备战2020年高考物理 一遍过考点23 功 功率（含解析）

功 功率内容要求要点解读功和功率可单独命题，也可综合性命题，多以选择题考查。主要从求恒力做功和变力做功的方法、摩擦力做功的特点、平均功率和瞬时功率的区别、机车的启动方式等考点入手，考查考生的综合能力。一、功的理解做功两要素（1）力；（2）物体在力的方向上发生了位移。两个要素缺一不可物理意义功是能量转化的量度。功只有大小，没有方向。计算公式（1）力F与位移l同向时，W=Fl。（2）W=Flcos ，其中F、l、分别为力的大小、位移的大小和力与位移的夹角。功的单位焦耳，简称焦，符号是J。功的正负意义功的正负不表示方向、大小，只表示做功的力是阻力还是动力。判定当F、l夹角为锐角时，F做正功；为钝角时，F做负功；为直角时，不做功。合力做功的方法方法1：先求物体所受到的合外力，再根据公式W合=F合lcos 求合外力的功。方法2：先根据W=Flcos ，求每个分力做的功W1，W2，Wn，再根据W合=W1+W2+Wn，求合力的功，即合力做的功等于各分力做功的代数和。二、摩擦力做功问题1静摩擦力做功的特点：（1）可以做正功，也可以做负功，还可以不做功。（2）在静摩擦力做功的过程中，只有机械能从一个物体转移到另一个物体，而没有机械能转化为其他形式的能。（3）相互摩擦的物体系统，一对静摩擦力所做的功的代数和为零。2滑动摩擦力做功的特点：（1）可以做正功，也可以做负功，还可以不做功（如相对运动的两物体之一相对地面静止，则滑动摩擦力对该物体不做功）。（2）在相互摩擦的物体系统中，一对相互作用的滑动摩擦力对物体系统所做的总功与路径无关，且总功为负值，其绝对值等于摩擦力与相对路程的乘积，即|W|=Ffl相对，表示物体系统损失了机械能，克服摩擦力做功，E损=Ffl相对（摩擦生热）。一对滑动摩擦力做功的过程中能量转化和转移的情况：（1）相互摩擦的物体通过摩擦力做功将部分机械能转移到另一个物体上；（2）部分机械能转化为内能，此部分能量就是系统损失的机械能E损=Q=Ffl相对。三、一对作用力与反作用力做功问题1作用力与反作用力的特点：大小相等、方向相反，作用在不同的物体上。2作用力和反作用力作用下物体的运动特点：可能向相反的方向运动，也可能向同一方向运动；可能一个运动，另一个静止，还可能两个都静止。3由W=Flcos 不难判断，作用力做功时，反作用力可能做功，可能不做功，作用力做的功与反作用力做的功没有必然联系，不能认为二者一正一负、绝对值相等。四、一对平衡力做的功一对平衡力作用在同一个物体上，若物体静止，则两个力都不做功；若物体运动，则这一对平衡力做的功在数值上一定相等，一正一负或均为零。五、变力做功的计算方法动能定理曲线运动或变力做功问题，公式WFlcos 不容易直接求功时，可考虑由动能的变化来间接求功化变力为恒力有些变力做功问题通过转换研究对象，转化为恒力做功，用WFlcos 求解。此法常用于轻绳通过定滑轮拉物体做功的问题中微元法将物体的位移分割成许多小段，每一小段上作用在物体上的力可以视为恒力，这样将变力做功转化为无数多个小位移上的恒力所做功的代数和。此法常应用于求解大小不变、方向改变的变力做功问题。平均力若力的方向不变，而大小随位移(注意不是随时间)均匀变化时，则可以认为物体受到一大小为的恒力作用，然后用公式Wlcos 求此变力所做的功F-x图象在F-x图象中，图线与x轴所围“面积”的代数和表示力F在这段位移所做的功，且位于x轴上方的“面积”为正，位于x轴下方的“面积”为负，但此方法只适用于便于求图线所围面积的情况(如三角形、矩形、圆等规则的几何图形)WPt适用于变力的功率恒定或平均功率已知的情形六、功率定义式功W跟完成这些功所用的时间t的比值叫做功率，通常用P表示，定义式P=W/t。物理意义功率是表征物体做功快慢的物理量。功率是标量，只有大小，没有方向。