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第39頁(共39頁)2024-2025學(xué)年下學(xué)期高一物理人教版(2019)期末必刷常考題之功和功率一.選擇題(共7小題)1.(2025春?東城區(qū)校級期中)將一質(zhì)量為m的小球從地面豎直向上拋出,小球上升高度h后落回地面,在整個(gè)過程中空氣阻力大小始終為f,重力加速度為g,下列說法正確的是()A.重力做功為2mgh,空氣阻力做功為﹣2fh B.空氣阻力做功為0,合力做功為﹣2fh C.空氣阻力做功為﹣2fh,合力做功也為﹣2fh D.重力做功為2mgh,合力做功為﹣2fh2.(2025春?成華區(qū)期中)如圖所示,質(zhì)量為m=1kg的物體靜止在光滑水平地面上,t=0時(shí)對物體施加一與水平方向成37°角、大小為F=5N的恒力,取sin37°=0.6,cos37°=0.8,則下列說法正確的是()A.1s末物體的速度大小為5m/s B.前2s力F的平均功率為16W C.2s末力F的功率為30W D.經(jīng)過2s力F做功為40J3.(2025春?南京期中)引體向上是中學(xué)生體育測試的項(xiàng)目之一,若某高一學(xué)生每分鐘完成20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.1W B.10W C.100W D.1000W4.(2025春?沂源縣校級期中)中歐班列是指運(yùn)行于中國與歐洲以及“一帶一路”共建國家間的集裝箱國際聯(lián)運(yùn)列車,從開通至今已累計(jì)開行突破10萬列。列車采用內(nèi)燃加鋰電池的混合動(dòng)力進(jìn)行驅(qū)動(dòng),已知整車最大功率為750kW,行駛過程中受到阻力大小恒定,速度最高為108km/h,列車的總質(zhì)量為5×104kg,列車以最大功率沿平直軌道啟動(dòng),下列說法正確的是()A.行駛過程中列車受到的阻力大小為2.0×104N B.列車以15m/s的速度行駛時(shí)的加速度大小為0.5m/s2 C.列車加速過程中的平均速率為15m/s D.列車行駛1小時(shí),牽引力對其做功為750kJ5.(2025春?西城區(qū)校級期中)如圖所示,一質(zhì)量為m的物塊在與水平方向成α角的恒力F的作用下,沿粗糙水平面向右運(yùn)動(dòng)了一段距離x,所用時(shí)間為t。在此過程中下列說法正確的是()A.力F對物體做功為Fx B.力F對物體做功的平均功率為FxcosαtC.摩擦力對物體做功一定為Fxcosα D.物體動(dòng)能的變化量為Fxcosα6.(2025春?重慶月考)中國高鐵交通運(yùn)行舉世矚目。設(shè)定某高鐵運(yùn)行時(shí)所受阻力大小f與車速v之間的關(guān)系為f=kv2(k為定值),在甲、乙兩段水平軌道上勻速直線行駛的速度大小分別為300km/h、200km/h。則該高鐵在甲、乙兩段水平軌道上勻速直線行駛時(shí),其發(fā)動(dòng)機(jī)的輸出功率的比值為()A.32 B.94 C.278 7.(2025春?濱海新區(qū)校級期中)“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m的“殲﹣20”戰(zhàn)斗機(jī)以恒定的功率P在平直跑道上由靜止啟動(dòng),經(jīng)時(shí)間t飛機(jī)達(dá)到最大速度vm,剛好離地起飛,設(shè)戰(zhàn)斗機(jī)在行駛過程中所受阻力保持不變。則戰(zhàn)斗機(jī)在該過程()A.做勻加速直線運(yùn)動(dòng) B.速度增加的越來越快 C.發(fā)動(dòng)機(jī)的牽引力做功為Pt D.克服阻力所做的功為Pt二.多選題(共3小題)(多選)8.(2025春?鼓樓區(qū)校級期中)如圖所示,水平地面上有一個(gè)坑,其豎直截面為半圓,O為圓心,AB為沿水平方向的直徑。若一小球甲在A點(diǎn)以初速度v1沿AB方向水平拋出,小球甲將擊中坑壁上的最低點(diǎn)D點(diǎn);若另一質(zhì)量相同小球乙在C點(diǎn)以初速度v2沿BA方向水平拋出,小球乙也能擊中D點(diǎn)。已知∠COD=60°,且不計(jì)空氣阻力,則()A.甲乙兩小球從拋出點(diǎn)到D點(diǎn)的位移之比s甲:s乙=2:1 B.甲乙兩小球落到D點(diǎn)時(shí)間之比t甲:t乙=2:1C.甲乙兩小球初速度之比v1:v2=6:3D.甲乙兩小球在擊中D點(diǎn)前瞬間,重力的功率之比為P甲:P乙=1:1(多選)9.(2025春?香坊區(qū)校級期中)有一輛質(zhì)量為1kg的電動(dòng)玩具車,從t=0時(shí)刻在水平面上由靜止開始做加速度大小為1.5m/s2的勻加速直線運(yùn)動(dòng),當(dāng)前進(jìn)3m的距離時(shí),馬達(dá)輸出的功率達(dá)到額定功率,此后保持額定功率直到玩具車最后勻速直線運(yùn)動(dòng)。玩具車所受阻力恒為在勻加速直線運(yùn)動(dòng)時(shí)牽引力的110A.勻加速運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為2s B.最大速度等于3m/s C.勻加速時(shí)的牽引力等于5N D.玩具車額定功率為5W(多選)10.(2025春?重慶校級月考)有一輛質(zhì)量為1kg的電動(dòng)玩具車,從t=0時(shí)刻在水平面上由靜止開始做加速度大小為1.5m/s2的勻加速直線運(yùn)動(dòng),當(dāng)前進(jìn)3m的距離時(shí),馬達(dá)輸出的功率達(dá)到額定功率,此后保持額定功率直到玩具車最后勻速直線運(yùn)動(dòng)。玩具車所受阻力恒為在勻加速直線運(yùn)動(dòng)時(shí)牽引力的110A.勻加速運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為2s B.最大速度等于3m/s C.勻加速時(shí)的牽引力等于5N D.玩具車額定功率為5W三.填空題(共3小題)11.(2025春?福州校級月考)如圖所示,質(zhì)量為3kg的木塊放置在傾角為θ=37°的固定斜面頂端,由靜止開始以2m/s2的加速度沿斜面加速下滑,斜面長度足夠,g取10m/s2,sin37°=0.6,cos37°=0.8,則前2s內(nèi)木塊重力做功的平均功率為W,第2s末木塊重力做功的瞬時(shí)功率為W。12.(2025春?福州期中)力F對物體所做的功可由公式W=Flcosα求得。但用這個(gè)公式求功是有條件的,即力F必須是恒力。而實(shí)際問題中,有很多情況是變力在對物體做功,那么,用這個(gè)公式不能直接求變力的功,我們就需要通過其他的一些方法來求解變力所做的功。如圖,對于甲、乙兩種情況下求解某個(gè)力所做的功,甲圖中,全過程F做的總功W=J;乙圖中,繩長為R,若空氣阻力f大小不變,小球從A運(yùn)動(dòng)到B過程中克服阻力做功W=J。13.(2025春?福州期中)如圖所示,傾角為θ=30°、高為h=5m的光滑斜面固定在水平地面上,一質(zhì)量為m=2kg的小物塊(可視為質(zhì)點(diǎn))從斜面頂端A由靜止開始下滑,重力加速度g取10m/s2,不計(jì)空氣阻力,則小物塊從頂端A滑到斜面底端B的過程中重力的平均功率為W;小物塊沿斜面下滑到B點(diǎn)時(shí)重力的功率為W。四.解答題(共2小題)14.(2025?西安模擬)我國無人機(jī)目前應(yīng)用廣泛。春播時(shí)節(jié),攜帶農(nóng)藥的無人機(jī)可在田間執(zhí)行噴灑藥劑的任務(wù)。一總質(zhì)量為m=25kg的無人機(jī)懸停在農(nóng)田上空,某時(shí)刻起,豎直向下做勻加速運(yùn)動(dòng),4s后速度達(dá)到10m/s,接著勻速運(yùn)動(dòng)3.4s,再以5m/s2的加速度做勻減速直線運(yùn)動(dòng),最終懸停在農(nóng)田上方3m處,然后水平飛行噴灑藥劑。