2022新高考物理（江蘇專用）一輪總復(fù)習(xí)學(xué)案：第五章 第一節(jié) 功和功率

/?魯機(jī)械能及其守恒定律

DIWUZHANG

［高考導(dǎo)航］

新高考課程標(biāo)準(zhǔn)學(xué)科素養(yǎng)

功、功率、動(dòng)能和勢能、

1理.解功和功率。了解生產(chǎn)生活中物理觀念

機(jī)械能和功能關(guān)系

常見機(jī)械的功率大小及其意義。

科學(xué)推理：變力做功的求

2.理解動(dòng)能和動(dòng)能定理。能用動(dòng)能

法；用功能關(guān)系分析曲線

定理解釋生產(chǎn)生活中的現(xiàn)象。

運(yùn)動(dòng)問題；動(dòng)力學(xué)方法和

3.理解重力勢能，知道重力勢能的科學(xué)思維

能量觀點(diǎn)的綜合應(yīng)用

變化與重力做功的關(guān)系。定性了解

模型建構(gòu)：多運(yùn)動(dòng)過程模

彈性勢能。

型

4.通過實(shí)驗(yàn)，驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律，

驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律；培

理解機(jī)械能守恒定律，體會(huì)守恒觀

科學(xué)探究養(yǎng)實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)能力，

念對認(rèn)識(shí)物理規(guī)律的重要性。

評(píng)估、合作交流能力

5.能用機(jī)械能守恒定律分析生產(chǎn)生

科學(xué)態(tài)度注意應(yīng)用能量觀點(diǎn)分析生

活中的有關(guān)問題。

與責(zé)任活中的實(shí)際問題

考情研判：

機(jī)械能是高考重點(diǎn)考查內(nèi)容之一，經(jīng)常與曲線運(yùn)動(dòng)、電磁學(xué)等內(nèi)容相結(jié)合進(jìn)

行綜合考查，綜合考查在物體多運(yùn)動(dòng)過程或多物體運(yùn)動(dòng)過程中運(yùn)用知識(shí)的能

力、建立物理模型的能力和解決實(shí)際問題的能力。

常見題型有：

(1)(變力)做功和機(jī)車功率問題；

(2)動(dòng)能定理在平拋運(yùn)動(dòng)和圓周運(yùn)動(dòng)中的應(yīng)用；

(3)機(jī)械能守恒定律與平拋運(yùn)動(dòng)、圓周運(yùn)動(dòng)的綜合；

(4)功能關(guān)系與能量守恒定律。

第一節(jié)功和功率

一、功

1

1做功的兩要素f

/:X-----'J物l體：,在,力的方I可上發(fā)…生.的”E②_-__-__-__-__

7（物理意義）-―功是⑶的量度

功'匡到一W=⑷_____________________（a為F與/的夾角）

\「f0。WaV90。，力對物體做S________

丫功的正負(fù)）-------a=90。，力對物體回_________

（a為尸與，的夾角）「90。＜。這180。，力對物體做包_

答案：力位移能量轉(zhuǎn)化Flcosa正功

不做功負(fù)功

【基礎(chǔ)練1】如圖所示，某商場的電動(dòng)扶梯坡面與水平面成。角，質(zhì)量為

加的人站在電梯上，并始終隨電梯一起從靜止開始勻加速上升，達(dá)到規(guī)定的速度

后勻速上升，最后勻減速上升直到停止。若用G表示人受到的重力，用A）表示

人受到的支持力，用Ff表示人受到的摩擦力，則下列說法中正確的是（）

A.上升過程中，R一直做負(fù)功

B.上升過程中，G先做負(fù)功后不做功

C.上升過程中，尺一直做正功

D.上升過程中，R一直做正功

詳細(xì)分析：選C。向上加速時(shí)摩擦力水平向右，與位移夾角始終為銳角，此

時(shí)摩擦力做正功，故A錯(cuò)誤；因?yàn)槿说母叨壬?，故重力一直做?fù)功，故B錯(cuò)

誤；上升過程中支持力豎直向上，與位移的夾痢始終為銳角，故支持力一直做正

功，故C正確；減速上升過程中，人受到的摩擦力水平向左，與位移夾角為鈍

角，故摩擦力做負(fù)功，故D錯(cuò)誤。

二'功率

，常用于求平均功率

_____，求平均功率

或瞬時(shí)功率

功率

〔額笆妒｝饋器時(shí)的

（實(shí)際功率L機(jī)械實(shí)際輸出的功率,不能大于回

1--------r功率

IV

答案：快慢7F-vcosa正常工作額定

【基礎(chǔ)練2]（2020?浙江省高中學(xué)業(yè)水平考試）如圖所示，質(zhì)量均為加的三

個(gè)小球分別從高度都為h的光滑固定斜面頂端由靜止滑到底端，三個(gè)斜面傾角不

同，貝1（）

A.重力對小球做功均為〃吆力

B.彈力對小球做功均為優(yōu)g〃

C.重力的平均功率均相等

D.彈力的平均功率不相等

詳細(xì)分析：選A。根據(jù)重力做功的特點(diǎn)可知，重力對小球做功均為〃電力，A

正確；彈力的方向與位移方向垂直，則彈力對小球做功均為0,平均功率為0,

/211I2/?

