物理高考二轮复习专题16：功功率与动能定理

合集下载

高考必刷题物理动能与动能定理题及解析

高考必刷题物理动能与动能定理题及解析一、高中物理精讲专题测试动能与动能定理1．某校兴趣小组制作了一个游戏装置，其简化模型如图所示，在 A 点用一弹射装置可将静止的小滑块以 v 0水平速度弹射出去，沿水平直线轨道运动到 B 点后，进入半径 R =0.3m 的光滑竖直圆形轨道，运行一周后自 B 点向 C 点运动，C 点右侧有一陷阱，C 、D 两点的竖直高度差 h =0.2m ，水平距离 s =0.6m ，水平轨道 AB 长为 L 1=1m ，BC 长为 L 2 =2.6m ，小滑块与水平轨道间的动摩擦因数 μ=0.5，重力加速度 g =10m/s 2.(1)若小滑块恰能通过圆形轨道的最高点，求小滑块在 A 点弹射出的速度大小； (2)若游戏规则为小滑块沿着圆形轨道运行一周离开圆形轨道后只要不掉进陷阱即为胜出，求小滑块在 A 点弹射出的速度大小的范围．【答案】（1）（2）5m/s≤v A ≤6m/s 和v A ≥【解析】【分析】【详解】（1）小滑块恰能通过圆轨道最高点的速度为v ，由牛顿第二定律及机械能守恒定律由B 到最高点2211222B mv mgR mv =+ 由A 到B ：解得A 点的速度为（2）若小滑块刚好停在C 处，则：解得A 点的速度为若小滑块停在BC 段，应满足3/4/A m s v m s ≤≤ 若小滑块能通过C 点并恰好越过壕沟，则有212h gt =c s v t =解得所以初速度的范围为3/4/A m s v m s ≤≤和5/A v m s ≥2．某小型设备工厂采用如图所示的传送带传送工件。

传送带由电动机带动，以2m/s v =的速度顺时针匀速转动，倾角37θ=︒。

工人将工件轻放至传送带最低点A ，由传送带传送至最高点B 后再由另一工人运走，工件与传送带间的动摩擦因数为78μ=，所运送的每个工件完全相同且质量2kg m =。

传送带长度为6m =L ，不计空气阻力。

第05讲功功率动能定理(解析版)