单位功率的单位是瓦特，简称瓦，符号是W。常用单位：1 kW=1 000 W。计算方法方法1：P =（功率的定义式），计算平均功率。方法2：P=Fv，恒力做功，当v是平均速度时计算平均功率，当v是瞬时速度时计算瞬时功率。平均功率表示在一段时间内做功的平均快慢，用公式表示为P=或P=Fv。瞬时功率表示在某一瞬间（或某一时刻）做功的快慢，一般用P=Fv表示。通常情况下，计算瞬时功率可根据P=Fvcos ，其中v是瞬时速度，为F与v之间的夹角，P、F、v、为瞬时对应关系。额定功率额定功率是发动机工作时的最大功率，通常都在铭牌上标明。额定功率是动力机器重要的性能指标，一个动力机器的额定功率是一定的。实际功率实际功率是发动机实际工作时输出的功率。机器工作时受额定功率的限制，发动机实际输出的功率（即实际功率），可以小于或等于额定功率，有时实际功率也会略大于额定功率，但不允许长时间超过额定功率。计算瞬时功率公式P=Fvcos 中F、v、P的说明物理量应用说明F力F是研究对象所受到的外力，F是恒力，F可以是某个力，也可以是几个力的合力v通常情况下，速度v是一瞬时值，但物体的速度可能是恒定的，也可能是变化的角是F、v两个矢量正方向间的夹角，式中cos 的作用是将F、v统一到一条直线上P所有功率都是对力而言的，因此，要注意弄清所求的是某一个力的功率还是合力的功率六、机车的两种启动模型1模型综述物体在牵引力（受功率和速度制约）作用下，从静止开始克服一定的阻力，加速度不变或变化，最终加速度等于零，速度达到最大值。2模型特征（1）以恒定功率启动的方式：动态过程：这一过程的速度时间图象如图所示：（2）以恒定加速度启动的方式：动态过程：这一过程的速度时间图象如图所示：深化拓展：无论哪种启动方式，机车最终的最大速度都应满足：vm=，且以这个速度做匀速直线运动。3利用公式P=Fv分析汽车启动问题时三个物理量的相互制约及应用定值物理量间的关系应用说明P一定F与v成反比汽车上坡时，要增大牵引力，应换挡减小速度v一定F与P成正比汽车上坡时，要使速度不变，应加大油门，增大输出功率，获得较大的牵引力F一定v与P成正比汽车在高速路上行驶时，加大油门，增大输出功率，可以提高速度4分析机车启动问题时的注意事项（1）机车启动的方式不同，机车运动的规律就不同，因此机车启动时，其功率、速度、加速度、牵引力等物理量的变化规律也不相同，分析图象时应注意坐标轴的意义及图象变化所描述的规律；（2）在用公式P=Fv计算机车的功率时，F是指机车的牵引力而不是机车所受到的合力；（3）恒定功率下的加速一定不是匀加速，这种加速过程发动机做的功可用W=Pt计算，不能用W=Fl计算（因为F是变力）；（4）以恒定牵引力加速时的功率一定不恒定，这种加速过程发动机做的功常用W=Fl计算，不能用W=Pt计算（因为功率P是变化的）；（5）匀加速过程结束时机车的速度并不是最后的最大速度。因为此时FF阻，所以之后还要在功率不变的情况下变加速一段时间才达到最后的最大速度vm。三个重要关系式关系式01 无论哪种启动过程，机车的最大速度都等于其匀速运动时的速度，即（式中Fmin为最小牵引力，其值等于阻力F阻）。关系式02 机车以恒定加速度启动的运动过程中，匀加速过程结束时，功率最大，速度不是最大，即关系式03 机车以恒定功率运行时，牵引力做的功W=Pt。由动能定理：PtF阻x=Ek。此式经常用于求解机车以恒定功率启动过程的位移大小。【2019绵阳南山中学实验学校高二开学考试】如图所示，拖着轮胎跑是身体耐力训练的一种有效方法。某受训者拖着轮胎在水平直道上匀速跑了一段距离，下列说法正确的是A轮胎所受的合力不做功B重力对轮胎做负功C绳子的拉力对轮胎不做功D地面对轮胎的摩擦力不做功【参考答案】A【详细解析】轮胎做匀变速直线运动，根据动能定理可得，轮胎所受的合力不做功，故A正确。