B、D錯(cuò)誤；根據(jù)a=gsin仇則t=（廿皿gsin為'因各個(gè)斜面的傾角。

不同，則下滑的時(shí)間不同，根據(jù)可知，重力的平均功率不相等，C錯(cuò)誤。

關(guān)鍵能力?深度研析

「考點(diǎn)研析能力突破1

守基礎(chǔ)考點(diǎn)

考點(diǎn)一功的分析和計(jì)算

1.功的正負(fù)的判斷方法

T0°Wav90。，做正功）

（動(dòng)力學(xué)法）~＞（F、v夾角為a]

Ta=90。，不做功）

（運(yùn)動(dòng)學(xué)法）--[a、t）夾角為a）―

一（90。＜aV180。，做負(fù)功）

2.計(jì)算功的方法

（1）恒力做功的計(jì)算方法

?■｛計(jì)算功的多少:

4判斷功的正負(fù)：

⑵幾種力做功的比較

①重力、彈簧彈力、電場力、分子力做功與位移有關(guān)，與路徑無關(guān)。

②滑動(dòng)摩擦力、空氣阻力、安培力做功與路徑有關(guān)。

③摩擦力做功有以下特點(diǎn)：

a.單個(gè)摩擦力（包括靜摩擦力和滑動(dòng)摩擦力）可以做正功，也可以做負(fù)功，

還可以不做功。

b.相互作用的一對靜摩擦力做功的代數(shù)和總等于零；相互作用的一對滑動(dòng)

摩擦力做功的代數(shù)和不為零，且總為負(fù)值。

c.相互作用的一對滑動(dòng)摩擦力做功過程中會(huì)發(fā)生物體間機(jī)械能轉(zhuǎn)移和機(jī)械

能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，內(nèi)能Q=Fd相對。

（3）合力做功的計(jì)算方法

先求合外力F令，再用W^=F<Ucosa求功。適用于F臺(tái)為恒

方法一

力的過程

先求各個(gè)力做的功％、卬2、卬3、…，再應(yīng)用卬令=卬1+卬2

方法二

+照+…求合力做的功

m一輛正沿平直路面行駛的車廂內(nèi)，一個(gè)面向車前進(jìn)方向站立的人對車

廂壁施加水平推力F,在車前進(jìn)s的過程中，下列說法正確的是（）

A.當(dāng)車勻速前進(jìn)時(shí)，人對車做的總功為正功

B.當(dāng)車加速前進(jìn)時(shí)，人對車做的總功為負(fù)功

C.當(dāng)車減速前進(jìn)時(shí)，人對車做的總功為負(fù)功

D.不管車如何運(yùn)動(dòng)，人對車做的總功都為零

［詳細(xì)分析］人對車施加了三個(gè)力，分別為壓力、推力F、靜摩擦力力根據(jù)

力做功的公式及作用力和反作用力的關(guān)系判斷做正功還是負(fù)功。當(dāng)車勻速前進(jìn)

