发布时间 : 星期三 文章2019-2020年高考物理考前三个月：专题5-功和能(含答案)更新完毕开始阅读2c431d1d85868762caaedd3383c4bb4cf7ecb79e
1．(2015·新课标全国Ⅱ·17)
2019-2020年高考物理考前三个月：专题5-功和能（含答案）
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1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 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P1P1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
F1f增为F2，汽车继续加速，由P2＝F2v可知F2减小，又因F2－f＝ma2，所以加速度逐渐减小，P2
直到F2＝f时，速度最大vm′＝，以后匀速运动．综合以上分析可知选项A正确．
f2．(2015·新课标全国Ⅰ·17)
图2
如图2，一半径为R、粗糙程度处处相同的半圆形轨道竖直固定放置，直径POQ水平．一质量为m的质点自P点上方高度R处由静止开始下落，恰好从P点进入轨道．质点滑到轨道最低点N时，对轨道的压力为4mg，g为重力加速度的大小．用W表示质点从P点运动到N点的过程中克服摩擦力所做的功．则( ) 1
A．W＝mgR，质点恰好可以到达Q点
21
B．W＞mgR，质点不能到达Q点
2
1
C．W＝mgR，质点到达Q点后，继续上升一段距离
21
D．W＜mgR，质点到达Q点后，继续上升一段距离
2答案 C
解析 根据动能定理得P点动能EkP＝mgR，经过N点时，由牛顿第二定律和向心力公式可v23mgR
得4mg－mg＝m，所以N点动能为EkN＝，从P点到N点根据动能定理可得mgR－W
R2＝
3mgRmgR
－mgR，即克服摩擦力做功W＝.质点运动过程，半径方向的合力提供向心力，即22
v2
FN－mgcos θ＝ma＝m，根据左右对称，在同一高度处，由于摩擦力做功导致在右边圆形轨R道中的速度变小，轨道弹力变小，滑动摩擦力Ff＝μFN变小，所以摩擦力做功变小，那么从3mgR1mgR
N到Q，根据动能定理，Q点动能EkQ＝－mgR－W′＝mgR－W′，由于W′＜，所以
222Q点速度仍然没有减小到0，会继续向上运动一段距离，对照选项，C正确．
3．(2015·四川理综·9)严重的雾霾天气，对国计民生已造成了严重的影响，汽车尾气是形成雾霾的重要污染源，“铁腕治污”已成为国家的工作重点．地铁列车可实现零排放，大力发展地铁，可以大大减少燃油公交车的使用，减少汽车尾气排放．
如图3所示，若一地铁列车从甲站由静止启动后做直线运动，先匀加速运动20 s达最高速度72 km/h，再匀速运动80 s，接着匀减速运动15 s到达乙站停住．设列车在匀加速运动阶段牵引力为1×106 N，匀速运动阶段牵引力的功率为6×103 kW，忽略匀减速运动阶段牵引力所做的功．
图3
(1)求甲站到乙站的距离；
(2)如果燃油公交车运行中做的功与该列车从甲站到乙站牵引力做的功相同，求公交车排放气态污染物的质量．(燃油公交车每做1焦耳功排放气态污染物3×10答案 (1)1 950 m (2)2.04 kg
解析 (1)设列车匀加速直线运动阶段所用的时间为t1；距离为s1；在匀速直线运动阶段所用的时间为t2，距离为s2，速度为v；在匀减速直线运动阶段所用的时间为t3，距离为s3；甲站1
到乙站的距离为s.则s1＝vt1①
2s2＝vt2② 1
s3＝vt3③
2s＝s1＋s2＋s3④
联立①②③④式并代入数据得s＝1 950 m⑤
(2)设列车在匀加速直线运动阶段的牵引力为F，所做的功为W1；在匀速直线运动阶段的牵引力的功率为P，所做的功为W2.设燃油公交车做与该列车从甲站到乙站相同的功W，排放气态污染物的质量为M.则W1＝Fs1⑥ W2＝Pt2⑦ W＝W1＋W2⑧
M＝(3×10－9 kg·J－1)·W⑨
联立①⑥⑦⑧⑨式并代入数据得M＝2.04 kg
－6
克)
1．题型特点 (1)单独命题 ①功和功率的计算．
②利用动能定理分析简单问题．
③对动能变化、重力势能变化、弹性势能变化的分析． ④对机械能守恒条件的理解及机械能守恒定律的简单应用． (2)交汇命题
①结合v－t、F－t等图像综合考查多过程的功和功率的计算．
②结合应用动能定理、机械能守恒定律和能量守恒定律，结合动力学方法解决多运动过程问题． 2．考查热点
(1)守恒法．(2)整体法、分段法．(3)图像法．
考题一 功和功率的计算
1．下表列出了某种型号轿车的部分数据，图4为轿车中用于改变车速的挡位．手推变速杆到达不同挡位可获得不同的运行速度，从“1～5”逐挡速度增大，R是倒车挡．试问若轿车在额定功率下，要以最大动力上坡，变速杆应推至哪一挡？当轿车以最高速度运行时，轿车的牵引力约为多大( )
图4
长/mm×宽/mm×高/mm 净重/kg 传动系统 发动机型式 发动机排量(L) 最高时速(km/h) 100 km/h的加速时间(s) 额定功率(kW) A．“5”挡、8 000 N C．“1”挡、4 000 N 答案 D
解析 根据P＝Fv可知，需要最大牵引力，则速度要最小，所以变速杆应推至“1”挡；当牵P额108 000
引力等于阻力时速度达到最大值，此时F＝＝ N≈2 057 N.
vm189
3.6
B．“5”挡、2 000 N D．“1”挡、2 000 N
4 481/1 746/1 526 mm 1 337 kg 前轮驱动5挡变速 直列4缸 2.0 L 189 km/h 12 s 108 kW