2019届高考物理二轮复习 专题二 功和能 考点1 功和功率课件.ppt

专题二功和能动量 考点1功和功率动能定理 高考定位 1 考查内容 1 正负功的判断 功和功率的计算 2 机车的启动问题 3 动能定理的应用 2 题型 难度选择题 计算题 难度中档 体验高考 1 2017 全国卷 如图2 1 1所示 一光滑大圆环固定在桌面上 环面位于竖直平面内 在大圆环上套着一个小环 小环由大圆环的最高点从静止开始下滑 在小环下滑的过程中 大圆环对它的作用力 图2 1 1 A 一直不做功B 一直做正功C 始终指向大圆环圆心D 始终背离大圆环圆心 解析大圆环光滑 则大圆环对小环的作用力总是沿半径方向 与速度方向垂直 故大圆环对小环的作用力一直不做功 选项A正确 B错误 开始时大圆环对小环的作用力背离圆心 最后指向圆心 故选项C D错误 故选A 答案A 2 多选 2016 全国卷 如图2 1 2所示 一固定容器的内壁是半径为R的半球面 在半球面水平直径的一端有一质量为m的质点P 它在容器内壁由静止下滑到最低点的过程中 克服摩擦力做的功为W 重力加速度大小为g 设质点P在最低点时 向心加速度的大小为a 容器对它的支持力大小为N 则 图2 1 2 答案AC 3 2015 全国卷 一汽车在平直公路上行驶 从某时刻开始计时 发动机的功率P随时间t的变化如图2 1 3所示 假定汽车所受阻力的大小f恒定不变 下列描述该汽车的速度v随时间t变化的图线中 可能正确的是 图2 1 3 答案A 4 2014 全国卷 一物体静止在粗糙水平地面上 现用一大小为F1的水平拉力拉动物体 经过一段时间后其速度变为v 若将水平拉力的大小改为F2 物体从静止开始经过同样的时间后速度变为2v 对于上述两个过程 用WF1 WF2分别表示拉力F1 F2所做的功 Wf1 Wf2分别表示前后两次克服摩擦力所做的功 则 A WF2 4WF1 Wf2 2Wf1B WF2 4WF1 Wf2 2Wf1C WF2 4WF1 Wf2 2Wf1D WF2 4WF1 Wf2 2Wf1 答案C 考点一功和功率的计算 例1 质量为m 2kg的物体沿水平面向右做直线运动 t 0时刻受到一个水平向左的恒力F 如图2 1 4甲所示 此后物体的v t图象如图乙所示 取水平向右为正方向 g取10m s2 则 图2 1 4 A 物体与水平面间的动摩擦因数为 0 5B 10s末恒力F的瞬时功率为6WC 10s末物体在计时起点左侧4m处D 0 10s内恒力F做功的平均功率为0 6W 答案 D 题组训练 1 多选 功和功率的计算 一质量为1kg的质点静止于光滑水平面上 从t 0时起 第1s内受到2N的水平外力作用 第2s内受到同方向的1N的外力作用 下列判断正确的是 答案AD 2 多选 功 功率与运动图象的结合 2018 德州二模 一滑块在水平地面上沿直线滑行 t 0时速率为1m s 从此刻开始在与速度平行的方向上施加一水平的作用力F 力F和滑块的速度v随时间的变化规律分布如图2 1 5甲 乙所示 力F和速度v取同一正方向 g 10m s2 则 图2 1 5 A 滑块的质量为1 0kgB 滑块与水平地面间的动摩擦因数为0 5C 第2s内力F的平均功率为1 5WD 第1内和第2s内滑块的动量变化量的大小均为2kg m s 答案CD 考点二机车启动问题 图2 1 6 2 恒定加速度启动速度图象如图2 1 7所示 机车先做匀加速直线运动 当功率达到额定功率后获得匀加速运动的最大速度v1 若再加速 应保持功率不变做变加速运动 直至达到最大速度vm后做匀速运动 图2 1 7 图2 1 8 A 汽车所受阻力为2 103NB 汽车车速为15m s时功率为3 104WC 汽车匀加速的加速度为3m s2D 汽车匀加速所需时间为5s 答案 AD 题组训练 1 多选 2018 佛山二模 汽车以一定的初速度连续爬两段倾角不同的斜坡ac和cd 在爬坡全过程中汽车保持某恒定功率不变 且在两段斜面上受到的摩擦阻力大小相等 已知汽车在经过bc段时做匀速运动 其余路段均做变速运动 以下描述该汽车运动全过程v t图中 可能正确的是 图2 1 9 解析若汽车刚上斜坡时速度较小 由P Fv可知 牵引力较大 汽车做加速度减小的加速运动 合力为零时做匀速运动 进入cd斜面部分 再次做加速度减小的加速运动 B选项正确 若汽车刚上斜坡时速度较大 则牵引力较小 其合力沿斜坡向下 汽车做加速度减小的减速运动 合力为零时匀速运动 进入cd部分做加速度减小的加速运动 故C正确 答案BC 2 多选 2018 衡阳联考 