轮胎受的重力竖直向下，而轮胎的位移方向为水平方向，则轮胎在竖直方向没有发生位移，重力不做功，故B错误。拉力与水平方向的夹角是锐角，所以轮胎受到的拉力做正功，故C错误。地面对轮胎的摩擦力的方向向右，与轮胎运动的方向相反，所以地面对轮胎的摩擦力做负功，故D错误。1【2019甘肃省玉门市第一中学高一期末】一个人从水面深4m的井中匀速提起50N的水桶至地面在水平道路上行走12m，再匀速走下6m深的地下室，则此人用来提水桶的力所做的功为（ ）A500JB1100JC100JD-100J【答案】D【解析】人在匀速上提过程中做的功W1=FL1=GL1=504J=200J，而在人匀速行走时，人对水桶不做功；再匀速走下6m深的地下室，人提水桶的力做功W2=-GL2=-506J=-300J，故人对水桶做的功为W= W1+ W2=200J-300J=-100J，故选项D符合题意。【2019重庆一中高一期末】光滑水平地面上静止一质量为1kg的物块，某时刻开始受到一外力作用，外力F随时间t的变化如图所示。取 g =10m/s2，则下列说法正确的是A2s末，物块的运动方向发生改变B前2s内，外力F做的功为 64JC3s末，外力F的功率为-4WD4s内，外力F的功率为 2W【参考答案】D【详细解析】0-2s物体的加速度为a1=F/m=4 m/s2，物体由静止做匀加速度直线运动，2s内发生的位移为，力F做功为WF=Fx1=32J，2s时力F反向，所以加速度反向，物体沿原来的运动方向做匀减速直线运动，故A、B错误；2s-4s物体的加速度为a2=F/m=-2 m/s2，3s末物体的速度为v=42 m/s +（-2）1 m/s =6m/s，此时外力F的功率为P=Fv=-24=-8W，故C错误；4s末物体的速度为v=4 m/s，2s-4s物体发生的位移为x2=6m/s2s=12m，力F做功为：WF=Fx2=-212=-24J，则4s内外力F的功率为P=（WF+ WF）/t总=2W，故D错误。1质量m=1kg的物体在水平拉力F的作用下，沿水平面做直线运动。t=3s时撒去拉力F。物体运动的v-t图象如图所示，下列说法正确的是A第末合力对物体做功的功率为B第末拉力对物体做功的功率为C整个过程中拉力对物体做功为D在内拉力对物体做功为【答案】B【解析】根据图象可知1 s末的速度为，vt图象中图线的斜率表示加速度，02 s过程中的加速度为，故02 s内的合力，所以1 s末合力的功率为，A错误；3 s后撤去外力时的加速度为，此过程中只受摩擦力作用，解得，所以在02 s过程中根据牛顿第二定律可得，解得，故1 s末拉力的功率为，B正确；图象与坐标轴围成的面积表示位移，整个过程中，而，故拉力做功不为零，C错误；在内物体做匀速直线运动，所以拉力和摩擦力相等，故，故，D错误。【名师点睛】本题的突破口是根据vt图象的斜率，面积的物理意义（斜率表示加速度，面积表示位移），然后结合功率的公式P=Fv和动能定理求解。质量为M的长木板放在光滑的水平面上，一个质量为m的滑块以某一速度沿木板表面从A点滑到B点，在木板上前进了L，而木板前进了l，如图所示，若滑块与木板间的摩擦因数为，求：（1）摩擦力对滑块和木板做的功；（2）系统产生的热量。【参考答案】（1）mg(L+l) mgl （2）mgL【详细解析】（1）滑块的对地位移为x1=L+l，摩擦力对滑块做的功为：W1=Ffx1=mg(L+l)，木板的对地位移为：x2=l，摩擦力对木板做的功为：W2=Ffx2=mgl。（2）滑块相对木板的位移为：x=L，系统产生的热量：Q=Ffx=mgL。1如图所示，质量为m的滑块放在光滑斜面上，斜面与水平面间的摩擦力不计，在滑块从斜面顶端滑到斜面底端的过程中A重力对滑块做功B滑块受到斜面的支持力与斜面垂直，所以支持力对滑块不做功C斜面对滑块的支持力对滑块做负功D滑块对斜面的压力对斜面做正功【答案】ACD【解析】如图所示，重力对滑块做正功；支持力与滑块的位移方向成钝角，支持力对滑块做负功；压力与斜面的位移方向成锐角，压力对斜面做正功。