若無人機(jī)下降過程中受到的空氣阻力恒為自身重力的15,取g=10m/s2(1)無人機(jī)初始位置離農(nóng)田的高度;(2)無人機(jī)勻加速運(yùn)動(dòng)時(shí)豎直升力的大??;(3)無人機(jī)下降的全過程中升力的平均功率(結(jié)果保留一位小數(shù))。15.(2025春?東麗區(qū)期中)跳臺(tái)滑雪是一種勇敢者的滑雪運(yùn)動(dòng),運(yùn)動(dòng)員穿專用滑雪板,在滑雪道上獲得一定速度后從跳臺(tái)飛出,在空中飛行一段距離后著陸?,F(xiàn)有某運(yùn)動(dòng)員從跳臺(tái)a處沿水平方向飛出,在斜坡b處著陸,如圖所示。將運(yùn)動(dòng)員視為質(zhì)點(diǎn)、坡面近似視為斜面,測得ab間的距離為s=40m,斜坡與水平方向的夾角為θ=30°,運(yùn)動(dòng)員連同裝備的總質(zhì)量為m=80kg,不計(jì)空氣阻力,g取10m/s2。試求:(1)運(yùn)動(dòng)員在空中飛行的時(shí)間t;(2)運(yùn)動(dòng)員從a處水平飛出的速度大小v0;(3)運(yùn)動(dòng)員連同裝備將要落到斜坡的瞬間重力的功率。

2024-2025學(xué)年下學(xué)期高一物理人教版(2019)期末必刷??碱}之功和功率參考答案與試題解析一.選擇題(共7小題)題號1234567答案CBCBBCC二.多選題(共3小題)題號8910答案BCADAD一.選擇題(共7小題)1.(2025春?東城區(qū)校級期中)將一質(zhì)量為m的小球從地面豎直向上拋出,小球上升高度h后落回地面,在整個(gè)過程中空氣阻力大小始終為f,重力加速度為g,下列說法正確的是()A.重力做功為2mgh,空氣阻力做功為﹣2fh B.空氣阻力做功為0,合力做功為﹣2fh C.空氣阻力做功為﹣2fh,合力做功也為﹣2fh D.重力做功為2mgh,合力做功為﹣2fh【考點(diǎn)】摩擦力做功的特點(diǎn)和計(jì)算;重力做功的特點(diǎn)和計(jì)算.【專題】定量思想;模型法;功的計(jì)算專題;分析綜合能力.【答案】C【分析】重力所做的功只與初末位置有關(guān),與路徑無關(guān);空氣阻力對物體做功與物體經(jīng)過的路徑有關(guān),由于空氣阻力的大小始終為f,可以根據(jù)W=Flcosα計(jì)算其做功。合力做功等于各個(gè)力做功的代數(shù)和?!窘獯稹拷猓涸谡麄€(gè)過程中,小球初末位置間的高度差為0,則重力做功為WG=0??諝庾枇σ恢弊鲐?fù)功,空氣阻力做功為Wf=﹣fh﹣fh=﹣2fh。合力做功為W合=WG+Wf=0﹣2fh=﹣2gh,故ABD錯(cuò)誤,C正確。故選:C。【點(diǎn)評】對功的公式W=Flcosα要加深理解,不同的力做功的含義不同,要知道滑動(dòng)摩擦力、空氣阻力做功與路徑有關(guān)。2.(2025春?成華區(qū)期中)如圖所示,質(zhì)量為m=1kg的物體靜止在光滑水平地面上,t=0時(shí)對物體施加一與水平方向成37°角、大小為F=5N的恒力,取sin37°=0.6,cos37°=0.8,則下列說法正確的是()A.1s末物體的速度大小為5m/s B.前2s力F的平均功率為16W C.2s末力F的功率為30W D.經(jīng)過2s力F做功為40J【考點(diǎn)】瞬時(shí)功率的計(jì)算;彈力(支持力、拉力、壓力等)做功的計(jì)算.【專題】定量思想;合成分解法;功率的計(jì)算專題;分析綜合能力.【答案】B【分析】對物體受力分析,根據(jù)牛頓第二定律求出加速度,由v=at求出1s末物體的速度大??;根據(jù)s=12at2求出前2s位移,由公式W=Fscosα求出前2s內(nèi)力F做的功,再求力F的平均功率;由公式v=at求出2s末物體的速度大小,由公式P=Fvcosα【解答】解:A、對物體受力分析,根據(jù)牛頓第二定律有Fcos37°=ma解得物體加速度大小為a=4m/s2則1s末物體的速度大小為v1=at1=4×1m/s=4m/s,故A錯(cuò)誤;BD、前2s內(nèi)物體發(fā)生的位移為s=12a力F所做的功為W=Fscos37°=5×8×0.8J=32J前2s力F的平均功率為P=Wt=322W=C、2s末物體的速度大小為v2=at=4×2m/s=8m/s可得2s末力F的功率為P=Fvcos37°=5×8×0.8W=32W,故C錯(cuò)誤。故選:B?!军c(diǎn)評】解答本題時(shí),要明確物體的運(yùn)動(dòng)情況,熟練運(yùn)用牛頓第二定律和運(yùn)動(dòng)學(xué)公式相結(jié)合求物體的速度和位移,要掌握平均功率和瞬時(shí)功率之間的區(qū)別。3.(2025春?南京期中)引體向上是中學(xué)生體育測試的項(xiàng)目之一,若某高一學(xué)生每分鐘完成20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.1W B.10W C.100W D.1000W【考點(diǎn)】平均功率的計(jì)算;重力做功的特點(diǎn)和計(jì)算.【專題】定量思想;推理法;功率的計(jì)算專題;推理論證能力.【答案】C【分析】根據(jù)題意估算學(xué)生的質(zhì)量和上升的位移,結(jié)合功率的公式列式解答?!窘獯稹拷猓涸O(shè)給同學(xué)的質(zhì)量為m=50kg,一次引體向上身體上升的距離為x=0.5m,則此過程中克服重力做功的平均功率為P=Wt=20×50×10×0.560W=83.3W≈100W故選:C?!军c(diǎn)評】考查功率的估算問題,會(huì)根據(jù)題意進(jìn)行準(zhǔn)確的分析解答。4.(2025春?沂源縣校級期中)中歐班列是指運(yùn)行于中國與歐洲以及“一帶一路”共建國家間的集裝箱國際聯(lián)運(yùn)列車,從開通至今已累計(jì)開行突破10萬列。列車采用內(nèi)燃加鋰電池的混合動(dòng)力進(jìn)行驅(qū)動(dòng),已知整車最大功率為750kW,行駛過程中受到阻力大小恒定,速度最高為108km/h,列車的總質(zhì)量為5×104kg,列車以最大功率沿平直軌道啟動(dòng),下列說法正確的是()A.行駛過程中列車受到的阻力大小為2.0×104N B.列車以15m/s的速度行駛時(shí)的加速度大小為0.5m/s2 C.列車加速過程中的平均速率為15m/s D.列車行駛1小時(shí),牽引力對其做功為750kJ【考點(diǎn)】機(jī)車以恒定功率啟動(dòng);功率的定義、物理意義和計(jì)算式的推導(dǎo).【專題】定量思想;推理法;動(dòng)能定理的應(yīng)用專題;推理論證能力.【答案】B【分析】當(dāng)列車勻速行駛時(shí),所受的牽引力等于阻力,根據(jù)P=Fv求解牽引力,根據(jù)牛頓第二定律求解加速度,作出列車運(yùn)動(dòng)的v﹣t圖像從而判斷平均速度大小,根據(jù)功率公式計(jì)算?!窘獯稹拷猓寒?dāng)列車勻速行駛時(shí),所受的牽引力等于阻力,即P=fvmax,解得行駛過程中列車受到的阻力f=PvB.當(dāng)列車以v1=15m/s的速度行駛時(shí),對列車由牛頓第二定律有F1﹣f=ma,其中P=F1v1,聯(lián)立解得列車以15m/s的速度行駛時(shí)的加速度a=0.5m/s2,故B正確;C.作出列車運(yùn)動(dòng)的v﹣t圖像,如圖所示,由圖可知,列車加速過程中的平均速率v>0+vD.列車以最大功率啟動(dòng),則W=Pt=750×103×60×60J≠750kJ,故D錯(cuò)誤。故選:B。【點(diǎn)評】對于機(jī)車啟動(dòng)的綜合應(yīng)用問題,關(guān)鍵是弄清楚物體的運(yùn)動(dòng)過程和受力情況,再根據(jù)題目要求進(jìn)行解答。5.(2025春?西城區(qū)校級期中)如圖所示,一質(zhì)量為m的物塊在與水平方向成α角的恒力F的作用下,沿粗糙水平面向右運(yùn)動(dòng)了一段距離x,所用時(shí)間為t。在此過程中下列說法正確的是()A.