能关系可得W＝＝24J。

故选项A正确、BCD错误。

3.（2019合肥三模）图示为一辆配备了登高平台的消防车，其伸缩臂能够在短时间内将承载了3名消防员的登高平台（人与平台的总质量为300kg）抬升到60m高的灭火位置，此后消防员用水炮灭火。

高考新课标高考物理二轮考前增分特训专练7功、功率和功能关系(含答案解析)

专练7 功功率和功能关系(限时：45分钟)一、单项选择题1．质量相同的甲、乙两木块仅在摩擦力作用下沿同一水平面滑动，它们的动能－位移(E k －s )的关系如图1所示，则两木块的速度－时间(v －t )的图象正确的是 ( )图1答案 D解析由动能定理，－fs ＝E k －E k0变化为：E k ＝E k0－fs .由它们的动能E k －位移s 的关系图线可知，甲、乙两木块初动能不同，所受摩擦力f 相同．所以甲、乙两木块初速度不同，加速度相等，两木块的速度－时间的图象正确的是D.2．质量为1 kg 的物体静止于光滑水平面上，t ＝0时刻起，物体受到向右的水平拉力F 作用，第1 s 内F ＝2 N ，第2 s 内F ＝1 N ．下列判断正确的是( )A ．2 s 末物体的速度为4 m/sB ．2 s 内物体的位移为3 mC ．第1 s 末拉力的瞬时功率最大D ．第2 s 末拉力的瞬时功率最大答案 C解析由牛顿第二定律知第1 s 内物体的加速度大小为2 m/s 2，第2 s 内的加速度大小为1 m/s 2，则第1 s 末物体的速度大小为v 1＝a 1t 1＝2 m/s ，第2 s 末物体的速度大小为v 2＝v 1＋a 2t 2＝3 m/s ，选项A 错误；2 s 内物体的位移为x ＝12a 1t 21＋(v 1t 2＋12a 2t 22)＝3.5 m ，选项B 错误；第1 s 末拉力的瞬时功率为P 1＝F 1v 1＝4 W ，第2 s 末拉力的瞬时功率为P 2＝F 2v 2＝3 W ，选项C 正确，选项D 错误．3．一质量为2 kg 的物体，在水平恒定拉力的作用下以某一速度在粗糙的水平面上做匀速运动，当运动一段时间后，拉力逐渐减小，且当拉力减小到零时，物体刚好停止运动，图2中给出了拉力随位移变化的关系图象．已知重力加速度g ＝10 m/s 2，则根据以上信息不能精确得出或估算得出的物理量有( )图2A ．物体与水平面间的动摩擦因数B ．合外力对物体所做的功C ．物体匀速运动时的速度D ．物体运动的时间答案 D解析根据题意及图象所给信息可知，当水平拉力为7 N 时物体匀速运动，即滑动摩擦力大小为7 N ，所以可求物体与水平面间的动摩擦因数，故A 选项正确；合外力对物体做的功即为拉力和摩擦力做功之和，由图象可得物体减速阶段的位移，所以摩擦力的功可求，再由图象面积的物理意义估算水平拉力做的功，合外力对物体做的功可求，故B 选项正确；由动能定理可得物体匀速运动时的速度，故C 选项正确；因为物体减速阶段为非匀变速运动，所以不能求物体运动的时间，故D 选项错误．4.如图3所示，光滑斜面的顶端固定一弹簧，一小球向右滑行，并冲上固定在地面上的斜面．设物体在斜面最低点A 的速度为v ，压缩弹簧至C 点时弹簧最短，C 点距地面高度为h ，不计小球与弹簧碰撞过程中的能量损失，则小球在C 点时弹簧的弹性势能为 ( )图3 A ．mgh －12m v 2 B.12m v 2－mgh C ．mgh ＋12m v 2 D ．mgh 答案 B解析取A 点所在的平面为参考平面，根据机械能守恒定律有12m v 2＝mgh ＋E p ，解得E p ＝12m v 2－mgh ，选项B 正确． 5.如图4所示，质量为m 的小球套在倾斜放置的固定光滑杆上，一根轻质弹簧一端固定于O 点，另一端与小球相连，弹簧与杆在同一竖直平面内，将小球沿杆拉到弹簧水平位置由静止释放，小球沿杆下滑，当弹簧位于竖直位置时，小球速度恰好为零，此时小球下降的竖直高度为h ，若全过程中弹簧始终处于伸长状态且处于弹性限度范围内，下列说法正确的是 ( )图4A ．弹簧与杆垂直时，小球速度最大B ．弹簧与杆垂直时，小球的动能与重力势能之和最大C ．小球下滑至最低点的过程中，弹簧的弹性势能增加量小于mghD ．小球下滑至最低点的过程中，弹簧的弹性势能增加量大于mgh答案 B解析弹簧与杆垂直时，弹性势能最小，小球重力势能和动能之和最大，选项A 错误，B 正确．由机械能守恒定律，小球下滑至最低点的过程中，弹簧的弹性势能增加量等于mgh ，选项C 、D 错误．6.有一竖直放置的“T ”形架，表面光滑，滑块A 、B 分别套在水平杆与竖直杆上，A 、B 用一不可伸长的轻细绳相连，A 、B 质量相等，且可看做质点，如图5所示，开始时细绳水平伸直，A 、B 静止．由静止释放B 后，已知当细绳与竖直方向的夹角为60°时，滑块B 沿着竖直杆下滑的速度为v ，则连接A 、B 的绳长为()图5 A.4v 2gB.3v 2gC.3v 24gD.4v 23g 答案 D解析由静止释放B 后，已知当细绳与竖直方向的夹角为60°时，滑块B 沿细绳方向的分速度为v cos 60°＝v 2.此时A 的速度为v 2cos 30°＝3v 3.B 下滑高度h ＝L cos 60°＝L 2，由机械能守恒定律，mgh ＝12m v 2＋12m (3v 3)2，联立解得L ＝4v 23g，选项D 正确．二、双项选择题7．(2013·新课标Ⅱ·20)目前，在地球周围有许多人造地球卫星绕着它转，其中一些卫星的轨道可近似为圆，且轨道半径逐渐变小．若卫星在轨道半径逐渐变小的过程中，只受到地球引力和稀薄气体阻力的作用，则下列判断正确的是( )A ．卫星的动能逐渐减小B ．由于地球引力做正功，引力势能一定减小C ．由于气体阻力做负功，地球引力做正功，机械能保持不变D ．卫星克服气体阻力做的功小于引力势能的减小答案 BD解析在卫星轨道半径逐渐变小的过程中，地球引力做正功，引力势能减小；气体阻力做负功，机械能逐渐转化为内能，机械能减小，选项B 正确，C 错误．卫星的运动近似看作是匀速圆周运动，根据G Mm r 2＝m v 2r 得v ＝ GM r，所以卫星的速度逐渐增大，动能增大，选项A 错误．