2020年高考物理二轮精准备考复习讲义第二部分功能与动量第5讲功功率动能定理目录一、理清单，记住干 (2)二、研高考，探考情 (2)三、考情揭秘 (4)四、定考点，定题型 (5)超重点突破1功和功率的分析与计算 (5)命题角度1功的分析与计算 (5)命题角度2功率的分析及应用 (6)命题角度3 变力做功 (7)超重点突破2机车启动中的功率问题 (8)超重点突破3动能定理的基本应用 (10)命题角度1动能定理在直线运动中的应用 (10)命题角度2动能定理在曲线运动中的应用 (12)命题角度3 动能定理在图象问题中的应用 (13)五、固成果，提能力 (14)一、理清单，记住干1．功(1)恒力做功：W ＝Fl cos α(α为F 与l 之间的夹角)．(2)变力做功：①用动能定理求解；②用F -x 图线与x 轴所围“面积”求解． 2．功率(1)平均功率：P ＝Wt ＝F v cos α(α为F 与v 的夹角)．(2)瞬时功率：P ＝Fv cos α(α为F 与v 的夹角)．(3)机车启动两类模型中的关键方程：P ＝F ·v ，F －F 阻＝ma ，v m ＝PF 阻，Pt －F 阻x ＝ΔE k . 3．动能定理：W 合＝12mv 2－12mv 20.4．应用动能定理的两点注意(1)应用动能定理的关键是写出各力做功的代数和，不要漏掉某个力做的功，同时要注意各力做功的正、负． (2)动能定理是标量式，不能在某一方向上应用．二、研高考，探考情【2019·高考全国卷Ⅲ，T17】从地面竖直向上抛出一物体，物体在运动过程中除受到重力外，还受到一大小不变、方向始终与运动方向相反的外力作用．距地面高度h 在3 m 以内时，物体上升、下落过程中动能E k 随h 的变化如图所示．重力加速度取10 m/s 2.该物体的质量为( )A ．2 kgB ．1.5 kgC ．1 kgD ．0.5 kg 【答案】：C【解析】：画出运动示意图，设阻力为f ，据动能定理知A →B (上升过程)：E k B －E k A ＝－(mg ＋f )hC →D (下落过程)：E k D －E k C ＝(mg －f )h整理以上两式得mgh ＝30 J ，解得物体的质量m ＝1 kg ，选项C 正确．【2019·高考江苏卷】如图所示，轻质弹簧的左端固定，并处于自然状态．小物块的质量为m ，从A 点向左沿水平地面运动，压缩弹簧后被弹回，运动到A 点恰好静止．物块向左运动的最大距离为s ，与地面间的动摩擦因数为μ，重力加速度为g ，弹簧未超出弹性限度．在上述过程中( )A ．弹簧的最大弹力为μmgB ．物块克服摩擦力做的功为2μmgsC ．弹簧的最大弹性势能为μmgsD ．物块在A 点的初速度为2μgs 【答案】：BC【解析】：小物块处于最左端时，弹簧的压缩量最大，然后小物块先向右做加速运动再做减速运动，可知弹簧的最大弹力大于滑动摩擦力μmg ，选项A 错误；物块从开始运动至最后回到A 点过程，由功的定义可得物块克服摩擦力做功为2μmgs ，选项B 正确；自物块从最左侧运动至A 点过程由能量守恒定律可知E p ＝μmgs ，选项C 正确；设物块在A 点的初速度为v 0，整个过程应用动能定理有－2μmgs ＝0－12mv 20，解得v 0＝2μgs ，选项D 错误．【2018·高考全国卷Ⅲ，T19】地下矿井中的矿石装在矿车中，用电机通过竖井运送到地面．某竖井中矿车提升的速度大小v 随时间t 的变化关系如图所示，其中图线①②分别描述两次不同的提升过程，它们变速阶段加速度的大小都相同；两次提升的高度相同，提升的质量相等．不考虑摩擦阻力和空气阻力．对于第①次和第②次提升过程( )A ．矿车上升所用的时间之比为4∶5B ．电机的最大牵引力之比为2∶1C ．电机输出的最大功率之比为2∶1D ．电机所做的功之比为4∶5 【答案】：AC【解析】：由图线①知，矿车上升总高度h ＝v 02·2t 0＝v 0t 0由图线②知，加速阶段和减速阶段上升高度和 h 1＝v 022·(t 02＋t 02)＝14v 0t 0匀速阶段：h －h 1＝12v 0·t ′，解得t ′＝32t 0故第②次提升过程所用时间为t 02＋32t 0＋t 02＝52t 0，两次上升所用时间之比为2t 0∶52t 0＝4∶5，A 对；对矿车受力分析，当矿车向上做加速直线运动时，电机的牵引力最大，由于加速阶段加速度相同，故加速时牵引力相同，B 错；在加速上升阶段，由牛顿第二定律知， F －mg ＝ma ，F ＝m (g ＋a ) 第①次在t 0时刻，功率P 1＝F ·v 0，第②次在t 02时刻，功率P 2＝F ·v 02，第②次在匀速阶段P 2′＝F ′·v 02＝mg ·v 02＜P 2，可知，电机输出的最大功率之比P 1∶P 2＝2∶1，C 对；由动能定理知，两个过程动能变化量相同，克服重力做功相同，故两次电机做功也相同，D 错．三、考情揭秘近几年高考命题点主要集中在正、负功的判断，功率的分析与计算，机车启动模型，题目具有一定的综合性，难度适中．高考单独命题以选择题为主，综合命题以计算题为主，常将动能定理与机械能守恒定律、能量守恒定律相结合．应考策略：备考中要理解功和功率的定义，掌握正、负功的判断方法，机车启动两类模型的分析，动能定理及动能定理在变力做功中的灵活应用．动能定理仍是2020年高考的考查重点，要重点关注本讲知识与实际问题、图象问题相结合的情景题目．四、定考点，定题型超重点突破 1 功和功率的分析与计算1．功和功率的计算 (1)功的计算①恒力做功一般用功的公式或动能定理求解。