力F對物體做功為Fx B.力F對物體做功的平均功率為FxcosαtC.摩擦力對物體做功一定為Fxcosα D.物體動(dòng)能的變化量為Fxcosα【考點(diǎn)】功的定義、單位和計(jì)算式;功率的定義、物理意義和計(jì)算式的推導(dǎo);動(dòng)能定理的簡單應(yīng)用.【專題】定量思想;推理法;功的計(jì)算專題;推理論證能力.【答案】B【分析】根據(jù)公式W=Fs和動(dòng)能定理以及功率和功的關(guān)系即可解出?!窘獯稹拷猓篈B、力F在水平方向的分力為Fcosα,所以力F做的功為W=Fxcosα,功率P=Wt=FxcosαtC、物塊的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)不清楚,摩擦力不一定等于力F在水平方向的分力,所以摩擦力做的功也不一定等于Fxcosα,故C錯(cuò)誤;D、根據(jù)動(dòng)能定理可知,動(dòng)能的變化量等于合力做的功,故D錯(cuò)誤;故選:B?!军c(diǎn)評】本題主要考查學(xué)生對于功、功率、動(dòng)能定理的理解和應(yīng)用,基礎(chǔ)題。6.(2025春?重慶月考)中國高鐵交通運(yùn)行舉世矚目。設(shè)定某高鐵運(yùn)行時(shí)所受阻力大小f與車速v之間的關(guān)系為f=kv2(k為定值),在甲、乙兩段水平軌道上勻速直線行駛的速度大小分別為300km/h、200km/h。則該高鐵在甲、乙兩段水平軌道上勻速直線行駛時(shí),其發(fā)動(dòng)機(jī)的輸出功率的比值為()A.32 B.94 C.278 【考點(diǎn)】功率的定義、物理意義和計(jì)算式的推導(dǎo).【專題】定量思想;推理法;功率的計(jì)算專題;推理論證能力.【答案】C【分析】高鐵水平勻速直線行駛,牽引力等于阻力,結(jié)合功率公式求解?!窘獯稹拷猓涸摳哞F水平勻速直線行駛,牽引力等于阻力,阻力大小f與車速v之間的關(guān)系為f=kv2(k為定值),其發(fā)動(dòng)機(jī)的輸出功率P=Fv=fv=kv3因此在甲、乙兩段水平軌道上勻速直線行駛時(shí),發(fā)動(dòng)機(jī)的輸出功率之比P甲P乙=v故選:C?!军c(diǎn)評】解決本題的關(guān)鍵搞清高鐵的運(yùn)動(dòng)情況,明確高鐵勻速行駛時(shí)的牽引力大小與阻力的大小相等是解答的關(guān)鍵。7.(2025春?濱海新區(qū)校級期中)“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m的“殲﹣20”戰(zhàn)斗機(jī)以恒定的功率P在平直跑道上由靜止啟動(dòng),經(jīng)時(shí)間t飛機(jī)達(dá)到最大速度vm,剛好離地起飛,設(shè)戰(zhàn)斗機(jī)在行駛過程中所受阻力保持不變。則戰(zhàn)斗機(jī)在該過程()A.做勻加速直線運(yùn)動(dòng) B.速度增加的越來越快 C.發(fā)動(dòng)機(jī)的牽引力做功為Pt D.克服阻力所做的功為Pt【考點(diǎn)】機(jī)車以恒定功率啟動(dòng).【專題】定量思想;推理法;功率的計(jì)算專題;推理論證能力.【答案】C【分析】AB、根據(jù)公式P=Fv及牛頓第二定律分析;C、由做功公式分析;D、由動(dòng)能定理公式分析?!窘獯稹拷猓篈B.戰(zhàn)斗機(jī)以恒定的功率P在平直跑道上由靜止啟動(dòng),戰(zhàn)斗機(jī)的速度逐漸增大,則有牽引力F=Pv逐漸減小,戰(zhàn)斗機(jī)在行駛過程中所受阻力保持不變,由牛頓第二定律可得aC.由做功公式可得,發(fā)動(dòng)機(jī)的牽引力做功為W=Pt,故C正確;D.由動(dòng)能定理可得Pt-Wf=1故選:C?!军c(diǎn)評】考查對功與功率的理解,根據(jù)公式分析即可,屬于基礎(chǔ)知識。二.多選題(共3小題)(多選)8.(2025春?鼓樓區(qū)校級期中)如圖所示,水平地面上有一個(gè)坑,其豎直截面為半圓,O為圓心,AB為沿水平方向的直徑。若一小球甲在A點(diǎn)以初速度v1沿AB方向水平拋出,小球甲將擊中坑壁上的最低點(diǎn)D點(diǎn);若另一質(zhì)量相同小球乙在C點(diǎn)以初速度v2沿BA方向水平拋出,小球乙也能擊中D點(diǎn)。已知∠COD=60°,且不計(jì)空氣阻力,則()A.甲乙兩小球從拋出點(diǎn)到D點(diǎn)的位移之比s甲:s乙=2:1 B.甲乙兩小球落到D點(diǎn)時(shí)間之比t甲:t乙=2:1C.甲乙兩小球初速度之比v1:v2=6:3D.甲乙兩小球在擊中D點(diǎn)前瞬間,重力的功率之比為P甲:P乙=1:1【考點(diǎn)】瞬時(shí)功率的計(jì)算;平拋運(yùn)動(dòng)速度的計(jì)算;平拋運(yùn)動(dòng)位移的計(jì)算.【專題】定量思想;推理法;平拋運(yùn)動(dòng)專題;推理論證能力.【答案】BC【分析】甲乙兩小球從拋出點(diǎn)到D點(diǎn)的位移之比\高度之比由幾何關(guān)系求解;平拋運(yùn)動(dòng)的時(shí)間由高度決定,根據(jù)t=2根據(jù)到達(dá)D點(diǎn)時(shí)的豎直分速度,結(jié)合瞬時(shí)功率的公式求出瞬時(shí)功率之比,結(jié)合水平位移和時(shí)間之比求出初速度之比。【解答】解:A.甲乙兩小球從拋出點(diǎn)到D點(diǎn)的位移之比s甲:s乙=R:Rsin60°=1:32=2:3,故BC.因?yàn)槠綊佭\(yùn)動(dòng)的高度之比為h甲:h乙=R:(R﹣Rcos60°)=2:1,根據(jù)t=2hg,則時(shí)間之比為2:1,根據(jù)v0=xt,因?yàn)樗轿灰浦葹?:32,解得兩小球初速度之比v1:v2D.根據(jù)vy=2gh,以及P=mgvy知,重力做功的瞬時(shí)功率P=mgvy=mg2gh,根據(jù)幾何關(guān)系知,下降的高度之比2:1,則重力做功的瞬時(shí)功率之比2故選:BC。【點(diǎn)評】解決本題的關(guān)鍵知道平拋運(yùn)動(dòng)在水平方向和豎直方向上的運(yùn)動(dòng)規(guī)律,結(jié)合運(yùn)動(dòng)學(xué)公式靈活求解,求解瞬時(shí)功率時(shí),注意力與速度方向的夾角。(多選)9.(2025春?香坊區(qū)校級期中)有一輛質(zhì)量為1kg的電動(dòng)玩具車,從t=0時(shí)刻在水平面上由靜止開始做加速度大小為1.5m/s2的勻加速直線運(yùn)動(dòng),當(dāng)前進(jìn)3m的距離時(shí),馬達(dá)輸出的功率達(dá)到額定功率,此后保持額定功率直到玩具車最后勻速直線運(yùn)動(dòng)。玩具車所受阻力恒為在勻加速直線運(yùn)動(dòng)時(shí)牽引力的110A.勻加速運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為2s B.最大速度等于3m/s C.勻加速時(shí)的牽引力等于5N D.玩具車額定功率為5W【考點(diǎn)】機(jī)車以恒定加速度啟動(dòng).【專題】定量思想;推理法;功率的計(jì)算專題;推理論證能力.【答案】AD【分析】根據(jù)勻變速直線運(yùn)動(dòng)規(guī)律,結(jié)合牛頓第二定律,以及功率表達(dá)式分析求解?!窘獯稹拷猓篈.根據(jù)L=12at2故A正確;B.勻加速運(yùn)動(dòng)的末速度v=at解得:v=3m/s勻加速階段結(jié)束后,玩具車開始做加速度減小的加速運(yùn)動(dòng),則最大速度vm>v故B錯(cuò)誤;C.設(shè)勻加速運(yùn)動(dòng)的牽引力為F,根據(jù)F解得F故C錯(cuò)誤;D.玩具車的額定功率P故D正確。故選:AD?!军c(diǎn)評】本題考查了功率相關(guān)問題,理解玩具車的受力情況和運(yùn)動(dòng)情況是解決此類問題的關(guān)鍵。(多選)10.