2024-2025學年人教版高一物理下學期同步訓練之功與功率

2024-2025學年下學期高中物理人教高一同步經(jīng)典題精練之功

與功率

一.選擇題（共5小題）

1.（2025?高新區(qū)校級模擬）某戶家庭安裝了一臺風力發(fā)電機，它的葉片轉(zhuǎn)動時可形成半徑為0.9m的圓面，

風向與葉片轉(zhuǎn)動的圓面垂直，假設(shè)這個風力發(fā)電機能將此圓內(nèi)30%的空氣動能轉(zhuǎn)化為電能。己知空氣的

密度為1.2kg/m3,當風速是lOm/s時，此發(fā)電機的功率約為（）

A.4.5WB.45WC.450WD.4500W

2.（2024秋?天心區(qū)校級期末）一質(zhì)量可視為不變的汽車在平直公路上行駛，該車在一段行駛過程中速度

1

的倒數(shù)-隨加速度a的變化圖像如圖所示，已知圖線的斜率為k,縱截距為b。下列說法正確的是（）

v

A.汽車運動過程中發(fā)動機的輸出功率不變

B.汽車在行駛過程中受到的阻力逐漸變大

C.汽車行駛的最大速度為2

k

1

D.當汽車速度為最大速度的一半時，汽車的加速度為工

3.（2024秋?天津期末）圖甲所示的救生緩降器是一種可使人沿繩下降的安全營救裝置。如圖乙所示，高

層建筑工人在一次險情中，從H=30m高的地方通過緩降器由靜止開始下落，其下落過程的v-t圖像

如圖丙所示，落地瞬間速度恰好減為零。假設(shè)工人在加速和減速過程的加速度大小相等，已知工人的質(zhì)