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 其牵引力和速度的图象如图2 1 10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 图2 1 10 答案ABD 必记要点 1 对动能定理表达式W Ek Ek2 Ek1的理解 1 动能定理表达式中 W表示所有外力做功的代数和 包括物体重力所做的功 2 动能定理表达式中 Ek为所研究过程的末动能与初动能之差 而且物体的速度均是相对地面的速度 考点三应用动能定理解决综合问题 2 应用动能定理解题应注意的三点 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捷 2 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 3 物体在某个运动过程中包含有几个运动性质不同的过程 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 但如能对整个过程利用动能定理列式 则可使问题简化 考向1动能定理在力学中的综合应用 例3 如图2 1 11所示 倾角 45 的粗糙平直导轨AB与半径为R的光滑圆环轨道相切 切点为B 整个轨道处在竖直平面内 一质量为m的小滑块 可以看作质点 从导轨上离地面高为h 3R的D处无初速度下滑进入圆环轨道 接着小滑块从圆环最高点C水平飞出 恰好击中导轨上与圆心O等高的P点 不计空气阻力 已知重力加速度为g 求 图2 1 11 1 滑块运动到圆环最高点C时的速度大小 2 滑块运动到圆环最低点时对圆环轨道压力的大小 3 滑块在斜面轨道BD间运动的过程中克服摩擦力做的功 审题探究 1 滑块从C点到P点做什么运动 其水平位移和竖直位移分别是多少 2 滑块从圆环轨道最低点运动到C点 有哪些力做功 满足什么规律 3 滑块在B点的速度是否已知 能否研究从D到最低点的过程或从D到C的过程求DB段克服摩擦力的功 图2 1 12 1 小球第一次到达B点时的动能 2 小球返回A点前瞬间对圆弧杆的弹力 结果用m g R表示 审题探究 1 小球从A到B的运动过程 受几个力作用力 有什么力做功 2 小球从A到C有什么力做功 如何求摩擦力的功 从C返回到A 又有什么力做功 如何求小球返回到A点时的速度 规律总结应用动能定理的一般步骤1 明确研究对象和研究过程研究对象一般取单个物体 通常不取一个系统 整体 为研究对象 研究过程要根据已知量和所求量来定 可以对某个运动阶段应用动能定理 也可以对整个运动过程 全程 应用动能定理 2 分析物体受力及各力做功的情况 1 受哪些力 2 每个力是否做功 3 在哪段位移哪段过程中做功 题组训练 1 多选 利用动能定理分析曲线运动 2018 龙岩二模 如图2 1 13所示 一个半圆形轨道置于竖直平面内 轨道两端A B在同一水平面内 一个质量为m的小物块 第一次从轨道A端正上方h高度处由静止释放 小物块接触轨道A端后 恰好沿着轨道运动到另一端B 第二次从轨道A端正上方2h高度处由静止释放 下列说法中正确的是 图2 1 13 A 第一次释放小物块 小物块克服轨道摩擦阻力做功等于mghB 第一次释放小物块 小物块克服轨道摩擦阻力做功小于mghC 第二次释放小物块 小物块滑出轨道后上升的高度等于hD 第二次释放小物块 小物块滑出轨道后上升的高度小于h 解析根据功能定理可以知道 第一次从h处静止释放 在到达B点过程中 重力做功 摩擦力做功 所以摩擦力做功大小等于mgh 选项A正确 因为下滑过程中滑动摩擦力是变力做功 滑动摩擦力大小与正压力大小有关 正压力大小与速率有关 所以第二次摩擦力做的功大于第一次 最终小物块滑出轨道后上升高度小于h 选项D正确 答案AD 2 动能定理在电学中的应用 2018 湖南五市十校联考 如图2 1 14所示 BCD为固定在竖直平面内的半径为r 10m圆弧形光滑绝缘轨道 O为圆心 OC竖直 OD水平 OB与OC间夹角为53 整个空间分布着范围足够大的竖直向下的匀强电场 从A点以初速v0 9m s沿AO方向水平抛出质量m 0 1kg的小球 小球可视为质点 小球带正电荷q 0 01C 小球恰好从B点沿垂直于OB的方向进入圆弧轨道 不计空气阻力 求 图2 1 14 1 A B间的水平距离L 2 匀强电场的电场强度E 3 小球过C点时对轨道的压力的大小FN 4 小球从D点离开轨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