《高考物理浙江选考新增分二轮实用课件：专题二 能量和动量 第1讲 .pptx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《高考物理浙江选考新增分二轮实用课件：专题二 能量和动量 第1讲 .pptx（50页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、第1讲 功 功率与动能定理 专题二 能量和动量 内容索引 考点一 功和能基本概念及规律辨析 考点二 功率的分析与计算 考点三 动能定理的应用 考点四 动力学和能量观点的综合应用 功和能基本概念及规律辨析 考点一 1 功的正负 由W Flcos 90 力对物体做负功 2 恒力做功的计算方法 1 基础知识梳理 3 变力做功 变力做功的求解要注意问题的正确转化 如将变力转化为 恒力 利用F l图象曲线下的面积求功 利用W Pt计算 也可应用动 能定理或功能关系等方法求解 4 总功的计算 1 先求物体所受的合外力 再求合外力做的功 2 先求每个力做的功 再求各功的代数和 5 机械能 1 机械能包括动能
2、 重力势能和弹性势能 2 重力势能 重力做正功 重力势能就减小 重力做负功 重力势能就 增加 即WG Ep 3 弹性势能 弹力做正功 弹性势能就减小 弹力做负功 弹力势能就 增加 伸长量与缩短量相等时 弹性势能相同 1 正 负功的判断 2018 温州市期中 载人飞行包是一个单人低空飞行 装置 如图1所示 其发动机使用汽油作为燃料提供动力 可以垂直起 降 也可以快速前进 若飞行包 包括人 在竖直匀速降落的过程中 空气 阻力不可忽略 下列说法正确的是 A 发动机对飞行包 包括人 做正功 B 飞行包 包括人 的重力做负功 C 空气阻力对飞行包 包括人 做负功 D 飞行包 包括人 的合力做负功 答案
3、2 基本题目训练 图1 解析 解析 飞行包 包括人 在竖直匀速降落的过程中 发动机的动力向上 则发动机对飞行包 包括人 做负功 故A错误 高度下降 飞行包 包括人 的重力做正功 故B错误 空气阻力竖直向上 与位移方向相反 则空气阻力对飞行包 包括人 做 负功 故C正确 飞行包匀速运动 合力为零 则飞行包的合力不做功 故D错误 2 做功的分析 如图2所示 坐在雪橇上的人与雪橇的总质量为m 在 与水平面成 角的恒定拉力F作用下 沿水平地面向右移动了一段距离 l 已知雪橇与地面间的动摩擦因数为 雪橇受到的 A 支持力做功为mgl B 重力做功为mgl C 拉力做功为Flcos D 滑动摩擦力做功为
4、mgl 答案 图2 解析 解析 对坐在雪橇上的人与雪橇整体进行受力分析 可知雪橇受到的支 持力FN mg Fsin 滑动摩擦力Ff FN mg Fsin 由功的定 义式可知 支持力做的功为零 重力做的功也为零 选项A B错误 滑动摩擦力做功Wf Ffl l mg Fsin 选项D错误 拉力做功为Flcos 选项C正确 3 重力势能 2018 浙江4月选考 13 如图3所示 一根绳的两端分别固定 在两座猴山上的A B处 A B两点水平距离为16 m 竖直距离为2 m A B间绳长为20 m 质量为10 kg的猴子抓住套在绳上的滑环从A处滑到B 处 以A点所在水平面为参考平面 猴子在滑行过程中重力
5、势能最小值约 为 绳处于拉直状态 A 1 2 103 J B 7 5 102 J C 6 0 102 J D 2 0 102 J 答案解析 图3 解析 重力势能最小的点为最低点 结合 同绳同力 可知 在最低点 时 两侧绳子与水平方向夹角相同 记为 设右边绳子长为a 则左边绳长为20 a 由几何关系得 20cos 16 asin 20 a sin 2 猴子的重心比绳子最低点大约低0 5 m 所以在最低点的重力势能约为 750 J 故选B 4 机械能守恒 2018 绍兴市选考诊断 神舟十一号 飞船在发射至返回 的过程中 哪个阶段中返回舱的机械能是守恒的 A 飞船加速升空阶段 B 飞船在椭圆轨道上绕