量m=60kg,g=10m/s2o下列說法正確的是（）

丙

A.工人勻速下落的位移大小為6m

B.。?2s內(nèi)，鋼絲繩對工人的拉力大小為360N

C.工人整個下降過程所用的時間為4.6s

D.全程緩降器對工人做正功

4.（2024秋?汕頭期末）如圖所示，甲、乙兩傾斜傳送帶以相同的速率v逆時針運動，兩傳送帶粗糙程度

不同，但長度、傾角均相同。將一物體分別從兩傳送帶頂端的A點無初速度釋放，物體在甲傳送帶上B

點和乙傳送帶中部C點速度都恰好達到V,且以速度v運動到乙傳送帶B點。則在物體從A運動到B

的過程中，下列說法正確的是（）

A.物體在甲傳送帶上運動的時間比乙短

B.重力的平均功率相等

C.到達B點時，重力的瞬時功率不相等

D.兩傳送帶對物體做的功相等

5.（2024秋?寧波期末）北京時間2024年11月4日01時24分，神舟十八號載人飛船返回艙在東風著陸

場成功著陸，不僅刷新了中國航天員單次出艙活動時間紀錄，更為空間站長期穩(wěn)定在軌運行進一步積累

了寶貴的數(shù)據(jù)和經(jīng)驗?，F(xiàn)某飛船繞地球做橢圓運動的軌跡如圖所示，AB是橢圓的長軸，CD是橢圓的

短軸，E、F兩點關(guān)于橢圓中心對稱。以下說法正確的是（）

FD

A.飛船運動到B點時的速度最大

B.從C運動到E和從D運動到F的兩個過程運動時間相等

C.飛船在C點所受萬有引力小于在F點所受萬有引力

D.飛船從A點到B點的運動過程中萬有引力做正功

二.多選題（共4小題）

（多選）6.（2025?佛山一模）中國選手鄧雅文在巴黎奧運會自由式小輪車比賽中勇奪金牌。小輪車比賽

場地如圖所示，MN段和OP段均為四分之一圓弧，NO段水平，選手騎車從M處靜止出發(fā)，沿軌跡

MNOP運動，到P處豎直躍起，到達最高點Q后落回P處，再沿軌跡PONM運動回M處。人和車整

體可視為質(zhì)點，且認為在圓弧軌道運動過程中人不提供動力。下列說法正確的是（）

Q

■

A.從M到N的過程，場地對小輪車的支持力一直增大

B.從P到Q再到P的過程，選手先失重后超重

C.在Q點時，選手的速度和加速度均為零

D.在0點時，選手所受重力的功率為零

（多選）7.（2024秋?哈爾濱期末）如圖甲所示，質(zhì)量m=2kg的物體放在水平地面上，與足夠長的水平

細線一端連接，細線另一端繞在半徑R=0.8m的圓柱體上。t=0時刻，圓柱體由靜止開始繞豎直中心

軸轉(zhuǎn)動，其角速度3隨時間t的變化規(guī)律如圖乙所示，物體始終沿細線做直線運動，物體與地面間的動

摩擦因數(shù)以=0.2,重力加速度g取lOm/s?,貝U（）

A.物體做勻加速直線運動

B.物體的速度與時間的關(guān)系滿足v=4t（m/s）

C.細線的拉力大小為4N

D.t=2s時，細線拉力的瞬時功率為32W

（多選）8.（2024秋?西青區(qū)期末）“復興號”動車組用多節(jié)車廂提供動力，從而達到提速的目的?？傎|(zhì)量

為m的動車組在平直的軌道上行駛。該動車組有四節(jié)動力車廂，每節(jié)車廂發(fā)動機的額定功率均為P,若

動車組所受的阻力與其速率成正比此阻=的，k為常量），動車組能達到的最大速度為Vm。下列說法正

確的是（）

A.動車組在勻加速啟動過程中，牽引力隨速度增大而變大

B.動車組在勻加速啟動過程中，牽引力恒定不變

C.若四節(jié)動力車廂均以額定功率從靜止開始啟動，則動車組做勻加速直線運動

3

D.若四節(jié)動力車廂輸出的總功率為2.25P,則動車組勻速行駛的速度為［叫，

（多選）9.（2025?昆明校級模擬）質(zhì)量為m的汽車沿路面abc運動，ab段水平、be段與水平面間的夾角

為30°,如圖所示。t=0時亥I）,汽車從a點保持恒定功率P從靜止開始啟動，t=to時刻，到達b點且

速度恰好達到最大，此時汽車開啟定速巡航（即保持汽車的速率不變）通過路面bco已知重力加速度

為g,汽車運動過程中受到的摩擦阻力恒為詈，不考慮空氣阻力的影響。下列說法正確的是（）

C

個力

3P

A.汽車到達b點時的速度大小為一

mg

B.汽車在be段運動時的輸出功率為2.5P

3Pl9P2

C.ab之間的距離為一--——

mg2mzg5

D.汽車從a點運動到b點的過程中做勻加速直線運動

三.填空題（共3小題）

10.（2025?福州校級模擬）一輛汽車在平直的公路上以某一初速度運動，運動過程中保持汽車發(fā)動機恒定

的牽引功率為P,其加速度a和速度的倒數(shù)（一）圖象如圖所示.若已知汽車的質(zhì)量為2.4X103kg,則

V

根據(jù)圖象所給的信息，可以求出汽車的功率P=W,汽車行駛的最大速度Vmax=

m。/s「.

―21■、/（〉「s）

11.（2024秋?浦東新區(qū)校級期末）健身節(jié)中，某校男生進行拉輪胎訓練，如圖所示。質(zhì)量為m的輪胎在

與水平面成e角的恒定拉力F作用下，沿水平地面向前勻速移動了一段距離1。已知輪胎與地面間的動

摩擦因數(shù)為四，重力加速度為g,合力對輪胎做功為，滑動摩擦力做功

12.（2023秋?三明期末）一輛質(zhì)量為103kg的汽車，其額定功率為lO4w,在水平公路上行駛時所受阻力

恒為500N。當汽車以額定功率啟動，隨著車速增大，牽引力會(填“增大”“減小”或“不

變”)，汽車能達到的最大速度Vm=m/s；當加速度為1.5m/s2時，車速v=m/s。

四.解答題(共3小題)

13.(2025?廣州模擬)某型號“雙引擎”節(jié)能環(huán)保汽車的工作原理：當行駛速度v<15m/s時僅靠電動機

輸出動力；當行駛速度v215m/s時，汽車自動切換引擎，僅靠汽油機輸出動力。該汽車在平直的公路

上由靜止啟動，其牽引力F隨時間t變化關(guān)系如圖。已知該汽車質(zhì)量為1500kg,行駛時所受阻力恒為

1250No汽車在to時刻自動切換引擎后，保持牽引力功率恒定。求：

(1)汽車切換引擎后的牽引力功率P;

