2022年高考物理二轮复习综合讲义专题五+功功率与动能定理.docx

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1、精选学习资料 - - - - - - - - - 学习必备 欢迎下载功、功率与动能定理热点一 功和功率的运算命题规律： 在历年的高考中,很少显现简洁、能关系、 物体的运动等综合问题中一起考查,现,题目难度以中档题为主单独考查功和功率的运算,一般将其放在与功 并且对于功和功率的考查一般以挑选题形式出1.2022高考新课标全国卷 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.如将水平拉力的大小改为 F 2,物体从静止开头经过同样的时间后速度变为 2v.对于上述两个过程,用 WF 1、 WF2 分别表示拉力 F1、F 2 所做的功, Wf1、Wf2 分

2、别表示前后两次克服摩擦力所做的功,就 AWF24WF 1 ,Wf22Wf1BWF24WF1 , Wf2 2Wf1CWF24WF1,Wf22Wf1DWF24WF 1,Wf2F2 2 .依据功的运算公式 项 A 、B、 D 错误答案 C Ff ma 得, F1f1 ma1,F2f2ma2,所以 F11 2F2W Fl ,可知 Wf11 2Wf2,WF11 4WF2,应选项 C 正确,选2.2022西安一模 如下列图,水平传送带以 v2 m/s 的速度匀速前进,上方漏斗中以每秒 50 kg 的速度把煤粉竖直抖落到传送带上,然后一起随传送带运动假如要使传送带保持原先的速度匀速前进,就传送名师归纳总结

3、带的电动机应增加的功率为 第 1 页,共 9 页A100 W B200 W C500 W D无法确定解析 漏斗匀称连续将煤粉抖落在传送带上,每秒钟有 50 kg 的煤粉被加速至2 m/s,故每秒钟传送带的电动机应多做的功为： W Ek Q1 2mv2f smv2200 J,故传送带的电动机应增加的功率 P W t200 W B 对答案 B 3.多项 质量为 m2 kg 的物体沿水平面对右做直线运动,t0 时刻受到一个水平向左的恒力 F,如图甲所示,此后物体的 vt 图象如图乙所示,取水平向右为正方向,g10 m/s 2,就 - - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - -

4、 - A物体与水平面间的动摩擦因数为学习必备欢迎下载0.5 B10 s 末恒力 F 的瞬时功率为 6 W C10 s 末物体在计时起点左侧 2 m 处D10 s 内物体克服摩擦力做功 34 J 解析 由题图乙知前后两段物体加速度的大小分别为a12 m/s2、a21 m/s2,由牛顿其次定律知 F mgma1,F mgma2,联立得 F3 N 、0.05,A 错； 10 s 末恒力 F 的瞬时功率为 PFv18 W ,B 错；由速度图象与坐标轴所围面积的物理意义知,10 s 内物体的位移 x 2 m,即在计时起点左侧 2 m 处, C 对； 10 s 内物体的路程为 L 34 m,即 10 s内

5、物体克服摩擦力所做的功答案 错误 .CD WFfL0.05 10 2 34 J34 J,D 对热点二 对动能定理应用的考查命题规律：该学问点是近几年高考的重点,也是高考的热点, 题型既有挑选题, 也有运算题 考查的频率很高,分析近几年的考题,命题有以下规律：1圆周运动与平稳学问的综合题2考查圆周运动的临界和极值问题1.原创题 一人用恒定的力 F,通过图示装置拉着物体沿光滑水平面运动, A、B、C 是其运动路径上的三个点,且 ACBC.如物体从 A 到 C、从 C 到 B 的过程中,人拉绳做的功分别为WFA、WFB,F1 逐步减小,又因 EA EB,故 B物体动能的增量分别为 EA、 EB,不计

6、滑轮质量和摩擦,以下判定正确选项 AWFAWFB EA EBBWFAWFB EA EBCWFAWFB EA EBDWFAWFB EA EB解析 如图, F 做的功等于F 1做的功,物体由A 向 B 运动的过程中,为 ACBC,由 W F1l 知 WFA WFB；对物体只有F 做功,由动能定理知正确答案 B a gcos 2.2022高考大纲全国卷一物块沿倾角为 的斜坡向上滑动当物块的初速度为 v 时,上升的最大高度为H,如下列图； 当物块的初速度为v 2时,上升的最大高度记为h.重力加速度大小为g.物块与斜坡间的动摩擦因数和 h 分别为 Atan 和H 2B.2 2gH 1 tan 和H2 2

