2025版高考物理二輪復(fù)習(xí) 第5講　功與功率　動(dòng)能定理

第5講功與功率動(dòng)能定理高考專題輔導(dǎo)與測(cè)試·物理目錄CONTENTS01構(gòu)建·知識(shí)網(wǎng)絡(luò)鎖定主干知識(shí)02試做·高考真題探明高考考向03洞悉·高頻考點(diǎn)精研典型例題04培優(yōu)·提能加餐

拓展思維空間05演練·分層強(qiáng)化提升關(guān)鍵能力

構(gòu)建·知識(shí)網(wǎng)絡(luò)

鎖定主干知識(shí)01

試做·高考真題

探明高考考向02

1.

（2024·海南高考1題）神舟十七號(hào)載人飛船返回艙于2024年4月30日在

東風(fēng)著陸場(chǎng)成功著陸，在返回艙返回至離地面十幾公里時(shí)打開主傘，返

回艙快速減速，速度大大減小，在減速過(guò)程中（

）A.

返回艙處于超重狀態(tài)B.

返回艙處于失重狀態(tài)C.

主傘的拉力不做功D.

重力對(duì)返回艙做負(fù)功√解析：

返回艙減速下落，加速度向上，則其處于超重狀態(tài)，A正

確，B錯(cuò)誤；主傘的拉力向上，而返回艙速度向下，則主傘的拉力做負(fù)

功，C錯(cuò)誤；返回艙的重力向下，速度向下，則重力對(duì)返回艙做正功，

D錯(cuò)誤。2.

（2024·浙江6月選考5題）一個(gè)音樂(lè)噴泉噴頭出水口的橫截面積為2×10

－4

m2，噴水速度約為10

m/s，水的密度為1×103

kg/m3，則該噴頭噴水

的功率約為（

）A.10

WB.20

WC.100

WD.200

W

√3.

（2024·新課標(biāo)卷24題）將重物從高層樓房的窗外運(yùn)到地面時(shí)，為安全

起見(jiàn)，要求下降過(guò)程中重物與樓墻保持一定的距離。如圖，一種簡(jiǎn)單的

操作方法是一人在高處控制一端系在重物上的繩子P，另一人在地面控

制另一根一端系在重物上的繩子Q，二人配合可使重物緩慢豎直下降。

若重物的質(zhì)量m＝42

kg，重力加速度大小g＝10

m/s2。當(dāng)P繩與豎直方向

的夾角α＝37°時(shí)，Q繩與豎直方向的夾角β＝53°。（sin

37°＝0.6）（1）求此時(shí)P、Q繩中拉力的大?。淮鸢福?/p>

1

200

N

900

N

解析：

由題意可知重物下降過(guò)程中受力平衡，設(shè)此時(shí)P繩中

拉力的大小為FP、Q繩中拉力的大小為FQ，則在豎直方向上有FPcos

α＝FQcos

β＋mg在水平方向上有FPsin

α＝FQsin

β聯(lián)立并代入數(shù)據(jù)，解得FP＝1

200

N、FQ＝900

N。（2）若開始豎直下降時(shí)重物距地面的高度h＝10

m，求在重物下降到地

面的過(guò)程中，兩根繩子拉力對(duì)重物做的總功。答案：

－4

200

J解析：重物下降到地面的過(guò)程，根據(jù)動(dòng)能定理有mgh＋W總＝0代入數(shù)據(jù)解得W總＝－4

200

J。洞悉·高頻考點(diǎn)精研典型例題03

考點(diǎn)一功與功率問(wèn)題1.

功的求法2.

功率的求法【例1】

（2024·廣東廣州模擬）如圖所示，水平路面上有一輛質(zhì)量為M

的汽車，車廂中有一質(zhì)量為m的人正用恒力F向前推車廂，在車以加速度a

向前加速行駛距離L的過(guò)程中，下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是（

）A.

人對(duì)車的推力F做的功為FLB.

車對(duì)人做的功為maLC.

車對(duì)人的摩擦力做的功為（F＋ma）LD.

車對(duì)人的作用力大小為ma答案：D

【例2】

（2024·江蘇蘇州三模）我國(guó)勞動(dòng)人民發(fā)明了漢石磨盤，人們通

常用驢來(lái)拉磨把谷物磨成面粉。如圖所示，若驢對(duì)磨桿的拉力F沿圓周切

線方向作用在磨桿末端，大小為400

N，磨盤半徑r＝0.5

m，磨桿長(zhǎng)L＝0.5

m，驢以恒定的速率拉動(dòng)磨盤轉(zhuǎn)動(dòng)，在1分鐘的時(shí)間內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng)了6圈。圓周率π

近似取3，下列說(shuō)法正確的是（

）A.

