热点6 功和功率 动能定理的应用-【备考最优解】2025年高考物理二轮专题复习教用word

热点6　功和功率　动能定理的应用 1．(2024·辽宁省名校联盟调研卷)如图所示，运动场上，一位同学将铅球斜向上抛出，若不计空气阻力，则铅球在空中运动过程中，下列说法正确的是(　　) A．在相等的时间内铅球的速度变化量都相等 B．铅球所受重力的瞬时功率与时间成正比 C．铅球在运动到最高点之前处于超重状态，经过最高点之后处于失重状态 D．在任意相等时间内铅球动能的变化量相等 2．(多选)(2024·四川雅安市第一次诊断)跳马是一项竞技体操项目。在2023年成都大运会女子跳马比赛中，一运动员经过助跑、前空翻、踏板起跳、前空翻、双手推撑跳马(如图所示)、腾空翻转一系列精彩动作后稳稳落在软垫上，赢得了现场观众热烈的掌声。下列说法正确的是(　　) A．助跑过程中，随速度的增大，运动员的惯性逐渐增大 B．踏板起跳过程中，踏板一直对运动员做正功 C．推撑跳马过程中，运动员对跳马的力和跳马对运动员的力大小相等 D．落地处铺软垫，目的是减小支撑面对运动员的平均作用力大小 3．(2024·天津十二区重点校一模)重型气垫船有强悍的运力，主要用于投送登陆部队。已知其质量为5×105 kg，最高时速32 m/s，装有额定功率9 600 kW的发动机。假设气垫船在海面沿直线航行且所受阻力不变，下列说法正确的是(　　) A．无法计算重型气垫船在海面航行过程中所受的阻力大小 B．若重型气垫船以额定功率启动，则加速度先增大后减小到零 C．重型气垫船在海面以额定功率航行，速度为19.2 m/s时，加速度为0.4 m/s2 D．重型气垫船在海面以额定功率匀速航行，若阻力突然增大到原来的1.5倍，则气垫船将做加速度增大的减速运动 4．(多选)(2024·云南昆明市一模)法国的古斯塔夫·埃菲尔为了研究空气动力学，曾将不同形状的物体从埃菲尔铁塔上由静止释放以研究空气阻力的规律。若空气阻力与物体速度的平方成正比，用v表示物体的速度，a表示物体的加速度，Ek表示物体的动能，E表示物体的机械能，t表示物体运动的时间，h表示物体下落的高度，取地面为零势能面。当物体竖直下落时，下列图像可能正确的是(　　) 5．(2024·河北邯郸市选考一)一辆汽车质量为103 kg，发动机的额定功率为3×104 W。若汽车以1.5 m/s2的恒定加速度启动，所受阻力为车重的0.15，重力加速度g取10 m/s2，下列说法正确的是(　　) A．匀加速阶段结束时刻汽车的速度最大 B．匀加速运动阶段的平均速度大小为4 m/s C．启动后经过6 s发动机的功率为3×104 W D．汽车的最大动能为2×105 J 6.(多选)(2024·广东省部分学校二模)人们有时用“打夯”的方式把松散的地面夯实。设某次打夯符合以下模型：如图所示，两人同时通过绳子对质量为m的重物分别施加大小均为mg(g为重力加速度的大小)、方向都与竖直方向成37°的力，重物离开地面高度h后人停止施力，最后重物自由下落砸入地面的深度为。cos 37°＝0.8，不计空气阻力，则(　　) A．重物在空中上升的时间一定大于在空中下落的时间 B．重物克服地面阻力做的功等于人对重物做的功 C．重物刚落地时的速度大小为 D．地面对重物的平均阻力大小为17mg [特色专项训练] 热点6　功和功率　动能定理的应用 1．解析：选A。