7、gH 1 tan 和HCtan 和H 4D.解析 设物块与斜坡间的动摩擦因数为,就物块沿斜坡上滑时的加速度大小gsin 名师归纳总结 当物块的初速度为v 时,由运动学公式知第 2 页,共 9 页- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - v22a H sin 学习必备欢迎下载当物块的初速度为 v2时,由运动学公式知v2 22a h sin 由两式得 hH 42由两式得 2gH1 tan . v答案 D 3.2022东北三省四市模拟 如下列图, QB 段为一半径为 R1 m 的光滑圆弧轨道,AQ 段为一长度为 L1 m 的粗糙水平轨道,两轨道相切于 Q 点,Q 在

8、圆心 O 的正下方, 整个轨道位于同一竖直平面内 物块 P 的质量为 m1 kg可视为质点 ,P 与 AQ 间的动摩擦因数 0.1,如物块 P 以速度 v0 从 A 点滑上水平轨道,到 C 点后又返回 A 点时恰好静止g 取 10 m/s 2求：1v0的大小；2物块 P 第一次刚通过 Q 点时对圆弧轨道的压力思路点拨 动能 动能由AQC QA 定理 v 0大小 由AQ 定理物块在 Q点 牛顿其次 轨道对物块 牛顿第三 物块 P对的速度定律 的支持力定律 轨道的压力解析 1 物块 P 从 A 到 C 又返回 A 的过程中,由动能定理有 mg2L01 2mv 20解得 v04 gL2 m/s. 2

9、设物块 P 在 Q 点的速度为 v,Q 点轨道对 P 的支持力为 F,由动能定理和牛顿其次定律有 mgL1 2mv 21 2mv 202Fmgmv R解得： F 12 N 由牛顿第三定律可知,物块 P 对 Q 点的压力大小也为 12 N ,方向竖直向下答案 12 m/s 212 N,方向竖直向下总结提升 1 假如在某个运动过程中包含有几个不同运动性质的阶段 如加速、减速阶段,可以分段应用动能定理,也可以对全程应用动能定理,一般对全程列式更简洁 . 2 动能定理通常适用于单个物体或可看成单个物体的系统.假如涉及系统,由于要考虑内力做的功,所以要非常谨慎 .在中学阶段可以先分别对系统内每一个物体应

10、用动能定理,然后再联立求解 . 机车启动问题名师归纳总结 命题规律： 机车启动问题在最近3 年高考中显现的频率并不高,但该部分内容比较综合,在第 3 页,共 9 页- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 学习必备 欢迎下载考查功率的同时也考查功能关系和运动过程的分析以及匀变速直线运动规律的运用,估计可能在 20XX 年的高考中显现,题型为挑选题或运算题都有可能解析 1 由题图知物块在匀加速阶段加速度大小 va t0.4 m/s 22 分 物块受到的摩擦力大小 F f mg1 分 设牵引力大小为 F,就有： FFfma2 分 得 F 0.28 N1 分 2当

11、v0.8 m/s 时,电动机达到额定功率,就PFv0.224 W 4 分 3物块达到最大速度 v m时,此时物块所受的牵引力大小等于摩擦力大小,有F1 mg2 分 PF 1v m2 分 解得 vm1.12 m/s.2 分 答案 10.28 N 20.224 W 31.12 m/s 总结提升 解决机车启动问题时的四点留意1分清是匀加速启动仍是恒定功率启动2匀加速启动过程中,机车功率是不断增大的,但该过程中的最大功率是额定功率3以额定功率启动的过程中,牵引力是不断减小的,机车做加速度减小的加速运动,牵引力的最小值等于阻力名师归纳总结 4无论哪种启动方式,最终达到最大速度时,均满意Pf阻v m, P

12、 为机车的额定功率第 4 页,共 9 页最新猜测1多项 2022 银川一模 提高机车运动速率的有效途径是增大发动机的功率和减小阻力因数 设阻力与物体运动速率的平方成正比,即F fkv2,k 是阻力因数 当发动机的额定功率为P0 时,物体运动的最大速率为vm,假如要使物体运动的速率增大到2v m,就下列方法可行的是 A阻力因数不变,使发动机额定功率增大到2P0B发动机额定功率不变,使阻力因数减小到k 4C阻力因数不变,使发动机额定功率增大到8P0D发动机额定功率不变,使阻力因数减小到k 8解析： 选 CD.速度达到最大时,P v mkv2 m,即 Pkv3 m.由此可知,如v m增大到 2vm,