减小的引力势能一部分用来克服气体阻力做功，一部分用来增加动能，故D 正确．8.跳伞运动员从悬停的直升机上跳下，经过一段时间后拉开绳索开启降落伞，如图6所示是跳伞过程中的v －t 图象．若将人和伞看成一个系统，则 ( )图6A ．系统先加速运动，接着减速运动，最后匀速运动B ．系统受到的合外力始终向下C ．阻力对系统始终做负功D ．系统的机械能守恒答案 AC解析由速度图象可知，系统先加速运动，接着减速运动，最后匀速运动，系统受到的合外力先向下后向上最后为零，选项A 正确，B 错误．阻力与速度方向相反，对系统始终做负功，系统的机械能不守恒，选项C 正确，D 错误．9．悬崖跳水是一项极具挑战性的极限运动，需要运动员具有非凡的胆量和过硬的技术．跳水运动员进入水中后受到水的阻力而做减速运动，设质量为m 的运动员刚入水时的速度为v ，水对他的阻力大小恒为F ，那么在他减速下降深度为h 的过程中，下列说法正确的是(g 为当地的重力加速度)( )A ．他的动能减少了(F －mg )hB ．他的重力势能减小了mgh －12m v 2 C ．他的机械能减少了FhD ．他的机械能减少了mgh答案 AC解析在他减速下降深度为h 的过程中，所受合外力为F －mg ，由动能定理，他的动能减少了(F －mg )h ，他的重力势能减小了mgh ，选项A 正确，B 错误．由功能关系，他的机械能减少了Fh ，选项C 正确，D 错误．10.空中花样跳伞是流行于全世界的一种极限运动．假设某跳伞运动员从静止在空中的飞机上无初速跳下，沿竖直方向下落，运动过程中，运动员受到的空气阻力随着速度的增大而增大，运动员的机械能与位移的关系图象如图7所示，其中0～s1过程中的图线为曲线，s1～s2过程中的图线为直线．根据该图象，下列判断正确的是()图7A．0～s1过程中运动员受到的空气阻力是变力，且不断增大B．s1～s2过程中运动员做匀减速直线运动C．s1～s2过程中运动员做变加速直线运动D．0～s1过程中运动员的动能不断增大答案AD解析根据功能关系，阻力对运动员做的功等于运动员机械能的减少量，则有E＝E0－fs.图线为曲线时阻力是变力，图线为直线时阻力是恒力，可见0～s1过程中运动员加速运动，速度不断增大，阻力不断增大，选项A、D正确；s1～s2过程中运动员匀速下降，选项B、C错误．11．如图8所示，分别用恒力F1、F2将质量为m的物体，由静止开始，沿相同的、固定的粗糙斜面由底端推到顶端，F1沿斜面向上，F2沿水平方向．已知两次所用时间相等，则在两个过程中()图8A．物体加速度相同B．物体机械能增量相同C．物体克服摩擦力做功相同D．恒力F1、F2对物体做功相同答案AB解析根据两次所用时间相等，都是沿相同的、固定的粗糙斜面由底端推到顶端，则在两个过程中物体加速度相同．由v2＝2as知两次的末速度相等，所以物体机械能增量相同，选项A、B正确．F2沿水平方向时，摩擦力较大，物体克服摩擦力做功较多，选项C错误．由动能定理W F－W f－W G＝ΔE k知恒力F2做功较多，D选项错误．12．如图9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、物体速度v随时间t变化的规律如图乙所示．取g＝10 m/s2.则()图9A．物体的质量m＝1.0 kgB．物体与水平面间的动摩擦因数μ＝0.20C．第2 s内物体克服摩擦力做的功W＝2.0 JD．前2 s内推力F做功的平均功率P＝1.5 W答案CD解析第2 s内，根据速度－时间图象可知，物体的加速度为a＝2 m/s2，第3 s内，物体做匀速直线运动，F＝f＝μmg＝2 N，根据牛顿第二定律有3 N－μmg＝ma，解得m＝0.5 kg，μ＝0.40，A、B选项错误；第2 s内物体运动的位移为1 m，摩擦力为2 N，克服摩擦力做的功W＝2.0 J，C选项正确；前2 s内推力F做功为3 J，平均功率P＝32W ＝1.5 W，D选项正确．13.如图10所示，木块B上表面是水平的，木块A置于B上并与B保持相对静止，一起沿固定的光滑斜面由静止开始下滑，在下滑过程中()图1A．A所受的合外力对A不做功B．B对A的弹力做正功C．B对A的摩擦力做正功D．A对B不做功答案CD解析AB一起沿固定的光滑斜面由静止开始下滑，设斜面倾角为θ，则加速度为g sin θ.由于A速度增大，由动能定理，A所受的合外力对A做正功，B对A的摩擦力做正功，B对A的弹力做负功，选项A、B错误，C正确．A对B不做功，选项D正确．14.如图11所示，在倾角为θ的光滑斜面上有一轻质弹簧，其一端固定在斜面下端的挡板上，另一端与质量为m的物体接触(未连接)，物体静止时弹簧被压缩了x0.现用力F缓慢沿斜面向下推动物体，使弹簧在弹性限度内再被压缩2x0后保持物体静止，然后撤去F，物体沿斜面向上运动的最大距离为4.5x0，则在撤去F后到物体上升到最高点的过程中()图11A．物体的动能与重力势能之和不变B．弹簧弹力对物体做功的功率一直增大C．弹簧弹力对物体做的功为4.5mgx0sin θD．物体从开始运动到速度最大的过程中克服重力做的功为2mgx0sin θ答案CD解析在运动过程中有弹簧的弹性势能转化为物体的动能与重力势能，选项A错误；根据功能关系知，选项C正确；弹簧弹力对物体做功的功率先增大后减小，选项B错误；物体在弹簧压缩量为x0处速度最大，这时物体从静止开始沿斜面向上运动了2x0，克服重力做功为2mgx0sin θ，选项D正确．【解题方法技巧4】选项分组法以上练习中5题的A、B选项和C、D选项分别讨论同一问题，分析其中一个选项，即可推出另一选项的正误，其中9、10题也有此特点，因此，我们在分析此问题时，可以根据选项的内容进行分组研究，这种方法叫“选项分组法”.解题时通过审视题干和观察选项，先对选项分组，然后针对各组所要表述的情况选用合适的物理概念、规律或结论确定正确答案，既可避免选项的逐一判断，缩短解题时间，又可以防止解答时多选和漏选的发生，提高解答的准确率.。