做斜上抛运动的物体只受重力的作用，所以其加速度为重力加速度，不发生变化，是匀变速运动，可知在相等的时间内速度的变化量都相等，故A正确；斜上抛运动在竖直方向上是先竖直上抛后做自由落体运动，重力的瞬时功率 PG＝mgvy，且vy先向上减小后又反向增大，不与时间成正比，故B错误；铅球从抛出一直只受重力作用，加速度为重力加速度，处于完全失重状态，故C错误；做斜上抛运动的铅球在竖直方向上先竖直上抛后做自由落体运动，任意相等时间内竖直方向发生的位移大小不同，任意相等时间内重力做功不等，由动能定理可知动能变化量不同，故D错误。 2．解析：选CD。物体的惯性只与物体的质量有关，助跑过程中，运动员的惯性不变，故A错误；运动员从开始与踏板接触到运动至最低点的过程，跳板对运动员做负功，故B错误；推撑跳马过程中，运动员对跳马的力和跳马对运动员的力是一对作用力与反作用力，大小相等、方向相反，故C正确；落地处铺软垫，目的是增加运动员落地过程的时间，减小支撑面对运动员的平均作用力大小，故D正确。 3．解析：选C。当功率为额定功率，且牵引力等于阻力时，气垫船速度达到最大，则有f＝＝ N＝3×105 N，故A错误；若重型气垫船以额定功率启动，根据牛顿第二定律可得a＝＝，可知随着速度的增大，气垫船的加速度逐渐减小，故B错误；重型气垫船在海面以额定功率航行，速度为19.2 m/s时，加速度a＝＝＝ m/s2＝0.4 m/s2，故C正确；重型气垫船在海面以额定功率匀速航行，若阻力突然增大到原来的1.5倍，根据牛顿第二定律可得a′＝＝，随着速度的减小，加速度逐渐减小，则气垫船将做加速度减小的减速运动，故D错误。 4．解析：选BD。根据题意可知空气阻力f＝kv2，对物体受力分析，由牛顿第二定律可得mg－kv2＝ma，得a＝g－v2，物体速度增大，加速度减小，a－t图像的斜率为＝－＝－，加速度逐渐减小，速度变化量Δv减小，故a－t图像的斜率减小，当重力等于空气阻力时，加速度减小为零做匀速直线运动，这时a－t图像的斜率为零，那么速度先增大后不变，v－t图像的斜率应先减小后不变，故A错误，B正确；由动能定理可得mgh－fh＝Ek－0，Ek＝(mg－kv2)h，随着速度v的增大，Ek－h图像的斜率减小，故C错误；机械能的变化量等于克服阻力做的功有ΔE＝－fΔh，随着物体的不断下降，机械能始终在减少，由＝－kv2得，随着速度v的增大，E－h图像的斜率增大，故D正确。 5．解析：选D。牵引力等于阻力时，汽车的速度最大，最大速度vm＝＝20 m/s，汽车的最大动能Ekm＝mv＝2×105 J，故A错误，D正确；匀加速运动阶段F－0.15mg＝ma，得牵引力F＝3×103 N，匀加速运动结束时，速度v＝＝10 m/s，则匀加速运动阶段的平均速度大小＝＝5 m/s，故B错误；根据P0＝Fv＝Fat可得达到额定功率的时间t＝ s，故C错误。 6．解析：选AD。设停止施力瞬间重物的速度大小为v1，根据动能定理可得(2F cos 37°－mg)h＝mv，则v1＝，设重物刚落地时的速度大小为v2，根据动能定理有2F cos 37°·h＝mv，则v2＝，故C错误；重物在空中运动过程，开始在拉力作用下做匀加速运动，速度大小达到v1后做匀减速运动直至速度为零，之后再做匀加速直线运动直至速度大小为v2，由此可知上升过程中的平均速度大小1＝，下降过程中的平均速度大小2＝，又由于上升、下降位移大小相等，则重物在空中上升的时间一定大于在空中下落的时间，故A正确；重物在整个运动过程中，根据动能定理有W人＋WG－W阻＝0，则重物克服地面阻力做的功大于人对重物做的功，故B错误；根据动能定理有2F cos 37°·h＋mg－F阻＝0，则F阻＝17mg，故D正确。 学科网（北京）股份有限公司 $