時(shí)，人對車廂壁的推力廠做的功WF=FS，靜摩擦力做的功叼=一於，人處于平

衡狀態(tài)，根據(jù)作用力與反作用力的關(guān)系可知，E=f則人對車做的總功為零，故

A錯(cuò)誤；當(dāng)車加速前進(jìn)時(shí)，人處于加速狀態(tài)，車廂對人的靜摩擦力/方向向右且

大于車廂壁對人的作用力廣，所以人對車廂的靜摩擦力/方向向左，靜摩擦力做

的功A，人對車廂的推力R方向向右，做的功WF=FS，因?yàn)?>/，所以

人對車做的總功為負(fù)功，故B正確，D錯(cuò)誤；同理可以證明當(dāng)車減速前進(jìn)時(shí)，

人對車做的總功為正功，故C錯(cuò)誤。

［答案］B

【對點(diǎn)練1】如圖所示，粗糙的斜面在水平恒力的作用下向左勻速運(yùn)動(dòng),

一物塊置于斜面上并與斜面保持相對靜止，下列說法不正確的是（）

A.斜面對物塊不做功

B.斜面對地面的摩擦力做負(fù)功

C.斜面對物塊的支持力做正功

D.斜面對物塊的摩擦力做負(fù)功

詳細(xì)分析：選B。斜面對物塊的作用力可以等效為一個(gè)力，根據(jù)平衡條件，

這個(gè)力與物塊的重力大小相等，方向相反，與位移方向的夾角為90°,所以不

做功，A正確；地面受到摩擦力作用，但沒有位移，所以斜面對地面的摩擦力不

做功，B錯(cuò)誤；斜面對物塊的支持力與位移方向的夾角小于90°,做正功，而

斜面對物塊的摩擦力與位移方向的夾角大于90°,做負(fù)功，C、D正確。

?21如圖所示，一個(gè)質(zhì)量〃z=2.0kg的物體放在傾角a=37°的固定斜面

上，現(xiàn)用戶=30N、平行于斜面的力拉物體使其由靜止開始沿斜面向上運(yùn)動(dòng)。已

知物體與斜面之間的動(dòng)摩擦因數(shù)〃=0.50,斜面足夠長，ga10m/s2,sin37°=

0.60,cos37°=0.80o物體運(yùn)動(dòng)2s后，關(guān)于各力做功情況，下列說法不正確的

是（）

A.重力做功為一120J

B.摩擦力做功為一80J

C.拉力做功為100J

D.物體所受的合力做功為100J

［詳細(xì)分析］物體在斜面上運(yùn)動(dòng)時(shí)受到重力、拉力、摩擦力和支持力作用，

F合F—mgsina—//wgcosa「,1_..

根據(jù)牛頓弟一定律付〃=~=5m/s,由x=^ci0P仔，物

體在2s內(nèi)的位移x=^X5X22m=10m,重力做功WG=—，〃gxsina=-2X10

X10X0.6J=-120J,A正確；拉力做功W/，=Fr=300J,C錯(cuò)誤；摩擦力做功

Wf=~fx=一〃mgcosa?x=-80J,B正確；支持力做功Wv=FNxcos90°=0,

合外力做功W=WF+WW+W6+W=100J,D正確。

［答案］C

【對點(diǎn)練2】（2020?徐州市模擬）兩個(gè)相同物塊P、。分別在大小相等、方

向如圖的恒力F,和弦作用下沿水平面向右運(yùn)動(dòng)，物塊與水平面的動(dòng)摩擦因數(shù)相

同。在它們前進(jìn)相同距離的過程中，F(xiàn)i和正2做功分別為W和卬2,P、Q兩物塊

克服摩擦力所做的功分別為和畋，則有（）

A.W\>W2,Wfl>Wf2B.W\=Wi,Wfl>Wj2

C.W|>W2,Wf\=WfiD.W|=W2,Wfl=Wfl

詳細(xì)分析：選A。由功的概念可知：Wi=Fis,W2=F2SCOSG,因?yàn)閪=尸2,

則%>卬2；W^i=/imgs,F2sin3)s,則用1>畋。

網(wǎng)能力考點(diǎn)■?師生共研

考點(diǎn)二變力做功的求解

方法常見情景方法概述

動(dòng)能定理既適用于直線運(yùn)動(dòng)，也適用于曲線

運(yùn)動(dòng)，既適用于求恒力做功，也適用于求變

應(yīng)用動(dòng)能定理

Tv力做功。因動(dòng)能定理可由動(dòng)能的變化來求功，

A.>m

所以動(dòng)能定理是求變力做功的首選

將物體的位移分割成許多小段，因小段很小，

每一小段上作用在物體上的力可以視為恒

力，這樣就將求變力做功轉(zhuǎn)化為求在無數(shù)個(gè)

微元法/

J

無窮小的位移方向上的恒力所做功的代數(shù)

__?”

和。此法在中學(xué)階段，常應(yīng)用于求解大小不

變、方向改變的變力做功問題

在求解變力做功時(shí)，若物體受到的力方向不

變，而大小隨位移呈線性變化，即力均勻變

化時(shí)，則可以認(rèn)為物體受到一大小為下=

平均力法

iTnnvflwFi+F?

1tiiiiiiirr/t2的恒力作用，F(xiàn)i、入分別為物體初、

末態(tài)所受到的力，然后用公式W=7/cosa

求此力所做的功

在尸一》圖象中，圖線與X軸所圍“面積”的

代數(shù)和就表示力/在這段位移所做的功，且

FIN

位于X軸上方的“面積”為正，位于X軸下

F。

圖象法

方的“面積”為負(fù)，但此方法只適用于便于

0x0x/m

求圖線所圍面積的情況（如三角形、矩形、圓

等規(guī)則的幾何圖形）

變力做功直接求解時(shí)，通常都比較復(fù)雜，但

十

C若通過轉(zhuǎn)換研究的對象，有時(shí)可化為恒力做

化變力為恒力

*功，用W=F/cosa求解。此法常常應(yīng)用于輕

A

繩通過定滑輪拉物體的問題中

_____V這是一種等效代換的觀點(diǎn)，用卬=P，計(jì)算功

用w=n計(jì)算

J時(shí)，必須滿足變力的功率是一定的這一條件

■網(wǎng)如圖所示，擺球質(zhì)量為加，懸線長度為L把懸線拉到水平位置后釋

放。擺球從A點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到8點(diǎn)的過程中空氣阻力的大小正陰不變，則下列說法不正