高三物理：功和功率、功能关系(含精细解析)

教师备选题库：功和功率1．如图1所示，拖着旧橡胶轮胎跑是身体耐力训练的一种有效方法。

如果某受训者拖着轮胎在水平直道上跑了100 m ，那么下列说法正确的是( ) A ．轮胎受到地面的摩擦力做了负功 B ．轮胎受到的重力做了正功 C ．轮胎受到的拉力不做功图1D ．轮胎受到地面的支持力做了正功2．如图2所示，演员正在进行杂技表演。

由图可估算出他将一只鸡蛋抛出的过程中对鸡蛋所做的功最接近于( )A ．0.3 JB ．3 JC ．30 JD ．300 J图23．一质量为m 的木块静止在光滑的水平面上，从t ＝0开始，将一个大小为F 的水平恒力作用在该木块上，在t ＝t 1时刻力F 的瞬时功率是( )A.F 22m t 1 B.F 22m t 12 C.F 2mt 1D.F 2mt 12 4．如图3所示，在外力作用下某质点运动的v －t 图像为正弦曲线。

从图中可以判断( )A ．在0～t 1时间内，外力做正功B ．在0～t 1时间内，外力的功率逐渐增大C ．在t 2时刻，外力的功率最大图3D ．在t 1～t 3时间内，外力做的总功为零5．如图4所示，倾角为θ的斜劈放在水平面上，斜劈上用固定的竖直挡板挡住一个光滑的质量为m 的小球，当整个装置沿水平面以速度v 向左匀速运动时间t 时，以下说法正确的是( )A ．小球的重力做功为零B ．斜劈对小球的弹力做功为mg v tcos θ图4C ．挡板对小球的弹力做功为零D ．合力对小球做功为零6．起重机的钢索将重物由地面吊到空中某个高度，其速度－时间图像如图5所示，则钢索拉力的功率随时间变化的图像可能是图6中的( )图5图67．如图7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( )图7A ．0B.12F m x 0 C.π4F m x 0D.π4x 02 8．下列图8是反映汽车以额定功率P 额从静止开始匀加速启动，最后做匀速运动的过程中，其速度随时间以及加速度、牵引力和功率随速度变化的图像，其中正确的是( )图89．一根质量为M 的直木棒，悬挂在O 点，有一只质量为m 的猴子抓着木棒，如图9所示。

专题8功和功率+力图像模型-2023年高考物理机械能常用模型最新模拟题精练(解析版)

高考物理《机械能》常用模型最新模拟题精练专题8.功和功率+力图象模型一．选择题1．（2023重庆名校教育联盟质检）用钉锤将一钉子钉入木板中，设钉子所受木板阻力与进入木板的深度成正比，不计钉子重力，钉锤每次打击钉子所做的功相同，则打击第n 次与打击第一次钉子进入木板的深度之比为（）A 1n n -B ．12n n +-C 1n -D ．1【参考答案】．A【名师解析】由题意可知，阻力与深度d 成正比，f -d 图象如图所示，F -x 图象与坐标轴所形成图形的面积等于力所做的功，每次钉钉子时做功相同，如图所示可得：每次所围面积相同，根据相似比的平方等于面积比可得:第1次：前2次：前3次...=23:...n 1次：第2次：第3次...=1:(21):(32):...(1)n n --打击第n 次与打击第一次钉子进入木板的深度之比为1n n -，A 正确。

2.(2022河北唐山一模)“质量为1kg 的物块以某一初速度沿斜面从底端上滑，其重力势能和动能随上滑距离s 的变化如图中直线I 、Ⅱ所示，以斜面底端所在水平面为重力势能的参考面，重力加速度取210m/s 。

则（）A.物块上滑过程中机械能守恒B.物块与斜面间的滑动摩擦力大小为4NC.物块下滑时加速度的大小为24m/sD.物块返回到斜面底端时的动能为10J 【参考答案】BD【名师解析】．由图发现重力势能和动能之和一直在改变，则机械能不守恒，故A 错误；由图发现，上滑5m 过程中，机械能共减小了20J ，机械能减少量等于克服阻力做功，故E fs ∆=，解得4N f =，故B 正确；C ．上滑5m 过程中，重力势能增加30J ，根据p E mgh ∆=可知，上升的高度为3m h =，则斜面倾角正弦值：sin 0.6hsθ==，根据牛顿第二定律sin mg f ma θ-=，解得：22m/s a =，故C 错误；物块返回到斜面底端时，克服阻力做功：240J W fs ==，返回到斜面底端时的动能k k010J E E W =-=，选项D 正确。