高考物理二轮复习：专题16-力学实验

专题16 力学试验1．如图所示是“测定匀变速直线运动加速度”试验中得到的一条纸带，从O点起先每5个点取一个计数点(打点计时器的电源频率是50 Hz)，依照打点的先后依次编为1、2、3、4、5、6，量得s1＝1.22 cm，s2＝2.00 cm，s3＝2.78 cm，s4＝3.62 cm，s5＝4.40 cm，s6＝5.18 cm.(1)相邻两计数点间的时间间隔T＝________s.(2)打点计时器打计数点3时，小车的速度大小v3＝________m/s.(3)计算小车的加速度大小a＝________m/s2.(计算结果保留2位有效数字)【答案】(1)0.1(2)0.32(3)0.802．如图所示为某中学物理课外学习小组设计的测定当地重力加速度的试验装置，他们的主要操作如下：①安装试验器材，调整试管夹(小铁球)、光电门和纸杯在同一竖直线上；②打开试管夹，由静止释放小铁球，用光电计时器记录小铁球在两个光电门间的运动时间t，并用刻度尺(图上未画出)测量出两个光电门之间的高度h，计算出小铁球通过两光电门间的平均速度v；③固定光电门B的位置不变，变更光电门A的高度，重复②的操作．测出多组(h，t)，计算出对应的平均速度v；④画出v—t图象．请依据试验，回答如下问题：(1)设小铁球到达光电门B时的速度为v B，当地的重力加速度为g，则小铁球通过两光电门间平均速度v的表达式为__________________．(用v B、g和t表示)(2)试验测得的数据如下表：试验次数h/cm t/s v/(m·s－1)110.00.028 3.57220.00.059 3.39330.00.092 3.26440.00.131 3.05550.00.176 2.84660.00.235 2.55请在坐标纸上画出v—t图象．(3)依据v—t图象，可以求得当地重力加速度g＝________m/s2，试管夹到光电门B的距离约为________cm.(以上结果均保留3位有效数字)(2)描点连线，如图所示．【答案】 (1)v ＝v B －12gt (2)图见解析 (3)9.86 69.83．在探究“弹力和弹簧伸长的关系”时，小明同学用如图甲所示的试验装置进行试验：将该弹簧竖直悬挂起，在自由端挂上砝码盘，通过变更盘中砝码的质量，用刻度尺测出弹簧对应的长度，测得试验数据如下：试验次数 1 23456砝码质量m /g 0 3060 90120 150 弹簧的长度x /cm6.007.148.349.4810.6411.79(1)小明同学依据试验数据在坐标纸上用描点法画出x —m 图象如图乙所示，依据图象他得出结论：弹簧弹力与弹簧伸长量不是正比例关系，而是一次函数关系．他结论错误的缘由是：__________________________________________________.(2)作出的图线与坐标系纵轴有一截距，其物理意义是：__________________，该弹簧的劲度系数k ＝________N/m.(取g ＝10 m/s 2，保留3位有效数字)(3)请你推断该同学得到的试验结果与考虑砝码盘的质量相比，结果________．(填“偏大”“偏小”或“相同”)【解析】 (1)在x —m 图象中，x 表示弹簧的长度而不是弹簧的伸长量，故他得出弹簧弹力与弹簧伸长量不是正比例关系而是一次函数关系的错误结论．(2)图线与纵坐标的交点表示拉力等于0时弹簧的长度，即弹簧的原长．图线的斜率表示弹簧的劲度系数，k ＝ΔF Δx ＝ 1.500.117 9－0.060 0N/cm ＝25.9 N/m.(3)依据公式F ＝k Δx 计算出的劲度系数，与是否考虑砝码盘的质量没有关系，故结果相同．【答案】(1)x—m图象的纵坐标不是弹簧的伸长量(2)未挂砝码时弹簧的长度25.9(3)相同4、小杨在学完力的合成与分解后，想自己做试验来验证力的平行四边形定则．他找来两个弹簧测力计，按如下步骤进行试验．A．在墙上贴一张白纸，用来记录弹簧测力计的弹力大小和方向；B．在一个弹簧测力计的下端悬挂一装满水的水杯，登记静止时刻弹簧测力计的示数F；C．将一根长约30 cm的细线从杯带中穿过，再将细线两端拴在两个弹簧测力计的挂钩上，在靠近白纸处用手对称地拉开细线，使两个弹簧测力计的示数相等，在白纸上登记细线的方向和弹簧测力计的示数，如图甲所示；D．在白纸上按肯定标度作出两个弹簧测力计的弹力的示意图，如图乙所示，依据力的平行四边形定则可求出这两个力的合力F′.