《2020年高考物理二轮提分秘籍：功和功率 动能定理（学生版）》由会员分享，可在线阅读，更多相关《2020年高考物理二轮提分秘籍：功和功率 动能定理（学生版）（11页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、提分秘籍备战高考2020年高考物理二轮复习热点题型与提分秘籍专题06 功和功率 动能定理题型一 功和功率的理解和计算【题型解码】1.要注意区分是恒力做功,还是变力做功,求恒力的功常用定义式2.变力的功根据特点可将变力的功转化为恒力的功(如大小不变、方向变化的阻力),或用图象法、平均值法(如弹簧弹力的功),或用WPt求解(如功率恒定的力),或用动能定理等求解【典例分析1】(2019山东菏泽市下学期第一次模拟)如图所示,半径为R的半圆弧槽固定在水平地面上,槽口向上,槽口直径水平,一个质量为m的物块从P点由静止释放刚好从槽口A点无碰撞地进入槽中,并沿圆弧槽匀速率地滑行到最低点B点,不计物块的大小,P
2、点到A点高度为h,重力加速度大小为g,则下列说法正确的是()A物块从P到B过程克服摩擦力做的功为mg(Rh) B物块从A到B过程重力的平均功率为C物块在B点时对槽底的压力大小为 D物块到B点时重力的瞬时功率为mg【典例分析2】(2019湖北武汉高三3月调研)如图所示,将完全相同的四个小球1、2、3、4分别从同一高度由静止释放或平抛(图乙),其中图丙是一倾角为45的光滑斜面,图丁为光滑圆弧,不计空气阻力,则下列对四种情况下相关物理量的比较正确的是()A落地时间t1t2t3t4 B全程重力做功W1W2W3W4C落地瞬间重力的功率P1P2P3P4 D全程重力做功的平均功率1234【提分秘籍】计算功和
3、功率时应注意的问题(1)计算功时,要注意分析受力情况和能量转化情况,分清是恒力做功,还是变力做功,恒力做功一般用功的公式或动能定理求解,变力做功用动能定理、转化法或图象法求解。(2)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,若横轴表示位移,纵轴表示力,则可用图线与横轴围成的面积表示功,例如下图甲、乙、丙所示(丙图中图线为圆弧),力做的功分别为W1F1x1、W2F2x2、W3F3x3。(3)计算功率时,要明确是求瞬时功率,还是平均功率,若求瞬时功率,应明确是哪一时刻或哪个位置的瞬时功率,若求平均功率应明确是哪段时间内的平均功率；应注意区分公式P和公式PFvcos的适用范围,P计算的
4、是平均功率,PFvcos侧重于对瞬时功率的计算。【突破训练】1. (2019合肥高三第三次质检)图示为一辆配备了登高平台的消防车,其伸缩臂能够在短时间内将承载了3名消防员的登高平台(人与平台的总质量为300 kg)抬升到60m高的灭火位置,此后消防员用水炮灭火。已知水炮的出水量为3m3/min,水离开炮口时的速度为20m/s,水的密度为1.0103kg/m3,g取10 m/s2。下列说法正确的是()A使水炮工作的发动机的输出功率为10 kW B使水炮工作的发动机的输出功率为30 kWC伸缩臂抬升登高平台过程中所做的功为1.8104 J D伸缩臂抬升登高平台过程中所做的功为1.8105 J2(2
5、019四川广元市第二次适应性统考)某质量m1 500 kg的“双引擎”小汽车,当行驶速度v54 km/h时靠电动机输出动力；当行驶速度在54 km/h90 km/h时汽油机和电动机同时工作,这种汽车更节能环保该小汽车在一条平直的公路上由静止启动,汽车的牵引力F随运动时间t变化的图线如图3所示,所受阻力恒为1 250 N已知汽车在t0时刻第一次切换动力引擎,以后保持恒定功率行驶至第11 s末则在前11 s内()A经过计算t06 s B电动机输出的最大功率为60 kWC汽油机工作期间牵引力做的功为4.5105 J D汽车的位移为160 m题型二 机车启动问题【题型解码】分析机车启动问题时,抓住两个
6、关键,一是汽车的运动状态,即根据牛顿第二定律找出牵引力与加速度的关系；二是抓住功率的定义式,即牵引力与速度的关系综合以上两个关系,即可确定汽车的运动情况【典例分析1】(2019四川省成都市高三三模)目前,我国在人工智能和无人驾驶技术方面已取得较大突破。为早日实现无人驾驶,某公司对汽车性能进行了一项测试,让质量为m的汽车沿一山坡直线行驶。测试中发现,下坡时若关掉油门,则汽车的速度保持不变；若以恒定的功率P上坡,则从静止启动做加速运动,发生位移s时速度刚好达到最大值vm。设汽车在上坡和下坡过程中所受阻力的大小保持不变,下列说法正确的是()A关掉油门后的下坡过程,汽车的机械能守恒B关掉油门后的下坡过
7、程,坡面对汽车的支持力的冲量为零C上坡过程中,汽车速度由增至,所用的时间可能等于D上坡过程中,汽车从静止启动到刚好达到最大速度vm,所用时间一定小于【典例分析2】(2019河南重点中学3月理综联考)一辆汽车在平直的公路上由静止开始启动在启动过程中,汽车牵引力的功率及其瞬时速度随时间的变化情况分别如图甲、乙所示已知汽车所受阻力恒为重力的,重力加速度g取10 m/s2.下列说法正确的是()A该汽车的质量为3 000 kg Bv06 m/sC在前5 s内,阻力对汽车所做的功为25 kJ D在515 s内,汽车的位移大小约为67.19 m【提分秘籍】解决机车启动问题时的分析思路(1)明确启动方式：分清