高中物理精品试题：功、功率

一、功、功率1. 关于作用力与反作用力做功的关系, 下列说法中正确的是( )(A)当作用力做正功时, 反作用力一定做负功(B)当作用力不做功时, 反作用力也不做功(C )作用力与反作用力所做的功一定是大小相等、正负相反的(D)作用力做正功时, 反作用力也可以做正功2．如图所示, 两个互相垂直的力F1和F2作用在同一物体上, 使物体运动, 物体发生一段位移后, 力F1对物体做功为4J, 力F2xkb 对物体做功为3J, 则力F1与F2的合力对物体做功为( )(A )7J (B )5J (C )3.5J (D )1J3. 如图所示, 质量为m 的物体在与水平方向成θ角的拉力作用下, 在水平面上匀速移动位移s.已知物体与平向间的动摩擦因数为μ, 则外力做功大小为( )(A )μmgs (B )μmgscosθ(C )θμθμsin cos mgs +(D )θμθθμsin cos mgscos + 4. 一列火车在恒定功率的牵引下由静止从车站出发, 沿直轨道运动, 行驶5min 后速度达到20m ／s, 设列车所受阻力恒定, 则可以判定列车在这段时间内行驶的距离( )(A )一定大于3km (B )可能等于3km(C )一定小于3km (D )以上说法都不对5. 如图所示, 劈a 放在光滑的水平面上, 斜面光滑, 把b 物体放在斜面的顶端由静止开始滑下, 则在下滑过程中, a 对b 的弹力对b 做的功为W1对a 的弹力对a 做的功为W2, 下列关系中正确的是( )(A)W1=0, W2=0(B)W1≠0, W2=0(C)W1=0, W2≠0(D)W1≠0, W2≠06. 如图所示, 甲、乙两个容器形状不同, 现有两块完全相同的金属块用细线系着分别浸没入同样深度, 这时两容器的水面相平齐, 如果将金属块匀速提升一段位移, 但仍浸没在水面以下, 不计水的阻力, 则( )(A)在甲容器中提升时, 拉力做功较多(B)在乙容器中提升时, 拉力做功较多(C)在两个容器中提升时, 拉力做功相同(D )做功多少无法比较7.设在平直公路上以一定速度行驶的自行车, 所受阻力约为车、人总重力的0.02倍, 则骑车人的最接近于( )(A )10-1kW (B )10-3kW(C )1kW (D )10kW8. 汽车在平直公路上行驶, 它受到的阻力大小不变, 若发动机的功率保持恒定, 汽车在加速行驶的过程中, 它的牵引力F 将______, 加速度a 将(选填“增大”或“减小”)9.如图所示，水平传送带正以v=2m／s的速度运行，两端的距离为l=10m.把一质量为m=1kg 的物体轻轻放到传送带上，物体在传送带的带动下向右运动.如物体与传送带间的动摩擦因数μ=0.1，则把这个物体从传送带左端传送到右端的过程中，摩擦力对其做了多少功?摩擦力做功的平均功率有多大?10. 某校物理兴趣小组决定举行遥控赛车比赛。

功功率动能定理 --2024届新高考物理冲刺专项训练(解析版)

专题功功率动能定理一、单选题1(23-24高三下·浙江宁波·阶段练习)下列说法正确的是()A.甲图中研究篮球的进入篮筐的过程，可将篮球看成质点B.乙图中羽毛球在空中运动时的轨迹并非抛物线，其水平方向的分速度逐渐减小C.丙图中运动员训练蹲踞式起跑时，起跑器对运动员做正功D.丁图中运动员跳高下落时，通过海绵垫可减少接触面对运动员的冲量从而实现缓冲【答案】B【详解】A．甲图中研究篮球的进入篮筐的过程，篮球大小和形状不能忽略，不可以将篮球看成质点，A错误；B．羽毛球所受空气阻力不能忽略，故轨迹并非抛物线，在阻力作用下羽毛球水平方向的分速度逐渐减小，B正确；C．起跑器的弹力方向运动员没有位移，起跑器对运动员不做功，C错误；D．运动员动量的变化量一定，海绵垫的作用是通过延长接触时间，减小运动员受到的弹力，起到缓冲作用，D错误。

故选B。

2(2024·安徽·模拟预测)如图所示，一质量为m的物体，沿半径为R的四分之一固定圆弧轨道滑行，由于物体与轨道之间动摩擦因数是变化的，使物体滑行到最低点的过程中速率不变。

该物体在此运动过程，下列说法正确的是()A.动量不变B.重力做功的瞬时功率不变C.重力做功随时间均匀变化D.重力的冲量随时间均匀变化【答案】D【详解】A．物体的速度大小不变，方向发生改变，则物体的动量大小不变，方向发生改变，故A错误；B．根据P=mgv y由于物体竖直方向的分速度逐渐减小，则重力做功的瞬时功率逐渐减小，故B错误；C．根据W=mgh物体速率不变，但竖直方向的分速度发生改变，所以物体下落的高度不是随时间均匀变化，则重力做功不是随时间均匀变化，故C错误；D．根据I=mgt由于重力恒定不变，可知重力的冲量随时间均匀变化，故D正确。

故选D。

3(23-24高三上·贵州贵阳·期末)课间，某男同学利用未开封的矿泉水，进行负重深蹲训练，根据体育老师传授的经验，将矿泉水环抱入怀中，与胸口保持相对静止，稳定后完成“下蹲-维持-站起”的深蹲动作。

高考物理三轮专练(9)功、功率、功能关系(含答案)

