第二板块 层级Ⅰ 微专题Ⅰ-1功和能(Word教师用书)-【创新方案】2023高考物理二轮复习专题辅导与测试（新教材 江苏专用）

本板块在高考命题中主要集中在：功和功率、动能定理、机械能守恒定律、动量定理和动量守恒定律等，试题难度中等或偏上。单独命题多以选择题形式呈现，而动能定理、机械能守恒定律、动量守恒定律及能量守恒定律的综合问题，常以计算题的形式呈现，有时甚至以压轴题的形式呈现。命题情境多与生产、生活、体育、娱乐及现代科技相联系。 系统“物理观念”·落实备考基础·保分题目“短平快” 微专题Ⅰ－1　功和能 命题视角(一)　功和功率 [真题试能力] 1．(2022·广东高考改编)如图所示，载有防疫物资的无人驾驶小车，在水平MN段以恒定功率200 W、速度5 m/s 匀速行驶，在斜坡PQ段以恒定功率570 W、速度2 m/s匀速行驶。已知小车总质量为50 kg，MN＝PQ＝20 m，PQ段的倾角为30°，重力加速度g取10 m/s2，不计空气阻力。下列说法正确的有(　 ) A．从M到N，小车牵引力大小为50 N B．从M到N，小车克服摩擦力做功900 J C．从P到Q，小车重力势能增加1×104 J D．从P到Q，小车克服摩擦力做功700 J 解析：选D　从M到N，由P＝Fv，知其水平牵引力大小为F1＝＝ N＝40 N，故A错误；小车在MN段匀速，则Ff1＝F1＝40 N，故小车克服摩擦力做功WFf1＝Ff1·MN＝800 J，B错误；从P到Q，小车重力势能增加ΔEp＝mgPQ sin 30°＝5×103 J，故C错误；从P到Q，其牵引力为F2＝＝285 N，由于小车匀速向上运动，则F2＝mgsin 30°＋Ff2，得Ff2＝35 N，故小车克服摩擦力做功WFf2＝Ff2PQ＝700 J，D正确。 2．(2022·湖南高考改编)神舟十三号返回舱进入大气层一段时间后，逐一打开引导伞、减速伞、主伞，最后启动反冲装置，实现软着陆。某兴趣小组研究了减速伞打开后返回舱的运动情况，将其运动简化为竖直方向的直线运动，其v ­t图像如图所示。设该过程中，重力加速度不变，返回舱质量不变，下列说法正确的是(　 ) A．在0～t1时间内，返回舱重力的功率随时间增大 B．在0～t1时间内，返回舱的加速度不变 C．在t1～t2时间内，返回舱的动量随时间减小 D．在t2～t3时间内，返回舱的机械能不变 解析：选C　重力的功率为P＝mgv，由题图可知在0～t1时间内，返回舱的速度随时间减小，故重力的功率随时间减小，故A错误；根据v ­t图像的斜率表示加速度可知在0～t1时间内返回舱的加速度减小，故B错误；在t1～t2时间内由图像可知返回舱的速度减小，故可知动量随时间减小，故C正确；在t2～t3时间内，由图像可知返回舱的速度不变，则动能不变，但由于返回舱高度下降，重力势能减小，故机械能减小，故D错误。 3．(2021·湖南高考)“复兴号”动车组用多节车厢提供动力，从而达到提速的目的。总质量为m的动车组在平直的轨道上行驶。该动车组有四节动力车厢，每节车厢发动机的额定功率均为P，若动车组所受的阻力与其速率成正比(F阻＝kv，k为常量)，动车组能达到的最大速度为vm。下列说法正确的是(　 ) A．动车组在匀加速启动过程中，牵引力恒定不变 B．若四节动力车厢输出功率均为额定值，则动车组从静止开始做匀加速运动 C．若四节动力车厢输出的总功率为2.25P，则动车组匀速行驶的速度为vm D．若四节动力车厢输出功率均为额定值，动车组从静止启动，经过时间t达到最大速度vm，则这一过程中该动车组克服阻力做的功为mvm2－Pt 解析：选C　对动车组由牛顿第二定律有F－F阻＝ma，动车组在匀加速启动过程，即动车组加速度a恒定，但F阻＝kv随速度增大而增大，则牵引力也随速度增大而变大，故A错误；若四节动力车厢输出功率均为额定值，则总功率为4P，由牛顿第二定律有－kv＝ma，故可知加速启动的过程，牵引力减小，阻力增大，则加速度逐渐减小，故B错误；若四节动力车厢输出的总功率为2.25P，则动车组匀速行驶时加速度为零，有＝kv，而以额定功率匀速运动时，有＝kvm，联立解得v＝vm，故C正确；若四节动力车厢输出功率均为额定值，动车组从静止启动，经过时间t达到最大速度vm，由动能定理可知4Pt－WF阻＝mvm2－0，可得动车组克服阻力做的功为WF阻＝4Pt－mvm2，故D错误。 [固本提素养] 1．正、负功的判断方法 2．功、功率的求解思路 3．解决机车启动问题的两点注意 (1)分清是匀加速启动还是恒定功率启动 ①匀加速启动过程中，机车功率是不断增大的，当功率达到额定功率时匀加速运动速度达到最大，但不是机车能达到的最大速度。 ②以额定功率启动的过程中，牵引力是不断减小的，机车做加速度减小的加速运动，牵引力的最小值等于阻力。 (2)无论哪种启动方式，最后达到最大速度时，均满足P＝Ffvm，P为机车的额定功率。 [精练速