(新课标)2020版高考物理二轮复习专题二第1讲功和功率动能定理精练(含解析)

功和功率 动能定理

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1．在70周年国庆阅兵式上，国产新一代战机歼-20携第三代改

进型战机的大小正-20的最大

歼-16、歼-10C，从天安门广场上空呼啸而过．假设歼-20受到的阻力比于它的速率．如果歼-20发动机的输出功率变为原来的2倍，则歼速率变为原来的( )

A．4倍 C.3倍

B．2倍 D.2倍

2

解析：设阻力为f，由题知f＝kv，速度最大时，牵引力等于阻力，则有P＝Fv＝fv＝kv.所以歼-20发动机的输出功率变为原来的2倍时，歼-20的最大速率变为原来的2倍．

答案：D

2．(2019·河北邢台高考模拟)如图所示，质量m＝10 kg的N斜向下的推力作用下，沿水平面以v＝1 m/s的速度匀速前进x与水平方向的夹角θ＝30°，重力加速度g取10 m/s，则( )

A．推力F做的功为100 J B．推力F的功率为100 W C．物体克服摩擦力做功为50 J D．物体与水平面间的动摩擦因数为

3 3

3

J＝503 J，故A错误；推力F的功率P＝Fvcos 30°2

2

物体在F＝100 ＝1 m，已知F解析：推力F做的功W＝Fxcos 30°＝100×1×

＝503 W，故B错误；物体匀速运动，说明克服摩擦力做的功等于推力做的功，为503 J，故C错误；根据力的平衡条件知μ(mg＋Fsin 30°)＝Fcos 30°，解得μ＝答案：D

3．如图所示，质量为m的汽车在某下坡的公路上，从速度v0

动，经时间t速度达到最大值vm.设在此过程中汽车发动机的功率受的摩擦阻力为恒力．对于该过程，以下说法正确的是( )

A．该过程中汽车一直做匀加速直线运动 B．该过程中汽车所受阻力f＝

12C．该过程中汽车所受阻力做功的大小为Pt＋mvm

2

开始加速运恒为P，汽车所

3

，故D正确． 3

Pvm

D．该过程中汽车做加速度不断减小的加速运动

解析：汽车发动机的功率恒为P，则汽车做加速度逐渐减小的加速运动，A错误，D正确；汽车速度达

到最大值vm时，汽车的牵引力F＝，故f＝＋mgsin θ，B错误；由于还有重力做功，汽车所受阻力做的功无法求出，C错误．

答案：D

4．(多选)(2019·高考江苏卷)如图所示，轻质弹簧的左端固定，并处于自然状态．小物块的质量为m，从A点向左沿水平地面运动，压缩弹簧后被弹回，运动到A点恰好静止．物块向左运动的最大距离为s，与地面间的动摩擦因数为μ，重力加速度为g，弹簧未超出弹性限度．在上述过程中( )

PvmPvm

A．弹簧的最大弹力为μmg B．物块克服摩擦力做的功为2μmgs C．弹簧的最大弹性势能为μmgs D．物块在A点的初速度为2μgs

解析：小物块处于最左端时，弹簧的压缩量最大，然后小物块先向右做加速运动再做减速运动，可知弹簧的最大弹力大于滑动摩擦力μmg，选项A错误；物块从开始运动至最后回到A点过程，由功的定义可得物块克服摩擦力做功为2μmgs，选项B正确；自物块从最左侧运动至A点过程由能量守恒定律可知Ep12

＝μmgs，选项C正确；设物块在A点的初速度为v0，整个过程应用动能定理有－2μmgs＝0－mv0，解得

2

v0＝2μgs，选项D错误．

答案：BC

5.(2019·湖南湘潭高三一模)如图所示，竖直平面内放一直角杆MON，直且光滑，用不可伸长的轻绳相连的两小球A和B分别套在OM和ON杆上，2 kg，在作用于A球的水平力F的作用下，A、B均处于静止状态，此时OAOM水平，ON竖B球的质量为

＝0.3 m，OB＝0.4 m，改变水平力F的大小，使A球向右加速运动，已知A球向右运动0.1 m时速度大小为3 m/s，则在此过程中绳的拉力对B球所做的功为(g取10 m/s)( )