(2025春?重慶校級月考)有一輛質(zhì)量為1kg的電動(dòng)玩具車,從t=0時(shí)刻在水平面上由靜止開始做加速度大小為1.5m/s2的勻加速直線運(yùn)動(dòng),當(dāng)前進(jìn)3m的距離時(shí),馬達(dá)輸出的功率達(dá)到額定功率,此后保持額定功率直到玩具車最后勻速直線運(yùn)動(dòng)。玩具車所受阻力恒為在勻加速直線運(yùn)動(dòng)時(shí)牽引力的110A.勻加速運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為2s B.最大速度等于3m/s C.勻加速時(shí)的牽引力等于5N D.玩具車額定功率為5W【考點(diǎn)】機(jī)車以恒定加速度啟動(dòng).【專題】定量思想;模型法;功率的計(jì)算專題;分析綜合能力.【答案】AD【分析】根據(jù)位移—時(shí)間公式求勻加速運(yùn)動(dòng)的時(shí)間;由v=at求出勻加速運(yùn)動(dòng)的末速度,再確定最大速度大小;根據(jù)牛頓第二定律求勻加速時(shí)的牽引力;根據(jù)P=Fv求玩具車額定功率?!窘獯稹拷猓篈、當(dāng)前進(jìn)3m的距離時(shí),馬達(dá)輸出的功率達(dá)到額定功率,可知玩具車勻加速運(yùn)動(dòng)的位移為L=3m,根據(jù)L=12at2,解得勻加速運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為B、勻加速運(yùn)動(dòng)的末速度v=at=1.5×2m/s=3m/s。勻加速階段結(jié)束后,玩具車開始做加速度減小的加速運(yùn)動(dòng),所以最大速度vm>v=3m/s,故B錯(cuò)誤;C、設(shè)勻加速運(yùn)動(dòng)的牽引力為F,根據(jù)牛頓第二定律得F-110F=D、玩具車的額定功率P=Fv=故選:AD。【點(diǎn)評】本題考查機(jī)車以恒定加速度啟動(dòng)問題,解題的關(guān)鍵要明確玩具車的運(yùn)動(dòng)情況,知道玩具車的實(shí)際功率達(dá)到額定功率后,勻加速直線運(yùn)動(dòng)結(jié)束,將做變速直線運(yùn)動(dòng)。三.填空題(共3小題)11.(2025春?福州校級月考)如圖所示,質(zhì)量為3kg的木塊放置在傾角為θ=37°的固定斜面頂端,由靜止開始以2m/s2的加速度沿斜面加速下滑,斜面長度足夠,g取10m/s2,sin37°=0.6,cos37°=0.8,則前2s內(nèi)木塊重力做功的平均功率為36W,第2s末木塊重力做功的瞬時(shí)功率為72W?!究键c(diǎn)】功率的定義、物理意義和計(jì)算式的推導(dǎo).【專題】定量思想;推理法;功率的計(jì)算專題;推理論證能力.【答案】36,72【分析】根據(jù)平均功率及瞬時(shí)功率的公式進(jìn)行求解即可?!窘獯稹拷猓呵?s內(nèi)木塊沿斜面向下運(yùn)動(dòng)的位移x=12at2=12×2×22m=4m,此過程中重力做的功W=mgxsin37°=3×10×4×35J=72J,由平均功率的公式P=Wt代入數(shù)據(jù)得W=722W=36W,2s末得速度v=at=4m/s,由瞬時(shí)功率P=Fvcosα,α為速度與重力的夾角故答案為:36;72?!军c(diǎn)評】本題主要考查功率的相關(guān)知識,解題關(guān)鍵為知道平均功率和瞬時(shí)功率的公式及條件。12.(2025春?福州期中)力F對物體所做的功可由公式W=Flcosα求得。但用這個(gè)公式求功是有條件的,即力F必須是恒力。而實(shí)際問題中,有很多情況是變力在對物體做功,那么,用這個(gè)公式不能直接求變力的功,我們就需要通過其他的一些方法來求解變力所做的功。如圖,對于甲、乙兩種情況下求解某個(gè)力所做的功,甲圖中,全過程F做的總功W=72J;乙圖中,繩長為R,若空氣阻力f大小不變,小球從A運(yùn)動(dòng)到B過程中克服阻力做功W=12πRf【考點(diǎn)】變力做功的計(jì)算(非動(dòng)能定理類問題);動(dòng)能定理的簡單應(yīng)用.【專題】定量思想;推理法;功的計(jì)算專題;理解能力.【答案】72,12【分析】甲圖F﹣x的面積代表功;利用微元法,根據(jù)功的定義式分析?!窘獯稹拷猓杭讏DF﹣x的面積代表功,則全過程中F做的總功為W=[15×6+(﹣3)×6]J=72J;乙圖中,繩長為R,若空氣阻力f大小不變,可用微元法得小球從A運(yùn)動(dòng)到B過程中空氣阻力做的功為W=-f故答案為:72,12【點(diǎn)評】考查對做功的解,清楚功的定義。13.(2025春?福州期中)如圖所示,傾角為θ=30°、高為h=5m的光滑斜面固定在水平地面上,一質(zhì)量為m=2kg的小物塊(可視為質(zhì)點(diǎn))從斜面頂端A由靜止開始下滑,重力加速度g取10m/s2,不計(jì)空氣阻力,則小物塊從頂端A滑到斜面底端B的過程中重力的平均功率為50W;小物塊沿斜面下滑到B點(diǎn)時(shí)重力的功率為100W?!究键c(diǎn)】功率的定義、物理意義和計(jì)算式的推導(dǎo);重力做功的特點(diǎn)和計(jì)算.【專題】定量思想;推理法;功率的計(jì)算專題;推理論證能力.【答案】50;100。【分析】根據(jù)牛頓第二定律,結(jié)合運(yùn)動(dòng)學(xué)公式可以求得小物塊在斜面上運(yùn)動(dòng)的時(shí)間和到達(dá)地面的速度,根據(jù)平均功率公式P=Wt,瞬時(shí)功率公式P=【解答】解:小物塊沿斜面下滑的加速度a=mgsinθm=gsinθ=10×sin30斜面長度L=根據(jù)運(yùn)動(dòng)學(xué)公式L=解得t=2s小物塊從頂端A滑到斜面底端B的過程中,小物塊重力做的功WG=mgh=2×10×5J=100J則整個(gè)下滑過程中重力的平均功率P=小物塊沿斜面下滑到B點(diǎn)時(shí)的速度v=at=5×2m/s=10m/s,方向沿斜面向下則此時(shí)重力的功率PB故答案為:50;100?!军c(diǎn)評】本題考查重力做功,平均功率,瞬時(shí)功率的求解,屬于基礎(chǔ)題。四.解答題(共2小題)14.(2025?西安模擬)我國無人機(jī)目前應(yīng)用廣泛。春播時(shí)節(jié),攜帶農(nóng)藥的無人機(jī)可在田間執(zhí)行噴灑藥劑的任務(wù)。一總質(zhì)量為m=25kg的無人機(jī)懸停在農(nóng)田上空,某時(shí)刻起,豎直向下做勻加速運(yùn)動(dòng),4s后速度達(dá)到10m/s,接著勻速運(yùn)動(dòng)3.4s,再以5m/s2的加速度做勻減速直線運(yùn)動(dòng),最終懸停在農(nóng)田上方3m處,然后水平飛行噴灑藥劑。若無人機(jī)下降過程中受到的空氣阻力恒為自身重力的15,取g=10m/s2(1)無人機(jī)初始位置離農(nóng)田的高度;(2)無人機(jī)勻加速運(yùn)動(dòng)時(shí)豎直升力的大??;(3)無人機(jī)下降的全過程中升力的平均功率(結(jié)果保留一位小數(shù))。【考點(diǎn)】平均功率的計(jì)算;勻變速直線運(yùn)動(dòng)規(guī)律的綜合應(yīng)用;牛頓第二定律的簡單應(yīng)用.【專題】定量思想;推理法;功率的計(jì)算專題;推理論證能力.【答案】(1)無人機(jī)初始位置離農(nóng)田的高度等于67m;(2)無人機(jī)勻加速運(yùn)動(dòng)時(shí)豎直升力的大小等于137.5N;(3)人機(jī)下降的全過程中升力的平均功率等于1361.7W?!痉治觥浚?)分別利用運(yùn)動(dòng)學(xué)公式求解無人機(jī)各個(gè)階段的位移,結(jié)合最后懸停高度求解初始位置離農(nóng)田的高度;(2)求解勻加速下降過程加速度大小,根據(jù)牛頓第二定律求解豎直升力的大小;(3)對無人機(jī)下降全過程由動(dòng)能定理求解升力做功,求解下降過程總時(shí)間,二者相除等于平均功率。