確的是（）

J——6

A.重力做功為mgL

B.懸線的拉力做功為0

C.空氣阻力做功為一mgL

D.空氣阻力做功為一夕7，"71L

［詳細(xì)分析］重力做功與路徑無關(guān)，由高度差決定，WG=mgL,A正確；由

于懸線拉力的方向始終與速度方向垂直，故不做功，B正確；空氣阻力大小恒定,

方向在變，做功為空氣阻力和路程的乘積，D正確，C錯(cuò)誤。

［答案］C

【對點(diǎn)練3］（2020?海南省新高考3月線上診斷）一同學(xué)將地面上一質(zhì)量m

=400g的足球沿與水平方向成。=45°角踢出，足球與腳分開時(shí)的速度大小為

lOm/s,不計(jì)空氣阻力，足球可看做質(zhì)點(diǎn)，重力加速度g取lOmH。則該同學(xué)踢

球時(shí)對足球做的功為（）

A.200JB.100J

C.20JD.10J

詳細(xì)分析：選C。由題意可知，足球離開腳時(shí)的速度為10m/s,由動(dòng)能定理

可知該同學(xué)踢球時(shí)對足球做的功為卬=；"皿2=20J,故C正確，A、B、D錯(cuò)誤。

JH4］如圖所示，在水平面上，有一彎曲的槽道A3,槽道由半徑分別為亨和

R的兩個(gè)半圓構(gòu)成?，F(xiàn)用大小恒為F的拉力將一光滑小球從A點(diǎn)沿槽道拉至B

點(diǎn),若拉力廠的方向時(shí)刻與小球運(yùn)動(dòng)方向一致，則此過程中拉力所做的功為（）

3

C.l^FRD.釬FR

［詳細(xì)分析］因?yàn)槭姆较虿粩喔淖?，不能用W=&cosa求解，但由于拉力

產(chǎn)的方向時(shí)刻與小球運(yùn)動(dòng)方向一致，可采用微元法，把小球的位移分割成許多的

小段，在每一小段位移上力尸可視為恒力，R做的總功即為產(chǎn)在各個(gè)小段位移上

|D］3

做功的代數(shù)和，由此得卬二戶傷乂？!！*爹+爹乂211/?）=311列?，故D正確。

［答案］D

例15輕質(zhì)彈簧右端固定在墻上，左端與一質(zhì)量加=0.5kg的物塊相連，如

圖甲所示，彈簧處于原長狀態(tài)，物塊靜止且與水平面間的動(dòng)摩擦因數(shù)〃=0.2。以

物塊所在處為原點(diǎn)，水平向右為正方向建立X軸，現(xiàn)對物塊施加水平向右的外力

F,尸隨x軸坐標(biāo)變化的情況如圖乙所示，物塊運(yùn)動(dòng)至x=0.4m處時(shí)速度為零，

則此時(shí)彈簧的彈性勢能為(g取10m/s2)()

甲乙

A.3.1JB.3.5J

C.1.8JD.2.0J

［詳細(xì)分析］物塊與水平面間的摩擦力大小為Ff=fimg=1N?，F(xiàn)對物塊施加

水平向右的外力F,由尸一x圖象與x軸所圍面積表示功可知/做功W=3.5J,

克服摩擦力做功MnFknCUJ。由于物塊運(yùn)動(dòng)至x=0.4m處時(shí)，速度為0,由

功能關(guān)系可知，W-Wf=Ep,此時(shí)彈簧的彈性勢能為穌=3.1J,A正確。

［答案］A

@高考熱點(diǎn)-師生

考點(diǎn)三功率的理解和計(jì)算

1.平均功率的計(jì)算方法

—W

⑴利用P=7。

(2)利用P=Fvcosa,p為物體運(yùn)動(dòng)的平均速度。

2.瞬時(shí)功率的計(jì)算方法

(1)用P=Fvcosa,◎?yàn)閠時(shí)刻的瞬時(shí)速度。

(2)用P=FVF,即為物體的速度。在力尸方向上的分速度，。為t時(shí)刻的瞬

時(shí)速度。

(3)用P=R,v,&為物體受到的外力E在速度◎方向上的分力，。為t時(shí)刻

的瞬時(shí)速度。

他國(2020?南通市質(zhì)檢)一物體在粗糙的水平面上受到水平拉力的作用，在

一段時(shí)間內(nèi)的速度隨時(shí)間變化情況如圖所示。下列關(guān)于拉力的功率隨時(shí)間變化的

圖象可能正確的是()