A．11 J C．18 J

B．16 J D．9 J

2

解析：A球向右运动0.1 m时，vA＝3 m/s，OA′＝0.4 m，OB′＝0.3 m，设此时∠B′A′O＝α，则3

有tan α＝，vAcos α＝vBsin α，解得vB＝4 m/s.此过程中B球上升高度h＝0.1 m，由动能定理有，W4121212

－mgh＝mvB，解得绳的拉力对B球所做的功为W＝mgh＋mvB＝2×10×0.1 J＋×2×4 J＝18 J，选项

222C正确．

答案：C

6.一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

车的速度v变化如图所示．假定汽车所受阻力的大小f恒定不变．下列描述该汽随时间t变化的图线中，可能正确的是( )

解析：当汽车的功率为P1时，汽车在运动过程中满足P1＝F1v，因为P1不变，v逐渐增大，所以牵引力

F1逐渐减小，由牛顿第二定律得F1－f＝ma1，f不变，所以汽车做加速度减小的加速运动，当F1＝f时速度

最大，且vm＝＝.当汽车的功率突变为P2时，汽车的牵引力突增为F2，汽车继续加速，由P2＝F2v可知

P1P1F1fP2

F2减小，又因F2－f＝ma2，所以加速度逐渐减小，直到F2＝f时，速度最大vm′＝，以后匀速运动．综合

f以上分析可知选项A正确．

答案：A

7.质量为500 kg的赛车在平直赛道上以恒定功率加速，受到的1

加速度a和速度的倒数的关系如图所示，则赛车( )

阻力不变，其

vA．做匀加速直线运动 B．功率为20 kW

C．所受阻力大小为2 000 N

D．速度大小为50 m/s时牵引力大小为3 000 N

解析：由图象可知，汽车的加速度随速度的增大而减小，故汽车不做匀加速运动，选项A错误；根据

P1FfFfPP＝Fv，F－Ff＝ma可得a＝·－，由图象可知＝4，＝400，解得Ff＝2 000 N，P＝2×105 W，选项B

mvmmmP2×105

错误，C正确；速度大小为50 m/s时牵引力大小为F＝＝ N＝4 000 N，选项D错误．

v50

答案：C

8.如图所示，质量为m的小球(可视为质点)用长为L的细线悬挂于

O点，自由静止

时细线与竖直到A点时细线

在A位置．现用水平力F缓慢地将小球从A位置拉到B位置后静止，此方向夹角为θ＝60°，细线的拉力为F1，然后放手让小球从静止返回，的拉力为F2，则( )

A．F1＝F2＝2mg

B．从A到B，拉力F做的功为F1L

C．从B到A的过程中，小球受到的合力大小不变 D．从B到A的过程中，小球重力的瞬时功率一直增大

解析：在B位置，根据平衡条件有F1sin 30°＝mg，解得F1＝2mg.从B到A，根据动能定理得mgL(112v－cos 60°)＝mv，根据牛顿第二定律得F2－mg＝m，联立两式解得F2＝2mg，故A项正确；从A到B，

2L1

小球缓慢移动，根据动能定理得WF－mgL(1－cos 60°)＝0，解得WF＝mgL，故B项错误；从B到A的过

2程中，小球的速度大小在变化，沿径向的合力在变化，故C项错误；在B位置，重力的功率为零，在最低点，重力的方向与速度方向垂直，重力的功率为零，可知从B到A的过程中，重力的功率先增大后减小，故D项错误．

答案：A

9．(2019·湖南永州高三模拟)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某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，求该汽车的加速度大小．

(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)由图可得汽车在第1个2 s时间内的位移x1＝9 m，第2个2 s时间内的位移x2＝15 m Δx2

汽车的加速度a＝2＝1.5 m/s.

2

T(2)由F－Ff＝ma得，汽车牵引力

F＝Ff＋ma＝(1 500＋1 000×1.5)N＝3 000 N

汽车做匀加速运动的末速度

P额90×103v＝＝ m/s＝30 m/s

F3×103