(2)汽車由啟動到切換引擎所用的時間to。

14.(2024?濟寧模擬)遙控爬墻小車通過排出車身內(nèi)部部分空氣，和外界大氣形成氣壓差，由于氣壓差使

車身內(nèi)外產(chǎn)生的壓力差恒為Fo=25N,方向垂直于接觸面，使小車可吸附在墻壁、天花板上。如圖所示，

某次小車從室內(nèi)墻壁上的A點由靜止出發(fā)，沿著豎直方向經(jīng)B處一小段圓弧運動到水平天花板上的C

點，然后從C點開始做勻速圓周運動。已知AB沿豎直方向且足夠長，運動過程中小車受到的阻力f

大小與車和墻壁間、天花板間的彈力FN之間關(guān)系為f=0.8FN,方向總與速度方向相反。小車質(zhì)量m=

0.5kg,小車可視為質(zhì)點，忽略空氣阻力，取g=10m/s2。

(1)若小車在AB段上的功率為P=75W,求小車在AB段上最大速度的大小vm；

(2)若小車在天花板上以v=3m/s的速率做勻速圓周運動，牽引力大小為F=20N,取TT=3,求小車

運動一周牽引力做的功。

15.(2023秋?新余期末)2023年大年初一晚上，1000架無人機從秋水廣場灘涂起飛，以一江兩岸為背景，

流光溢彩點亮云端之上，通過無人機編隊的排列，呈現(xiàn)“天下英雄城”“南昌第一槍”等多個極具江西

南昌特色的造型。圖甲為某型號無人機，它的銘牌如表所示(已知空氣阻力與速度的關(guān)系為f=0.8v,g

=10m/s2)o

【型號】YU-2【動力】電動【質(zhì)量】1200g【額定功率】80W

(1)求無人機上升時的最大的速度？

(2)某次飛行時，該無人機的飛行路線如圖乙所示，無人機先從A點勻速上升到B點，后以水平速度

5m/s勻速飛行到C點，從B到C的過程中，求無人機電動機提供的牽引力大小和此時電動機的實際功

率？

h/m

400

BC

300

200

100A

s/m

0100300500700900

甲乙

2024-2025學年下學期高中物理人教版（2019）高一同步經(jīng)典題精練之功

與功率

參考答案與試題解析

題號12345

答案CAADC

選擇題（共5小題）

1.（2025?高新區(qū)校級模擬）某戶家庭安裝了一臺風力發(fā)電機，它的葉片轉(zhuǎn)動時可形成半徑為0.9m的圓面，

風向與葉片轉(zhuǎn)動的圓面垂直，假設(shè)這個風力發(fā)電機能將此圓內(nèi)30%的空氣動能轉(zhuǎn)化為電能。己知空氣的

密度為1.2kg/m3,當風速是lOm/s時，此發(fā)電機的功率約為（）

A.4.5WB.45WC.450WD.4500W

【考點】平均功率的計算.

【專題】定量思想；推理法；功率的計算專題；推理論證能力.

【答案】C

【分析】根據(jù)Am=pV和功能關(guān)系以及數(shù)學知識計算得到在At時間內(nèi)吹到風葉葉片上的空氣對葉片做

的功，再根據(jù)P=^計算發(fā)電機的功率。

【解答】解：在At時間內(nèi)吹到風葉葉片上的空氣質(zhì)量為

Am=pV=vAtSp

根據(jù)功能關(guān)系可知，在At時間內(nèi)吹到風葉葉片上的空氣對葉片做的功為

1

W=7

發(fā)電機的功率

Ij-ymv2113

PD=--——=32r）Pv

代入數(shù)據(jù)可知P=/3.14X09x30%X1.2X103勿=457勿，故C正確，ABD錯誤；

故選：Co

【點評】本題主要考查平均功率的計算，根據(jù)P=半分析計算。

2.（2024秋?天心區(qū)校級期末）一質(zhì)量可視為不變的汽車在平直公路上行駛，該車在一段行駛過程中速度

1

的倒數(shù)-隨加速度a的變化圖像如圖所示，已知圖線的斜率為k,縱截距為b。下列說法正確的是（）

v

A.汽車運動過程中發(fā)動機的輸出功率不變

B.汽車在行駛過程中受到的阻力逐漸變大

C.汽車行駛的最大速度為2

k

1

D.當汽車速度為最大速度的一半時，汽車的加速度為工

【考點】功率的定義、物理意義和計算式的推導；牛頓第二定律的簡單應(yīng)用.

【專題】定量思想；推理法；牛頓運動定律綜合專題；推理論證能力.

【答案】A

【分析】AB.根據(jù)題意設(shè)置條件，結(jié)合功率公式，牛頓第二定律導出工的表達式，結(jié)合圖像的斜率和截

V

距的物理意義求解輸出功率和阻力的問題；

C.根據(jù)汽車最大速度滿足的條件列式求解最大速度；

D.根據(jù)功率和速度關(guān)系求解牽引力，結(jié)合牛頓第二定律列式求解對應(yīng)的加速度。

【解答】解:AB.設(shè)汽車行駛時發(fā)動機的輸出功率為P,阻力為f,牽引力為F,則有P=Fv,根據(jù)牛頓

第二定律有F-f=ma,整理可得，=y-a+4由圖像斜率和截距可得k=1，b=^,解得P=

f=im,可知汽車行駛過程中發(fā)動機的輸出功率不變，由f可知，汽車在行駛過程中受到的阻力

KK,

恒定不變，故A正確，B錯誤；

C.當汽車速度達到最大時，有P=fvm,即F=小，解得加故C錯誤；

KK.0

D.當汽車速度〃=冬=力寸，汽車的牽引力尸=。=竽,由F-f=ma可知，此時汽車的加速度a=辛,

故D錯誤。

故選：Ao

【點評】考查機車的啟動問題，注意結(jié)合功率的公式、牛頓第二定律推導相應(yīng)的表達式，利用圖像的斜

率和截距的物理意義解決實際問題。

3.（2024秋?天津期末）圖甲所示的救生緩降器是一種可使人沿繩下降的安全營救裝置。如圖乙所示，高

層建筑工人在一次險情中，從H=30m高的地方通過緩降器由靜止開始下落，其下落過程的v-t圖像

如圖丙所示，落地瞬間速度恰好減為零。假設(shè)工人在加速和減速過程的加速度大小相等，已知工人的質(zhì)

量m=60kg,g=10m/s2o下列說法正確的是（）

丙

A.工人勻速下落的位移大小為6m

B.0?2s內(nèi)，鋼絲繩對工人的拉力大小為360N

C.工人整個下降過程所用的時間為4.6s

D.全程緩降器對工人做正功

【考點】功的正負及判斷；牛頓第二定律的圖像問題.

【專題】定量思想；推理法；牛頓運動定律綜合專題；推理論證能力.