专练9功功率功能关系1．如图1所示，质量相等的物体A和物体B与地面间的动摩擦因数相等，在力F 的作用下，一起沿水平地面向右移动x，则()图1A．摩擦力对A、B做功相等B．A、B动能的增量相同C．F对A做的功与F对B做的功相等D．合外力对A做的功与合外力对B做的功不相等解析因F斜向下作用在物体A上，A、B受的摩擦力不相同，所以摩擦力对A、B做的功不相等，A错误；但A、B两物体一起运动，速度始终相同，故A、B动能增量一定相同，B正确；F不作用在B上，因此力F对B不做功，C错误；合外力对物体做的功等于物体动能的增量，故D错误．答案 B2．(2014·宁夏银川一中一模，16)图2如图2所示为某中学科技小组制作的利用太阳能驱动小车的装置．当太阳光照射到小车上方的光电板时，光电板中产生的电流经电动机带动小车前进．若质量为m 的小车在平直的水泥路上从静止开始沿直线加速行驶，经过时间t前进的距离为x，且速度达到最大值v m.设这一过程中电动机的功率恒为P，小车所受阻力恒为f，那么这段时间内()A．小车做匀加速运动B．小车受到的牵引力逐渐增大C．小车受到的合外力所做的功为PtD．小车受到的牵引力做的功为fx＋12m v2m解析小车在运动方向上受向前的牵引力F和向后的阻力f，因为v增大，P不变，由P＝F v，F－f＝ma，得出F逐渐减小，a也逐渐减小，当v＝v m时，a＝0，故A、B项均错；合外力做的功W外＝Pt－fx，由动能定理得W牵－fx＝12m v2m，故C项错，D项对．答案 D3．如图3所示，一质量为M，长为L的木板，放在光滑的水平地面上，在木板的右端放一质量为m的小木块，用一根不可伸长的轻绳通过光滑的定滑轮分别与m、M连接，木块与木板间的动摩擦因数为μ，开始时木块和木板静止，现用水平向右的拉力F作用在M上，在将m拉向木板左端的过程中，拉力至少做功为()图3A．2μmgL B.12μmgLC．μ(M＋m)gL D．μmgL解析在拉力F的作用下，m、M缓慢匀速运动，将m拉到木板的左端的过程中，拉力做功最少，设此时绳的拉力为T，则T＝μmg，T＋μmg＝F，当m到达M左端时，M向右运动的位移为L2，故拉力做功W＝F·L2＝μmgL，故D正确．答案 D4．(2014·上海卷，11)静止在地面上的物体在竖直向上的恒力作用下上升，在某一高度撤去恒力．不计空气阻力，在整个上升过程中，物体机械能随时间变化关系是()解析设在恒力作用下的加速度为a，则机械能增量E＝Fh＝F·at2/2，知机械能随时间不是线性增加，撤去拉力后，机械能守恒，则机械能随时间不变．故C正确，A、B、D错误．答案 C图45．如图4所示，竖直平面内放一直角杆MON，杆的水平部分粗糙，动摩擦因数μ＝0.2，杆的竖直部分光滑．两部分各套有质量均为1 kg的小球A和B，A、B球间用细绳相连．初始A、B均处于静止状态，已知：OA＝3 m，OB＝4 m，若A球在水平拉力的作用下向右缓慢地移动1 m(取g＝10 m/s2)，那么该过程中拉力F做功为()A．14 J B．10 J C．6 J D．4 J解析对A、B球整体受力分析如图所示，由于在水平拉力作用下A球缓慢移动，所以F N1＝2mg＝2×1×10 N＝20 N，F f＝μF N1＝0.2×20 N＝4 N，根据动能定理可知，W F＋WF f＋W G B＝0，所以W F＋(－F f×l)＋(－mgl)＝0，代数解得W F＝14 J，选项A正确．答案 A6．(2014·吉林省吉林市质检，20)图5如图5所示，长为L 的粗糙长木板水平放置，在木板的A 端放置一个质量为m 的小物块．现缓慢地抬高A 端，使木板以左端为轴转动，当木板转到与水平面的夹角为α时小物块开始滑动，此时停止转动木板，小物块滑到底端的速度为v ，重力加速度为g .下列判断正确的是( )A ．整个过程物块受的支持力垂直于木板，所以不做功B ．物块所受支持力做功为mgL sin αC ．发生滑动前静摩擦力逐渐增大D ．整个过程木板对物块做的功等于物块机械能的增量解析由题意得，物块滑动前支持力属于沿运动轨迹切线方向的变力，由微元法可知在这个过程中支持力做正功，而且根据动能定理，在缓慢抬高A 端的过程中，W －mgL sin α＝0，可知W ＝mgL sin α，所以A 项错，B 项正确．由平衡条件得在滑动前静摩擦力f 静＝mg sin θ，当θ↑，f 静↑，所以C 正确．在整个过程中物块的重力势能不变，动能增加，所以机械能变大，根据除了重力以外其他力做功等于机械能的变化量可知D 项正确．答案 BCD7．(2014·高考冲刺卷六)三角形传送带以1 m/s 的速度逆时针匀速转动，两边的传送带长都是2 m 且与水平方向的夹角均为37°.现有两个质量相同的小物块A 、B 从传送带顶端都以1 m/s 的初速度沿传送带下滑，物块与传送带间的动摩擦因数都是0.5，g 取10 m/s 2，sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8.下列判断正确的是( )图6 A ．物块A 先到达传送带底端B ．物块A 、B 同时到达传送带底端C ．传送带对物块A 、B 均做负功D ．物块A 下滑过程系统产生的热量小于B 下滑过程系统产生的热量解析计算比较得mg sin θ＞μmg cos θ，A 和B 沿传送带斜面向下做初速度相同、加速度相同的匀加速运动，并且两物块与地面距离相同，所以两物块同时到达底端，选项A 错，B 对；两物块的摩擦力方向都与运动方向相反，所以传送带对物块A 、B 均做负功，选项C 对；物块A 与传送带运动方向相同，物块B 与传送带运动方向相反，而划痕是指物块与传送带间的相对位移，所以s 相对A ＜s 相对B ，而Q 热＝μmgs 相对，所以Q A ＜Q B ，选项D 对．答案 BCD8．(2014·山西太原一模，18)图7将小球以10 m/s 的初速度从地面竖直向上抛出，取地面为零势能面，小球在上升过程中的动能E k 、重力势能E p 与上升高度h 间的关系分别如图7中两直线所示．取g ＝10 m/s 2，下列说法正确的是( )A ．小球的质量为0.2 kgB ．小球受到的阻力(不包括重力)大小为0.20 NC ．小球动能与重力势能相等时的高度为2013 mD ．小球上升到2 m 时，动能与重力势能之差为0.5 J解析在最高点，E p ＝mgh 得m ＝0.1 kg ，A 项错误；由除重力以外其他力做功W 其＝ΔE 可知：－fh ＝E 高－E 低，E 为机械能，解得f ＝0.25 N ，B 项错误；设小球动能和重力势能相等时的高度为H ，此时有mgH ＝12m v 2，由动能定理：－fH －mgH＝12m v 2－12m v 20，得H ＝209 m ，故C 项错；当上升h ′＝2 m 时，由动能定理，－fh ′－mgh ′＝E k2－12m v 20得E k2＝2.5 J ，E p2＝mgh ′＝2 J ，所以动能与重力势能之差为0.5 J ，故D 项正确．