综上，选项ACD正确，B错误。如图所示，一半径为R的半圆形轨道竖直固定放置，轨道两端等高；质量为m的质点自轨道端点P由静止开始滑下，滑到最低点Q时，对轨道的正压力为2mg，重力加速度大小为g。质点自P滑到Q的过程中，克服摩擦力所做的功为AmgRBmgR CmgR DmgR【参考答案】C【详细解析】质点在最低点Q时受到竖直向下的重力和竖直向上的支持力，两力的合力充当向心力，所以有FNmg，由牛顿第三定律知，FNFN2mg，联立解得v，质点自P滑到Q的过程中重力做正功，摩擦力做负功，根据动能定理可得mgRWfmv2，解得WfmgR，即克服摩擦力做的功为mgR，C正确。1如图所示，小球自a点由静止自由下落，到b点时与弹簧接触，到c点时弹簧被压缩到最短，若不计弹簧质量和空气阻力，在小球由abc的运动过程中A小球的机械能守恒B小球的重力势能随时间一直减少C小球的动能先从0增大，后减小到0，在b点时动能最大D到c点时小球重力势能为0，弹簧弹性势能最大【答案】B【解析】由于小球在接触弹簧后收到弹簧向上的弹力作用，且弹力对小球做负功，故小球的机械能减小，选项A错误；因小球位置不断降低，故小球的重力势能随时间一直减少，选项B正确；小球的速度从0开始增加，接触弹簧后做速度逐渐减小的加速运动，当弹力和重力相等时，加速度为零，此时速度最大，然后小球再做减速运动到最低点，故小球的动能先从0增大，后减小到0，在b点一下的某位置时动能最大，选项C错误；小球到达c点时弹性势能最大，但是由于没有规定零重力势能点，故c点的重力势能大小无法确定，故选项D错误。为减机动车尾气排放，某市推出新型节能环保电动车。在检测该款电动车性能的实验中，质量为8102 kg的电动车由静止开始沿平直公路行驶，利用传感器测得此过程中不同时刻电动车的牵引力F与对应的速度v，并描绘出如图所示的图象（图中AB、BO均为直线），假设电动车行驶中所受阻力恒定，最终匀速运动，重力加速度g取10 m/s2。则A当该电车的速度为10 m/s时，加速度为0.25 m/s2B该车起动后，先做匀加速运动，然后匀速运动C该车做匀加速运动的时间是6 sD该车匀加速运动时加速度大小为2.5 m/s2【参考答案】A【详细解析】AB段牵引力不变，根据牛顿第二定律知，加速度不变，做匀加速直线运动；BC图线的斜率表示电动车的功率，知BC段功率不变，牵引力减小，加速度减小，做加速度减小的加速运动；电动机的功率为：，匀加速运动的末速度为：，当牵引力等于阻力时，速度最大，由图线知，根据牛顿第二定律得，匀加速运动的加速度大小，则匀加速运动的时间；当该电车的速度为时，根据牛顿第二定律：，代入数据可以得到：，故A正确，BCD错误。【名师点睛】AB过程牵引力不变，根据牛顿第二定律知，做匀加速直线运动，BC段图线的斜率表示电动车的功率，斜率不变，则功率不变，根据功率与牵引力的关系，判断BC段的运动情况，速度达到最大时，牵引力等于阻力。1【2019宁夏高二月考】汽车发动机的额定功率为80kW，它以额定功率在平直公路上行驶的最大速度为20m/s，那么汽车在以最大速度匀速行驶时所受的阻力是（ ）A8000NB4000NC2500ND1600N【答案】B【解析】汽车匀速运动，说明汽车处于受力平衡状态，此时汽车受到的阻力的大小和汽车的牵引力大小相等，由P=Fv=fv可以求得f=P/v=4000N，故选项B正确。2质量为m的汽车在平直路面上启动，启动过程的速度图象如图所示，0t1段为直线，从t1时刻起汽车保持额定功率不变，整个运动过程中汽车所受阻力恒为f，则A0t1时间内，汽车的牵引力等于Bt1t2时间内，汽车做匀加速运动Ct1t2时间内，汽车的功率等于fv1Dt1t2时间内，汽车的功率等于fv2【答案】D【解析】0t1时间内，汽车做匀加速直线运动，加速度，根据牛顿第二定律得，Ff=ma，解得牵引力F=f+m，故A错误。