【解答】解:(1)設(shè)無人機(jī)向下做勻加速運(yùn)動(dòng)下降的高度為h1,則h其中v=10m/s,t1=4s無人機(jī)勻速下降的高度h2=vt2其中t2=3.4s設(shè)無人機(jī)向下做勻減速運(yùn)動(dòng)下降的高度為h3,則v2=2a3h3其中a無人機(jī)初始位置離農(nóng)田的高度H=h1+h2+h3+h4其中h4=3m解得H=67m(2)無人機(jī)勻加速下降過程,有v=a1t1設(shè)無人機(jī)做勻加速運(yùn)動(dòng)時(shí)豎直升力大小為F,牛頓第二定律得mg﹣F﹣f=ma1其中f=0.2mg解得F=137.5N(3)對無人機(jī)下降全過程由動(dòng)能定理有W+fh﹣mgh=0勻減速下降時(shí)間t又h=h1+h2+h3下降全過程升力的平均功率為P解得P答:(1)無人機(jī)初始位置離農(nóng)田的高度等于67m;(2)無人機(jī)勻加速運(yùn)動(dòng)時(shí)豎直升力的大小等于137.5N;(3)人機(jī)下降的全過程中升力的平均功率等于1361.7W?!军c(diǎn)評】本題考查運(yùn)動(dòng)學(xué)公式以及牛頓運(yùn)動(dòng)定律和動(dòng)能定理的應(yīng)用,運(yùn)動(dòng)過程清晰明了,合理應(yīng)用對用公式就能順利求解。15.(2025春?東麗區(qū)期中)跳臺(tái)滑雪是一種勇敢者的滑雪運(yùn)動(dòng),運(yùn)動(dòng)員穿專用滑雪板,在滑雪道上獲得一定速度后從跳臺(tái)飛出,在空中飛行一段距離后著陸。現(xiàn)有某運(yùn)動(dòng)員從跳臺(tái)a處沿水平方向飛出,在斜坡b處著陸,如圖所示。將運(yùn)動(dòng)員視為質(zhì)點(diǎn)、坡面近似視為斜面,測得ab間的距離為s=40m,斜坡與水平方向的夾角為θ=30°,運(yùn)動(dòng)員連同裝備的總質(zhì)量為m=80kg,不計(jì)空氣阻力,g取10m/s2。試求:(1)運(yùn)動(dòng)員在空中飛行的時(shí)間t;(2)運(yùn)動(dòng)員從a處水平飛出的速度大小v0;(3)運(yùn)動(dòng)員連同裝備將要落到斜坡的瞬間重力的功率?!究键c(diǎn)】功率的定義、物理意義和計(jì)算式的推導(dǎo);平拋運(yùn)動(dòng)速度的計(jì)算.【專題】定量思想;推理法;功率的計(jì)算專題;推理論證能力.【答案】(1)運(yùn)動(dòng)員在空中飛行的時(shí)間t為2s;(2)運(yùn)動(dòng)員從a處水平飛出的速度大小v0為103m/s;(3)運(yùn)動(dòng)員連同裝備將要落到斜坡的瞬間重力的功率為16000W。【分析】(1)運(yùn)動(dòng)員在空中做平拋運(yùn)動(dòng),由幾何關(guān)系求出下落高度,再根據(jù)豎直方向上的自由落體規(guī)律求在空中飛行的時(shí)間t;(2)a點(diǎn)的速度為平拋運(yùn)動(dòng)的初速度,運(yùn)動(dòng)員在水平方向做勻速直線運(yùn)動(dòng),由勻速直線運(yùn)動(dòng)的規(guī)律求解人的初速度v0;(3)先求解自由落體運(yùn)動(dòng)的豎直分速度,再根據(jù)P=mgvy求解重力的功率?!窘獯稹拷猓海?)運(yùn)動(dòng)員在空中做平拋運(yùn)動(dòng),豎直方向有s?sin30°=代入數(shù)據(jù),解得t=2s(2)水平方向有s?cos30°=v0t代入數(shù)據(jù),解得v0=103m/s(3)自由落體運(yùn)動(dòng)的豎直分速度vy=gt=10×2m/s=20m/s重力功率公式為P=mgvy代入數(shù)據(jù),解得P=16000W。答:(1)運(yùn)動(dòng)員在空中飛行的時(shí)間t為2s;(2)運(yùn)動(dòng)員從a處水平飛出的速度大小v0為103m/s;(3)運(yùn)動(dòng)員連同裝備將要落到斜坡的瞬間重力的功率為16000W?!军c(diǎn)評】解決本題的關(guān)鍵將平拋運(yùn)動(dòng)進(jìn)行分解,靈活選擇分解的方向,得出分運(yùn)動(dòng)的規(guī)律,根據(jù)運(yùn)動(dòng)學(xué)公式靈活解答。

考點(diǎn)卡片1.勻變速直線運(yùn)動(dòng)規(guī)律的綜合應(yīng)用【知識點(diǎn)的認(rèn)識】本考點(diǎn)下的題目,代表的是一類復(fù)雜的運(yùn)動(dòng)學(xué)題目,往往需要用到多個(gè)公式,需要細(xì)致的思考才能解答?!久}方向】如圖,甲、乙兩運(yùn)動(dòng)員正在訓(xùn)練接力賽的交接棒.已知甲、乙兩運(yùn)動(dòng)員經(jīng)短距離加速后都能達(dá)到并保持8m/s的速度跑完全程.設(shè)乙從起跑后到接棒前的運(yùn)動(dòng)是勻加速的,加速度大小為2.5m/s2.乙在接力區(qū)前端聽到口令時(shí)起跑,在甲、乙相遇時(shí)完成交接棒.在某次練習(xí)中,甲以v=8m/s的速度跑到接力區(qū)前端s0=11.0m處向乙發(fā)出起跑口令.已知接力區(qū)的長度為L=20m.求:(1)此次練習(xí)中交接棒處離接力區(qū)前端(即乙出發(fā)的位置)的距離.(2)為了達(dá)到理想成績,需要乙恰好在速度達(dá)到與甲相同時(shí)被甲追上,則甲應(yīng)在接力區(qū)前端多遠(yuǎn)時(shí)對乙發(fā)出起跑口令?(3)在(2)中,棒經(jīng)過接力區(qū)的時(shí)間是多少?分析:(1)甲乙兩人不是從同一地點(diǎn)出發(fā)的,當(dāng)已追上甲時(shí),它們的位移關(guān)系是s0+12at2=(2)當(dāng)兩人的速度相等時(shí),兩車的距離為零,即處于同一位置.(3)由t=x解答:(1)設(shè)乙加速到交接棒時(shí)運(yùn)動(dòng)時(shí)間為t,則在甲追擊乙過程中有s0+12at2代入數(shù)據(jù)得t1=2st2=4.4s(不符合乙加速最長時(shí)間3.2s實(shí)際舍去)此次練習(xí)中交接棒處離接力區(qū)前端的距離x(2)乙加速時(shí)間t設(shè)甲在距離接力區(qū)前端為s時(shí)對乙發(fā)出起跑口令,則在甲追擊乙過程中有s代入數(shù)據(jù)得s=12.8m(3)棒在(2)過程以v=8m/s速度的運(yùn)動(dòng),所以棒經(jīng)過接力區(qū)的時(shí)間是t點(diǎn)評:此題考查追及相遇問題,一定要掌握住兩者何時(shí)相遇、何時(shí)速度相等這兩個(gè)問題,這道題是典型的追及問題,同學(xué)們一定要掌握?。窘忸}思路點(diǎn)撥】熟練掌握并深刻理解運(yùn)動(dòng)學(xué)的基礎(chǔ)公式及導(dǎo)出公式,結(jié)合公式法、圖像法、整體與分段法等解題技巧,才能在解答此類題目時(shí)游刃有余。2.牛頓第二定律的簡單應(yīng)用【知識點(diǎn)的認(rèn)識】牛頓第二定律的表達(dá)式是F=ma,已知物體的受力和質(zhì)量,可以計(jì)算物體的加速度;已知物體的質(zhì)量和加速度,可以計(jì)算物體的合外力;已知物體的合外力和加速度,可以計(jì)算物體的質(zhì)量。【命題方向】一質(zhì)量為m的人站在電梯中,電梯加速上升,加速度大小為13g,gA、43mgB、2mgC、mgD分析:對人受力分析,受重力和電梯的支持力,加速度向上,根據(jù)牛頓第二定律列式求解即可。解答:對人受力分析,受重力和電梯的支持力,加速度向上,根據(jù)牛頓第二定律N﹣mg=ma故N=mg+ma=4根據(jù)牛頓第三定律,人對電梯的壓力等于電梯對人的支持力,故人對電梯的壓力等于43mg故選:A。點(diǎn)評:本題關(guān)鍵對人受力分析,然后根據(jù)牛頓第二定律列式求解?!