13、当 k 不变时,功率P 变为原先的8 倍；当功率不变时,阻力因数变为原先的1 8,故 C、D 正确最新猜测 2为登月探测月球,上海航天技术讨论院研制了“ 月球车” ,如图甲所示,某探究性学习小组对“ 月球车” 的性能进行了讨论他们让“ 月球车” 在水平地面上由静止开头- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 学习必备 欢迎下载运动, 并将“ 月球车” 运动的全过程记录下来,通过数据处理得到如图乙所示的 vt 图象,已知 0 t1 段为过原点的倾斜直线；t1 10 s 内“ 月球车” 牵引力的功率保持不变,且 P1.2 kW,710 s 段为平行于横轴的直线；在

14、 10 s 末停止遥控,让“ 月球车” 自由滑行,“ 月球车” 质量 m100 kg,整个过程中“ 月球车” 受到的阻力 f 大小不变1求“ 月球车” 所受阻力 f 的大小和“ 月球车” 匀速运动时的速度大小；2求“ 月球车” 在加速运动过程中的总位移 s；3求 013 s 内牵引力所做的总功解析： 1在 10 s 末撤去牵引力后,“ 月球车 ” 只在阻力 f 作用下做匀减速运动,由图象可得 av 1 3由牛顿其次定律得,其阻力 fma710 s 内“ 月球车 ” 匀速运动,设牵引力为 F,就 Ff由 P Fv 1 可得 “ 月球车 ” 匀速运动时的速度 v1P/FP/f联立解得 v 16 m

15、/s,a2 m/s2,f200 N. 2“ 月球车 ” 的加速运动过程可以分为 0t1时间内的匀加速运动和运动两个阶段,t1 时功率为 P1.2 kW ,速度为 v t3 m/s 由 P F1vt 可得此时牵引力为 F 1P/vt400 N 由牛顿其次定律：F1fma1,解得 0t1 时间内的加速度大小为匀加速运动的时间 t1vt a11.5 s 匀加速运动的位移 s11 2a1t 2 12.25 m 在 07 s 内由动能定理可得F1s1P7t1fs12mv 11 2mv 20代入数据解得 “ 月球车 ” 在加速运动过程中的总位移 s 28.5 m. 3在 01.5 s 内,牵引力做功W1F

16、1s1400 2.25 J 900 J 在 1.510 s 内,牵引力做功W2P t1 200 101.5 J10 200 J 10 s 后,停止遥控,牵引力做功为零013 s 内牵引力所做的总功 答案： 见解析WW1W211 100 J. t17 s时间内的变加速a1F1f/m2 m/s 2失分防范 1 机车匀加速启动时,匀加速阶段的最大速度小于匀速运动的最大速度,前者用牛顿其次定律列式求解,后者用平稳学问求解 . 2 匀加速阶段牵引力是恒力,牵引力做功用 WFl 求解 .以额定功率启动时, 牵引力是变力,牵引力做功用 W Pt 求解 . 一、挑选题名师归纳总结 1如下列图,三个固定的斜面底

17、边长度相等,斜面倾角分别为30、45、60,斜面的表面第 5 页,共 9 页情形都一样完全相同的三物体可视为质点 A、B、C 分别从三斜面的顶部滑究竟部,在此- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 过程中 学习必备欢迎下载A物体 A 克服摩擦力做的功最多B物体 B 克服摩擦力做的功最多C物体 C 克服摩擦力做的功最多D三物体克服摩擦力做的功一样多解析： 选 D.设斜面倾角为 ,斜面底边长为 x0,就物体下滑过程中克服阻力做功 W mgcos x0 mgx0,可见 W 与斜面倾角 无关, D 正确cos 22022 烟台一模 起重机以 1 m/s 2 的加速度

18、将质量为 1 000 kg 的货物由静止开头匀加速向上提升,如 g 取 10 m/s 2,就在 1 s 内起重机对货物所做的功是 A500 J B4 500 J C5 000 J D 5 500 J 解析： 选 D.由牛顿其次定律得：Fmgma,Fmga11 000 N,1 秒内的位移： h1 2at 20.5 m,故 WFh 5 500 J,D 正确32022 高考重庆卷 某车以相同的功率在两种不同的水平路面上行驶,受到的阻力分别为车重的 k1 和 k2 倍,最大速率分别为 v 1 和 v2,就 Av 2k1v 1 Bv 2 k1 k2v 1Cv 2k2 k1v 1 D v2 k2v1解析：

19、 选 B.车达到最大速度时,牵引力大小等于阻力大小,此时车的功率等于克服阻力做功的功率故 Pk1mgv1k2mgv 2,解得 v2k1 k2v1,选项 B 正确42022 济南一模 如下列图,一个小环沿竖直放置的光滑圆环轨道做圆周运动小环从最高点 A初速度为零 滑到最低点 B 的过程中, 小环线速度大小的平方 v 2 随下落高度 h 的变化图象可能是下图中的 解析： 选 B.考虑小环下降过程中受到的各个力的做功情形,重力做正功,圆环对小环的支名师归纳总结 持力始终与小环运动方向垂直,不做功,由动能定理mgh1 2mv2,v2 与 h 的关系为线性关系,第 6 页,共 9 页又因 h 0 时,

