2019屆高考物理二輪復(fù)習(xí) 專題二 功和能 考點(diǎn)1 功和功率課件.ppt

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專題二功和能動(dòng)量 考點(diǎn)1功和功率動(dòng)能定理 高考定位 1 考查內(nèi)容 1 正負(fù)功的判斷 功和功率的計(jì)算 2 機(jī)車(chē)的啟動(dòng)問(wèn)題 3 動(dòng)能定理的應(yīng)用 2 題型 難度選擇題 計(jì)算題 難度中檔 體驗(yàn)高考 1 2017 全國(guó)卷 如圖2 1 1所示 一光滑大圓環(huán)固定在桌面上 環(huán)面位于豎直平面內(nèi) 在大圓環(huán)上套著一個(gè)小環(huán) 小環(huán)由大圓環(huán)的最高點(diǎn)從靜止開(kāi)始下滑 在小環(huán)下滑的過(guò)程中 大圓環(huán)對(duì)它的作用力 圖2 1 1 A 一直不做功B 一直做正功C 始終指向大圓環(huán)圓心D 始終背離大圓環(huán)圓心 解析大圓環(huán)光滑 則大圓環(huán)對(duì)小環(huán)的作用力總是沿半徑方向 與速度方向垂直 故大圓環(huán)對(duì)小環(huán)的作用力一直不做功 選項(xiàng)A正確 B錯(cuò)誤 開(kāi)始時(shí)大圓環(huán)對(duì)小環(huán)的作用力背離圓心 最后指向圓心 故選項(xiàng)C D錯(cuò)誤 故選A 答案A 2 多選 2016 全國(guó)卷 如圖2 1 2所示 一固定容器的內(nèi)壁是半徑為R的半球面 在半球面水平直徑的一端有一質(zhì)量為m的質(zhì)點(diǎn)P 它在容器內(nèi)壁由靜止下滑到最低點(diǎn)的過(guò)程中 克服摩擦力做的功為W 重力加速度大小為g 設(shè)質(zhì)點(diǎn)P在最低點(diǎn)時(shí) 向心加速度的大小為a 容器對(duì)它的支持力大小為N 則 圖2 1 2 答案AC 3 2015 全國(guó)卷 一汽車(chē)在平直公路上行駛 從某時(shí)刻開(kāi)始計(jì)時(shí) 發(fā)動(dòng)機(jī)的功率P隨時(shí)間t的變化如圖2 1 3所示 假定汽車(chē)所受阻力的大小f恒定不變 下列描述該汽車(chē)的速度v隨時(shí)間t變化的圖線中 可能正確的是 圖2 1 3 答案A 4 2014 全國(guó)卷 一物體靜止在粗糙水平地面上 現(xiàn)用一大小為F1的水平拉力拉動(dòng)物體 經(jīng)過(guò)一段時(shí)間后其速度變?yōu)関 若將水平拉力的大小改為F2 物體從靜止開(kāi)始經(jīng)過(guò)同樣的時(shí)間后速度變?yōu)?v 對(duì)于上述兩個(gè)過(guò)程 用WF1 WF2分別表示拉力F1 F2所做的功 Wf1 Wf2分別表示前后兩次克服摩擦力所做的功 則 A WF2 4WF1 Wf2 2Wf1B WF2 4WF1 Wf2 2Wf1C WF2 4WF1 Wf2 2Wf1D WF2 4WF1 Wf2 2Wf1 答案C 考點(diǎn)一功和功率的計(jì)算 例1 質(zhì)量為m 2kg的物體沿水平面向右做直線運(yùn)動(dòng) t 0時(shí)刻受到一個(gè)水平向左的恒力F 如圖2 1 4甲所示 此后物體的v t圖象如圖乙所示 取水平向右為正方向 g取10m s2 則 圖2 1 4 A 物體與水平面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為 0 5B 10s末恒力F的瞬時(shí)功率為6WC 10s末物體在計(jì)時(shí)起點(diǎn)左側(cè)4m處D 0 10s內(nèi)恒力F做功的平均功率為0 6W 答案 D 題組訓(xùn)練 1 多選 功和功率的計(jì)算 一質(zhì)量為1kg的質(zhì)點(diǎn)靜止于光滑水平面上 從t 0時(shí)起 第1s內(nèi)受到2N的水平外力作用 第2s內(nèi)受到同方向的1N的外力作用 下列判斷正確的是 答案AD 2 多選 功 功率與運(yùn)動(dòng)圖象的結(jié)合 2018 德州二模 一滑塊在水平地面上沿直線滑行 t 0時(shí)速率為1m s 從此刻開(kāi)始在與速度平行的方向上施加一水平的作用力F 力F和滑塊的速度v隨時(shí)間的變化規(guī)律分布如圖2 1 5甲 乙所示 力F和速度v取同一正方向 g 10m s2 則 圖2 1 5 A 滑塊的質(zhì)量為1 0kgB 