答案 D9．(2014·黑龙江齐齐哈尔二模，17)图8如图8所示，质量相等、材料相同的两个小球A 、B 间用一劲度系数为k 的轻质弹簧相连组成系统，系统穿过一粗糙的水平滑杆，在作用在B 上的水平外力F 的作用下由静止开始运动，一段时间后一起做匀加速运动，当它们的总动能为4E k 时撤去外力F ，最后停止运动．不计空气阻力，认为最大静摩擦力等于滑动摩擦力．则在从撤去外力F 到停止运动的过程中，下列说法正确的是( )A ．撤去外力F 的瞬间，弹簧的压缩量为F 2kB ．撤去外力F 的瞬间，弹簧的伸长量为F kC ．系统克服摩擦力所做的功小于系统机械能的减少量D ．A 克服外力所做的总功等于2E k解析撤去F 瞬时，弹簧处于拉伸状态，对系统在F 作用下一起匀加速运动，由牛顿第二定律有F －2μmg ＝2ma ，对A 有k Δx －μmg ＝ma ，求得拉伸量Δx ＝F 2k ，则A 、B 两项错误；撤去F 之后，系统运动过程中，克服摩擦力所做的功等于机械能的减少量，则C 错误；对A 利用动能定理W 合＝0－E k A ，又有E k A ＝E k B ＝2E k ，则知A 克服外力做的总功等于2E k ，则D 项正确．答案 D10．一质量为m 的物体静止在粗糙的水平地面上，从t ＝0时刻开始受到方向恒定的水平拉力F 作用，F 与时间t 的关系如图9甲所示．物体在t 02时刻开始运动，其v －t 图象如图乙所示，若可认为滑动摩擦力等于最大静摩擦力，则( )图9A ．物体与地面间的动摩擦因数为2F 0mgB ．物体在t 0时刻的加速度大小为2v 0t 0C ．物体所受合力在t 0时刻的功率为2F 0v 0D ．水平力F 在t 0到2t 0这段时间内的平均功率为F 0(2v 0＋F 0t 0m )解析由题图知在t 02时刻，物体刚被拉动，有F 0＝μmg ，则μ＝F 0mg ，A 错误；在t 0时刻加速度大于v 0t 02＝2v 0t 0，B 错误；物体在t 0时刻的合力F ＝2F 0－μmg ＝F 0，功率P ＝F v 0＝F 0v 0，C 错误；t 0～2t 0时间内，加速度为a ＝2F 0－μmg m＝F 0m ，2t 0时刻的速度为v ＝v 0＋at ，t 0～2t 0时间内的平均速度v ＝v 0＋v 2，平均功率P ＝2F 0v ，联立得P ＝F 0(2v 0＋F 0t 0m )，D 正确．答案D图1011．有一系列斜面，倾角各不相同，它们的底端相同，都是O 点，如图10所示．有一些完全相同的滑块(可视为质点)从这些斜面上的A 、B 、C 、D ……各点同时由静止释放，下列判断正确的是( )A ．若各斜面均光滑，且这些滑块到达O 点的速率相同，则A 、B 、C 、D ……各点处在同一水平线上B ．若各斜面均光滑，且这些滑块到达O 点的速率相同，则A 、B 、C 、D ……各点处在同一竖直面内的圆周上C ．若各斜面均光滑，且这些滑块到达O 点的时间相同，则A 、B 、C 、D ……各点处在同一竖直面内的圆周上D ．若各斜面与这些滑块间有相同的动摩擦因数，滑到O 点的过程中，各滑块损失的机械能相同，则A 、B 、C 、D ……各点处在同一竖直线上解析由机械能守恒可知A 正确，B 错误；若A 、B 、C 、D ……各点在同一竖直平面内的圆周上，则下滑时间均为t ＝2d g (d 为直径)，因此选项C 正确；设斜面和水平面间夹角为θ，损失的机械能为ΔE＝μmgs cos θ，损失机械能相同，则s cos θ相同，因此A、B、C、D……各点在同一竖直线上，D正确．答案ACD12．(2014·西安二模)图11如图11所示，有一光滑斜面倾角为θ，c为斜面上固定挡板，物块a和b通过轻质弹簧连接，a、b处于静止状态，弹簧压缩量为x.现对a施加沿斜面向下的外力使弹簧再压缩3x，之后突然撤去外力，经时间t，物块a沿斜面向上运动的速度为v，此时物块刚要离开挡板．已知两物块的质量均为m，重力加速度为g.下列说法正确的是()A．弹簧的劲度系数为2mg sin θxB．物块b刚要离开挡板时，a的加速度为g sin θC．物块a沿斜面向上运动速度最大时，物块b对挡板c的压力为0D．撤去外力后，经过时间t，弹簧弹力对物块a做的功为5mgx sin θ＋12m v2解析无外力作用时，以物块a为研究对象kx＝mg sin θ，k＝mg sin θx，选项A错误；当物块b刚离开挡板时，以物块b为研究对象kx1＝mg sin θ，所以x1＝x，弹簧处于拉伸状态，这时物块a的加速度为2g sin θ，选项B错误；物块a速度最大时，弹簧处于压缩状态，物块b对挡板c的压力为2mg sin θ，选项C错误；撤去外力后由动能定律得W弹－mg sin θ·5x＝12m v2－0，W弹＝5mgx sin θ＋12m v2，选项D正确．答案 D13．(2014·上海卷，16)图12如图12，竖直平面内的轨道Ⅰ和Ⅱ都由两段细直杆连接而成，两轨道长度相等，用相同的水平恒力将穿在轨道最低点B的静止小球，分别沿Ⅰ和Ⅱ推至最高点A，所需时间分别为t1、t2，动能增量分别为ΔE k1、ΔE k2，假定球在经过轨道转折点前后速度大小不变，且球与Ⅰ和Ⅱ轨道间的动摩擦因数相等，则()A．ΔE k1＞ΔE k2，t1＞t2B．ΔE k1＝ΔE k2，t1＞t2C．ΔE k1＞ΔE k2，t1＜t2D．ΔE k1＝ΔE k2，t1＜t2解析因为摩擦力做功W f＝μ(mg cos θ＋F sin θ)·s＝μmgx＋μFh，可知沿两轨道运动，摩擦力做功相等，根据动能定理得：W F－mgh－W f＝ΔE k，知两次情况拉力做功相等，摩擦力做功相等，重力做功相等，则动能的变化量相等．作出在两个轨道上运动的速度—时间图线如图所示，由于路程相等，则图线与时间轴围成的面积相等，由图可知，t1＞t2.故B正确，A、C、D错误．答案 B14．如图13甲所示，质量m＝0.5 kg，初速度v0＝10 m/s的物体，受到一个与初速方向相反的外力F的作用，沿粗糙的水平面滑动，经3 s撤去外力，直到物体停止，整个过程物体的v－t图象如图乙所示，g取10 m/s2，则()图13A．物体与地面的动摩擦因数为0.1B．0～2 s内F做的功为－8 JC．0～7 s内物体由于摩擦产生的热量为25 JD．0～7 s内物体滑行的总位移为29 m解析由图象可知物体在3～7 s内仅受摩擦力做减速运动，其加速度a＝1 m/s2＝μg，得物体与地面的动摩擦因数为0.1，A对；计算0～7 s内所围面积可得物体滑行的总位移为x＝29 m，D对，0～7 s内物体由于摩擦产生的热量为Q＝μmgx＝14.5 J，C错；0～2 s加速度a1＝2 m/s2，由μmg＋F＝ma1可得F＝0.5 N，0～2 s内位移由面积可得s＝16 m，所以F做的功为W＝－Fs＝－8 J，B对．答案ABD。