20、v 也为零,所以图象过原点,只有B 符合条件,应选B. 52022 南昌一模 某汽车在平直大路上以功率P、速度v0匀速行驶时,牵引力为F 0.在 t1时刻,司机减小油门,使汽车的功率减为P 2,此后保持该功率连续行驶,t2 时刻,汽车又恢复到匀速运动状态下面是有关汽车牵引力F、速度 v 的几种说法,其中正确选项 At2后的牵引力仍为F 0- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 学习必备 欢迎下载Bt2后的牵引力小于v 0F 0Ct2后的速度仍为Dt2后的速度大于v 0解析： 选 A.由 PFv 可知,当汽车的功率突然减小为P 2时,瞬时速度仍没来得及变化,就

21、牵引力突然变为F 0,汽车将做减速运动,随着速度的减小,牵引力逐步增大,汽车做加速度2A逐步减小的减速运动,当速度减小到使牵引力又等于阻力时,汽车再匀速运动, 可见只有正确62022 安徽合肥二模 如下列图,在倾角为 的光滑的斜面上,轻质弹簧一端与斜面底端固定,另一端与质量为 M 的平板 A 连接,一个质量为 m 的物体 B 靠在平板的右侧开头时用手按住物体 B,现放手, A 和 B 沿斜面对上运动的距离为 L 时,同时达到最大速度 v,重力加速度为 g,就以下说法正确选项 AA 和 B 达到最大速度 v 时,弹簧是自然长度BA 和 B 达到最大速度 v 时, A 和 B 恰要分别C从释放到

22、A 和 B 达到最大速度 v 的过程中,弹簧对 A 所做的功等于 12Mv 2MgL sin 1 2D从释放到 A 和 B 达到最大速度 v 的过程中, A 受到的合力对 A 所做的功等于 2M v解析： 选 D.取 A、 B 整体为讨论对象,当二者加速度a0 时,速度最大此时弹簧处于压缩状态,选项 A 错误；弹簧原长时,A、B 分别,选项 B 错误；从释放到 A 和 B 达到最大速度 v 的过程中,弹簧对 A 做功转化为 A 和 B 的动能以及势能,选项 C 错误；从释放到 A和 B 达到最大速度 v 的过程中, A 受到的合力对 A 所做的功等于 A 动能的增量,应选项 D正确7多项 20

23、22 聊城模拟 一滑块在水平地面上沿直线滑行,t0 时速率为 1 m/s.从今刻开头在与速度平行的方向上施加一水平作用力 F,力 F 和滑块的速度 v 随时间的变化规律分别如图甲和乙所示,两图中 F、v 取同一正方向就 2A滑块的加速度为 1 m/sB滑块与水平地面间的滑动摩擦力为 2 N C第 1 s内摩擦力对滑块做功为0.5 J D第 2 s内力 F 的平均功率为 3 W 解析： 选 AC. 由 vt 图象可求得滑块的加速度a1 m/s 2,A 正确；设滑块所受的摩擦力大小为 Ff,由牛顿其次定律得：1F fma,3Ffma,可得： Ff1 N,B 错误由 W Fl可得第 1 s 内摩擦力

24、对滑块做的功 W 11 2 J 0.5 J,C 正确；由 P F v 可求得第 2 s内力 F 的平均功率为 P 31 2 W 1.5 W,D 错误8多项 放在粗糙水平地面上的物体受到水平拉力的作用,在 象和该拉力的功率与时间的图象如图甲、乙所示以下说法正确选项06 s 内其速度与时间的图 名师归纳总结 - - - - - - -第 7 页,共 9 页精选学习资料 - - - - - - - - - 甲乙学习必备欢迎下载A06 s 内物体的位移大小为 30 m B06 s内拉力做的功为 70 J C合外力在 06 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 N 解析： 选 A

25、BC. 依据速度与时间的图象,可以求出 06 s 内物体的位移大小为 30 m；依据拉力的功率与时间的图象,可以求出 06 s 内拉力做的功为 70 J；02 s 内,拉力的大小为 5 N,大于滑动摩擦力的大小；由于 26 s 内合外力不做功,所以合外力在 06 s 内做的功与02 s 内做的功相等9多项 2022 烟台模拟 如下列图,滑块以初速度 v 0滑上表面粗糙的固定斜面,到达最高点后又返回到动身点就能大致反映滑块整个运动过程中速度 v、加速度 a、动能 Ek、重力对滑块所做的功W 与时间 t 或位移 x 关系的是 取初速度方向为正方向 解析： 选 AD. 由牛顿其次定律可知,滑块上滑的