【答案】A

【分析】AB.根據(jù)v-t圖像計算加速度和加減速位移，再結(jié)合幾何關(guān)系、牛頓第二定律列式求解勻速運

動位移和拉力；

C.根據(jù)總時間和分段時間的關(guān)系列式求解；

D.根據(jù)功的定義式進行分析解答。

【解答】解：AB.根據(jù)圖丙可知，工人加速下降和減速下降時的加速度大小為a=%=竽m/s2=6m/s2,

加速和減速時對應(yīng)的位移大小為x=3i=￥x2m=12m,所以勻速運動的位移為x'=H-2x=30m-2

X12m=6m,在0~2s內(nèi)，根據(jù)牛頓第二定律有mg-F=ma,解得F=240N,故A正確，B錯誤；

C.勻速運動的時間為t'=2=*=O.5S,整個下落過程所用時間為t總=2ti+t,=2X2s+0.5s=4.5s,

故C錯誤；

D.工人的運動方向向下，緩降器對工人的拉力向上，則拉力做負功，故D錯誤。

故選：Ao

【點評】考查v-t圖像的認識和理解，結(jié)合牛頓第二定律列式求解相應(yīng)的物理量。

4.（2024秋?汕頭期末）如圖所示，甲、乙兩傾斜傳送帶以相同的速率v逆時針運動，兩傳送帶粗糙程度

不同，但長度、傾角均相同。將一物體分別從兩傳送帶頂端的A點無初速度釋放，物體在甲傳送帶上B

點和乙傳送帶中部C點速度都恰好達到v,且以速度v運動到乙傳送帶B點。則在物體從A運動到B

的過程中，下列說法正確的是（)

A.物體在甲傳送帶上運動的時間比乙短

B.重力的平均功率相等

C.到達B點時，重力的瞬時功率不相等

D.兩傳送帶對物體做的功相等

【考點】功率的定義、物理意義和計算式的推導；傾斜傳送帶模型.

【專題】定量思想；推理法；功率的計算專題；推理論證能力.

【答案】D

【分析】A.根據(jù)v-t圖像面積的物理意義畫出各自的v-t圖線，再判斷時間的關(guān)系；

BC.根據(jù)重力做功的平均功率和瞬時功率的表達式，結(jié)合時間和速度關(guān)系進行分析判斷；

D.根據(jù)動能定理進行分析解答。

【解答】解：A.根據(jù)兩個物體的總位移相等，速度一時間圖像的面積表示位移，作出兩個物體的v-t

圖像，如下圖

可知甲運動時間大于乙運動時間，故A錯誤；

B.由題意可知甲、乙高度差Ah一樣，根據(jù)重力做功W=mgAh,可知兩種情況重力做功相同，由于

時間不同，根據(jù)平均功率尸=與，可知重力的平均功率不相等，故B錯誤；

C.題意知兩種情況到達B點時速度相同，根據(jù)瞬時功率PG=mgvsin3可知到達B點時，重力的瞬時

功率相等，故C錯誤；

D.重力做功相同，根據(jù)動能定理可知，兩傳送帶對物體做的功相等，故D正確。

故選：D。

【點評】考查傳送帶問題，會分析物體的受力情況和運動情況，結(jié)合動能定理，功能關(guān)系進行綜合分析

解答。

5.（2024秋?寧波期末）北京時間2024年n月4日01時24分，神舟十八號載人飛船返回艙在東風著陸

場成功著陸，不僅刷新了中國航天員單次出艙活動時間紀錄，更為空間站長期穩(wěn)定在軌運行進一步積累

了寶貴的數(shù)據(jù)和經(jīng)驗?，F(xiàn)某飛船繞地球做橢圓運動的軌跡如圖所示，AB是橢圓的長軸，CD是橢圓的

短軸，E、F兩點關(guān)于橢圓中心對稱。以下說法正確的是（）

A.飛船運動到B點時的速度最大

B.從C運動到E和從D運動到F的兩個過程運動時間相等

C.飛船在C點所受萬有引力小于在F點所受萬有引力

D.飛船從A點到B點的運動過程中萬有引力做正功

【考點】功的正負及判斷；開普勒三大定律；萬有引力的基本計算.

【專題】定性思想；推理法；萬有引力定律的應(yīng)用專題；推理論證能力.

