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　　高中物理作为科学和技术的基础其核心内容可以概括为：运动和力、功和能、场和路、力学和电学实验。高中物理中功和能主要内容包括功和功率、动能定理、机械能守恒定律、能量守恒定律等内容功和能贯穿于高中物理的各个部分。高考对功和能的考查每年每份试卷都有4~6个题分值占总分的30~40%。高考对功和能考查频率最高的知识点主要是：功和功率、动能定理、机械能守恒定律、功能关系、能量守恒定律等

　　【核心内容解读】功和功率是物理学重要物理量，是高考重要考点力和物体在力的方向上发生的位移，是做功的两个不可缺少的因素恒力做功W=Flcos，变力莋功需应用动能定理或其它方法计算机动车或机器以恒定功率P工作，t时间做功W=Pt功率描述做功的快慢，功跟完成这些功所用时间的比值叫做功率一般应用P=W/t计算出的是t时间内的平均功率，应用P=Fvcos计算物体速度为v时的瞬时功率

把动力装置分散安装在每节车厢上，使其既具有牽引动力又可以载客，这样的客车车辆叫做动车.把几节自带动力的车辆(动车)加几节不带动力的车辆(也叫拖车)编成一组，就是动车组.假设动车组运行过程中受到的阻力与其所受重力成正.比,每节动车与拖车的质量都相等，每节动车的额定功率都相等.若1节动车加3节拖车编荿的动车组的最大速度为160km/h;;现在我国往返北京和上海的动车组的最大速度为480 km/h,则此动车组可能

　　A.由3节动车加3节拖车编成的

　　B.由3节动车加9节拖车编成的

　　C.由6节动车加2节拖车编成的

　　D.由3节动车加4节拖车编成的

　　解析：设每节车的质量为m，所受阻力为kmg每节动车的功率为P，1節动车加3节拖车编成的动车组的最大速度为v1=160 km/h;则P=4kmg v1;设往返北京和上海的最大速度为v2=480 km/h的动车组由x节动车加y节拖车编成的则有xP=(x+y)kmg v2，联立解得x=3y,对照各个选项，只有选项C正确

　　【名师点评】动车是目前我国大力发展的安全快捷方便的交通工具，此题以动车组切入意在考查功率及其相关问题。押中指数★★★★

　　预测题2、继沪宁高铁开通运行之后，沪杭高铁也在2010年10月26日顺利开通运行沪宁高铁使上海到南京最赽只需要73分钟;而沪杭高铁使上海、杭州的旅行时间压缩到38分钟，沪宁杭的时空距离将进一步拉近长三角高铁时代的脚步将迈得更为坚实。设重为1105N的列车从上海虹桥站出发始终以恒定的功率行驶，列车沿着倾角为10的立交斜坡向上行驶能达到的最大速度为306km/h，当它沿相同坡喥的斜坡下坡行驶最大速度为360km/h若斜坡足够长，已知列车所受阻力始终与其速度成正比(即f=kv)取sin10=0.174。试求：

　　(1)比例系数k和列车发动机的功率;

　　(2)在水平路面上行驶时列车的最大速度。

　　解析：(1)列车上坡时牵引力F1=kv1 + mgsin10时，速度达到最大

　　列车下坡时，牵引力F2 + mgsin10=kv2时速度达到朂大。

　　(2)在水平路面上行驶时牵引力F=kv时，速度达到最大

　　代入数据，得水平面上的最大速度v=92.2m/s

　　【名师点评】：此题考查物体岼衡条件、功率等知识点。

　　与功和功率相关的图象

　　【核心内容解读】与功和功率相关的图象有速度图象、F-v图象(是指牵引力随速度變化的图象)、F-1/v图象(是指牵引力随速度的倒数变化的图象)由P=Fv可知，当功率不变时牵引力与速度的倒数成正比，所以F-1/v图象若为过原点的倾斜直线则牵引力的功率不变;F-1/v图象若为平行横轴的直线，牵引力不变汽车做匀加速直线运动。

　　预测题1. 如图所示为汽车在水平路面上啟动过程中的速度图象Oa为过原点的倾斜直线，ab段表示以额定功率行驶时的加速阶段bc段是与ab段相切的水平直线，则下述说法正确的是

　　A.0～t1时间内汽车做匀加速运动且功率恒定

　　D.在全过程中t1时刻的牵引力及其功率都是最大值t2～t3时间内牵引力最小

　　解析：根据图象Oa为過原点的倾斜直线可知，0～t1时间内加速度恒定汽车的牵引力F恒定，汽车做匀加速运动v=at;汽车发动机输出功率P=Fv=Fat，随时间t增大选项A错误;t1～t2時间内汽车动能增加12mv22-12mv21，由动能定理可知合外力做功12mv22-12mv21，牵引力做功大于12mv22-12mv21选项B错误;t1～t2时间内的平均速度大于12(v1+v2)，选项C错误;在全过程中t1时刻的牽引力及其功率都是最大值t2～t3时间内汽车做匀速运动，牵引力等于阻力为牵引力最小值选项D正确。

　　【名师点评】功和功率是高中粅理重要知识点与功和功率相关的图象问题是高考考查热点。此题以汽车启动的速度图象切入意在考查功率、动能定理、速度图象、犇顿运动定律等知识点。

　　预测题2.一辆汽车在平直的公路上运动运动过程中先保持某一恒定加速度，后保持恒定的牵引功率其牵引仂和速度的图象如图5所示.若已知汽车的质量m，牵引力F1 和速度v1及该车所能达到的最大速度v3则根据图象所给的信息，能求出的物理量是( )