26、加速度方向沿斜面对下,下滑的加速度也沿斜面对下,但a 上a 下,由于摩擦力做负功,滑块返回动身点的速度肯定小于v0,故 A 正确, B 错误；因上滑和下滑过程中合外力不同,且 的负功先增大后减小,D 正确二、运算题Ek 不小于 0,故 C 错误；重力对滑块做102022 西安一模 一匹马拉着质量为 60 kg 的雪橇, 从静止开头用 80 s 的时间沿平直冰面跑完 1 000 m设在运动过程中雪橇受到的阻力保持不变,已知雪橇在开头运动的 8 s 时间内做匀加速直线运动,从第8 s 末开头,马拉雪橇做功的功率保持不变,使雪橇连续做直线运动,最终一段时间雪橇做的是匀速直线运动,速度大小为 15 m

27、/s；开头运动的 8 s 内马拉 雪橇的平均功率是 8 s后功率的一半求整个运动过程中马拉雪橇做功的平均功率和雪橇在 运动过程中所受阻力的大小解析： 设 8 s 后马拉雪橇的功率为 P,就匀速运动时 PFvfv 即运动过程中雪橇受到的阻力大小 fP v 对于整个过程运用动能定理得：2t 1Pt 总 t1fs1 2mv 20代入数据,解得：P723 W ,f48.2 N 再由动能定理可得 P t总fs1 2mv 2解得： P 687 W. 名师归纳总结 - - - - - - -第 8 页,共 9 页精选学习资料 - - - - - - - - - 学习必备 欢迎下载答案： 687 W 48.2

28、 N 11 2022 郑州市质量检测 如图甲所示,在水平路段正以 10 m/s 的速度向右匀速行驶,汽车前方的水平路段AB 上有一质量为 2 10 3 kg 的汽车,BC 较粗糙,汽车通过整个 ABC 路段的 v t 图象如图乙所示,在 t20 s 时汽车到达 C 点,运动过程中汽车发动机的输出功率保持不变假设汽车在 AB 路段上运动时所受的恒定阻力 含地面摩擦力和空气阻力等 f12 000 N求：1汽车运动过程中发动机的输出功率 P；2汽车速度减至8 m/s 时加速度 a 的大小；F1f1, PF 1v13BC 路段的长度 解题时将汽车看成质点 解析： 1汽车在 AB 路段时,牵引力和阻力相

29、等 联立解得： P20 kW. 2t15 s 后汽车处于匀速运动状态,有F2 f2,PF2v 2,f2P/v2 联立解得： f24 000 N v8 m/s 时汽车在做减速运动,有解得 a 0.75 m/s 2. f2Fma,FP/v3Ptf2s1 2mv 2 1 2mv2 1解得 s93.75 m. 答案： 见解析12 2022 淄博二模 如下列图,上表面光滑、长度为 3 m、质量 M10 kg 的木板,在 F50 N 的水平拉力作用下,以 v0 5 m/s 的速度沿水平地面对右匀速运动现将一个质量为 m3 kg 的小铁块 可视为质点 无初速度地放在木板最右端,当木板运动了 L1 m 时,又

30、将其次个同样的小铁块无初速地放在木板最右端,以后木板每运动 1 m 就在其最右端无初速度地放上一个同样的小铁块g 取 10 m/s 2求：1木板与地面间的动摩擦因数；2刚放第三个小铁块时木板的速度；3从放第三个小铁块开头到木板停止的过程,木板运动的距离F f,由平稳条件得：FFf解析： 1木板做匀速直线运动时,受到地面的摩擦力设为又 Ff Mg联立并代入数据得：0.5.2每放一个小铁块,木板所受的摩擦力增加 mg设刚放第三个小铁块时木板的速度为 过程,由动能定理得：v 1,对木板从放第一个小铁块到刚放第三个小铁块的 mgL2 mgL1 2Mv联立并代入数据得：11 2Mv2 0v 14 m/s.3从放第三个小铁块开头到木板停止之前,木板所受的合外力大小均为 从放第三个小铁块开头到木板停止的过程,设木板运动的距离为3 mgx 01 2Mv2 1x16 9m 1.78 m. 联立并代入数据得答案： 10.524 m/s31.78 m 3 mg. x,对木板由动能定理得：名师归纳总结 - - - - - - -第 9 页,共 9 页