【答案】C

【分析】近地點速度大，根據(jù)飛船速率的變化情況，判斷所用時間關(guān)系，根據(jù)萬有引力定律分析萬有引

力的關(guān)系，船從A點到B點的運動過程中萬有引力的方向與運動方向夾角為鈍角，對飛船做負功。

【解答】解：A.AB是橢圓的長軸，CD是橢圓的短軸，由開普勒第二定律可知，飛船運動到近地點A

點時的速度最大，故A錯誤；

B.由飛船繞地球做橢圓運動的軌跡可知，從C運動到E和從D運動到F的兩個過程的路程相等，從C

運動到E飛船的速率減小，從D運動到F速率增大，根據(jù)平均速率等于路程與時間之比可知，從D到

F過程平均速率大，則從C運動到E的時間比從D運動到F的時間長，故B錯誤；

C.由于C點到地心的距離比F點到地心的距離遠，根據(jù)萬有引力定律

口》Mm

F=G—o-

rL

可知，飛船在C點所受萬有引力小于在F點所受萬有引力，故C正確；

D.飛船從A點向B點運動過程中，萬有引力的方向與運動方向夾角為鈍角，故對飛船做負功，故D

錯誤。

故選：Co

【點評】解答本題的關(guān)鍵要掌握開普勒運動定律，能分析飛船速率變化情況，從而分析出運動時間和平

均速率的關(guān)系。

二.多選題（共4小題）

（多選）6.（2025?佛山一模）中國選手鄧雅文在巴黎奧運會自由式小輪車比賽中勇奪金牌。小輪車比賽

場地如圖所示，MN段和OP段均為四分之一圓弧，NO段水平，選手騎車從M處靜止出發(fā)，沿軌跡

MNOP運動，到P處豎直躍起，到達最高點Q后落回P處，再沿軌跡PONM運動回M處。人和車整

體可視為質(zhì)點，且認為在圓弧軌道運動過程中人不提供動力。下列說法正確的是（）

Q

A.從M到N的過程，場地對小輪車的支持力一直增大

B.從P到Q再到P的過程，選手先失重后超重

C.在Q點時，選手的速度和加速度均為零

D.在O點時，選手所受重力的功率為零

【考點】功率的定義、物理意義和計算式的推導；超重與失重的概念、特點和判斷.

【專題】定量思想；推理法；功率的計算專題；推理論證能力.

【答案】AD

【分析】A.根據(jù)向心力隨線速度的變化關(guān)系分析解答；

B.根據(jù)物體的受力情況分析超失重狀態(tài)；

C.根據(jù)物體在相應(yīng)位置的受力情況和運動情況進行判斷；

D.根據(jù)重力的瞬時功率公式列式求解。

【解答】解：A.從M到N的過程，小輪車運動的速度越來越大，支持力和重力沿半徑方向的合力提

供向心力逐漸增大，則場地對小輪車的支持力一直增大，故A正確；

B.從P到Q再到P的過程，選手一直只受到重力，處于失重狀態(tài)，故B錯誤；

C.在Q點時，選手的速度為0,加速度為重力加速度，故C錯誤；

D.在O點時，選手的豎直分速度為Vy=0,根據(jù)PG=mgvy可知，則選手所受重力的功率為0,故D

正確。

故選：ADo

【點評】考查物體的受力分析，超失重問題和瞬時功率的運算，會根據(jù)題意進行準確分析解答。

(多選)7.(2024秋?哈爾濱期末)如圖甲所示，質(zhì)量m=2kg的物體放在水平地面上，與足夠長的水平

細線一端連接，細線另一端繞在半徑R=0.8m的圓柱體上。t=0時亥U，圓柱體由靜止開始繞豎直中心

軸轉(zhuǎn)動，其角速度3隨時間t的變化規(guī)律如圖乙所示，物體始終沿細線做直線運動，物體與地面間的動

摩擦因數(shù)以=0.2,重力加速度g取lOm/s?,貝。()

A.物體做勻加速直線運動

B.物體的速度與時間的關(guān)系滿足v=4t(m/s)

C.細線的拉力大小為4N

D.t=2s時，細線拉力的瞬時功率為32W

【考點】瞬時功率的計算；牛頓第二定律的簡單應(yīng)用；線速度的物理意義及計算.

【專題】應(yīng)用題；定量思想；推理法；牛頓運動定律綜合專題；分析綜合能力.

【答案】AD

【分析】根據(jù)線速度與角速度的關(guān)系求出物體的速度，然后判斷物體的運動性質(zhì)；

應(yīng)用牛頓第二定律求出細線的拉力大小；根據(jù)功率公式P=Fv求出細線拉力的瞬時功率。

【解答】解：AB、由圖乙所示圖像可知：3=2.53圓柱體做圓周運動的線速度v=o)R=2.5tX0.8mzs

=2t(m/s),即物體的速度v=2t(m/s),物體做初速度為零的勻加速直線運動，加速度大小a=2m/s2,

故A正確，B錯誤；

C、對物體，由牛頓第二定律得：F-umg=ma,代入數(shù)據(jù)解得：F=8N,故C錯誤；

D、t=s時物體的速度v=2t(m/s)=2X2m/s=4m/s,此時細線拉力的瞬時功率P=Fv=8X4W=32W,

故D正確。

故選：ADo

【點評】根據(jù)圖示圖像分析清楚圓柱體與物體的運動過程與運動性質(zhì)是解題的前提，應(yīng)用牛頓第二定律

與功率公式即可解題。

(多選)8.(2024秋?西青區(qū)期末)“復興號”動車組用多節(jié)車廂提供動力，從而達到提速的目的?？傎|(zhì)量

為m的動車組在平直的軌道上行駛。該動車組有四節(jié)動力車廂，每節(jié)車廂發(fā)動機的額定功率均為P,若

動車組所受的阻力與其速率成正比小阻=成，k為常量），動車組能達到的最大速度為Vm。下列說法正

確的是（）

A.動車組在勻加速啟動過程中，牽引力隨速度增大而變大

B.動車組在勻加速啟動過程中，牽引力恒定不變

C.若四節(jié)動力車廂均以額定功率從靜止開始啟動，則動車組做勻加速直線運動

3

D.若四節(jié)動力車廂輸出的總功率為2.25P,則動車組勻速行駛的速度為［叫，

【考點】功率的定義、物理意義和計算式的推導；牛頓第二定律的簡單應(yīng)用.

【專題】定量思想；推理法；功率的計算專題；推理論證能力.

