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2021年高中物理必修二功和能.pdf

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文档编号：56630248

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1、-.-.word.zl.专题二第1讲功功率和动能定理考向一功和功率的计算(选择题)1.恒力做功的公式WFlcos(通过F与l间的夹角判断F是否做功及做功的正、负)。2功率(1)平均功率：PWtF vcos。(2)瞬时功率：PFvcos(为F与v的夹角)。例1(2014 全国新课标)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。假设将水平拉力的大小改为F2，物体从静止开场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制摩擦力所做的功，那么()AWF24WF1,Wf22W

2、f1BWF24WF1,Wf22Wf1CWF24WF1,Wf22Wf1DWF24WF1,Wf20，即WF2P2CW1W2，P1P2D W1W2，P1P2解析：选B 由WFs可知两次拉力做功一样，但由于地面光滑时不受摩擦力，加速度较大，运动时间较短，由PWt可知P1P2，B 正确。2(2014 成都一模)一个质量为m的物块，在几个共点力的作用下静止在光滑水平面上。现把其中一个水平方向的力从F突然增大到3F，并保持其他力不变，那么从这时开场的t s 末，该力的瞬时功率是()A.9F2tmB.6F2tmC.4F2tmD.3F2tm解析：选 B 物块所受合力为2F，根据牛顿第二定律有2Fma，在合力作用

3、下，物块做初速度为零的匀加速直线运动，速度vat，该力大小为3F，那么该力的瞬时功率P3Fv，联立可得P6F2tm，B 正确。3某中学科技小组制作出利用太阳能驱动小车的装置。当太阳光照射到小车上方的光电板时，光电板中产生的电流经电动机带动小车前进。假设质量为m的小车在平直的水泥路上从静止开场沿直线加速行驶，经过时间t前进的距离为s，且速度到达最大值vm。设这一过程中电动机的功率恒为P，小车所受阻力恒为f阻，那么在这段时间内()A小车做匀加速运动B小车受到的牵引力逐渐增大C小车受到的合力所做的功为PtD小车受到的牵引力做的功为f阻s12mv2m解析：选D 小车运动时受向前的牵引力F1、向后的阻力

4、f阻作用，因为v增大，P不变，由PF1v，F1f阻ma，得出F1减小，a减小，当vvm时，a0，A、B 错误；合力的功W总Ptf阻s，由动能定理W牵f阻s12mv2m0，得W牵f阻s12mv2m，C 错误，D正确。4(2014 抚顺一模)如下图，一个质量为m的小球，用长L的轻绳悬于O点，小球在水平恒力F的作用下从平衡位置P点由静止开场运动，运动过程中绳与竖直方向的最大夹角为 60，那么力F的大小为()|精.|品.|可.|编.|辑.|学.|习.|资.|料.*|*|*|*|欢.|迎.|下.|载.第 8 页，共 17 页文档编码:CX2M2R5U3Y3 HJ8I1W1B8W4 ZP6N8D6E5H9

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11、文档编码:CX2M2R5U3Y3 HJ8I1W1B8W4 ZP6N8D6E5H9文档编码:CX2M2R5U3Y3 HJ8I1W1B8W4 ZP6N8D6E5H9-.-.word.zl.A.32mgB.3mgC.12mgD.33mg解析：选 D 小球在水平恒力作用下从P点运动至与竖直方向成60角位置的过程中，由动能定理得FLsin 60mgL(1 cos 60)0，解得F33mg，D 正确。6(2014 攀枝花模拟)一辆汽车在平直的公路上以某一初速度运动，运动过程中保持恒定的牵引功率，其加速度a和速度的倒数1v图像如下图。假设汽车的质量，那么根据图像所给的信息，能求出的物理量是()A汽车的功率B