2020届高考物理第二轮专题复习课时提升训练：功和功率功能关系(含解析)

2020届高考物理第二轮专题复习课时提升训练功和功率功能关系一、选择题1．发动机额定功率为P0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F f，汽车刚开始启动时的牵引力和加速度分别为F0和a0，如图所示描绘的是汽车在这一过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( )答案 A解析汽车由静止开始匀加速启动时，a 一定，根据v ＝at 知v 增大，由F ＝ma ＋F f 知F 一定，根据P ＝Fv 知v 均匀增大，功率P 也均匀增大，达到P 额后，功率保持不变，v 继续增大，所以F ＝P v 减小，a ＝F －F f m 减小，当F ＝F f 时，a ＝0，v m ＝PF f，此后汽车做匀速运动，故只有A正确．2．研究表明，人步行时重心升降的幅度约为脚跨一步距离的0.1倍．某同学体重为70kg ，在水平地面上匀速步行的速度为5km/h ，g 取10m/s 2，此过程中他的平均功率约为( ) A ．5W B ．50W C ．100W D ．200W答案 C解析人步行时重心升降的幅度约为脚跨一步距离的0.1倍，设该同学在时间t 内在水平地面上运动的距离为vt ，此过程中重心上升的高度为Δh ＝0.1vt ，其重力为G ＝700N ，所以平均功率P ＝G Δht＝0.1Gvt t ＝0.1Gv ＝0.1×700×53.6W≈97.2W，故C 正确． 3．人们用一块弹性毯子将小孩竖直抛起，再保持弹性毯子水平，接住小孩，这是阿拉斯加当地人的一种娱乐方式．若不计空气阻力，下列说法中正确的是( )A ．用毯子将小孩上抛，毯子对小孩做正功，小孩机械能增加B ．小孩在空中上升时处于超重状态，下落过程处于失重状态C ．小孩由最高点下落，一接触到弹性毯子就立刻做减速运动D ．小孩由最高点下落至速度为零的过程中，小孩机械能守恒答案 A4. “反向蹦极”是蹦极运动的一种类型，如图所示，将弹性绳拉长后固定在运动员身上，并通过其他力作用使运动员停留在地面上，当撤去其他力后，运动员从A 点被“发射”出去冲向高空，当上升到B 点时弹性绳恢复原长，运动员继续上升到最高点C ，若运动员始终沿竖直方向运动并视为质点，忽略弹性绳质量与空气阻力．下列说法正确的是( )A．运动员在A点时弹性绳的弹性势能最小B．运动员在B点时的动能最大C．运动员在C点时的加速度大小为0D．运动员从A点运动到B点的过程，弹性绳的弹性势能减小量大于运动员重力势能的增加量答案 D5．在水平地面上方某处，把质量相同的P、Q两小球以相同速率沿竖直方向抛出，P向上，Q向下，不计空气阻力，两球从抛出到落地的过程中( )A．P球重力做功较多B．两球重力的平均功率相等C ．落地前瞬间，P 球重力的瞬时功率较大D ．落地前瞬间，两球重力的瞬时功率相等答案 D解析根据W ＝mgh 可知两球重力做功相同，选项A 错误；上抛的物体运动时间长，根据P ＝Wt可知两球重力的平均功率不相等，选项B错误；根据机械能守恒定律可知12mv 2＝mgh ＋12mv 02，两球落地的速度相同，根据P ＝mgv 可知落地前瞬间，两球重力的瞬时功率相等，选项C 错误，D 正确．6. 某三层书架放在1m 高的桌面上，书架的层高均为30cm ，隔板厚度不计．假设每本书质量为1kg ，高度为20cm ，每层书架可竖直摆放10本书，一开始所有书全部都平铺在水平地面上．现将书搬到书架上并竖直放满书架，需要做的功为(g 取 10m/s 2)( )A．435J B．420J C．120J D．390J答案 B解析放满书的三层书架，三层书的重心分别上升1.1m，1.4m,1.7m，由W＝mg(h1＋h2＋h3)＝420J.7．放置于水平地面上的物体在水平恒力F作用下，以不同的速度沿着力F的方向匀速运动了距离L.第一次的速度为v1，恒力F做的功为W1，功率为P1；第二次的速度为v2，恒力F做的功为W2，功率为P2.已知v1>v2，则下列判断正确的是( )A．W1>W2，P1＝P2B．W1>W2，P1>P2C．W1＝W2，P1＝P2D．W1＝W2，P1>P2答案 D解析根据W ＝FL 可知，两次做功相同则W 1＝W 2；由于v 1>v 2，所以第一次做功时间短，根据P ＝Wt可得P 1>P 2，选项D 正确．8．如图所示，两个半径不同、内壁光滑的半圆轨道，固定于地面，两轨道的球心O 、O ′在同一水平高度上，一小球先后从与轨道球心在同一高度上的A 、B 两点从静止开始滑下，以轨道球心所在位置为零势能面，通过最低点时，下列说法中不正确的是( )A ．小球对轨道的压力是相同的B ．小球的速度相同C ．小球向心加速度是相同的D ．小球的机械能相同答案 B解析设小球通过最低点的速度大小为v ，半圆的半径为R .在落到最低点的过程中．根据动能定理得mgR ＝12mv 2－0，解得v ＝2gR ，可知R 越大v 越大，故B 错误；在最低点，竖直方向上的合力提供向心力，由牛顿第二定律有F N －mg ＝m v 2R，联立解得F N ＝3mg ，可知轨道对小球的支持力与半圆轨道的半径无关，由牛顿第三定律可知小球对两轨道的压力大小圴为重力的3倍，方向均竖直向下，故A 正确；在最低点，a ＝F N －mg m＝2g ，方向竖直向上，故C 正确；两球下滑都只有重力做功，满足机械能守恒，故D 正确．9．一名外卖送餐员用电动自行车沿平直公路行驶给客户送餐，中途因电瓶“没电”，只能改用脚蹬车以5m/s 的速度匀速前行，骑行过程中所受阻力大小恒为车和人总重力的0.02倍(取g ＝10m/s 2)，该送餐员骑电动自行车以5m/s 的速度匀速前行过程做功的功率最接近( )A ．