【答案】AD

【分析】根據(jù)受力分析，結(jié)合牛頓第二定律分析判斷在相關(guān)條件下加速度和牽引力的變化；當牽引力和

阻力的大小相等時，動車的速度達到最大值，由此可求解最大速率。

【解答】解：AB.若動車組勻加速啟動，加速度a恒定，設(shè)牽引力為F,對動車組受力分析，根據(jù)牛頓

第二定律可得：F-kv=ma,則F=ma+kv,故牽引力F隨速度增大而變大，故A正確，B錯誤；

C.若四節(jié)動力車廂輸出功率都為額定值，即：4P=Fv,又：F-kv=ma,聯(lián)立可得：竽—金），

可以看出隨著v的增加，加速度a是減小的，動車組從靜止開始做加速度逐漸減小的加速運動，故C

錯誤；

225P

D.若四節(jié)動力車廂輸出的總功率為2.25P,則動車組勻速行駛時加速度為零，有一一=ku,而以額定

v

4P2

功率勻速時，有一=h他，聯(lián)立解得17=X%，故D正確。

故選：ADo

【點評】解決該題的關(guān)鍵是知道功率與牽引力之間的關(guān)系，知道什么時候速度達到最大。

（多選）9.（2025?昆明校級模擬）質(zhì)量為m的汽車沿路面abc運動，ab段水平、be段與水平面間的夾角

為30。，如圖所示。t=0時刻，汽車從a點保持恒定功率P從靜止開始啟動，t=to時刻，到達b點且

速度恰好達到最大，此時汽車開啟定速巡航（即保持汽車的速率不變）通過路面be。已知重力加速度

為g,汽車運動過程中受到的摩擦阻力恒為于，不考慮空氣阻力的影響。下列說法正確的是（）

C

3P

A.汽車到達b點時的速度大小為——

mg

B.汽車在be段運動時的輸出功率為2.5P

-3Ptn9P2

C.ab之間的距離為一

mg2mz

D.汽車從a點運動到b點的過程中做勻加速直線運動

【考點】機車以恒定功率啟動；牛頓第二定律的簡單應(yīng)用.

【專題】定量思想；推理法；功率的計算專題；推理論證能力.

【答案】AB

【分析】汽車的加速度為零，阻力等于牽引力，速度達到最大，結(jié)合功率的公式以及動能定理求解。

【解答】解：AD.汽車從a點保持恒定功率P從靜止開始啟動，汽車的功率

P=Fv

汽車運動過程中受到的摩擦阻力恒為詈，隨著速度增大，汽車的牽引力F減小，當F=時，速度

達到最大，此時

n1

P=^mgvm

解得

3P

v=—

m171mg

故A正確，D錯誤;

B.汽車在be段運動時

11

Pi=(^mgmg)vm

解得

P1=2.5P

故B正確;

C.汽車從a點運動到b點的過程中，由動能定理得

11

mv7

Pt0—《mgs=2m

解得

:3P為27p2

―mg-27712g3

故C錯誤。

故選：ABo

【點評】抓住汽車保持功率不變這一條件，注意隱含條件汽車勻速運動時牽引力等于阻力。

—.填空題（共3小題）

10.（2025?福州校級模擬）一輛汽車在平直的公路上以某一初速度運動，運動過程中保持汽車發(fā)動機恒定

的牽引功率為P,其加速度a和速度的倒數(shù)（-）圖象如圖所示.若已知汽車的質(zhì)量為2.4Xl（）3kg,則

V

根據(jù)圖象所給的信息，可以求出汽車的功率P=9.6X1Q4W,汽車行駛的最大速度Vmax=3

【考點】功率的定義、物理意義和計算式的推導.

【專題】定量思想；推理法；功率的計算專題.

【答案】見試題解答內(nèi)容

【分析】根據(jù)P=Fv,結(jié)合牛頓第二定律得出a與工圖線，結(jié)合圖線的斜率求解汽車的功率，當加速度

V

等于零時，速度最大.

【解答】解：牽引力F=§,根據(jù)牛頓第二定律得：a=

可知圖線的斜率為：k=5==4。

解得汽車的功率為：P=2.4X103X40W=9.6X104W.

1

當加速度a=0,速度最大，由圖線可知，最大速度為：vm=g-^m/s=20m/s.

故答案為：9.6X104,20.

【點評】對于圖線問題，通常的解題思路是通過物理規(guī)律得出物理量間的關(guān)系式，結(jié)合圖線的斜率或截

距進行求解.

11.（2024秋?浦東新區(qū)校級期末）健身節(jié)中，某校男生進行拉輪胎訓練，如圖所示。質(zhì)量為m的輪胎在

與水平面成8角的恒定拉力F作用下，沿水平地面向前勻速移動了一段距離1。已知輪胎與地面間的動

摩擦因數(shù)為U，重力加速度為g,合力對輪胎做功為0,滑動摩擦力做功為-Ficos。或者-

-Fsin0）1o

【考點】多個力做的總功；摩擦力做功的特點和計算.

【專題】定量思想；推理法；功的計算專題；推理論證能力.