滑塊與水平地面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為0 5C 第2s內(nèi)力F的平均功率為1 5WD 第1內(nèi)和第2s內(nèi)滑塊的動(dòng)量變化量的大小均為2kg m s 答案CD 考點(diǎn)二機(jī)車(chē)啟動(dòng)問(wèn)題 圖2 1 6 2 恒定加速度啟動(dòng)速度圖象如圖2 1 7所示 機(jī)車(chē)先做勻加速直線運(yùn)動(dòng) 當(dāng)功率達(dá)到額定功率后獲得勻加速運(yùn)動(dòng)的最大速度v1 若再加速 應(yīng)保持功率不變做變加速運(yùn)動(dòng) 直至達(dá)到最大速度vm后做勻速運(yùn)動(dòng) 圖2 1 7 圖2 1 8 A 汽車(chē)所受阻力為2 103NB 汽車(chē)車(chē)速為15m s時(shí)功率為3 104WC 汽車(chē)勻加速的加速度為3m s2D 汽車(chē)勻加速所需時(shí)間為5s 答案 AD 題組訓(xùn)練 1 多選 2018 佛山二模 汽車(chē)以一定的初速度連續(xù)爬兩段傾角不同的斜坡ac和cd 在爬坡全過(guò)程中汽車(chē)保持某恒定功率不變 且在兩段斜面上受到的摩擦阻力大小相等 已知汽車(chē)在經(jīng)過(guò)bc段時(shí)做勻速運(yùn)動(dòng) 其余路段均做變速運(yùn)動(dòng) 以下描述該汽車(chē)運(yùn)動(dòng)全過(guò)程v t圖中 可能正確的是 圖2 1 9 解析若汽車(chē)剛上斜坡時(shí)速度較小 由P Fv可知 牽引力較大 汽車(chē)做加速度減小的加速運(yùn)動(dòng) 合力為零時(shí)做勻速運(yùn)動(dòng) 進(jìn)入cd斜面部分 再次做加速度減小的加速運(yùn)動(dòng) B選項(xiàng)正確 若汽車(chē)剛上斜坡時(shí)速度較大 則牽引力較小 其合力沿斜坡向下 汽車(chē)做加速度減小的減速運(yùn)動(dòng) 合力為零時(shí)勻速運(yùn)動(dòng) 進(jìn)入cd部分做加速度減小的加速運(yùn)動(dòng) 故C正確 答案BC 2 多選 2018 衡陽(yáng)聯(lián)考 一輛汽車(chē)在平直的公路上運(yùn)動(dòng) 運(yùn)動(dòng)過(guò)程中先保持某一恒定加速度 后保持恒定的牽引功率 其牽引力和速度的圖象如圖2 1 10所示 若已知汽車(chē)的質(zhì)量m 牽引力F1和速度v1及該車(chē)所能達(dá)到的最大速度v3 運(yùn)動(dòng)過(guò)程中所受阻力恒定 則根據(jù)圖象所給的信息 下列說(shuō)法正確的是 圖2 1 10 答案ABD 必記要點(diǎn) 1 對(duì)動(dòng)能定理表達(dá)式W Ek Ek2 Ek1的理解 1 動(dòng)能定理表達(dá)式中 W表示所有外力做功的代數(shù)和 包括物體重力所做的功 2 動(dòng)能定理表達(dá)式中 Ek為所研究過(guò)程的末動(dòng)能與初動(dòng)能之差 而且物體的速度均是相對(duì)地面的速度 考點(diǎn)三應(yīng)用動(dòng)能定理解決綜合問(wèn)題 2 應(yīng)用動(dòng)能定理解題應(yīng)注意的三點(diǎn) 1 動(dòng)能定理往往用于單個(gè)物體的運(yùn)動(dòng)過(guò)程 由于不涉及加速度及時(shí)間 比動(dòng)力學(xué)研究方法要簡(jiǎn)捷 2 動(dòng)能定理表達(dá)式是一個(gè)標(biāo)量式 在某個(gè)方向上應(yīng)用動(dòng)能定理是沒(méi)有依據(jù)的 3 物體在某個(gè)運(yùn)動(dòng)過(guò)程中包含有幾個(gè)運(yùn)動(dòng)性質(zhì)不同的過(guò)程 如加速 減速的過(guò)程 此時(shí)可以分段考慮 也可以對(duì)全過(guò)程考慮 但如能對(duì)整個(gè)過(guò)程利用動(dòng)能定理列式 則可使問(wèn)題簡(jiǎn)化 考向1動(dòng)能定理在力學(xué)中的綜合應(yīng)用 例3 如圖2 1 11所示 傾角 45 的粗糙平直導(dǎo)軌AB與半徑為R的光滑圓環(huán)軌道相切 切點(diǎn)為B 整個(gè)軌道處在豎直平面內(nèi) 一質(zhì)量為m的小滑塊 可以看作質(zhì)點(diǎn) 從導(dǎo)軌上離地面高為h 3R的D處無(wú)初速度下滑進(jìn)入圓環(huán)軌道 