磨盤邊緣的線速度大小為3

m/sB.

磨桿末端的向心加速度大小為3.6

m/s2C.

驢拉磨轉(zhuǎn)動(dòng)一周拉力所做的功為1

200

JD.

驢拉磨轉(zhuǎn)動(dòng)一周拉力的平均功率為240

W

答案：D【例3】

（2024·江西宜春二模）一塔吊豎直提升重物由靜止開始向上勻

加速運(yùn)動(dòng)，電動(dòng)機(jī)輸出功率達(dá)到某值后保持不變，最終做勻速運(yùn)動(dòng)。不計(jì)

阻力及繩索質(zhì)量，此過(guò)程中重物的速度v、電動(dòng)機(jī)輸出功率P隨時(shí)間t的變化

規(guī)律正確的是（

）解析：設(shè)汽車的額定功率為P，所受恒定阻力為f，牽引力為F，勻加速結(jié)

束時(shí)的速度為v，由于汽車開始做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，設(shè)其加速度為a，則根

據(jù)速度與時(shí)間的關(guān)系可得v＝at，當(dāng)汽車的勻加速階段結(jié)束，其速度還未達(dá)

到最大值，此時(shí)根據(jù)P＝Fv，根據(jù)牛頓第二定律F－f＝ma可知，速度將繼

續(xù)增大，而牽引力將減小，則加速度將減小，即此后汽車將做加速度逐漸

減小的加速運(yùn)動(dòng)，直至牽引力等于阻力時(shí)，加速度減小為0，速度達(dá)到最

大值vm，而速度—時(shí)間圖像的斜率表示加速度，因此可知該圖像第一階段

為傾斜的直線，第二階段為斜率逐漸減小的向下彎曲的曲線，故A、B錯(cuò)

誤；答案：C根據(jù)P＝Fv，而汽車在勻加速階段F－f＝ma，可得F＝ma＋f，而v＝at，即

在勻加速階段有P＝Fv＝（ma＋f）v＝（ma＋f）at，等式中（ma＋f）a為

一定值，則可知在汽車勻加速階段汽車的功率與時(shí)間成正比，即P-t圖像為

過(guò)原點(diǎn)的一條傾斜直線，而勻加速結(jié)束后，汽車的功率達(dá)到額定值，此后

功率不變，其圖像與時(shí)間軸平行，故C正確，D錯(cuò)誤?？键c(diǎn)二動(dòng)能定理的應(yīng)用運(yùn)用動(dòng)能定理解題的基本思路【例4】

（多選）（2024·廣東深圳二模）如圖，甲將排球從離地面高為1

m的O位置由靜止擊出并沿軌跡①運(yùn)動(dòng)，當(dāng)排球運(yùn)動(dòng)到離地面高為2.8

m的

P位置時(shí)，速度大小為10

m/s，此時(shí)，被乙擊回并以水平速度18

m/s沿軌跡

②運(yùn)動(dòng)，恰好落回到O位置。已知排球的質(zhì)量約為0.3

kg，重力加速度g取

10

m/s2，忽略空氣阻力，則（

）A.

排球沿軌跡②運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為0.6

sB.

O、P兩位置的水平距離為10.8

mC.

甲對(duì)排球做的功為20.4

JD.

乙對(duì)排球做的功約為15

J

答案：ABC【例5】

（2024·山東濰坊三模）如圖所示為冰雪沖浪項(xiàng)目流程圖，AB段為水平加速區(qū)，BC段為半徑r＝22.5

m的光滑圓管型通道，AB與BC相切于B點(diǎn)；CDE段為半徑R＝100

m的圓弧冰滑道，BC與CDE相切于C點(diǎn)，弧DE所對(duì)應(yīng)的圓心角θ＝37°，D為軌道最低點(diǎn)，C、E關(guān)于OD對(duì)稱。安全員將小朋友和滑板（可視為質(zhì)點(diǎn)）從A點(diǎn)沿水平方向向左加速推動(dòng)一段距離后釋放，到達(dá)光滑圓管型通道上B點(diǎn)時(shí)小朋友和滑板與通道沒(méi)有相互作用力，小朋友運(yùn)動(dòng)至滑道E點(diǎn)時(shí)對(duì)滑道壓力FN＝410