从t1时刻起汽车的功率保持不变，根据P=Fv可知，随速度的增加，牵引力减小，则可知汽车在t1t2时间内做加速减小的加速运动，选项B错误；在t2时刻，汽车的加速度为零，则F=f，此时汽车的功率P=Fv2=fv2，选项D正确，C错误；故选D。【名师点睛】本题考查的是汽车的启动方式，对于汽车的两种启动方式，恒定加速度启动和恒定功率启动，对于每种启动方式的汽车运动的过程一定要熟悉。1【2019陕西高一期末】（多选）关于功率公式P和PFv，下列说法正确的是A由于力F和速度v均为矢量，故根据公式PFv求得的功率P为矢量B由公式PFv可知，若功率保持不变，则随着汽车速度增大汽车所受的牵引力减小C由公式PFv可知，在牵引力F一定时，功率与速度成正比D由P可知，只要知道W和t就可求出任意时刻的功率2【2019广东高一期末】如图所示，在水平雪面上雪橇受与水平方向成角的拉力F作用，沿直线匀速前进了s的距离。下列说法正确的是（）A拉力做功为FsB地面对雪橇的支持力做正功C重力对雪橇做负功D外力对雪桶做的总功是零3（多选）如图所示，分别用恒力F1、F2先后将一物体由静止开始沿同一粗糙的固定斜面由底端拉至顶端，两次所用时间相同，第一次力F1沿斜面向上，第二次力F2沿水平方向。则两个过程比较A接触面上因摩擦产生的热量相同B物体的机械能增加量相同CF1做的功与F2做的功相同DF1做功的功率比F2做功的功率小4用铁锤把小铁钉钉入木板，设木板对铁钉的阻力与铁钉进入木板的深度成正比。已知铁锤第一次使铁钉进入木板的深度为d，接着敲第二锤，如果铁锤第二次敲铁钉时对铁钉做的功与第一次相同，那么，第二次使铁钉进入木板的深度为A B C D5【2019重庆一中高一期末】摩天轮悬挂透明座舱，乘客随座舱在竖直面内做匀速圆周运动。在摩天轮转动过程中，下列叙述正确的是A乘客的速度保持不变B乘客的机械能保持不变C乘客的动量保持不变D乘客重力的瞬时功率在变化6【2019湖北高三开学考试】（多选）如图所示为竖直平面内固定的四分之一圆弧轨道AP，圆弧轨道的圆心为O，OA水平，OP竖直，半径为R=2m。一质量为m=1kg的可视为质点的小物块从圆弧顶点A开始以m/s的速度从A到P做匀速圆周运动，重力加速度g=10m/s2， Q为圆弧AP的一个三等分点(图中未画出)，OA与OQ的夹角为30，则下列说法正确的是（ ）A在A到P的过程中轨道的动摩擦因数逐渐减小B在Q点时，重力的瞬时功率为15WC小物块在AQ段克服摩擦力做的功等于在QP段克服摩擦力做的功D在P点时，小物块对圆弧轨道的压力大小为10 N7起重机以恒定功率P，将原来静止在地面上质量为m的货物提升H高度，这时物体速度达到v，在这个过程中A货物上升做匀变速直线运动 B货物上升的平均速度大于C起重机对货物做功大于 D合外力对物体做功m28在检测某款电动车性能的实验中，质量为8102 kg的电动车由静止开始沿平直公路行驶，达到的最大速度为15 m/s，利用传感器测得此过程中不同时刻电动车的牵引力F与对应的速度v，并描绘出F图象（图中AB、BO均为直线），假设电动车图行驶中所受的阻力恒定，求此过程中：（1）电动车的额定功率；（2）电动车由静止开始运动，经过多长时间，速度达到2 m/s。9如图甲所示，质量m=2.0 kg的物体静止在水平面上，物体跟水平面间的动摩擦因数=0.20。从t=0时刻起，物体受到一个水平力F的作用而开始运动，前8 s内F随时间t变化的规律如图乙所示，g取10 m/s2。求：（1）在图丙坐标系中画出物体在前8 s内的vt图象；（2）前8 s内水平力F所做的功。1【2018新课标全国II卷】如图，某同学用绳子拉动木箱，使它从静止开始沿粗糙水平路面运动至具有某一速度，木箱获得的动能一定A小于拉力所做的功B等于拉力所做的功C等于克服摩擦力所做的功D大于克服摩擦力所做的功2【2018新课标全国III卷】（多选）地下矿井中的矿石装在矿车中，用电机通过竖井运送至地面。