窘忸}方法點(diǎn)撥】在應(yīng)用牛頓第二定律解決簡單問題時(shí),要先明確物體的受力情況,然后列出牛頓第二定律的表達(dá)式,再根據(jù)需要求出相關(guān)物理量。3.平拋運(yùn)動(dòng)速度的計(jì)算【知識點(diǎn)的認(rèn)識】1.平拋運(yùn)動(dòng)的性質(zhì):平拋運(yùn)動(dòng)可以看成水平方向上的勻速直線運(yùn)動(dòng)和豎直方向上的自由落體運(yùn)動(dòng)。2.設(shè)物體在平拋運(yùn)動(dòng)ts后,水平方向上的速度vx=v0豎直方向上的速度vy=gt從而可以得到物體的速度為v=3.同理如果知道物體的末速度和運(yùn)動(dòng)時(shí)間也可以求出平拋運(yùn)動(dòng)的初速度?!久}方向】如圖所示,小球以6m/s的初速度水平拋出,不計(jì)空氣阻力,0.8s時(shí)到達(dá)P點(diǎn),取g=10m/s2,則()A、0.8s內(nèi)小球下落的高度為4.8mB、0.8s內(nèi)小球下落的高度為3.2mC、小球到達(dá)P點(diǎn)的水平速度為4.8m/sD、小球到達(dá)P點(diǎn)的豎直速度為8.0m/s分析:平拋運(yùn)動(dòng)在水平方向上做勻速直線運(yùn)動(dòng),在豎直方向上做自由落體運(yùn)動(dòng),根據(jù)時(shí)間求出下降的高度以及豎直方向上的分速度。解答:AB、小球下落的高度h=12gt2C、小球在水平方向上的速度不變,為6m/s。故C錯(cuò)誤。D、小球到達(dá)P點(diǎn)的豎直速度vy=gt=8m/s。故D正確。故選:BD。點(diǎn)評:解決本題的關(guān)鍵知道平拋運(yùn)動(dòng)在水平方向和豎直方向上的運(yùn)動(dòng)規(guī)律,結(jié)合運(yùn)動(dòng)學(xué)公式靈活求解。【解題思路點(diǎn)撥】做平拋運(yùn)動(dòng)的物體,水平方向的速度是恒定的,豎直方向是初速度為零的勻加速直線運(yùn)動(dòng),滿足vy=gt。4.平拋運(yùn)動(dòng)位移的計(jì)算【知識點(diǎn)的認(rèn)識】1.平拋運(yùn)動(dòng)的性質(zhì):平拋運(yùn)動(dòng)可以看成水平方向上的勻速直線運(yùn)動(dòng)和豎直方向上的自由落體運(yùn)動(dòng)。2.設(shè)物體在平拋運(yùn)動(dòng)ts后,水平方向上的位移x=v0t豎直方向上的位移為y=物體的合位移為l=3.對于已知高度的平拋運(yùn)動(dòng),豎直方向有h=水平方向有x=v0t聯(lián)立得x=v02所以說平拋運(yùn)動(dòng)的水平位移與初速度大小和拋出點(diǎn)的高度有關(guān)?!久}方向】物體以初速度7.5m/s水平拋出,2秒后落到地面,則物體在這個(gè)過程中的位移是()物體做平拋運(yùn)動(dòng),我們可以把平拋運(yùn)動(dòng)可以分解為水平方向上的勻速直線運(yùn)動(dòng),和豎直方向上的自由落體運(yùn)動(dòng)來求解,兩個(gè)方向上運(yùn)動(dòng)的時(shí)間相同.解:物體做平拋運(yùn)動(dòng),水平方向的位移為:x=v0t=7.5×2m=15m豎直方向上是自由落體運(yùn)動(dòng),豎直位移為:h=12gt2=12×10×(2)2物體的合位移為s=x2+h2=故選:D。本題就是對平拋運(yùn)動(dòng)規(guī)律的考查,平拋運(yùn)動(dòng)可以分解為在水平方向上的勻速直線運(yùn)動(dòng),和豎直方向上的自由落體運(yùn)動(dòng)來求解.【解題思路點(diǎn)撥】平拋運(yùn)動(dòng)的物體在水平和豎直方向上的運(yùn)動(dòng)都是獨(dú)立的,可以分別計(jì)算兩個(gè)方向的位移,并與合位移構(gòu)成矢量三角形(滿足平行四邊形定則)。5.功的定義、單位和計(jì)算式【知識點(diǎn)的認(rèn)識】1.定義:物體受到力的作用,并在力方向上發(fā)生一段位移,就說力對物體做了功.2.公式:W=Flcosα,其中α為F與l的夾角,F(xiàn)是力的大小,l一般是物體相對地面的位移,而不是相對于和它接觸的物體的位移.3.應(yīng)用中的注意點(diǎn)(1)公式只適用于恒力做功;(2)F和l是對應(yīng)同一個(gè)物體的;(3)恒力做功多少只與F、l及二者夾角余弦有關(guān),而與物體的加速度大小、速度大小、運(yùn)動(dòng)時(shí)間長短等都無關(guān),即與物體的運(yùn)動(dòng)性質(zhì)無關(guān),同時(shí)與有無其它力做功也無關(guān).4.物理意義:功是能量轉(zhuǎn)化的量度.5.單位:焦耳(J),1J=1N?m.6.功是標(biāo)量,沒有方向、但是有正負(fù),正負(fù)表示能量轉(zhuǎn)化的方向.表示物體是輸入了能量還是輸出了能量.【命題方向】關(guān)于功的概念,下列說法中正確的是()A、力對物體做功多,說明物體的位移一定大B、力對物體做功小,說明物體的受力一定小C、力對物體不做功,說明物體一定沒有移動(dòng)D、物體發(fā)生了位移,不一定有力對它做功分析:做功包含的兩個(gè)必要因素是:作用在物體上的力,物體在力的方向上通過一定的位移.根據(jù)W=Flcosα求解.解答:A、力對物體做功多,根據(jù)W=Flcosα,如果力很大,那么物體的位移不一定大,故A錯(cuò)誤B、力對物體做功小,根據(jù)W=Flcosα,如果力位移很小,那么物體的受力不一定小,故B錯(cuò)誤C、力對物體不做功,根據(jù)W=Flcosα,可能α=90°,所以物體不一定沒有移動(dòng),故C錯(cuò)誤D、物體發(fā)生了位移,如果力的方向與位移方向垂直,那么力對它不做功,故D正確故選:D。點(diǎn)評:對物體做功必須同時(shí)滿足兩個(gè)條件:對物體施加力,物體在這個(gè)力的作用下通過一定的位移.【解題方法點(diǎn)撥】1.對功的概念的理解(1)做功的兩個(gè)必不可少的因素理解功的概念,首先要知道做功的兩個(gè)不可缺少的因素:力和物體在力的方向上發(fā)生的位移。力對物體是否做了功只與這兩個(gè)因素有關(guān),與其他因素諸如物體運(yùn)動(dòng)的快慢、運(yùn)動(dòng)的性質(zhì)、物體的質(zhì)量、物體是否受其他力作用等均無關(guān)。(2)功是過程量,總是與一個(gè)具體的過程相對應(yīng)同時(shí)功與具體的某個(gè)力或某幾個(gè)力相對應(yīng),通常我們說某個(gè)力或某幾個(gè)力所做的功。2.對計(jì)算功的大小的公式的兩點(diǎn)提醒(1)公式中的F是恒力,即公式W=Flcosα并不是普遍適用的,它只適用于大小和方向均不變的恒力做功。如果F是變力,W=Flcosα就不適用了。(2)F與l必須具備同時(shí)性,即必須是力作用過程中物體的位移。如果力消失后物體繼續(xù)運(yùn)動(dòng),力所做的功就只跟力作用的那段位移有關(guān),跟其余的位移無關(guān),6.重力做功的特點(diǎn)和計(jì)算【知識點(diǎn)的認(rèn)識】1.表達(dá)式:WG=mgh=mg(h1﹣h2),其中h1、h2分別表示物體起點(diǎn)和終點(diǎn)的高度2.特點(diǎn):①只跟物體運(yùn)動(dòng)的起點(diǎn)和終點(diǎn)的位置有關(guān),而跟物體運(yùn)動(dòng)的路徑無關(guān).②物體下降時(shí)重力做正功,物體被舉高時(shí)重力做負(fù)功.③重力做功的多少與參考平面無關(guān)?!久}方向】物體沿不同的路徑從A滑到B,如圖所示,則()A、沿路徑ACB重力做的功大些B、沿路徑ADB重力做的功大些C、沿路徑ACB和ADB重力做功一樣多D、條件不足,無法判斷分析:解答本題應(yīng)明確重力做功的特點(diǎn):重力做功與高度差有關(guān),與路徑無關(guān).解答:由A到B不管沿哪條路徑高度差相同,則重力做功相同。