N。已知小朋友和滑板總質(zhì)量為m＝40

kg，重力加速度g取10

m/s2，sin

37°＝0.6，cos

37°＝0.8。求：（1）小朋友在B點(diǎn)時(shí)的速度v0；答案：

15

m/s，方向水平向左

（2）小朋友通過(guò)CDE段滑道克服摩擦力做的功。答案：

1

800

J

【例6】

（2024·江蘇蘇州?？迹┤鐖D所示，高度h＝0.8

m的光滑導(dǎo)軌AB

位于豎直平面內(nèi)，其末端與長(zhǎng)度L＝0.7

m的粗糙水平導(dǎo)軌BC相連，BC與

豎直放置內(nèi)壁光滑的半圓形管道CD相連，半圓的圓心O在C點(diǎn)的正下方，C

點(diǎn)離地面的高度H＝1.25

m。一個(gè)質(zhì)量m＝1

kg的小滑塊（可視為質(zhì)點(diǎn)），

從A點(diǎn)由靜止下滑，小滑塊與BC段間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ＝0.5，重力加速度g取

10

m/s2，不計(jì)空氣阻力。求：（1）小滑塊到達(dá)C點(diǎn)時(shí)的速度大??；答案：

3

m/s

（2）若半圓形管道的半徑r＝0.5

m，求小滑塊從C點(diǎn)剛進(jìn)入管道時(shí)對(duì)管壁

的彈力大小和方向；答案：

8

N方向豎直向上

（3）若半圓形管道半徑可以變化，則當(dāng)半徑為多大時(shí)，小滑塊從其下端

射出的水平距離最遠(yuǎn)？最遠(yuǎn)的水平距離為多少？答案：

當(dāng)r＝0.2

m時(shí)水平射程最遠(yuǎn)，最遠(yuǎn)的水平距離為1.7

m

應(yīng)用動(dòng)能定理解題的四點(diǎn)注意培優(yōu)·提能加餐拓展思維空間04

動(dòng)能定理與圖像的結(jié)合問(wèn)題【典例1】

（多選）（2024·遼寧大連五校聯(lián)考）在某一粗糙的水平面

上，一質(zhì)量為2

kg的物體在水平恒定拉力作用下做勻速直線運(yùn)動(dòng)，當(dāng)運(yùn)動(dòng)

一段時(shí)間后，拉力逐漸減小，且當(dāng)拉力減小到零時(shí)，物體剛好停止運(yùn)動(dòng)，

圖中給出了拉力隨位移變化的關(guān)系圖像。已知重力加速度g＝10

m/s2。根

據(jù)以上信息能得出的物理量有（

）A.

物體與水平面間的動(dòng)摩擦因數(shù)B.

合外力對(duì)物體所做的功C.

物體做勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)的速度D.

物體運(yùn)動(dòng)的時(shí)間

答案：ABC【典例2】

（多選）（2024·山東德州二模）質(zhì)量為m＝1

kg的物體靜止在

水平且粗糙的地面上，在一水平外力F的作用下運(yùn)動(dòng)，如圖甲所示。外力F

做的功及物體克服摩擦力f做的功與物體位移的關(guān)系如圖乙所示，重力加速

度g取10

m/s2。下列分析正確的是（

）A.

物體與地面之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為0.2B.

物體的位移為13

mC.

物體在前3

m內(nèi)的加速度為3

m/s2

答案：ACD演練·分層強(qiáng)化

提升關(guān)鍵能力

05

1.

人們用滑道從高處向低處運(yùn)送貨物，如圖所示，可看作質(zhì)點(diǎn)的貨物從四

分之一圓弧滑道頂端P點(diǎn)由靜止釋放，沿滑道運(yùn)動(dòng)到圓弧末端Q點(diǎn)時(shí)速

度大小為4

m/s。已知貨物質(zhì)量m＝10

kg，滑道半徑r＝4

m，且過(guò)Q點(diǎn)的

切線水平，重力加速度g取10

m/s2。關(guān)于貨物從P點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到Q點(diǎn)的過(guò)程，

下列說(shuō)法正確的是（

）A.

重力做的功為600

JB.

經(jīng)過(guò)Q點(diǎn)時(shí)貨物對(duì)軌道的壓力大小為280

NC.

經(jīng)過(guò)Q點(diǎn)時(shí)貨物的向心加速度大小為4

m/s2D.

貨物克服阻力做的功為80

J√123456789

1234567892.