12、汽车行驶的最大速度C汽车所受到的阻力D汽车运动到最大速度所需的时间解析：选ABC 由Ffma，PFv可得aPm1vfm，对应图线可知，Pmk40，因为汽车的质量，所以可求出汽车的功率P。由a0 时，1vm 0.05可得vm20 m/s，再由vmPf，可求出汽车受到的阻力f，但无法求出汽车运动到最大速度的时间，A、B、C 正确，D 错误。8额定功率为80 kW 的汽车，在平直的公路上行驶，行驶的最大速度为20 m/s，汽车的质量m2 000 kg，假设汽车从静止开场做匀加速直线运动，加速度a2 m/s2，运动过程中阻力不变。求：(1)汽车所受的阻力有多大；(2)匀加速运动的时间多长；(3)3 s

13、末汽车的瞬时功率多大。解析：(1)当速度最大时，牵引力F1与阻力f大小相等，有fF1P额vm4 000 N(2)设以恒定的加速度a2 m/s2启动时的牵引力为F2，由牛顿第二定律得F2fma解得F28 000 N 当汽车到达额定功率时加速过程完毕，设加速运动的末速度为v1，那么v1P额F210 m/s|精.|品.|可.|编.|辑.|学.|习.|资.|料.*|*|*|*|欢.|迎.|下.|载.第 9 页，共 17 页文档编码:CX2M2R5U3Y3 HJ8I1W1B8W4 ZP6N8D6E5H9文档编码:CX2M2R5U3Y3 HJ8I1W1B8W4 ZP6N8D6E5H9文档编码:CX2M2R

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20、5U3Y3 HJ8I1W1B8W4 ZP6N8D6E5H9-.-.word.zl.所以匀加速运动的时间t1v1a5 s(3)因 3 s末汽车为匀加速运动，故3 s末的速度vat6 m/s 3 s末的瞬时功率PF2v48 kW 答案：(1)4 000 N(2)5 s(3)48 kW 9(2014 正定二模)如下图，A、B、C质量分别为mA0.7 kg，mB0.2 kg，mC0.1 kg，B为套在细绳上的圆环，A与水平桌面的动摩擦因数0.2，另一圆环D固定在桌边，离地面高h20.3 m，当B、C从静止下降h10.3 m，C穿环而过，B被D挡住，不计绳子质量和滑轮的摩擦，取g10 m/s2，假设开场

21、时A离桌面足够远。(1)请判断C能否落到地面；(2)求A在桌面上滑行的距离是多少。解析：(1)设B、C一起下降h1时，A、B、C的共同速度为v，B被挡住后，C再下落h后，A、C两者均静止，对A、B、C一起运动和A、C一起再下降h过程分别由动能定理得(mBmC)gh1mAgh112(mAmBmC)v20 mCghmAgh012(mAmC)v2代入数据解得h0.96 m 因为hh2，故C能落至地面。(2)设C落至地面瞬间，A的速度为v，在C落至地面过程对A、C由动能定理得mCgh2mAgh212(mAmC)(v2v2)C落至地面后，A运动的过程由动能定理得mAgx012mAv2解得x0.165 m

22、故A滑行的距离为xAh1h2x(0.30.3 0.165)m0.765 m 答案：(1)C能落至地面(2)0.765 m 考向一机械能守恒定律的应用(选择题)|精.|品.|可.|编.|辑.|学.|习.|资.|料.*|*|*|*|欢.|迎.|下.|载.第 10 页，共 17 页文档编码:CX2M2R5U3Y3 HJ8I1W1B8W4 ZP6N8D6E5H9文档编码:CX2M2R5U3Y3 HJ8I1W1B8W4 ZP6N8D6E5H9文档编码:CX2M2R5U3Y3 HJ8I1W1B8W4 ZP6N8D6E5H9文档编码:CX2M2R5U3Y3 HJ8I1W1B8W4 ZP6N8D6E5H9文

