高三物理-功和功率习题教学.docVIP

功和功率习题教学（高三用） 一、图象信息题 例题1：(2010·新课标全国卷)如图所示，在外力作用下某质点运动的v-t图象为正弦曲线.从图中可以判断(　AD　) A在0～t1时间内，外力做正功 B在0～t1时间内，外力的功率逐渐增大 C在t2时刻，外力的功率最大 D在t1～t3时间内，外力做的总功为零 【解析】0～t1和t2～t3时间内，质点做加速运动，外力做正功，故选项A正确；t1～t3时间内，动能变化为零，外力做的总功为零，故选项D正确；0～t1时间内，由图可知速度大小变化和图象斜率表示加速度，加速度对应合外力，根据P＝Fv可以得出外力的功率先增大后减小，故选项B错误；t2时刻，速率为零，此时外力的功率为零，选项C错误. A．在0～1 s内，合外力做正功 B．在0～2 s内，合外力总是做正功 C．在1～2 s内，合外力做负功 D．在0～3 s内，合外力总是做正功 【解析】由动能定理可知，合外力所做的功等于动能的增量，物体的速度增大，则合外力做正功，物体的速度减小，则合外力做负功，由题图可知，0～1 s内，合外力做正功，1～2 s内合外力做负功，故A、C正确，B、D错误. 【拓展】设该图情境为：水平地面上一质量为m的物体在水平恒力F=6N的作用下，从静止开始运动，当F作用1s时撤去，其运动图象如图所示，求物体的质量。 【解析】由图象知，撤去力F后，物体受到滑动摩擦力f=μmg的作用，做匀减速运动，由图象知a2=1m/s2，则由a2=μg得μ=0.1。由图象知，力F作用的1s内，物体的位移x1=1m，全程位移为x=3m，对全程用动能定理得： Fx1 –μmgx=0 -0，解得：m=2kg。 二、应用数学知识解题 例题3：如图，用与水平方向成θ角的力F，拉着质量为m的物体沿水平地面匀速前进位移x，已知物体和地面间的动摩擦因数为μ.则在此过程中F做的功为(　D　)A．mgx B．μmgx C． D． 【解析】物体受力平衡：Fsinθ＋FN＝mg，Fcosθ－μFN＝0.在此过程中F做的功W＝Fxcosθ＝，所以D正确. 水平地面上有一木箱，木箱与地面之间的动摩擦因数为μ(0＜μ＜1)．现对木箱施加一拉力F，使木箱做匀速直线运动．设F的方向与水平面夹角为θ，如图所示，在θ从0逐渐增大到90°的过程中，木箱的速度保持不变，则 (　AC　) A．F先减小后增大 B．F一直增大 C．F的功率减小 D．F的功率不变 【解析】由木箱受力平衡可知：Fcosθ＝μ(G－Fsinθ)， 即F＝＝， 故F先减小后变大．根据P＝Fvcosθ＝可知F的功率减小． 例题5：(2011年江苏高考)如图所示，演员正在进行杂技表演．由图可估算出他将一个鸡蛋抛出的过程中对鸡蛋所做的功最接近于(　　)A．0.3 JB．3 J C．30 J D．300 J 【解析】一个鸡蛋质量约为50 g，根据图知鸡蛋上升高度约为0.5 m．则人对一个鸡蛋所做的功为W＝mgh＝0.25 J． θ，则有 Fcosθ=mgsinθ，解得：F=mgtanθ 而P=Fvcosθ=mgvsinθ，则随着夹角θ的增大，拉力的瞬时功率逐渐增大。 【拓展】设小球从绳竖直状态被拉到夹角为θ的过程中，拉力F做的功。 【解析】小球的的运动性质，Fcosθ=mgsinθ，则F=mgtanθ，因此拉力F是变力。用动能定理，小球运动过程中，拉力F做正功WF，重力mg做负功 –mgl(1 –cosθ)，而拉力T不做功，则有：WF -–mgl(1 –cosθ) =0，解得WF = mgl(1 –cosθ)