【答案】0;-Ficos?；蛘?u(mg-Fsin。)1

【分析】輪胎所受的各力都是恒力，根據(jù)受力分析確定滑動摩擦力；再根據(jù)恒力F做功的計算公式：W

=FLcos0,。為F與L之間的夾角，來分析計算力做的功。

【解答】解：由于輪胎勻速運動，輪胎的動能保持不變，根據(jù)動能定理可得合力對輪胎做功為

W合=AEk=0

輪胎受到的滑動摩擦力為

f=|iN=-n(mg-Fsin0)

根據(jù)受力平衡可得

f=Fcos。

則滑動摩擦力做功為

Wf=fl=-|i(mg-Fsin0)1=-Flcos0

故答案為：o；-Flcos0或者-口(mg-FsinO)1

【點評】本題考查功的計算，要明確恒力F做功的計算公式：W=FLlcose,e為F與L之間的夾角。

注意功的公式只適用于恒力做功。

12.(2023秋?三明期末)一輛質(zhì)量為103kg的汽車，其額定功率為lO4W,在水平公路上行駛時所受阻力

恒為500No當汽車以額定功率啟動，隨著車速增大，牽引力會減小(填“增大”“減小”或“不

變”汽車能達到的最大速度vm=度m/s；當加速度為1.5m/s2時，車速v=5m/s。

【考點】機車以恒定功率啟動；牛頓第二定律的簡單應(yīng)用.

【專題】比較思想；控制變量法；功率的計算專題；分析綜合能力；模型建構(gòu)能力.

【答案】減小，20,5o

【分析】根據(jù)功率公式P=Fv分析牽引力的變化情況。當牽引力等于阻力時，速度最大，根據(jù)P=Fv

求出最大速度。當加速度為L5m/s2時，根據(jù)P=Fv,結(jié)合牛頓第二定律求出速度的大小。

【解答】解：當汽車以額定功率啟動，隨著車速增大，功率不變，由P=Fv知牽引力減小。

當牽引力等于阻力時，速度最大，根據(jù)P=FVm=fVm得

P104

Vm=了=^QQITI/s=20m/s

當加速度為L5m/s2時，根據(jù)牛頓第二定律得：

P

——f=ma

v

角軍得：v=5m/s

故答案為：減小，20,5o

【點評】本題考查了機車的啟動問題，知要掌握功率與牽引力、速度的關(guān)系公式P=Fv,知道加速度為

零時，速度最大。

四.解答題(共3小題)

13.(2025?廣州模擬)某型號“雙引擎”節(jié)能環(huán)保汽車的工作原理：當行駛速度v<15m/s時僅靠電動機

輸出動力；當行駛速度v?15m/s時，汽車自動切換引擎，僅靠汽油機輸出動力。該汽車在平直的公路

上由靜止啟動，其牽引力F隨時間t變化關(guān)系如圖。己知該汽車質(zhì)量為1500kg,行駛時所受阻力恒為

1250No汽車在to時刻自動切換引擎后，保持牽引力功率恒定。求：

(1)汽車切換引擎后的牽引力功率P;

(2)汽車由啟動到切換引擎所用的時間to。

【考點】瞬時功率的計算；牛頓第二定律的簡單應(yīng)用.

【專題】定量思想；推理法；功率的計算專題；推理論證能力.

【答案】(1)汽車切換引擎后的牽引力功率為9X1()4W；

(2)汽車由啟動到切換引擎所用的時間為6s。

【分析】(1)根據(jù)題意結(jié)合功率的公式分析解答；

(2)對汽車運動過程進行分析，運用速度關(guān)系公式求出勻加速的時間。

【解答】解：(1)依題意知，汽車在to時刻自動切換引擎，此時汽車速率為vi=15m/s

設(shè)此時汽車牽引力為F1,根據(jù)F-t圖像知Fi=6000N

則有牽引力功率P=F1V1

聯(lián)立解得P=9X104W

(2)依題意知，汽車質(zhì)量m=1500kg,受到阻力為f=1250N,汽車在0?to時間內(nèi)做勻加速直線運動,

設(shè)汽車牽引力為Fo,加速度為a,根據(jù)F-t圖像知Fo=5OOON

由牛頓第二定律有(Fo-f)=ma

J!Lvi=ato

聯(lián)立解得to=6s

答：（1）汽車切換引擎后的牽引力功率為9XK）4W；

（2）汽車由啟動到切換引擎所用的時間為6s。

【點評】本題主要是考查機車的啟動問題，知道在功率恒定的情況下，機車做變加速，最后做勻速直線

運動，掌握牛頓第二定律與運動學公式的應(yīng)用，理解動能定理表達式的內(nèi)容，要注意P=Fv的使用。

14.（2024?濟寧模擬）遙控爬墻小車通過排出車身內(nèi)部部分空氣，和外界大氣形成氣壓差，由于氣壓差使

車身內(nèi)外產(chǎn)生的壓力差恒為Fo=25N,方向垂直于接觸面，使小車可吸附在墻壁、天花板上。如圖所示，

某次小車從室內(nèi)墻壁上的A點由靜止出發(fā)，沿著豎直方向經(jīng)B處一小段圓弧運動到水平天花板上的C

點，然后從C點開始做勻速圓周運動。已知AB沿豎直方向且足夠長，運動過程中小車受到的阻力f

大小與車和墻壁間、天花板間的彈力FN之間關(guān)系為f=0.8FN,方向總與速度方向相反。小車質(zhì)量m=

0.5kg,小車可視為質(zhì)點，忽略空氣阻力，取g=10m/s2。

（1）若小車在AB段上的功率為P=75W,求小車在AB段上最大速度的大小vm；

（2）若小車在天花板上以v=3m/s的速率做勻速圓周運動，牽引力大小為F=20N,取TT=3,求小車

運動一周牽引力做的功。

【考點】變力做功的計算（非動能定理類問題）；牛頓第二定律與向心力結(jié)合解決問題.