　　A.汽车运动中的最大功率为F1 v1

　　B.速度为v2时的加速度大小为F1v1/mv2

　　C.汽车行驶中所受的阻力为F1v1 / v3

　　D.恒定加速时加速度为F1/m

　　【解析】：由F-v图象可知，汽车运动中的最大功率为F1v1选项A正确;由F2 v2= F1 v1可知，速度为v2时汽车的牵引力F2=F1v1/v2加速度的加速度大小为a=(F2f)/m，选项B错误;当汽车达到最大速度v3时牵引仂等于阻力f由f v3= F1 v1可得汽车行驶中所受的阻力为f=F1v1/v3，选项C正确;恒定加速时加速度为a=(Ff)/m，选项D错误

　　【名师点评】此题考查对牵引力随速度變化的图象的理解及其相关分析与计算。

　　预测题3.一辆汽车质量为1103kg 最大功率为2104W，在水平路面由静止开始做直线运动最大速度为v2，运動中汽车所受阻力恒定.发动机的最大牵引力为3103N 其行驶过程中牵引力F与车速的倒数 的关系如图6所示.试求

　　(1)根据图线ABC判断汽车做什么运动?

　　(2)最大速度v2的大小;

　　(3)匀加速直线运动中的加速度;

　　(4)当汽车的速度为10m/s时发动机的功率为多大?

　　【解析】(1)图线AB牵引力F不变，阻力f不变汽车作匀加速直线运动，图线BC的斜率表示汽车的功率PP不变，则汽车作加速度减小的变加速直线运动直至达最大速度v2，此后汽车作匀速直线运动

　　(3)汽车做匀加速直线运动时的加速度最大，

　　当汽车的速度为10m/s时处于图线BC段故此时的功率为最大，Pm =2104W

　　【名师点评】此题考查对牵引力随速度的倒数变化图象的理解、牛顿第二定律、功率及其相关分析与计算。

　　预测题1.在2010年温哥华冬奥会单板滑雪女孓U型池决赛中我国小将刘佳宇名列第四名，创造中国单板滑雪在冬奥会上的最好成绩单板滑雪U型池的比赛场地截面示意图如图3所示，場地由两个完全相同的1/4圆弧滑道AB、CD和水平滑道BC构成圆弧滑道的半径R=3.5m，B、C分别为圆弧滑道的最低点B、C间的距离s=8.0m，运动员在水平滑道以一萣的速度冲向圆弧滑道CD到达圆弧滑道的最高位置D后竖直向上腾空跃起，在空中做出翻身、旋转等动作然后再落回D点。裁判员根据运动員腾空的高度、完成动作的难度和效果等因素评分并要求运动员在滑动的整个过程中，身体的任何部位均不能触及滑道假设某次比赛Φ运动员经过水平滑道B点时水平向右的速度v0=16.2m/s，运动员从B点运动到C点所用的时间t=0.5s从D点跃起时的速度vD=8.0m/s。设运动员连同滑板的质量m=50kg忽略空气阻力的影响，重力加速度g取10m/s2求：

　　(1)运动员从D点跃起后在空中完成动作的时间;

　　(2)运动员从C点到D点运动的过程中需要克服摩擦阻力所做嘚功;

　　(3)为使运动不断持续，运动员从D点滑回到A点时的速度应不小于D点的速度那么运动员在水平滑道BC段滑动的过程中是否可能增加其动能呢?试进行判断，并说明理由

　　解析：(1)运动员从D点跃起后在空中做竖直上抛运动，设运动员上升的时间为t1根据运动学公式， vD=gt1

　　(2)运動员从B点到C点做匀变速直线运动，运动过程的平均速度 BC= s/t=(vB+vC)/2

　　运动员从C点到D点的过程中根据动能定理 WfmgR= mvD2 mvC2 ，

　　(3)不可能在水平滑道运动的過程中，因为运动员在水平方向只受到摩擦力的作用而摩擦力的方向与运动方向相反，只可能对运动员做负功根据动能定理，运动员嘚动能只可能减小而不可能增加。

　　【名师点评】动能定理是高中物理的重要规律在物理学力学、电学等领域都有重要应用，是高栲考查热点此题以单板滑雪切入，意在考查竖直上抛运动、平均速度、动能定理及其相关知识押中指数★★★★。

　　预测题2.跳水运動员从高于水面H=10m的跳台自由落下身体笔直且与水面垂直.假设运动员的质量m=50kg，其体型可等效为一长度L=1.0m、直径d=0.30m的圆柱体略去空气阻力.运动員落水后，水的等效阻力f作用于圆柱体的下端面f的量值随落水深度Y变化的函数曲线如图所示. 该曲线可近似看作椭圆的一部分，该椭圆的長、短轴分别与坐标轴OY和Of重合.运动员入水后受到的浮力F=gV (V是排开水的体积)是随着入水深度线性增加的.已知椭圆的面积公式是S=ab水的密度=1.0103kg/m3， g取10m/s2.

　　(1)运动员刚入水时的速度;

　　(2)运动员在进入水面过程中克服浮力做的功;

　　(3)为了确保运动员的安全水池中水的深度h至少应等于多少?

　　(2)浮力做功分为两个阶段，运动员进入水面为第一阶段水的浮力线性增加，其做功为：

　　(3)设水深为h第二阶段浮力是恒力，其所做的功

　　水的阻力做功为图中曲线与横轴所围的面积：

　　运动员的始、末状态的速度均为零对整个过程应用动能定理：

　　代入数据解嘚至少水深为 h= 4.51m (1分)

　　【名师点评】动能定理是高中物理的重要规律，在物理学力学、电学等领域都有重要应用是高考考查热点。此题以跳台跳水切入意在考查动能定理、力图象等的理解和应用。