(1)在步骤C中，弹簧测力计的示数为________N.(2)在步骤D中，合力F′＝________N.(3)若________________，就可以验证力的平行四边形定则．【答案】(1)3.00(2)5.20(肯定范围内也给分)(3)F′近似在竖直方向，且数值与F近似相等5．一爱好小组探究加速度与力、质量的关系．试验装置如图甲所示，拉力传感器用来记录小车受到拉力的大小．(1)为了使传感器记录的力等于小车所受的合外力，应先调整长木板一端滑轮的高度，使细线与长木板平行．将长木板的一端垫起适当的高度，让小车连着已经穿过打点计时器的纸带，撤去砂和砂桶，给打点计时器通电，轻推小车，直到打点计时器在纸带上打出一系列的________点；(2)本试验中________(填“须要”或“不须要”)砂和砂桶的总质量远小于小车和传感器的总质量；(3)该爱好小组依据拉力传感器和打点计时器所测数据在坐标系中作出的a—F图象如图乙所示，图象不通过原点的缘由是____________________；(4)由图象求出小车和传感器的总质量为________kg.【答案】(1)间隔匀称(2)不须要(3)没有平衡摩擦力或平衡摩擦力不够(4)16．某试验小组应用如图所示装置“探究加速度与物体受力的关系”，已知小车的质量为M，砝码及砝码盘的总质量为m，所运用的打点计时器所接的沟通电的频率为50 Hz.试验步骤如下：A．按图所示安装好试验装置，其中与定滑轮及弹簧测力计相连的细线竖直；B．调整长木板的倾角，轻推小车后，使小车能沿长木板向下匀速运动；C．挂上砝码盘，接通电源后，再放开小车，打出一条纸带，由纸带求出小车的加速度；D．变更砝码盘中砝码的质量，重复步骤C，求得小车在不同合力作用下的加速度．依据以上试验过程，回答以下问题：(1)对于上述试验，下列说法正确的是________．A．小车的加速度与砝码盘的加速度大小相等B．试验过程中砝码盘处于超重状态C．与小车相连的轻绳与长木板肯定要平行D．弹簧测力计的读数应为砝码和砝码盘总重力的一半E ．砝码和砝码盘的总质量应远小于小车的质量(2)试验中打出的其中一条纸带如图所示，由该纸带可求得小车的加速度a ＝________m/s 2.(结果保留2位有效数字)(3)由本试验得到的数据作出小车的加速度a 与弹簧测力计的示数F 的关系图象，与本试验相符合的是________．(2)由题意知时间间隔T ＝0.1 s ，由逐差法可得a ＝（8.64＋7.75）－（6.87＋6.00）4T 2，解得a ＝0.88 m/s 2.(3)依据牛顿其次定律可知A 正确．【答案】 (1)C (2)0.88 (3)A7．某同学利用如图所示的装置验证动能定理．将木板竖直放置在斜槽末端的前方某一固定位置，在木板上依次固定好白纸、复写纸．将小球从不同的标记点由静止释放，记录小球到达斜槽底端时下落的高度H ，并依据落点位置测量出小球离开斜槽后的竖直位移y .变更小球在斜槽上的释放位置，进行多次测量，记录数据如下表．高度H(h 为单位长度) h 2h 3h 4h 5h6h 7h 8h9h 竖直位移y /cm30.015.010.07.56.0 5.04.33.83.3(1)在安装斜槽时，应留意_______________________________________________．(2)已知斜槽倾角为θ，小球与斜槽之间的动摩擦因数为μ，木板与斜槽末端的水平距离为x ，小球在离开斜槽后的竖直位移为y ，不计小球与水平槽之间的摩擦，小球从斜槽上滑下的过程中，若动能定理成立，则应满意的关系式是_________．(3)若想利用图象直观得到试验结论，最好应以H 为横坐标，以________为纵坐标，描点作图．(3)由(2)可知，要利用图象直观得到试验结论，图象应为直线，因而以H 为横坐标，以1y 为纵坐标，描点作图即可．【答案】 (1)使斜槽末端O 点的切线水平 (2)Hy ＝x 24－4μ1tan θ(3)1y8．为验证动能定理，某同学在试验室设计试验装置如图甲所示，木板倾斜构成斜面，斜面B 处装有图乙所示的光电门．(1)如图丙，用10分度的游标卡尺测得挡光条的宽度d ＝________cm ；(2)装有挡光条的物块由A 处静止释放后沿斜面加速下滑，读出挡光条通过光电门的挡光时间t ，则物块通过B 处时的速度为________；(用字母d 、t 表示)(3)测得A 、B 两处的高度差为H 、水平距离L ，已知物块与斜面的动摩擦因数为μ，当地的重力加速度为g ，为了完成试验，须要验证的表达式为________．