則C正確,ABD錯(cuò)誤故選:C。點(diǎn)評:本題考查重力做功的特點(diǎn),一定要掌握重力做功只和高度有關(guān).【解題思路點(diǎn)撥】1.重力做功只與初、末位置有關(guān),與路徑無關(guān)。2.計(jì)算重力做功的步驟為:①確定物體重力的大?。虎诖_定物體在豎直方向上的位移大??;③如果物體向上運(yùn)動(dòng),重力做負(fù)功;如果物體向下運(yùn)動(dòng),重力做負(fù)功。7.摩擦力做功的特點(diǎn)和計(jì)算【知識點(diǎn)的認(rèn)識】1.摩擦力做功的特點(diǎn):(1)摩擦力做功與路程有關(guān)。(2)摩擦力可能做負(fù)功、可能做正功也可能不做功。例如物體在粗糙的地面上滑動(dòng)直到停止,這個(gè)過程中物體與地面間的摩擦力對物體做負(fù)功;將煤炭放在傳送帶上,煤炭最終和傳送帶一起運(yùn)動(dòng),煤炭與傳送帶間的摩擦力對煤炭做正功;擦黑板的過程中,黑板與黑板擦之間的摩擦力對黑板不做功。總之摩擦力對物體做什么功,也遵循常規(guī)力做功的判斷方法,即當(dāng)力與位移成銳角,則力對物體做正功;力與位移成鈍角,則力對物體做負(fù)功;力與位移成直角,則力對物體不做功。2.摩擦力做功的計(jì)算公式摩擦力做功W=fs。s是指路程?!久}方向】如圖所示,質(zhì)量為m的物體靜止在傾角為θ的斜面上,物體與斜面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ.現(xiàn)在使斜面體向右水平勻速移動(dòng)距離L,則摩擦力對物體做功為(物體與斜面體保持相對靜止)()A、0B、﹣μmgLcosθC、mgLsinθcos2θD、mgLsinθcosθ分析:對物體受力分析,可以求得摩擦力,再由功的公式即可求得對物體做的功的大?。獯穑何矬w處于靜止,對物體受力分析可得,在豎直方向mg=Ncosθ+fsinθ在水平分析Nsinθ=fcosθ解得N=mgcosθf=mgsinθ摩擦力做的功Wf=fcosθ?L=mgLsinθcosθ故選:D。點(diǎn)評:對物體受力分析,求出力的大小,再由功的公式即可求得功的大?。窘忸}思路點(diǎn)撥】解決摩擦力做功問題時(shí),一定要記住摩擦力做功需要用路程計(jì)算,一個(gè)簡單的例子是,寒冷的冬天雙手來回摩擦可以暖手,顯然摩擦產(chǎn)生的熱量不可能通過位移計(jì)算。8.彈力(支持力、拉力、壓力等)做功的計(jì)算【知識點(diǎn)的認(rèn)識】1.本考點(diǎn)旨在針對彈力(非彈簧)做功的情況,常見的力如拉力、支持力、推力等都屬于彈力。2.彈力做功的大小W=Flcosα?!久}方向】放在水平面上的一只木箱重400N,木箱與地面間動(dòng)摩擦因數(shù)μ=0.2,在水平推力作用下勻速移動(dòng)10m,則推力對木箱做功多少?地面對木箱的支持力做功多少?摩擦力對木箱做功多少?分析:功等于做功的兩個(gè)必要因素(力F和物體在力的方向上移動(dòng)的距離)的乘積;對物體受力分析,求解出各個(gè)力,然后根據(jù)功的定義得到各個(gè)力的功。解答:物體受重力、支持力、推力和摩擦力;摩擦力f=μFN=0.2×400N=80N推力的功為:W1=Fx=80N×10m=800J摩擦力的功:W2=﹣fx=﹣80N×10m=﹣800J支持力,故支持力不做功;答:推力對木箱做功800J,地面對木箱的支持力做功為0,摩擦力對木箱做功為﹣800J點(diǎn)評:解題關(guān)鍵要根據(jù)功的一般定義式W=Fxcosα列式求解功,同時(shí)要明確:一個(gè)力對物體做負(fù)功,往往說成物體克服這個(gè)力做等量的正功?!窘忸}方法點(diǎn)撥】1.對功的概念的理解(1)做功的兩個(gè)必不可少的因素理解功的概念,首先要知道做功的兩個(gè)不可缺少的因素:力和物體在力的方向上發(fā)生的位移。力對物體是否做了功只與這兩個(gè)因素有關(guān),與其他因素諸如物體運(yùn)動(dòng)的快慢、運(yùn)動(dòng)的性質(zhì)、物體的質(zhì)量、物體是否受其他力作用等均無關(guān)。(2)功是過程量,總是與一個(gè)具體的過程相對應(yīng)同時(shí)功與具體的某個(gè)力或某幾個(gè)力相對應(yīng),通常我們說某個(gè)力或某幾個(gè)力所做的功。2.對計(jì)算功的大小的公式的兩點(diǎn)提醒(1)公式中的F是恒力,即公式W=Flcosα并不是普遍適用的,它只適用于大小和方向均不變的恒力做功。如果F是變力,W=Flcosα就不適用了。(2)F與l必須具備同時(shí)性,即必須是力作用過程中物體的位移。如果力消失后物體繼續(xù)運(yùn)動(dòng),力所做的功就只跟力作用的那段位移有關(guān),跟其余的位移無關(guān),9.變力做功的計(jì)算(非動(dòng)能定理類問題)【知識點(diǎn)的認(rèn)識】變力做功的幾種求法如下:1.平均值法當(dāng)力F的大小發(fā)生變化且F、l呈線性關(guān)系時(shí),F(xiàn)的平均值為F=F1+F2.圖像法變力做的功W可用F﹣l圖線與l軸圍成的面積表示。l軸上方的面積表示力對物體做正功的多少,l軸下方的面積表示力對物體做負(fù)功的多少。如圖所示3.分段法(或微元法)當(dāng)力的大小不變、力的方向時(shí)刻與速度同向(或反向)時(shí),把物體的運(yùn)動(dòng)過程分為很多小段,這樣每一小段可以看成直線,先求力在每一小段上的功,再求和即可,力做的總功W=Fs路或W=﹣Fs路。4.等效替換法若某一變力做的功和某一恒力做的功相等,則可以用求得的恒力做的功來作為變力做的功?!久}方向】如圖所示,某力F=10N作用于半徑R=1m的轉(zhuǎn)盤的邊緣上,力F的大小保持不變,但方向始終保持與作用點(diǎn)的切線方向一致,則轉(zhuǎn)動(dòng)一周這個(gè)力F做的總功應(yīng)為()A、0JB、20πJC、10JD、20J分析:在恒力的作用下,求力做的功為W=Fx,所以求出在力作用下通過的位移即可.解答:轉(zhuǎn)一周通過的位移為:x=2πr=2π在力F下通過的位移為:W=Fx=10×2πJ=20πJ故選:B。點(diǎn)評:本題主要考查了在恒力作用下做功即W=Fx?!窘忸}思路點(diǎn)撥】對變力做功計(jì)算方法的總結(jié):1.方向不變的變力做功可用其平均值計(jì)算。2.力的大小不變且力的方向與物體運(yùn)動(dòng)方向間的夾角θ恒定時(shí),力做功可由W=Fscosθ求解,式中s是物體通過的路程。3.變力的功率恒定時(shí),可由W=Pt求解。變力的功率也變化時(shí),可由平均功率W=Pt求解;當(dāng)功率隨時(shí)間線性變化時(shí),P=Pmin+Pmax2。4.變力與位移的關(guān)系圖像已知時(shí),可利用圖線與位移軸所圍圖形的面積求解。力與位移的關(guān)系圖像F﹣10.功率的定義、物理意義和計(jì)算式的推導(dǎo)【知識點(diǎn)的認(rèn)識】1.義:功與完成這些功所用時(shí)間的比值.2.理意義:描述做功的快慢。3.質(zhì):功是標(biāo)量。4.計(jì)算公式(1)定義式:P=Wt,P為時(shí)間(2)機(jī)械功的表達(dá)式:P=Fvcosα(α為F與v的夾角)①v為平均速度,則P為平均功率.②v為瞬時(shí)速度,則P為瞬時(shí)功率.推導(dǎo):如果物體的受力F與運(yùn)動(dòng)方向的夾角為α,從計(jì)時(shí)開始到時(shí)刻t這段時(shí)間內(nèi),發(fā)生的位移是l,則力在這段時(shí)間所做的功W=Flcosα因此有P=Wt由于位移l是從開始計(jì)時(shí)到時(shí)刻t這段時(shí)間內(nèi)發(fā)生的,所以lt是物體在這段時(shí)間內(nèi)的平均速度vP=Fvcosα可見,力對物體做功的功率等于沿運(yùn)動(dòng)方向的分力與物體速度的乘積。通常情況下,力與位移的方向一致,即F與v的夾角一致時(shí),cosα=1,上式可以寫成P=Fv。