［詳細(xì)分析］由題圖知：在。?/0時(shí)間內(nèi)，物體做初速度為零的勻加速運(yùn)動(dòng)，

v=at,由牛頓第二定律得F—/=機(jī)。，則拉力的功率PuFyniJ+maRMiy+maiar；

在段時(shí)刻以后，物體做勻速運(yùn)動(dòng)，0不變，則尸=/,P=Fv=fa,P不變，故D

正確。

［答案］D

【對點(diǎn)練4］（2020?山東省等級(jí)考試模擬）我國自主研制的絞吸挖泥船“天

鯨號(hào)”達(dá)到世界先進(jìn)水平。若某段工作時(shí)間內(nèi)，“天鯨號(hào)”的泥泵輸出功率恒為

lXU）4kW,排泥量為1.4m3/s,排泥管的橫截面積為0.7m2。則泥泵對排泥管內(nèi)

泥漿的推力為（）

A.5X106NB.2X107N

C.2X109ND.5X109N

14ITl^/s

詳細(xì)分析：選A。由排泥量和排泥管橫截面積可求排泥速度。=赤夕=2

Lp1X1O7W,

m/s,由P=F°得尸=3=F^=5XK)6N,A正確1t。

【對點(diǎn)練5】（2020?徐州市模擬）如圖所示，半徑為火的半圓弧槽固定在水

平面上，槽口向上，槽口直徑水平，一個(gè)質(zhì)量為〃?的物塊從P點(diǎn)由靜止釋放剛

好從槽口A點(diǎn)無碰撞地進(jìn)入槽中，井沿圓弧槽勻速率地滑行到B點(diǎn)，不計(jì)物塊

的大小，P點(diǎn)到A點(diǎn)高度為力，重力加速度大小為g,則下列說法正確的是（)

p口

A.物塊從P到B過程克服摩擦力做的功為mg（R+h）

m周2gh

B.物塊從A到8過程重力的平均功率為

n

（R+2h）mg

物塊在點(diǎn)時(shí)對槽底的壓力大小為

C.8R

D.物塊到B點(diǎn)時(shí)重力的瞬時(shí)功率為mgy/^h

詳細(xì)分析：選C。物塊從A到8做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，根據(jù)動(dòng)能定理有〃密7?一

Wf=0,因此克服摩擦力做功W=mgR,故A錯(cuò)誤；根據(jù)機(jī)械能守恒定律，物塊

1

12nR

在A點(diǎn)時(shí)的速度大小由mgh=2>nv2得v=-\/2gh,從A到8運(yùn)動(dòng)的時(shí)間t='=

nR因此從A到B過程中重力的平均功率A=曰=2〃1爪項(xiàng),故B錯(cuò)誤;

2-\[2gh'tTI

在B點(diǎn)時(shí)，對物塊根據(jù)牛頓第二定律：N-mg=nr^,解得N=-----------

由牛頓第三定律可知，C正確；物塊運(yùn)動(dòng)到8點(diǎn)，速度方向與重力方向垂直，因

此重力的瞬時(shí)功率為0,故D錯(cuò)誤。

國能力考點(diǎn)-師生共研

考點(diǎn)四機(jī)車啟動(dòng)問題

1.兩種啟動(dòng)方式的比較

兩種方式以恒定功率啟動(dòng)以恒定加速度啟動(dòng)

rPk儼r

P-t圖和V—t圖

0t0to1o/（）ht

“一P（不變），a-不變今

V0F—!m

過程分tv

析F-Fm尸不變，vf0尸=

0a-\

段mFvf直至!]P^=FV]

勻加速直線運(yùn)動(dòng)，

運(yùn)動(dòng)性加速度減小的

質(zhì)加速直線運(yùn)動(dòng)維持時(shí)間

過程分

cP.A”P額I一.

F=F阻今。=0=>F阻=—vI=>F-,,!=^a—I

析0mvm

AB段

運(yùn)動(dòng)性

以速度Om做勻速直線運(yùn)動(dòng)加速度減小的加速直線運(yùn)動(dòng)

質(zhì)

過程分產(chǎn)額

F—F陽—0=>Vm—

析rr阻

段無

運(yùn)動(dòng)性

以速度Om做勻速直線運(yùn)動(dòng)

質(zhì)

2.四個(gè)常用規(guī)律

(l)P=FVo

(2)F—Ff=mao

(3)v=at(a恒定)。

(4)PLFfX=AEk(P恒定)。

3.三個(gè)重要結(jié)論

(1)無論哪種啟動(dòng)過程，機(jī)車的最大速度都等于其勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)的速度，即0m

PP

=A=片(式中Fmin為最小牽引力，其值等于阻力F阻)。

JLminrpii

(2)機(jī)車以恒定加速度啟動(dòng)的運(yùn)動(dòng)過程中，勻加速過程結(jié)束時(shí)，功率最大，

速度不是最大，即0=，＜0m=/。

(3)機(jī)車以恒定功率運(yùn)行時(shí)，牽引力做的功W=Pt.由動(dòng)能定理：Pt-F

=AEk0此式經(jīng)常用于求解機(jī)車以恒定功率啟動(dòng)過程的位移大小。

遇［為(2020?濟(jì)南市5月高考模擬)一輛質(zhì)量為m、額定功率為P的汽車在水

平路面上從靜止開始做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，經(jīng)過時(shí)間，達(dá)到額定功率，此時(shí)的速度