接著小滑塊從圓環(huán)最高點(diǎn)C水平飛出 恰好擊中導(dǎo)軌上與圓心O等高的P點(diǎn) 不計(jì)空氣阻力 已知重力加速度為g 求 圖2 1 11 1 滑塊運(yùn)動(dòng)到圓環(huán)最高點(diǎn)C時(shí)的速度大小 2 滑塊運(yùn)動(dòng)到圓環(huán)最低點(diǎn)時(shí)對(duì)圓環(huán)軌道壓力的大小 3 滑塊在斜面軌道BD間運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中克服摩擦力做的功 審題探究 1 滑塊從C點(diǎn)到P點(diǎn)做什么運(yùn)動(dòng) 其水平位移和豎直位移分別是多少 2 滑塊從圓環(huán)軌道最低點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到C點(diǎn) 有哪些力做功 滿足什么規(guī)律 3 滑塊在B點(diǎn)的速度是否已知 能否研究從D到最低點(diǎn)的過(guò)程或從D到C的過(guò)程求DB段克服摩擦力的功 圖2 1 12 1 小球第一次到達(dá)B點(diǎn)時(shí)的動(dòng)能 2 小球返回A點(diǎn)前瞬間對(duì)圓弧桿的彈力 結(jié)果用m g R表示 審題探究 1 小球從A到B的運(yùn)動(dòng)過(guò)程 受幾個(gè)力作用力 有什么力做功 2 小球從A到C有什么力做功 如何求摩擦力的功 從C返回到A 又有什么力做功 如何求小球返回到A點(diǎn)時(shí)的速度 規(guī)律總結(jié)應(yīng)用動(dòng)能定理的一般步驟1 明確研究對(duì)象和研究過(guò)程研究對(duì)象一般取單個(gè)物體 通常不取一個(gè)系統(tǒng) 整體 為研究對(duì)象 研究過(guò)程要根據(jù)已知量和所求量來(lái)定 可以對(duì)某個(gè)運(yùn)動(dòng)階段應(yīng)用動(dòng)能定理 也可以對(duì)整個(gè)運(yùn)動(dòng)過(guò)程 全程 應(yīng)用動(dòng)能定理 2 分析物體受力及各力做功的情況 1 受哪些力 2 每個(gè)力是否做功 3 在哪段位移哪段過(guò)程中做功 題組訓(xùn)練 1 多選 利用動(dòng)能定理分析曲線運(yùn)動(dòng) 2018 龍巖二模 如圖2 1 13所示 一個(gè)半圓形軌道置于豎直平面內(nèi) 軌道兩端A B在同一水平面內(nèi) 一個(gè)質(zhì)量為m的小物塊 第一次從軌道A端正上方h高度處由靜止釋放 小物塊接觸軌道A端后 恰好沿著軌道運(yùn)動(dòng)到另一端B 第二次從軌道A端正上方2h高度處由靜止釋放 下列說(shuō)法中正確的是 圖2 1 13 A 第一次釋放小物塊 小物塊克服軌道摩擦阻力做功等于mghB 第一次釋放小物塊 小物塊克服軌道摩擦阻力做功小于mghC 第二次釋放小物塊 小物塊滑出軌道后上升的高度等于hD 第二次釋放小物塊 小物塊滑出軌道后上升的高度小于h 解析根據(jù)功能定理可以知道 第一次從h處?kù)o止釋放 在到達(dá)B點(diǎn)過(guò)程中 重力做功 摩擦力做功 所以摩擦力做功大小等于mgh 選項(xiàng)A正確 因?yàn)橄禄^(guò)程中滑動(dòng)摩擦力是變力做功 滑動(dòng)摩擦力大小與正壓力大小有關(guān) 正壓力大小與速率有關(guān) 所以第二次摩擦力做的功大于第一次 最終小物塊滑出軌道后上升高度小于h 選項(xiàng)D正確 答案AD 2 動(dòng)能定理在電學(xué)中的應(yīng)用 2018 湖南五市十校聯(lián)考 如圖2 1 14所示 BCD為固定在豎直平面內(nèi)的半徑為r 10m圓弧形光滑絕緣軌道 O為圓心 OC豎直 OD水平 OB與OC間夾角為53 整個(gè)空間分布著范圍足夠大的豎直向下的勻強(qiáng)電場(chǎng) 從A點(diǎn)以初速v0 9m s沿AO方向水平拋出質(zhì)量m 0 1kg的小球 小球可視為質(zhì)點(diǎn) 小球帶正電荷q 0 01C 小球恰好從B點(diǎn)沿垂直于OB的方向進(jìn)入圓弧軌道 不計(jì)空氣阻力 求 圖2 1 14 1 A B間的水平距離L 2 勻強(qiáng)電場(chǎng)的電場(chǎng)強(qiáng)度E 3 小球過(guò)C點(diǎn)時(shí)對(duì)軌道的壓力的大小FN 4 小球從D點(diǎn)離開(kāi)軌道后上升的最大高度H 答案 1 9m 2 E 20N C 3 FN 4 41N 4 H 3 375m