6、地球运行的阶段 C 返回舱与轨道舱分离 进入大气层后加速下降 D 返回舱在大气层运动一段时间后 打开降落伞 减速下降 答案 功率的分析与计算 考点二 1 首先要明确所求功率是平均功率还是瞬时功率 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 1 可用P 2 可用P Fvcos 其中v为物体运动的平均速度 3 计算瞬时功率时应明确是哪个力在哪个时刻 或状态 的功率 求解瞬时 功率时 如果F和v不同向 可用力F乘以沿F方向的分速度 或用速度v 乘以沿速度方向的分力求解 1 公式P Fvcos 其中v为某时刻的瞬时速度 2 P FvF 其中vF为
7、物体的速度v在力F方向上的分速度 3 P Fvv 其中Fv为物体受到的外力F在速度v方向上的分力 例1 2017 浙江11月选考 13 如图4所示是具有登 高平台的消防车 具有一定质量的伸缩臂能够在 5 min内使承载4人的登高平台 人连同平台的总质 量为400 kg 上升60 m到达灭火位置 此后 在登高 平台上的消防员用水炮灭火 已知水炮的出水量 为3 m 3 min 水离开炮口时的速率为20 m s 则用于 图4 答案解析 A 水炮工作的发动机输出功率约为1 104 W B 水炮工作的发动机输出功率约为4 104 W C 水炮工作的发动机输出功率约为2 4 106 W D 伸缩臂抬升登高
8、平台的发动机输出功率约为800 W 解析 若不计伸缩臂的质量 抬升登高平台的发动机输出功率 但伸缩臂具有一定质量 发动机输出功率应大于800 W 故选项D错误 喷出去水的重力势能为Ep m gh 50 10 60 J 3 104 J 所以1 s内水增加的能量为4 104 J 所以水炮工作的发动机输出功率为4 104 W 选项B正确 A C错误 5 2018 金 丽 衢十二校联考 跳绳是丽水市高中毕业生体育测试的项 目之一 如图5所示 高三的小李同学在某次测 验过程中 一分钟跳180次 每次跳跃 脚与地 面的接触时间为跳跃一次所需时间的 g取10 m s2 则他克服重力做功的平均功率约为 A 2
9、0 W B 35 W C 75 W D 120 W 答案 拓展训练 图5 解析 他跳离地面向上做竖直上抛运动 故C正确 A B D错误 解析 物块受到的阻力与速度成正比 根据牛顿第二定律 F kv ma 所以物块做加速度减小的加速运动 又因拉力功率P Fv F为恒力 所以功率随时间变化的规律和速度v随时间的变化规律一致 故C正确 A B D错误 6 一物块放在水平面上 在水平恒力F的作用下从静止开始运动 物块受到 的阻力与速度成正比 则关于拉力F的功率随时间变化的图象正确的是 答案解析 7 2018 台州市高三期末 如图6所示 中国版 野牛 级重型气垫船 自 重达540吨 装有额定输出功率为8
10、 700 kW的大功率燃汽轮机 最高时速 为108 km h 假设气垫船航行过程中所受的阻力Ff与速度v成正比 即Ff kv 则下列说法正确的是 A 该气垫船的最大牵引力为2 9 105 N B 从题中给出的数据 无法计算k值 C 在输出额定功率下以最高时速航行时 气垫 船所受的阻力为2 9 105 N D 以最高时速一半的速度匀速航行时 气垫船 发动机的输出功率为4 350 kW 答案解析 图6 解析 在额定输出功率下以最高时速航行时 vm 108 km h 30 m s 解得F 1 45 105 N 则P F v 1 45 105 15 W 2 175 kW 故D错误 此时匀速运动 则Ff
11、 F 2 9 105 N 若以恒定牵引力启动时 开始 的牵引力大于匀速运动的牵引力 所以最大牵引力大于2 9 105 N 故 A错误 C正确 动能定理的应用 考点三 1 解题步骤 2 注意事项 1 动能定理往往用于单个物体的运动过程 由于不涉及加速度及时间 比动力学研究方法要简便 2 动能定理表达式是一个标量式 不能在某个方向上应用动能定理 3 应用动能定理时 必须明确各力做功的正 负 当一个力做负功时 可设物体克服该力做功为W 将该力做功表示为 W 也可以直接用字 母W表示该力做功 使其字母本身含有负号 例2 如图7所示 倾角为 37 的斜面固定在水平地面上 劲度系数为 k 40 N m的轻