為°,汽車行駛過程中阻力保持不變。下列說法正確的是()

A.汽車受到的阻力大小為！

pmv

B.汽車受到的阻力大小為5+與

C.在0?5時(shí)間內(nèi)汽車牽引力的平均功率為！

tP

D.在0?2時(shí)間內(nèi)汽車牽引力的平均功率為萬

［詳細(xì)分析］汽車達(dá)到額定功率時(shí)的牽引力F=p勻加速過程的加速度a

vPVP

=-,由牛頓第二定律有/一/=，〃4，即彳一/=〃］,則汽車受到的阻力大小/=彳一

nrnt

―,故A、B錯(cuò)誤；，時(shí)刻有P=Fo,由于汽車做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，則]時(shí)刻的

Vt_

7j—2F'vP

速度為"=],此過程中汽車牽引力的平均功率P二/義了二彳二不故C正確,

2

D錯(cuò)誤。

[答案]C

【對點(diǎn)練6]（2020?江蘇如皋中學(xué)模擬）一輛小汽車在水平路面上由靜止啟

動(dòng)，在前5s內(nèi)做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，5s末達(dá)到額定功率，之后保持以額定功率運(yùn)

動(dòng)，其。一，圖象如圖所示。已知汽車的質(zhì)量m=1X103kg,汽車受到地面的阻

力為車重的0.1,則以下說法正確的是（）

A.汽車在前5s內(nèi)的牽引力為4X103N

B.汽車速度為25m/s時(shí)的加速度為5m/s2

C.汽車的額定功率為100kW

D.汽車的最大速度為80m/s

2（）

詳細(xì)分析：選C。由速度一時(shí)間圖線知，勻加速運(yùn)動(dòng)的加速度大小a=~^m/s2

=4m2,根據(jù)牛頓第二定律得F~f=ma,解得牽引力F=f+ma=1000N+4000

N=5000N,故A錯(cuò)誤；汽車的額定功率P=FV=5000X20W=100kW,汽車

在25m/s時(shí)的牽引力尸=,=嗎；°°N=4000N,根據(jù)牛頓第二定律得加速度

22

a'=m=---]000---m/s=3m/s,故B錯(cuò)誤，C正確：當(dāng)牽引力寺于阻力

時(shí)，速度最大，則最大速度0m=;=H：，m/s=100m/s,故D錯(cuò)誤。

【對點(diǎn)練7】某機(jī)車發(fā)動(dòng)機(jī)的額定功率P=3.6X1（）6w,該機(jī)車在水平軌

道上行駛時(shí)所受的阻力尸切（k為常數(shù)），已知機(jī)車的質(zhì)量M=2.0X105kg,機(jī)車

能達(dá)到的最大速度。m=40m/s,重力加速度g取lOmd。則下列說法不正確的

是（）

A.機(jī)車的速度達(dá)到最大時(shí)所受的阻力大小為9X104N

B.常數(shù)k=2250X1()3kg/s

C.當(dāng)機(jī)車以速度o=20m/s勻速行駛時(shí)，機(jī)車所受的阻力大小為1.6X104N

D.當(dāng)機(jī)車以速度。=20m/s勻速行駛時(shí)，機(jī)車發(fā)動(dòng)機(jī)的輸出功率為9X1()5w

P

詳細(xì)分析：選C。機(jī)車的速度達(dá)到最大時(shí)所受的阻力尸產(chǎn)=7=9X1。4K

f9X104

故A正確；根據(jù)阻力f=ku可得4()—kg/s=2250kg/s,故B正確；當(dāng)

機(jī)車以速度20m/s勻速行駛時(shí)，有力=/2=2250X20N=4.5XIO,N,當(dāng)機(jī)車

以速度20m/s勻速行駛時(shí)，機(jī)車發(fā)動(dòng)機(jī)的輸出功率P2=F2S=/^2=4.5X104X

20W=9X105W,故C錯(cuò)誤，D正確。

課后達(dá)標(biāo)二知能提升

f考點(diǎn)強(qiáng)化以練促學(xué)1

(建議用時(shí)：40分鐘)

［基礎(chǔ)達(dá)標(biāo)］

1.(2020?高考江蘇卷)質(zhì)量為1.5X103kg的汽車在水平路面上勻速行駛，速

度為20m/s,受到的阻力大小為1.8X103N。此時(shí)，汽車發(fā)動(dòng)機(jī)輸出的實(shí)際功率

是()