某竖井中矿车提升的速度大小v随时间t的变化关系如图所示，其中图线分别描述两次不同的提升过程，它们变速阶段加速度的大小都相同；两次提升的高度相同，提升的质量相等。不考虑摩擦阻力和空气阻力。对于第次和第次提升过程，A矿车上升所用的时间之比为4:5B电机的最大牵引力之比为2:1C电机输出的最大功率之比为2:1D电机所做的功之比为4:53【2015海南卷】假设摩托艇受到的阻力的大小正比于它的速率。如果摩托艇发动机的输出功率变为原来的2倍，则摩托艇的最大速率变为原来的A4倍 B2倍 C倍 D倍4【2015新课标全国卷】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变化的图像中，可能正确的是 1BC 虽然力F和速度v均为矢量，但是功率P为标量，故A错误；由公式P=Fv可知，若功率保持不变，则随着汽车速度增大，汽车所受的牵引力减小，当速度达到最大值时，牵引力最小，故B正确；由P=Fv可知，当牵引力不变时，汽车牵引力的功率一定与它的速度成正比，故C正确；根据只能计算平均功率的大小，所以只要知道W和t就可求出时间t内的平均功率，故D错误。2D根据功的定义式可以知道，拉力做的功为：W1Fscos，故选项A不符合题意；雪橇受到重力和支持力与雪橇的位移垂直，做功为零，故选项BC不符合题意；因为雪橇匀速运动，所以合力为零，则外力做功为零，故选项D符合题意。3BD两个过程中物体对斜面的压力不同，故摩擦力大小不同，则产生的热量不相同，故A错误；物体末速度相同，又由于处于相同的高度，所以两物体机械能变化量相同，故B正确；由题图分析可知，第一次物体所受到的摩擦力小于第二次物体所受到的摩擦力，故两个过程中物体克服摩擦力做的功不同，重力做功相同，则做的功比做的少，故C错误；物体的运动情况相同，重力做功的功率相同，第二次中克服摩擦力做功的功率大，故做功的功率比做功的功率小，故D正确。4B 由题意可知，阻力与深度d成正比，fd图象如图所示：Fx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，如图所示可得力与深度成正比，则：f=kd，f=kd，两次做功相同，解得：，第二次钉子进入木板的深度故。选B。【名师点睛】本题考查了变力做功问题，可以应用图象法解题，也可以求出力的平均值，应用动能定理解题。5D 因为速度是矢量，做圆周运动的乘客其速度方向时刻变化，所以乘客的速度时刻变化，根据P=mv可知，乘客的动量大小不变，而动量的方向和速度方向相同，所以动量时刻变化，故A、C错误；根据机械能等于重力势能和动能之和，知摩天轮做匀速圆周运动，乘客的速度大小不变，则动能不变，但高度变化，其重力势能变化，所以机械能在变化，故B错误；摩天轮转动过程中，乘客的重力大小不变，速度大小不变，但是速度方向时刻在变化，竖直方向的分速度在变化，所以重力的瞬时功率在变化，故D正确。6ABC 小物块做匀速圆周运动，说明重力沿切面方向的分力和滑动摩擦力大小相等，方向相反mgsin=mgcos，解得：。小物块在下滑过程中，切面与水平面的夹角变小，所以在A到P的过程中轨道的动摩擦因数逐渐减小，故A正确；在Q点时，重力的瞬时功率为P=mgcosv=15W，故B正确；根据动能定理，小物块在AQ段克服摩擦力做的功W1- mgRsin=0，解得W1=10J，在QP段克服摩擦力做的功W2- mgR（1-sin）=0解得W2=10J，所以小物块在AQ段克服摩擦力做的功等于在QP段克服摩擦力做的功，故C正确；在P点根据向心力公式 ，解得FN=11.5N，D错误。7BCD 起重机以恒定功率P提升货物时，由P=Fv知，速度v增大时，牵引力F减小，货物做加速度减小的变加速运动，平均速度不等于v/2。