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29、面上，放有两个质量分别为 1 kg 和 2 kg的可视为质点的小球A和B，两球之间用一根长L0.2 m 的轻杆相连，小球B距水平面的高度h0.1 m。斜面底端与水平面之间有一光滑短圆弧相连，两球从静止开场下滑到光滑地面上，g取 10 m/s2。那么以下说法中正确的选项是()A下滑的整个过程中A球机械能守恒B下滑的整个过程中两球组成的系统机械能守恒C两球在光滑水平面上运动时的速度大小为2 m/s D系统下滑的整个过程中B球机械能的增加量为23J 审题指导题干中“光滑固定斜面、“光滑短圆弧、“光滑地面说明A、B两球不受摩擦力作用，系统机械能守恒。解析 A、B下滑的整个过程中，杆的弹力对A球做负功

30、，A球机械能减少，A 错误；A、B球组成的系统只有重力和系统内弹力做功，机械能守恒，B 正确；对A、B球组成的系统由机械能守恒定律得mAg(hLsin 30)mBgh12(mAmB)v2，解得v236 m/s，C 错误；B球机械能的增加量为Ep12mBv2mBgh23J，D 正确。答案 BD 感悟升华应用机械能守恒定律解题的根本思路1如下图，在高1.5 m 的光滑平台上有一个质量为2 kg 的小球被一细线拴在墙上，球与墙之间有一根被压缩的轻质弹簧。当烧断细线时，小球被弹出，小球落地时的速度方向与水平方向成60角，那么弹簧被压缩时具有的弹性势能为(g10 m/s2)()|精.|品.|可.|编.

31、|辑.|学.|习.|资.|料.*|*|*|*|欢.|迎.|下.|载.第 11 页，共 17 页文档编码:CX2M2R5U3Y3 HJ8I1W1B8W4 ZP6N8D6E5H9文档编码:CX2M2R5U3Y3 HJ8I1W1B8W4 ZP6N8D6E5H9文档编码:CX2M2R5U3Y3 HJ8I1W1B8W4 ZP6N8D6E5H9文档编码:CX2M2R5U3Y3 HJ8I1W1B8W4 ZP6N8D6E5H9文档编码:CX2M2R5U3Y3 HJ8I1W1B8W4 ZP6N8D6E5H9文档编码:CX2M2R5U3Y3 HJ8I1W1B8W4 ZP6N8D6E5H9文档编码:CX2M2R5U

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38、大附中模拟)如下图，可视为质点的小球A、B用不可伸长的细软轻线连接，跨过固定在地面上半径为R的光滑圆柱，A的质量为B的两倍。当B位于地面时，A恰与圆柱轴心等高。将A由静止释放，B上升的最大高度是()A 2RB.5R3C.4R3D.2R3解析：选C 如下图，以A、B为系统，以地面为零势能面，设A质量为 2m，B质量为m，根据机械能守恒定律有2mgRmgR123mv2，A落地后B将以v做竖直上抛运动，即有12mv2mgh，解得h13R。那么B上升的高度为R13R43R，应选项C 正确。3(2014 巴中模拟)如下图，将质量为2m的重物悬挂在轻绳的一端，轻绳的另一端系一质量为m的环，环套在竖直固定的

39、光滑直杆上，光滑的轻小定滑轮与直杆的距离为d，杆上的A点与定滑轮等高，杆上的B点在A点下方距离为d处。现将环从A处由静止释放，不计一切摩擦阻力，以下说法正确的选项是()A环到达B处时，重物上升的高度hd2B环到达B处时，环与重物的速度大小相等C环从A到B，环减少的机械能等于重物增加的机械能D环能下降的最大高度为43d|精.|品.|可.|编.|辑.|学.|习.|资.|料.*|*|*|*|欢.|迎.|下.|载.第 12 页，共 17 页文档编码:CX2M2R5U3Y3 HJ8I1W1B8W4 ZP6N8D6E5H9文档编码:CX2M2R5U3Y3 HJ8I1W1B8W4 ZP6N8D6E5H9文档