【專題】定量思想；推理法；功的計算專題；理解能力.

【答案】（1）小車在AB段上最大速度的大小為3m/s；

（2）小車運動一周牽引力做的功為36J。

【分析】（1）小車在AB段上做勻速運動時，速度最大，根據(jù)平衡條件和功率公式P=Fv相結(jié)合求出小

車在AB段的最大速度；

（2）根據(jù)小車的牽引力和摩擦力的合力提供向心力可得小車做勻速圓周運動的半徑，再求小車運動一

周牽引力做的功。

【解答】解：（1）小車在AB段所受的彈力FNI=FO

小車在AB段所受的阻力fi=0.8FNi

小車在AB段上達到最大速度時P=(mg+fi)vm

解得vm=3m/s

(2)小車在水平天花板上運動時FN2+mg=Fo

小車在水平天花板上所受的阻力f2=0.8FN2

2

對小車做圓周運動時由牛頓第二定律得JF2-籽=哈

解得r-

小車運動一周過程中牽引力做的功W=2mf2

解得W=36J

答：(1)小車在AB段上最大速度的大小為3m/s；

(2)小車運動一周牽引力做的功為36J。

【點評】本題考查圓周運動和功率問題，解題的關(guān)鍵是知道小車在運動過程中，在AB段合力為零時,

速度最大。小車做勻速圓周運動時，小車的牽引力和摩擦力的合力提供向心力，要注意牽引力做的功等

于牽引力與路程的乘積。

15.(2023秋?新余期末)2023年大年初一晚上，1000架無人機從秋水廣場灘涂起飛，以一江兩岸為背景，

流光溢彩點亮云端之上，通過無人機編隊的排列，呈現(xiàn)“天下英雄城”“南昌第一槍”等多個極具江西

南昌特色的造型。圖甲為某型號無人機，它的銘牌如表所示(已知空氣阻力與速度的關(guān)系為f=0.8v,g

=10m/s2)o

【型號】YU-2【動力】電動【質(zhì)量】1200g【額定功率】80W

(1)求無人機上升時的最大的速度？

(2)某次飛行時，該無人機的飛行路線如圖乙所示，無人機先從A點勻速上升到B點，后以水平速度

5m/s勻速飛行到C點，從B到C的過程中，求無人機電動機提供的牽引力大小和此時電動機的實際功

率？

h/m

400

BC

300

200

100A：,

——1—1—1—1—1—*—**~~?s/m

0100300500700900

甲乙

【考點】瞬時功率的計算；牛頓第二定律的簡單應(yīng)用.

【專題】定量思想；推理法；牛頓運動定律綜合專題；推理論證能力.

【答案】(1)無人機上升時的最大的速度等于5m/s；

(2)無人機電動機提供的牽引力大小等于4V1UN,此時電動機的實際功率等于20W。

【分析】(1)無人機在空中達到最大速度時，處于平衡狀態(tài)，結(jié)合功率公式求解最大速度；

(2)重力的方向為豎直向下，從B到C的過程中，無人機水平勻速飛行，牽引力大小等于阻力和重力

的合力，結(jié)合功率公式求解。

【解答】解：(1)當無人機向上運動的合力為0時，無人機上升的速度最大，令此時的升力為Fo,則

有

Fo=mg+fo=mg+0.8Vmax

無人機的額定功率為80W,此時有

解得

Vmax—5m/s

(2)從B到C的過程中，速度為5m/s,則空氣阻力大小為上述的fo,且

fo=O.8X5N=4N

方向水平向左，無人機做勻速直線運動，對無人機進行分析有

根據(jù)平衡條件有

P-L=，啟+(mg)2,cosQ=￡

根據(jù)功率的關(guān)系式有

P=Fivcos0

解得

a=4同N,P=20W

答：(1)無人機上升時的最大的速度等于5m/s；

(2)無人機電動機提供的牽引力大小等于44UN,此時電動機的實際功率等于20W。

【點評】本題考查升力、功率的計算，關(guān)鍵是從圖中得出有用信息。

考點卡片

1.牛頓第二定律的簡單應(yīng)用

【知識點的認識】

牛頓第二定律的表達式是F=ma,已知物體的受力和質(zhì)量，可以計算物體的加速度；已知物體的質(zhì)量和加

速度，可以計算物體的合外力；已知物體的合外力和加速度，可以計算物體的質(zhì)量。

【命題方向】

1

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Ig,g為重力加速度。人對電梯底部的壓力為

()

41

A、~mgB、2mgC、mgD、~mg

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

4

故N=mg+ma=^mg

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§mg；

故選：Ao

點評：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。

【解題方法點撥】

在應(yīng)用牛頓第二定律解決簡單問題時，要先明確物體的受力情況，然后列出牛頓第二定律的表達式，再根

據(jù)需要求出相關(guān)物理量。

2.牛頓第二定律的圖像問題

【知識點的認識】

1.物體質(zhì)量一定時，受力越大，加速度越大，即a8F,所以物體的F-a圖象是一條直線。

11

2.物體受力一定時，它的質(zhì)量越大，加速度越小，即ax一,所以物體的一-a圖象是一條直線。

mm

1

3.本知識點專指F