從以上推導(dǎo)過程來看,P=Fv中的速度v是物體在恒力F作用下的平均速度,所以這里的功率P是指從計(jì)時(shí)開始到時(shí)刻t的平均功率。如果時(shí)間間隔非常小,上述平均速度就可以看作瞬時(shí)速度,這個(gè)關(guān)系式也就可以反映瞬時(shí)速度與瞬時(shí)功率的關(guān)系。5.額定功率:機(jī)械正常工作時(shí)輸出的最大功率.6.實(shí)際功率:機(jī)械實(shí)際工作時(shí)輸出的功率.要求不大于額定功率.【命題方向】下列關(guān)于功率和機(jī)械效率的說法中,正確的是()A、功率大的機(jī)械,做功一定多B、做功多的機(jī)械,效率一定高C、做功快的機(jī)械,功率一定大D、效率高的機(jī)械,功率一定大分析:根據(jù)P=Wt知,做功多.功率不一定大,根據(jù)η解答:A、根據(jù)P=Wt知,功率大,做功不一定多。故BD、根據(jù)η=W有W總=C、功率是反映做功快慢的物理量,做功快,功率一定大。故C正確。故選:C。點(diǎn)評:解決本題的關(guān)鍵知道功率反映做功快慢的物理量,功率大,做功不一定多.做功多,效率不一定高.【解題思路點(diǎn)撥】1.功率是反映做功快慢的物理量,與功的多少?zèng)]有直接關(guān)系。2.功率的定義式P=W11.平均功率的計(jì)算【知識點(diǎn)的認(rèn)識】平均功率的計(jì)算式:①功率的定義式:P=②恒力做功:P=Fv(v是平均速度)【命題方向】一、定義式計(jì)算平均功率據(jù)報(bào)導(dǎo):我國一家廠商制作了一種特殊的手機(jī),在電池能耗盡時(shí),搖晃手機(jī),即可產(chǎn)生電能維持通話,搖晃手機(jī)的過程是將機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能,如果將該手機(jī)搖晃一次,相當(dāng)于將100g的重物舉高40cm,若每秒搖兩次,則搖晃手機(jī)的平均功率為(g=10m/s2)()A、0.04WB、0.4WC、0.8WD、40W分析:根據(jù)題意可以求得搖晃兩次時(shí)對手機(jī)做的功的大小,進(jìn)而可以根據(jù)功率的公式計(jì)算出平均功率的大小.解答:把手機(jī)搖晃一次做的功的大小為W=mgh=0.1×10×0.4J=0.4J,所以搖晃兩次對手機(jī)做的功的大小為0.8J,所以平均功率的大小為P=Wt=0.81W故選:C。點(diǎn)評:搖晃手機(jī)實(shí)際上就是人對手機(jī)做的功轉(zhuǎn)化成手機(jī)的電能,求出人做功的大小即可得出功率的大?。?、恒力做功的平均功率質(zhì)量為m的物體從靜止開始做加速度為a的勻加速直線運(yùn)動(dòng),在運(yùn)動(dòng)時(shí)間為t的過程中,合外力對它做功的平均功率為()A、ma2tB、12ma2tC、2ma2tD、22ma分析:物體做的是勻加速直線運(yùn)動(dòng),根據(jù)速度公式可以求得經(jīng)過時(shí)間t時(shí)物體的速度的大小,由此可以求得平均速度的大小,根據(jù)P=Fv,可以求得平均功率的大小.解答:物體做的是勻加速直線運(yùn)動(dòng),t時(shí)刻的速度的大小為v=at,該過程的平均速度的大小為v=12v此時(shí)物體受到的合外力為F=ma,所以合外力對它做功的平均功率為P=Fv=ma×12at=故選:B。點(diǎn)評:在分析功率的時(shí)候,一定要注意公式的選擇,P=Wt只能計(jì)算平均功率的大小,而P=Fv可以計(jì)算平均功率也可以計(jì)算瞬時(shí)功率,取決于速度是平均速度還是瞬時(shí)速度.該題也可由P【解題思路點(diǎn)撥】1.功率的定義式P=W2.對于恒力做功,除了可以先求出總功,再除以時(shí)間求平均功率外,也可以求出平均速度,再利用P=Fv計(jì)算平均功率。12.瞬時(shí)功率的計(jì)算【知識點(diǎn)的認(rèn)識】1.對于恒力做功,瞬時(shí)功率為P=Fvcosα(v是瞬時(shí)速度,α是力與速度的夾角)2.如果力與速度的方向一致,則P=Fv【命題方向】物體m從傾角為α的固定的光滑斜面由靜止開始下滑,斜面高為h,當(dāng)物體滑至斜面底端,重力做功的瞬時(shí)功率為()A、mg2ghB、12mgC、mg2ghsinαD、分析:應(yīng)用公式P=Fv求某力的瞬時(shí)功率時(shí),注意公式要求力和速度的方向在一條線上,在本題中應(yīng)用機(jī)械能守恒求出物體滑到斜面底端時(shí)的速度,然后將速度沿豎直方向分解即可求出重力功率.解答:物體下滑過程中機(jī)械能守恒,所以有:mgh=12物體滑到底端重力功率為:P=mgvsinα②聯(lián)立①②解得:P=mg2ghsinα,故選項(xiàng)ABD錯(cuò)誤,故選:C。點(diǎn)評:物理公式不僅給出了公式中各個(gè)物理量的數(shù)學(xué)運(yùn)算關(guān)系,更重要的是給出了公式需要遵循的規(guī)律和適用條件,在做題時(shí)不能盲目的帶公式,要弄清公式是否適用.【解題思路點(diǎn)撥】①對于瞬時(shí)功率的計(jì)算,一定要牢記瞬時(shí)功率等于力在速度方向上的投影與速度的乘積。②重力的功率等于重力乘以豎直方向上的速度。13.機(jī)車以恒定功率啟動(dòng)【知識點(diǎn)的認(rèn)識】對機(jī)車啟動(dòng)問題應(yīng)首先弄清是功率恒定還是加速度恒定.對于機(jī)車以恒定加速度啟動(dòng)問題,機(jī)車勻加速運(yùn)動(dòng)能維持的時(shí)間,一定是機(jī)車功率達(dá)到額定功率的時(shí)間.弄清了這一點(diǎn),利用牛頓第二定律和運(yùn)動(dòng)學(xué)公式就很容易求出機(jī)車勻加速運(yùn)動(dòng)能維持的時(shí)間.汽車在平直路面上保持發(fā)動(dòng)機(jī)功率不變,即以恒定功率啟動(dòng),其加速過程如下所示:其P﹣t圖和v﹣t圖如下:【命題方向】汽車在水平直線公路上保持額定功率啟動(dòng),額定功率為P0=80kW,汽車行駛過程中所受阻力恒為f=2.5×103N,汽車的質(zhì)量M=2.0×103kg求:(1)汽車在整個(gè)運(yùn)動(dòng)過程中所能達(dá)到的最大速度;(2)當(dāng)汽車的速度為5m/s時(shí)的加速度;(3)當(dāng)汽車的加速度為0.75m/s2時(shí)的速度。分析:當(dāng)汽車以額定功率行駛時(shí),隨著汽車速度的增加,汽車的牽引力會(huì)逐漸的減小,所以此時(shí)的汽車不可能做勻加速運(yùn)動(dòng),直到最后牽引力和阻力相等,到達(dá)最大速度之后做勻速運(yùn)動(dòng)。解答:(1)當(dāng)汽車的牽引力和阻力相等時(shí),汽車達(dá)到最大速度,即F=f=2.5×103N,由P=Fv可得,此時(shí)的最大的速度為vm=PF=P(2)由P=Fv可此時(shí)汽車的牽引力為F=Pv所以此時(shí)的加速度的大小為a=F-fm=16000-2500(3)當(dāng)汽車的加速度為0.75m/s2時(shí),由F﹣f=ma可得此時(shí)的牽引力的大小為F=f+ma=2500+2000×0.75=4000N,由P=Fv可得,此時(shí)的速度的大小為v=PF=80000答:(1)汽車在整個(gè)運(yùn)動(dòng)過程中所能達(dá)到的最大速度為32m/s;(2)當(dāng)汽車的速度為5m/s時(shí)的加速度的大小為6.75m/s2;(3)當(dāng)汽車的加速度為0.75m/s2時(shí)的速度為20m/s。點(diǎn)評:本題考查的是汽車的啟動(dòng)方式,對于汽車的兩種啟動(dòng)方式,恒定加速度啟動(dòng)和恒定功率啟動(dòng),對于每種啟動(dòng)方式的

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