12、弹簧的轴线与斜面平行 弹簧下端固定在斜面底端的挡 板上 弹簧与斜面间无摩擦 一个质量为m 5 kg的小滑块从斜面上的P 点由静止滑下 小滑块与斜面间的动摩擦因数为 0 5 P点与弹簧自 由端Q点间的距离为L 1 m 已知整个过程弹簧始终在弹性限度内 弹簧 的弹性势能Ep与其形变量x的关系为Ep kx2 sin 37 0 6 cos 37 0 8 重力加速度g取10 m s2 求 图7 1 小滑块从P点下滑到Q点时所经历的时间t 答案 答案 1 s 解析 由牛顿第二定律可知 小滑块沿斜面下滑的加速度a gsin gcos 2 m s2 解析 2 小滑块运动过程中达到的最大速度vm的大小 答案 解
13、析 设弹簧被压缩x0时小滑块达到最大速度vm 此时小滑块加速度为 零 根据平衡条件有mgsin mgcos kx0 对小滑块由静止滑下到达到最大速度的过程 由动能定理有 解析 3 小滑块运动到最低点的过程中 弹簧的最大弹性势能 解析 设小滑块运动至最低点时 弹簧的压缩量为x1 由动能定理有 mgsin L x1 mgcos L x1 Epm 0 解析 答案 答案 20 J 解得Epm 20 J 8 如图8甲所示 质量m 1 kg 的物体静止在光滑的水平面上 t 0时刻 物体受到一力F 的作用 t 1 s时 撤去力F 某 拓展训练 图8 解析 时刻物体滑上倾角为37 的粗糙斜面 已知物体从开始运
14、动到滑上斜面最高 点的v t图象如图乙所示 不计其他阻力 sin 37 0 6 cos 37 0 8 g 取10 m s2 求 1 力F做的功 答案 答案 72 J 解析 物体1 s末的速度v1 12 m s 根据动能定理得 WF mv12 72 J 2 物体从斜面底端滑到最高点过程中克服摩擦力做功的平均功率 解析答案 答案 36 W 解析 物体在1 2 s内沿水平面做匀速直线运动 物体在2 3 s内沿斜面 向上做减速运动 物体到达斜面底端的速度v2 12 m s 到达斜面最高点的速度为零 根据 动能定理得 9 如图9所示为一滑梯的实物图 滑梯的斜面段 长度L 5 0 m 高度h 3 0 m
15、为保证小朋友 的安全 在水平面铺设安全地垫 水平段与斜面 段平滑连接 小朋友在连接处速度大小不变 某 图9小朋友从滑梯顶端由静止开始滑下 经斜面底 端后水平滑行一段距离 停在水平地垫上 已知小朋友质量为m 20 kg 小朋友在斜面上受到的平均阻力Ff1 88 N 在水平段受到的平均阻力Ff2 100 N 不计空气阻力 取重力加速度g 10 m s2 求 1 小朋友在斜面滑下的过程中克服摩擦力做的功 解析答案 答案 440 J 解析 小朋友在斜面滑下的过程中克服摩擦力做的功为 Wf1 Ff1L 88 5 J 440 J 2 小朋友滑到斜面底端时的速度v的大小 解析答案 答案 4 m s 解析 小
16、朋友在斜面上运动 由动能定理得mgh Wf1 mv2 代入数据解得 v 4 m s 3 为使小朋友不滑出水平地垫 地垫的长度x至少多长 解析答案 答案 1 6 m 解析 小朋友在水平地垫上运动的过程 由动能定理得 Ff2x 0 mv2 解得 x 1 6 m 动力学和能量观点的综合应用 考点四 1 动力学观点 牛顿运动定律 运动学基本规律 2 能量观点 动能定理 机械能守恒定律 能量守恒定律 3 解题关键 1 抓住物理情景中出现的运动状态和运动过程 将物理过程分解成几个 简单的子过程 2 两个相邻过程连接点的速度是联系两过程的纽带 也是解题的关键 例3 2017 台州市选考模拟 如图10所示 质量为m 0 1 kg的可视为质 点的小球从静止开始沿半径为R1 40 cm的 圆弧轨道AB由A点滑到B点后 进入与AB平滑连接的 圆弧管道BC 管道出口处为C 圆弧管道半径为 R2 20 cm 在紧靠出口C处 有一半径为R3 8 4 cm 水平放置且绕其 水平轴线匀速旋转的圆筒 不计筒皮厚度 筒上开有小孔D 筒旋转时 小孔D恰好能经过出口C处 小球射出C出口 时 恰好能接着穿过D孔进入圆筒 并越