（多選）（2024·河南南陽(yáng)模擬）解放軍戰(zhàn)士為了增強(qiáng)身體素質(zhì)，進(jìn)行

拉輪胎負(fù)重訓(xùn)練，如圖所示，已知繩子與水平地面間的夾角恒為θ，輪

胎質(zhì)量為m，該戰(zhàn)士由靜止開始做加速直線運(yùn)動(dòng)，位移為x時(shí)，速度達(dá)到

v，已知繩上拉力大小恒為F，重力加速度為g，則由靜止加速到v的過(guò)程

中（

）A.

輪胎克服阻力做的功為Fxcos

θC.

拉力的最大功率為Fvcos

θ√√123456789

1234567893.

（2024·山東濟(jì)南二模）如圖所示的是古代的水車，該水車周邊均勻分

布著N個(gè)盛水的容器，容器到水車大圓轉(zhuǎn)軸的距離為R。在流水的沖力

作用下，水車以n轉(zhuǎn)/分的轉(zhuǎn)速勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，當(dāng)裝滿水的容器到達(dá)最高處時(shí)

將水全部倒入水槽中。設(shè)每個(gè)盛水容器裝入水的質(zhì)量均為m，忽略容器

裝水給水增加的動(dòng)能和水車浸入水的深度，不計(jì)一切摩擦。已知重力加

速度為g，則水車運(yùn)水的功率為（

）D.2nNmgR√123456789

1234567894.

（多選）（2024·蘇北四市調(diào)研）在某次帆船運(yùn)動(dòng)比賽中，質(zhì)量為500

kg

的帆船在風(fēng)力和水的阻力（1

s末風(fēng)力消失）的共同作用下做直線運(yùn)動(dòng)的

v-t圖像如圖所示。下列表述正確的是（

）A.

在0～1

s內(nèi)，風(fēng)力對(duì)帆船做功為1

500

JB.

在0～1

s內(nèi)，水的阻力對(duì)帆船做功為500

JC.

在0～1

s內(nèi)，合外力對(duì)帆船做功為2

000

JD.

在1～3

s內(nèi)，水的阻力對(duì)帆船做功為－1

000

J√√123456789

1234567895.

（2024·湖南長(zhǎng)沙二模）如圖甲，轆轤是古代民間提水設(shè)施，由轆轤

頭、支架、井繩、水斗等部分構(gòu)成，圖乙為提水設(shè)施工作原理簡(jiǎn)化圖，

某次從井中汲取m＝2

kg的水，轆轤繞繩輪軸半徑為r＝0.1

m，水斗的

質(zhì)量為0.5

kg，井足夠深且井繩的質(zhì)量忽略不計(jì)。t＝0時(shí)刻，輪軸由靜

止開始繞中心軸轉(zhuǎn)動(dòng)向上提水桶，其角速度隨時(shí)間變化規(guī)律如圖丙所

示，g取10

m/s2，則（

）A.

水斗上升的加速度為2

m/s2B.10

s時(shí)水斗的動(dòng)能為4

JC.10

s時(shí)井繩拉力的瞬時(shí)功率為50

WD.0～10

s內(nèi)井繩拉力所做的功為255

J√123456789

1234567896.

（2024·江西贛州二模）某山頂有一排風(fēng)力發(fā)電機(jī)，發(fā)電機(jī)的葉片轉(zhuǎn)動(dòng)

時(shí)可形成半徑為R＝20

m的圓面。某時(shí)間內(nèi)該山頂?shù)娘L(fēng)速達(dá)10

m/s，風(fēng)

向恰好跟某風(fēng)力發(fā)電機(jī)葉片轉(zhuǎn)動(dòng)形成的圓面垂直，已知空氣的密度ρ＝

1.2

kg/m3，若該風(fēng)力發(fā)電機(jī)能將此圓內(nèi)20％的空氣動(dòng)能轉(zhuǎn)化為電能，則

此風(fēng)力發(fā)電機(jī)發(fā)電的功率P約為（

）A.1.5×104

WB.1.5×105

WC.5×104

WD.5×105

W√123456789

123456789

7.

（2024·安徽皖江二模）一輛汽車以某一恒定功率爬上一傾角為θ的斜

坡，如圖甲所示，車內(nèi)的傳感器記錄了汽車從坡底爬到坡頂?shù)膙-t圖像，

如圖乙中實(shí)線AD所示，AB是曲線最左端A點(diǎn)的切線，CD是曲線AD的漸

近線，已知汽車質(zhì)量m＝2×103

kg，汽車行駛過(guò)程中受到的阻力可視為

不變，重力加速度g取10

m/s2，sin

θ＝0