10WB ．100WC ．1kWD ．10kW 答案 B解析设送餐员和车的总质量为100kg ，匀速行驶时的速率为5m/s ，匀速行驶时的牵引力与阻力大小相等，F ＝0.02mg ＝20N ，则送餐员骑电动自行车匀速行驶时的功率为P ＝Fv ＝100W ，故B 正确． 10、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 点开始运动到其轨迹最高点，机械能的增量为( )A ．2mgRB ．4mgRC ．5mgRD ．6mgR答案 C解析小球从a 运动到c ，根据动能定理，得 F ·3R －mgR ＝12mv 12，又F ＝mg ，故v 1＝2gR ，小球离开c 点在竖直方向做竖直上抛运动，水平方向做初速度为零的匀加速直线运动．且水平方向与竖直方向的加速度大小相等，都为g ，故小球从c 点到最高点所用的时间t ＝v 1g ＝2R g ，水平位移x ＝12gt 2＝2R ，根据功能关系，小球从a 点到轨迹最高点机械能的增量为力F 做的功，即ΔE ＝F ·(2R ＋R ＋x )＝5mgR . 二、非选择题11．如图所示，一水平圆盘绕过圆心的竖直轴转动，圆盘半径R ＝0.2m ，圆盘边缘有一质量m ＝1kg 的小滑块．当圆盘转动的角速度达到某一数值时，滑块恰从圆盘边缘A 沿过渡圆管滑落，进入轨道ABC ，AB 粗糙，BCD 光滑，CD 面足够长且离地面高为h ′＝0.4m ，经C 点后突然给滑块施加水平向右的恒力F ＝1033N ．已知AB 段斜面倾角为60°，BC 段斜面倾角为30°，小滑块与圆盘的动摩擦因数μ＝0.5，A 点离B 点所在水平面的高度h ＝1.2m ，运动到B 点时的速度为3m/s ，滑块从A 至C 运动过程中始终未脱离轨道，不计在过渡圆管处和B 点的机械能损失，最大静摩擦力近似等于滑动摩擦力，重力加速度g 取10m/s 2，求：(1)滑出A 点时，圆盘转动的角速度ω； (2)小滑块在从A 到B 时，摩擦力做的功； (3)小滑块在CD 面上的落点距C 点的水平距离．答案 (1)5rad/s (2)－8J (3)315m解析 (1)滑块在圆盘上做圆周运动时，静摩擦力充当向心力，根据牛顿第二定律得：μmg ＝mω2R ，代入数据解得：ω＝5rad/s (2)v A ＝ωR ＝5×0.2m/s＝1m/s ，从A 到B 的运动过程由动能定理：mgh ＋W f ＝12mv B 2－12mv A 2，解得W f ＝－8J(3)－mgh ′＝12mv C 2－12mv B 2解得v C ＝1m/s对小滑块经C 点后受力分析可知，F 合＝2033N ，则合加速度大小为a＝2033m/s 2，方向与C 点速度方向垂直 v y ＝v C sin30°，小滑块经C 点到落地的过程，用时t ＝2v yg，小滑块在C 点时，水平方向的速度v x ＝v C cos30°，水平方向加速度a ＝Fm，小滑块在CD 面上的落点距C 点的水平距离x＝v x t ＋12at 2，联立解得x ＝315m.12．如图所示是滑块翻越碰撞游戏的示意图．弹射装置将滑块以一定初速度从A 点弹出，滑块沿粗糙桌面运动，从B 点进入竖直光滑圆轨道，沿圆轨道运动一周后离开轨道，向桌面边缘的C 点运动．滑块在C 点水平抛出，恰好在D 点沿DE 方向进入光滑倾斜轨道．固定在轨道底端的弹性板EF 与轨道垂直，滑块与弹性板碰撞后反弹，碰撞过程中有能量损失．已知可视为质点的滑块质量m ＝0.1kg ，滑块与桌面间的动摩擦因数μ＝0.2，桌面AB 和桌面BC 长度分别为x 1＝2.25m 与x 2＝1.0m ，C 、D 两点高度差h ＝0.2m ，轨道的倾角θ为30°，DE 长度L ＝0.9m ，每次滑块与弹性板碰撞后速度大小变为碰前的0.6倍，重力加速度g 取10m/s 2.(1)求滑块从C 点运动到D 点的时间； (2)求滑块在A 点的动能大小； (3)求竖直圆轨道的最大半径； (4)求滑块在倾斜轨道运动的总距离．答案 (1)0.2s (2)1.25J (3)0.32m (4)3.7125m 解析 (1)滑块由C 点到D 点做平抛运动： h ＝12gt 2代入数据得：t ＝0.2s(2)设滑块在D 的竖直速度为v Dy ，水平速度为v Dx ，滑块在C 速度为vC ，则v Dy ＝gt ＝2m/sv Dyv Dx＝tan30° v C ＝v Dx ＝23m/s设滑块在A 点的动能为E k A ，根据动能定理：－μmg (x 1＋x 2)＝12mv C 2－E k A代入数据得E k A ＝1.25J(3)设滑块在圆轨道的最高点的速度至少为v ，则mg ＝m v 2R设竖直圆轨道的最大半径为R ，由动能定理2mgR －μmgx 2＝12mv C 2－12mv 2由以上两式得可：R ＝0.32m(4)设滑块到达D 点时的速度为v D ，则v D ＝4.0m/s 设滑块到达E 点的速度为v E ，由机械能守恒 12mv D 2＋mgL sin θ＝12mv E 2v E ＝5.0m/s设第一次碰后速度为v 1，第二次碰后速度为v 2，第n 次碰后速度为v n ，则v 1＝3.0m/s第一次反弹上滑距离：x 1＝v 122g sin θ＝0.9m ＝L第二次反弹上滑距离：x 2＝(35)2x 1＝925L第三次反弹上滑距离：x 3＝(35)2x 2＝(925)2L第n 次反弹上滑距离：x n ＝(35)2x n －1＝(925)n －1L设滑块在倾斜轨道运动的总距离为x ，则x ＝L ＋2(x 1＋x 2＋…＋x n ) x ≈0.9m＋2×0.91－925m ＝3.7125m.。