A.90WB.30kW

C.36kWD.300kW

詳細(xì)分析：選c。由于汽車在水平路面上勻速行駛，其受到的合外力為0,

即汽車的牽引力廠等于其受到的阻力F=f,則汽車發(fā)動(dòng)機(jī)輸出的實(shí)際功率P

=Fv=fa=36kW,C正確。

2.如圖所示，兩箱相同的貨物，現(xiàn)要用電梯將它們從一樓運(yùn)到二樓，其中

圖甲是利用扶梯臺(tái)式電梯運(yùn)送貨物，圖乙是用履帶式自動(dòng)電梯運(yùn)送，假設(shè)兩種情

況下電梯都是勻速地運(yùn)送貨物，下列關(guān)于兩電梯在運(yùn)送貨物時(shí)說法正確的是

A.兩種情況下電梯對貨物的支持力都對貨物做正功

B.圖乙中電梯對貨物的支持力對貨物做正功

C.圖甲中電梯對貨物的支持力對貨物不做功

D.圖乙中電梯對貨物的支持力對貨物不做功

詳細(xì)分析：選D。在圖甲中，貨物隨電梯勻速上升時(shí)，貨物受到的支持力豎

直向上，與貨物位移方向的夾角小于90°,故此種情況下支持力對貨物做正功，

C錯(cuò)誤；圖乙中，貨物受到的支持力與履帶式自動(dòng)電梯接觸面垂直，此時(shí)貨物受

到的支持力與貨物位移垂直，故此種情況下支持力對貨物不做功，A、B錯(cuò)誤，

D正確。

3.（2020?湖北孝感離三聯(lián)考）張飛同學(xué)參加學(xué)校運(yùn)動(dòng)會(huì)立定跳遠(yuǎn)項(xiàng)目比賽，

起跳直至著地過程如圖，測量得到比賽成績是2.5m,目測空中腳離地最大高度

約0.8m,忽略空氣阻力，則起跳過程該同學(xué)所做功最接近（）

A.65JB.750J

C.1025JD.1650J

詳細(xì)分析：選B。運(yùn)動(dòng)員做拋體運(yùn)動(dòng)，從起跳到達(dá)到最大高度的過程中，豎

2h2X0.8

直方向做加速度為g的勻減速直線運(yùn)動(dòng)，則1==一而一s=0.4s,豎

..,.2.5

直方向初速度0y=gf=4m/s,水平方向做勻速直線運(yùn)動(dòng)，則（）s＞亡?

0=〃1=ZAU.4“m/s

=3.125m/s;則起跳時(shí)的速度。=班五區(qū)比5.08m/s;設(shè)該同學(xué)的質(zhì)量為50kg,

根據(jù)動(dòng)能定理得卬=*"=3*50*5.082J、645J,最接近750J,B正確。

4.（2020?江蘇七市二模）引體向上是中學(xué)生體育測試的項(xiàng)目之一，引體向上

運(yùn)動(dòng)的吉尼斯世界紀(jì)錄是53次/分鐘。若一個(gè)普通中學(xué)生在30s內(nèi)完成12次引

體向上，該學(xué)生此過程中克服重力做功的平均功率最接近于（）

A.5WB.20W

C.100WD.400W

詳細(xì)分析：選C。學(xué)生體重約為50kg,每次引體向上上升高度約為0.5m,

引體向上一次克服重力做功W=mgh=50X10X0.5J=250J,全過程克服重力做

W]2X250J

功的平均功率=勺=—?dú)⒁?100W,故C正確，A、B、D錯(cuò)誤。

5.（2020?廣州市二模）風(fēng)力發(fā)電是一種環(huán)保的電能獲取方式。某風(fēng)力發(fā)電機(jī)

的葉片轉(zhuǎn)動(dòng)形成的圓面積為S,某時(shí)刻風(fēng)的速度大小為。，風(fēng)向恰好跟此圓面垂

直，此時(shí)空氣的密度為p,該風(fēng)力發(fā)電機(jī)將空氣動(dòng)能轉(zhuǎn)化為電能的效率為小則

風(fēng)力發(fā)電機(jī)發(fā)電的功率為（）

A.rjpSv1B.^pSv2

a1々

C.rjpSv3D.書pS/

詳細(xì)分析：選D。時(shí)間r內(nèi)，撞擊到風(fēng)力發(fā)電機(jī)上的空氣的動(dòng)能為反=/加2

=%utSv2,故風(fēng)力發(fā)電機(jī)的功率為故D正確。

6.（2020?泰州市教學(xué)質(zhì)量檢測）我國高鐵技術(shù)處于世界領(lǐng)先水平，和諧號(hào)動(dòng)

車組是由動(dòng)車和拖車編組而成，提供動(dòng)力的車廂叫動(dòng)車，不提供動(dòng)力的車廂叫拖

車。假設(shè)動(dòng)車組各車廂質(zhì)量均相等，動(dòng)車的額定功率都相同，動(dòng)車組在水平直軌

道上運(yùn)行過程中阻力與車重成正比。某動(dòng)車組由6節(jié)動(dòng)車加2節(jié)拖車編成，該動(dòng)