若做出vt图象如图，由图象可知货物速度到达v时的位移大于货物做匀加速运动的位移，可知货物上升的平均速度大于v/2，故A错误，B正确。起重机对货物的牵引力F是变力，当速度为v时F最小，则整个过程中F平均值大于，根据公式W=FH可知起重机对货物做功大于，故C正确。根据动能定理知，合外力对物体做功等于物体动能的变化为mv2，故D正确。【名师点睛】解决本题时要明确货物的运动情况，类似于汽车起动，知道货物做变加速运动，平均速度公式只适用于匀变速直线运动。8（1）6 kW （2）1 s【解析】（1）由题图可知AB段表示电动车由静止开始做匀加速直线运动，达到额定功率（B点），BC段表示车做变加速运动，达到最大速度（C点）后做匀速运动。当vmax=15 m/s时，F=400 N，则恒定的阻力Ff=F=400 N电动车的额定功率P=Ffvmax=6 kW。（2）在AB段：F=2 000 N由P=Fv得匀加速运动的末速度v=3 m/s又FFf=ma加速度a=2 m/s2由v=at得所求运动时间t=1 s。9（1）见解析图 （2）155 J【解析】（1）04 s物体做匀加速直线运动；Fmg=ma1a1=3 m/s2，4 s时物体速度v1=a1t1=12 m/s。45 s物体做加速度为a2的匀减速直线运动，F+mg=ma2a2=7 m/s2，5 s时物体速度v2=v1a2t2=5 m/s，5 s后F撤去，做加速度为a3的匀减速直线运动，设t3时间后速度为零。mg=ma3a3=g=2 m/s2。0=v2a3t3t3=2.5 s.即57.5 s内做匀减速直线运动到速度为零。7.58 s内物体处于静止状态。综上，08 s内的vt图象如图所示。（2）前8 s内水平力F所做的功由vt图象知：WF=Ft1Ft2=155 J。1A 受力分析，找到能影响动能变化的是那几个物理量，然后观测这几个物理量的变化即可。木箱受力如图所示：木箱在移动的过程中有两个力做功，拉力做正功，摩擦力做负功，根据动能定理可知即： ，所以动能小于拉力做的功，故A正确；无法比较动能与摩擦力做功的大小，CD错误。故选A。【名师点睛】正确受力分析，知道木箱在运动过程中有那几个力做功且分别做什么功，然后利用动能定理求解末动能的大小。2AC 设第次所用时间为t，根据速度图象的面积等于位移（此题中为提升的高度）可知，2t0v0=（t+3t0/2）v0，解得：t=5t0/2，所以第次和第次提升过程所用时间之比为2t05t0/2=45，选项A正确；由于两次提升变速阶段的加速度大小相同，在匀加速阶段，由牛顿第二定律，Fmg=ma，可得提升的最大牵引力之比为11，选项B错误；由功率公式，P=Fv，电机输出的最大功率之比等于最大速度之比，为21，选项C正确；加速上升过程的加速度a1=，加速上升过程的牵引力F1=ma1+mg=m(+g)，减速上升过程的加速度a2=-，减速上升过程的牵引力F2=ma2+mg=m(g)，匀速运动过程的牵引力F3=mg。第次提升过程做功W1=F1t0v0+F2t0v0=mgv0t0；第次提升过程做功W2=F1t0v0+ F3v03t0/2+ F2t0v0 =mgv0t0；两次做功相同，选项D错误。【名师点睛】此题以速度图像给出解题信息。解答此题常见错误主要有四方面：一是对速度图像面积表示位移掌握不到位；二是运用牛顿运动定律求解牵引力错误；三是不能找出最大功率；四是不能得出两次提升电机做功。实际上，可以根据两次提升的高度相同，提升的质量相同，利用功能关系得出两次做功相同。3D 设，当阻力等于牵引力时，速度最大，输出功率变化前，有，变化后有，联立解得，D正确。4A 由图可知，汽车先以恒定功率P1起动，所以刚开始做加速度减小的加速度运动，后以更大功率P2运动，所以再次做加速度减小的加速运动，故A正确，BCD错误。20