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46、编码:CX2M2R5U3Y3 HJ8I1W1B8W4 ZP6N8D6E5H9-.-.word.zl.解析：选CD 重物上升的高度h与滑轮左侧绳长的增加量相等，故h(21)d，A错误；重物的速度v物v环cos 45，B 错误；由于不计一切摩擦阻力，环与重物组成的系统机械能守恒，故C 正确；设环能下降的最大高度为h，由机械能守恒得mgh2mg(h2d2d)，解得h43d，D 正确。考向二功能关系的应用(选择题或计算题)常见的功能关系例2(2014 眉山一模)滑板运动是深受年轻人喜爱的一种极限运动，如下图为某公园内一滑板场地的竖直截面示意图。斜面AB与水平面间的夹角 37，水平地面BC长x10 m，

47、B处平滑连接，CD为半径R3.0 m 的四分之一圆弧轨道。假设一质量为m50 kg的运发动，以v0 4 m/s 的初速度从场地A点沿斜面滑下，经过AB段所用时间为t53s，假设没有蹬地动作，恰能到达D点。滑板与斜面AB间的动摩擦因数0.45，圆弧轨道CD光滑，不计滑板质量和空气阻力，除蹬地外运发动和滑板可视为一质点，g取 10 m/s2，sin 370.6，cos 370.8。求：(1)斜面高度h；(2)运发动第一次经过圆弧最低点C时受到的支持力大小；(3)运发动在BC段受到的阻力大小；(4)假设运发动第一次经过D点后有 1.2 s 的时间离开圆弧轨道，那么其在BC段需要通过蹬地做多少功？解析

48、 (1)在AB段，对运发动、滑板组成的系统受力分析如下图，由牛顿第二定律得mgsin fmaNmgcos fN由运动学公式得|精.|品.|可.|编.|辑.|学.|习.|资.|料.*|*|*|*|欢.|迎.|下.|载.第 13 页，共 17 页文档编码:CX2M2R5U3Y3 HJ8I1W1B8W4 ZP6N8D6E5H9文档编码:CX2M2R5U3Y3 HJ8I1W1B8W4 ZP6N8D6E5H9文档编码:CX2M2R5U3Y3 HJ8I1W1B8W4 ZP6N8D6E5H9文档编码:CX2M2R5U3Y3 HJ8I1W1B8W4 ZP6N8D6E5H9文档编码:CX2M2R5U3Y3 HJ

49、8I1W1B8W4 ZP6N8D6E5H9文档编码:CX2M2R5U3Y3 HJ8I1W1B8W4 ZP6N8D6E5H9文档编码:CX2M2R5U3Y3 HJ8I1W1B8W4 ZP6N8D6E5H9文档编码:CX2M2R5U3Y3 HJ8I1W1B8W4 ZP6N8D6E5H9文档编码:CX2M2R5U3Y3 HJ8I1W1B8W4 ZP6N8D6E5H9文档编码:CX2M2R5U3Y3 HJ8I1W1B8W4 ZP6N8D6E5H9文档编码:CX2M2R5U3Y3 HJ8I1W1B8W4 ZP6N8D6E5H9文档编码:CX2M2R5U3Y3 HJ8I1W1B8W4 ZP6N8D6E5H

50、9文档编码:CX2M2R5U3Y3 HJ8I1W1B8W4 ZP6N8D6E5H9文档编码:CX2M2R5U3Y3 HJ8I1W1B8W4 ZP6N8D6E5H9文档编码:CX2M2R5U3Y3 HJ8I1W1B8W4 ZP6N8D6E5H9文档编码:CX2M2R5U3Y3 HJ8I1W1B8W4 ZP6N8D6E5H9文档编码:CX2M2R5U3Y3 HJ8I1W1B8W4 ZP6N8D6E5H9文档编码:CX2M2R5U3Y3 HJ8I1W1B8W4 ZP6N8D6E5H9文档编码:CX2M2R5U3Y3 HJ8I1W1B8W4 ZP6N8D6E5H9文档编码:CX2M2R5U3Y3 HJ

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4.3 金币

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