車組的最大速度為360km/h。則1節(jié)動(dòng)車和1節(jié)拖車編成的動(dòng)車組的最大速度為

（）

A.60km/hB.120km/h

C.180km/hD.240km/h

詳細(xì)分析：選D。設(shè)每節(jié)動(dòng)車的功率為P,每節(jié)動(dòng)車的重力為G,阻力為左G,

1節(jié)動(dòng)車加1節(jié)拖車編成的動(dòng)車組P=Fw\,其中牽引力Fi=2kG;6節(jié)動(dòng)車加2

節(jié)拖車編成的動(dòng)車組6p=凡02,其中牽引力B=8kG,已知s=360km/h,聯(lián)立

解得功=240km/ho

7.（2020?蘇錫常鎮(zhèn)四市調(diào)研）我國高鐵舒適、平穩(wěn)、快捷。設(shè)列車高速運(yùn)行

時(shí)所受的空氣阻力與車速成正比，則高鐵分別以300km/h和350km/h的速度勻

速運(yùn)行時(shí)克服空氣阻力的功率之比為（）

A.6：7B.7：6

C.36：49D.49：36

詳細(xì)分析：選C。列車高速運(yùn)行時(shí)所受的空氣阻力與車速成正比，則尸依,

則克服阻力的功率2=%=切2,所以高鐵分別以300km/h和350km/h的速度勻

速運(yùn)行時(shí)克服空氣阻力的功率之比為*=答=11,故A、B、D錯(cuò)誤，C正確。

8.“殲20”是中國自主研制的雙發(fā)重型隱形戰(zhàn)斗機(jī)，該機(jī)將擔(dān)負(fù)中國未來

對空、對海的主權(quán)維護(hù)任務(wù)。在某次起飛中，質(zhì)量為〃，的“殲20”以恒定的功

率P起動(dòng)，其起飛過程的速度隨時(shí)間變化圖象如圖所示，經(jīng)時(shí)間m飛機(jī)的速度

達(dá)到最大值/時(shí)，剛好起飛。關(guān)于起飛過程，下列說法正確的是（）

A.飛機(jī)所受合力不變，速度增加越來越慢

B.飛機(jī)所受合力增大，速度增加越來越快

C.平均速度為甘

D.該過程克服阻力所做的功為尸死一盤加小

詳細(xì)分析：選D。結(jié)合。一/圖象，隨速度的增加，加速度逐漸減小，根據(jù)

牛頓第二定律可知，當(dāng)加速度a不斷減小至零時(shí)合力逐漸減小到零，速度增加

得越來越慢，故A、B錯(cuò)誤；根據(jù)圖象可知，若飛機(jī)做勻加速直線運(yùn)動(dòng)到速度

0m時(shí)，平均速度為彳，由圖象可知，飛機(jī)在加時(shí)間內(nèi)的位移大于做勻變速直線

運(yùn)動(dòng)的位移，可知飛機(jī)的平均速度大于彳，C錯(cuò)誤；根據(jù)動(dòng)能定理可知：PtQ-

Wf=^mVm，則該過程克服阻力所做的功為P*）—g/w湍，D正確。

9.（2020?宿遷市教學(xué)質(zhì)檢）仰臥起坐是《國家學(xué)生體質(zhì)健康標(biāo)準(zhǔn)》中規(guī)定的女

生測試項(xiàng)目之一。根據(jù)該標(biāo)準(zhǔn)高三女生一分鐘內(nèi)完成55個(gè)以上仰臥起坐記為滿

分。若某女生一分鐘內(nèi)做了50個(gè)仰臥起坐，其質(zhì)量為50kg,上半身質(zhì)量為總

質(zhì)量的0.6,仰臥起坐時(shí)下半身重心位置不變，g取10m/s2。則測試過程中該女

生克服重力做功的平均功率約為（）

A.10WB.40W

C.100WD.200W

詳細(xì)分析：選C。設(shè)該同學(xué)身高約1.6m,則每次上半身重心上升的距離約

為］xi.6m=0.4m,則她每一次克服重力做的功W=0.6/?z^=0.6X50X10X0.4

J=120J,一分鐘內(nèi)她克服重力所做的總功Wg=50W=50X120J=6000J,她

uz.6nnn

克服重力做功的平均功率尸=f=—RJW=100W,故C正確，A、B、D錯(cuò)誤。

［素養(yǎng)提升］

10.放在粗糙水平地面上的物體受到水平拉力的作用，在0?6s內(nèi)其速度

與時(shí)間圖象和該拉力的功率與時(shí)間的圖象如圖所示。下列說法不正確的是（）

A.0-6s內(nèi)物體的位移大小為12m

B.0?6s內(nèi)拉力做功為70J

C.物體的質(zhì)量為10kg

D.滑動(dòng)摩擦力的大小為5N

詳細(xì)分析：選A。0~6s內(nèi)物體的位移大小等于。一1圖象中圖線與時(shí)間軸

—30

所包圍的面積，即x=10m,A錯(cuò)誤；0?