《2019版高考物理二轮复习专题二 功与能 动量 第5讲 功、功率、动能定理学案》由会员分享，可在线阅读，更多相关《2019版高考物理二轮复习专题二 功与能 动量 第5讲 功、功率、动能定理学案（24页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、第5讲功、功率、动能定理主干知识体系核心再现及学科素养知识规律(1)恒力做功的公式：WFl cos .(2)平均功率的公式：PF cos .(3)瞬时功率的公式：PFvcos .(4)机车启动两类模型中的关键方程：PFvFfma.(5)动能定理的表达式：W合mv2mv.思想方法(1)物理思想：微元思想(2)物理方法：图象法、转换法、整体法和隔离法等.1(2018全国卷，14)如图，某同学用绳子拉动木箱，使它从静止开始沿粗糙水平路面运动至具有某一速度木箱获得的动能一定( )A小于拉力所做的功B等于拉力所做的功C等于克服摩擦力所做的功D大于克服摩擦力所做的功AA对、B错；由题意知，W拉W阻Ek，则
2、W拉Ek；C、D错：W阻与Ek的大小关系不确定点拨：注意题目中“粗糙”二字，不要忘记克服摩擦力做的功2(2018全国卷，18)如图，abc是竖直面内的光滑固定轨道，ab水平，长度为2R；bc是半径为R的四分之一圆弧，与ab相切于b点一质量为m的小球，始终受到与重力大小相等的水平外力的作用，自a点处从静止开始向右运动重力加速度大小为g.小球从a点开始运动到其轨迹最高点，机械能的增量为( )A2mgR B4mgR C5mgR D6mgRC小球从a运动到c，根据动能定理，得F3RmgRmv，又Fmg，故v12，小球离开c点在竖直方向做竖直上抛运动，水平方向做初速度为零的匀加速直线运动且水平方向与竖直
3、方向的加速度大小相等，都为g，故小球从c点到最高点所用的时间t2，水平位移xgt22R，根据功能关系，小球从a点到轨迹最高点机械能的增量为力F做的功，即EF(2RRx)5mgR. 3(2018全国卷，19)(多选)地下矿井中的矿石装在矿车中，用电机通过竖井运送到地面某竖井中矿车提升的速度大小v随时间t的变化关系如图所示，其中图线分别描述两次不同的提升过程，它们变速阶段加速度的大小都相同；两次提升的高度相同，提升的质量相等不考虑摩擦阻力和空气阻力对于第次和第次提升过程，( )A矿车上升所用的时间之比为45B电机的最大牵引力之比为21C电机输出的最大功率之比为21D电机所做的功之比为45ACA对，
4、由图线知，上升总高度h2t0v0t0.由图线知，加速阶段和减速阶段上升高度和h1()v0t0匀速阶段：hh1v0t，解得tt0故第次提升过程所用时间为t0t0，两次上升所用时间之比为2t0t045.B错：由于加速阶段加速度相同，故加速时牵引力相同C对：在加速上升阶段，由牛顿第二定律知，Fmgma，Fm(ga)第次在t0时刻，功率P1Fv0，第次在时刻，功率P2F，第次在匀速阶段P2FmgP2，可知，电机的输出最大功率之比P1P221.D错：由动能定理知，两个过程动能变化量相同，克服重力做功相同，故两次电机做功也相同4(2017高考全国卷，16)如图，一质量为m，长度为l的均匀柔软细绳PQ竖直悬
5、挂用外力将绳的下端Q缓慢地竖直向上拉起至M点，M点与绳的上端P相距l.重力加速度大小为g.在此过程中，外力做的功为( )A.mgl B.mgl C.mgl D.mglAQM段绳的质量为mm，未拉起时，QM段绳的重心在QM中点处，与M点距离为l，绳的下端Q拉到M点时，QM段绳的重心与M点距离为l，此过程重力做功WGmg(ll)mgl，对绳的下端Q拉到M点的过程，应用动能定理，可知外力做功WWGmgl，可知A项正确，B、C、D项错误5(2018天津卷，10)我国自行研制、具有完全自主知识产权的新一代大型喷气式客机C919首飞成功后，拉开了全面试验试飞的新征程假设飞机在水平跑道上的滑跑是初速度为零的
6、匀加速直线运动，当位移x1.6103 m时才能达到起飞所要求的速度v80 m/s.已知飞机质量m7.0104 kg，滑跑时受到的阻力为自身重力的0.1倍，重力加速度取g10 m/s2.求飞机滑跑过程中(1)加速度a的大小；(2)牵引力的平均功率P.解析(1)飞机滑跑过程中做初速度为零的匀加速直线运动，有v22ax代入数据解得a2 m/s2(2)设飞机滑跑受到的阻力为F阻，依题意有F阻0.1mg设发动机的牵引力为F，根据牛顿第二定律有FF阻ma设飞机滑跑过程中的平均速度为，有在滑跑阶段，牵引力的平均功率PF联立式得P8.4106 W答案(1)2 m/s2(2)8.4106W考情分析命题特点与趋势
7、1近几年高考命题点主要集中在正、负功的判断，功率的分析与计算，机车启动模型，动能定理在圆周运动、平抛运动中的应用题目具有一定的综合性，难度适中2本讲高考的命题方式单独命题以选择题为主，综合命题以计算题为主，常将动能定理与机械能守恒定律、能量守恒定律相结合.2018年的高考动能定理仍是考查重点，要关注本讲知识与实际问题相结合的情景题目解题要领解决本讲知识要理解功和功率的定义、正负功的判断方法，机车启动两类模型的分析、动能定理及动能定理在变力做功中的灵活应用高频考点一功和功率的理解和计算备考策略1恒力做功的公式：WFlcos (通过F与l间的夹角判断F是否做功及做功的正、负)2正功、负功的判断(1