8、是匀加速启动还是恒定功率启动。(2)匀加速启动过程：机车功率是不断改变的,但该过程中的最大功率是额定功率,匀加速运动阶段的最大速度小于机车所能达到的最大速度,达到额定功率后做加速度减小的加速运动。匀加速过程的最大速度v1(此时机车输出的功率最大)和全程的最大速度vm(此时F牵F阻)求解方法：求v1：由F牵F阻ma,PF牵v1可得v1。求vm：由PF阻vm,可得vm。(3)额定功率启动的过程：机车做加速度减小的加速运动,匀变速直线运动的规律不能用,速度最大值等于,牵引力是变力,牵引力做的功可用WPt计算,但不能用WFlcos计算。注意：无论哪种启动方式,最后达到最大速度时,均满足PF阻vm,P为
9、机车的额定功率。【突破训练】1.(多选)(2019重庆市巴蜀中学适应性测试)某汽车在恒定功率牵引下由静止开始做直线运动,行驶10 s后的速度达到20 m/s,设汽车所受阻力恒定,则这段时间内汽车行驶的距离可能是()A90 mB100 m C110 m D120 m2.(2019衡阳模拟)(多选)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,其牵引力速度图象如图所示。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,运动过程中所受阻力恒定,则根据图象所给的信息,下列说法正确的是()A汽车行驶中所受的阻力为 B汽车匀加速运动的过程中牵引力的冲
10、量大小为C速度为v2时的加速度大小为 D若速度为v2时牵引力恰为,则有v22v13(2019河北衡水中学三模)(多选)一起重机的钢绳由静止开始匀加速提起质量为m的重物,当重物的速度为v1时,起重机的有用功率达到最大值P,以后起重机保持该功率不变,继续提升重物,直到以最大速度v2匀速上升为止,则整个过程中,下列说法正确的是()A若匀加速过程时间为t,则速度由v1变为v2的时间大于t B钢绳的最大拉力为C重物的最大速度为v2 D重物做匀加速直线运动的时间为题型三 动能定理及其应用【题型解码】1.要对研究对象受力分析并分析各力做功情况；分析物体运动过程,明确对哪个过程应用动能定理2.列动能定理方程要
11、规范,注意各功的正负号问题【典例分析1】(2019山西五地联考上学期期末)如图所示,固定斜面倾角为.一轻弹簧的自然长度与斜面长相同,都为L,弹簧一端固定在斜面的底端,将一个质量为m的小球放在斜面顶端与弹簧另一端接触但不相连,用力推小球使其挤压弹簧并缓慢移到斜面的中点,松手后,小球最后落地的速度大小为v,不计空气阻力和一切摩擦,重力加速度为g,则该过程中,人对小球做的功W及小球被抛出后离地面的最大高度H分别为()A.mv2mgLsin B.mv2 C.mv2mgLsin D.mv2mgLsin 【典例分析2】(2019江苏南京、盐城高三第三次调研)如图所示,桌子靠墙固定放置,用一块长L11.0
12、m的木板在墙和桌面间架设斜面,桌面距地面H0.8 m,桌面总长L21.5 m,斜面与水平桌面的倾角可在060间调节。将质量m0.2 kg的小物块(可视为质点)从斜面顶端静止释放,物块与斜面间的动摩擦因数10.05,物块与桌面间的动摩擦因数2未知,忽略物块在斜面与桌面交接处的机械能损失,不计空气阻力。(重力加速度取g10 m/s2；最大静摩擦力等于滑动摩擦力；取sin370.6,cos370.8)(1)求当30时,物块在斜面上下滑的加速度的大小；(可以用根号表示)(2)当增大到37时,物块恰能停在桌面边缘,求物块与桌面间的动摩擦因数2；(3)2取第(2)问中的数值,当角为多大时物块落地点与墙面的
13、距离最大？最大距离xm是多少？【提分秘籍】应用动能定理解题的“四步三注意两适用”(1)应用动能定理解题的四个步骤确定研究对象及其运动过程；分析受力情况和各力的做功情况；明确物体初末状态的动能；由动能定理列方程求解。(2)应用动能定理解题应注意的三个问题动能定理往往用于单个物体的运动过程,由于不牵扯加速度及时间,比动力学研究方法要简捷。动能定理表达式是一个标量式,在某个方向上应用动能定理是没有依据的。物体在某个运动过程中包含有几个运动性质不同的小过程(如加速、减速的过程),此时可以分段考虑,也可以对全过程考虑,但若能对整个过程利用动能定理列式,则可使问题简化。(3)动能定理适用的两种情况既适用于
14、直线运动,也适用于曲线运动；既适用于恒力做功,也适用于变力做功。【突破训练】1.(2019山东聊城二模)如图所示,质量相等的甲、乙两球分别固定于两轻杆的一端,两杆长度分别为L、2L,且两杆与水平面夹角相等。两杆的另一端分别可绕轴O、O在竖直面内转动,现将两球在图示位置由静止释放,不计一切阻力,则在最低点时()A甲、乙两球的动能之比为11 B甲、乙两球的动能之比为12C甲、乙两球对杆的拉力之比为11 D甲、乙两球对杆的拉力之比为122.(2019山东济南区县高三联考)如图所示,水平光滑轨道OA上有一质量m2 kg的小物块以速度v020 m/s向左运动,从A点飞出后恰好无碰撞地经过B点,B是半径为R10 m的光滑圆弧轨道的右端点,C为轨道最低点,且圆弧BC所对圆心角37,又与一动摩擦因数0.2的粗糙水平直轨道CD相连,CD长为15 m进入另一竖直光滑半圆轨道,半圆轨道最高点为E,该轨道的半径也为R.