8、)由F与l的夹角判断(恒力做功)(2)由F与v的夹角判断(曲线运动)(3)由能量变化判断(做功不明确的情况)3求功的几种方法(1)WFlcos (恒力)(2)WPt(恒力或变力)(3)WEk(动能定理)(4)WE(功能原理)(5)图象法：Fx图线所围面积(6)WpV(气体做功)4功率(1)平均功率：PFcos .(2)瞬时功率：PFvcos (为F与v的夹角)命题视角考向1功、功率及相关图象问题例1(多选)一质量m0.5 kg的滑块以某一初速度冲上倾角37的足够长的斜面，利用传感器测出滑块冲上斜面过程中多个时刻的瞬时速度，并用计算机绘出滑块上滑过程中的vt图象如图所示sin 370.6，g取1
9、0 m/s2，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，则( )A滑块与斜面间的动摩擦因数0.5B滑块返回斜面底端时的速度为2 m/sC滑块在上升过程中重力做的功为25 JD滑块返回斜面底端时重力的功率为6WAD由题图可知加速度大小a10 m/s2，即gsin gcos 10 m/s2，解得0.5，选项A正确上滑位移xt5 m，下滑加速度agsin gcos 2 m/s2，所以回到斜面底端时的速度v2m/s，选项B错误上升过程中重力做功WGxsin 15 J，返回底端时求的是重力的瞬时功率，则为Pmgvsin 6W，选项C错误，D正确考向2变力功的分析与计算例2(2018衡水中学信息卷)(多选)如图所示，倾
10、角为、半径为R的倾斜圆盘绕圆心处的转轴O以角速度匀速转动，一个质量为m的小物块放在圆盘的边缘，小物块与圆盘间的动摩擦因数为.图中A、B分别为小物块转动过程中所经过的最高点和最低点，运动过程中经过的C、D两点连线与AB垂直，小物块与圆盘间的最大静摩擦力等于滑动摩擦力，且始终相对于圆盘静止重力加速度为g，下列说法正确的是( )A小物块受到的摩擦力始终指向圆心B动摩擦因数一定大于tan C小物块从A点运动到B点的过程中，摩擦力对小物块做功为mgR cos D当小物块运动至C、D两点时所受摩擦力大小相等，从C点运动到D点的过程中摩擦力对小物块先做负功后做正功BD小物块所受重力沿圆盘的分力及静摩擦力的合
11、力提供向心力，始终指向圆心，A错误；小物块在B点时由牛顿第二定律Ffmg sin mR2，Ffmgsin ，又因Ffmg cos ，所以mgcos mg sin ，则一定大于tan ，B正确；小物块从A点运动到B点的过程中由动能定理得mg2R sin WFf0，解得WFfmg2R sin ，C错误；小物块运动至C、D两点时受力具有对称性的特点所受静摩擦力大小相等，方向关于AB对称，从C点运动到D点的过程中，重力先做正功后做负功，小物块动能始终不变，即合外力做功始终为0，所以摩擦力对小物块先做负功后做正功，D正确归纳反思计算功和功率时应注意的两个问题1功的计算(1)恒力做功一般用功的公式或动能定
12、理求解(2)变力做功一般用动能定理或图象法求解，用图象法求外力做功时应注意横轴和纵轴分别表示的物理意义2功率的计算 (1)明确是求瞬时功率还是平均功率(2)平均功率与一段时间(或过程)相对应，计算时应明确是哪个力在哪段时间(或过程)内做功的平均功率；(3)瞬时功率计算时应明确是哪个力在哪个时刻(或状态)的功率题组突破11.(2018河北省张家口市五个一联盟高考物理二模试卷)(多选)放在粗糙水平地面上的物体受到水平拉力的作用，在06 s内其速度与时间的图象和该拉力的功率与时间的图象分别如图所示下列说法正确的是( )A06 s内物体的位移大小为30 mB26 s内拉力做的功为40 JC合外力在06
13、 s内做的功与02 s内做的功相等D滑动摩擦力的大小为5 NABCA.06 s内物体的位移大小x6 m30 m故A正确B.在02 s内，物体的加速度a3 m/s2，由图，当P30 W时，v6 m/s，得到牵引力F5 N在02 s内物体的位移为x16 m，则拉力做功为W1Fx156 J30 J26 s内拉力做的功W2Pt104 J40 J故B正确C.在26 s内，物体做匀速运动，合力做功为零，则合外力在06 s内做的功与02 s内做的功相等故C正确D.在26 s内，v6 m/s，P10 W，物体做匀速运动，摩擦力fF，得到fFN N故D错误12.(2018广东省深圳科学高中高三第一次调研)如图甲
14、所示，一次训练中，运动员腰部系着不可伸长的绳，拖着质量m11 kg的轮胎从静止开始沿着笔直的跑道加速奔跑，绳与水平跑道的夹角是37，5 s后拖绳从轮胎上脱落轮胎运动的vt图象如图乙所示，不计空气阻力，已知sin 370.6，cos 370.8，g取10 m/s2.则下列说法正确的是( )A轮胎与水平地面间的动摩擦因数0.2B拉力F的大小为55 NC在05 s内，轮胎克服摩擦力做功为1375 JD在6 s末，摩擦力的瞬时功率大小为275 WDA.撤去F后，轮胎的受力分析如图1所示，由速度图象得5 s7 s内的加速度a25 m/s2，根据牛顿运动定律有 N2mg0，f2ma2，又因为f2N2，代入数据接的0.5，故A错误；B力F拉动轮胎的过程中，轮胎的受力情况如图2所示，根据牛顿运动定律有F cos 37f