(用题中所给物理量符号表示)(2)挡光条的宽度特别小，通过光电门的时间特别短，可以用平均速度代替瞬时速度，所以v B＝d t； (3)依据动能定理，合外力的功等于动能变更量，整个过程中只有重力和摩擦力做功，则mgH －μmgL ＝12mv 2B ＝12m (d t )2，所以须要验证的表达式为gH －μgL ＝d 22t2.【答案】 (1)0.51 (2)d t (3)gH －μgL ＝d 22t29．用如图甲所示的试验装置验证m 1、m 2组成的系统机械能守恒．m 2从高处由静止起先下落，m 1上拖着的纸带打出一系列的点，对纸带上的点迹进行测量，即可验证机械能守恒定律．图乙给出的是试验中获得的一条纸带：0是打下的第1个点，每相邻两计数点间还有4个点(图中未标出)，计数点间的距离如图乙所示．已知m 1＝50 g ，m 2＝150 g ，g 取9.8 m/s 2，全部结果均保留3位有效数字，则乙丙 (1)在纸带上打下计数点5时的速度v 5＝________ m/s ；(2)在打点0～5过程中系统动能的增量ΔE k ＝________ J ，系统势能的削减量ΔE p ＝________ J ； (3)若某同学作出的v 22—h 图象如图丙所示，则当地的实际重力加速度g ＝________ m/s 2.(3)由机械能守恒定律，得(m 2－m 1)gh ＝12(m 1＋m 2)v 2，整理得v 22＝g 2h ，即图象斜率k ＝g 2，由v 22—h图象可求得当地的实际重力加速度g ＝2×5.821.20m/s 2＝9.70 m/s 2.【答案】 (1)2.40 (2)0.576 0.588 (3)9.7010．利用气垫导轨验证机械能守恒定律，试验装置如图甲所示，水平桌面上固定一倾斜的气垫导轨，导轨上A 点处有一带长方形遮光条的滑块，其总质量为M ，左端由跨过轻质光滑定滑轮的细绳与一质量为m 的小球相连；遮光条两条长边与导轨垂直；导轨上B 点有一光电门，可以测量遮光条经过光电门时的挡光时间t ，用d 表示A 点到光电门B 处的距离，b 表示遮光条的宽度，将遮光条通过光电门的平均速度视为滑块滑过B 点时的瞬时速度．试验时滑块在A 处由静止起先运动．(1)用游标卡尺测量遮光条的宽度b ，结果如图乙所示，由此读出b ＝________mm. (2)滑块通过B 点的瞬时速度可表示为________．(3)某次试验测得倾角θ＝30°，重力加速度用g 表示，滑块从A 处到达B 处时，m 和M 组成的系统动能增加量可表示为ΔE k ＝________，系统的重力势能削减量可表示为ΔE p ＝________，在误差允许的范围内，若ΔE k ＝ΔE p 则可认为系统的机械能守恒．(4)在步骤(3)试验中，某同学变更A 、B 间的距离，作出的v 2—d 图象如图丙所示，并测得M ＝m ，则重力加速度g ＝________m/s 2.(4)由ΔE k ＝ΔE p 得12(m ＋M )v 2＝⎝⎛⎭⎫m －M 2gd 代入m ＝M 可得v 2＝g2d对应v 2—d 图象可得12g ＝2.40.5 m/s 2解得g ＝9.6 m/s 2【答案】 (1)3.85 (2)bt (3)（m ＋M ）b 22t 2⎝⎛⎭⎫m －M 2gd (4)9.6。

功、功率与动能定理(解析版)

构建知识网络：考情分析：功和功率、动能和动能定理、机械能守恒定律、能量守恒定律是力学的重点，也是高考考查的重点，常以选择题、计算题的形式出现，考查常与生产生活实际联系紧密，题目的综合性较强。

复习中要特别注意功和功率的计算，动能定理、机械能守恒定律的应用以及与平抛运动、圆周运动知识的综合应用重点知识梳理：一、功1.做功的两个要素(1)作用在物体上的力. (2)物体在力的方向上发生的位移. 2.功的物理意义功是能量转化的量度. 3.公式 W ＝Fl cos_α(1)α是力与位移方向之间的夹角，l 为物体对地的位移. (2)该公式只适用于恒力做功. 4.功的正负(1)当0≤α<π2时，W >0，力对物体做正功.(2)当π2<α≤π时，W <0，力对物体做负功，或者说物体克服这个力做了功.(3)当α＝π2时，W ＝0，力对物体不做功.通晓两类力做功特点(1)重力、弹簧弹力和电场力都属于“保守力”，做功均与路径无关，仅由作用对象的初、末位置(即位移)决定。

(2)摩擦力属于“耗散力”，做功与路径有关。

二、功率1.物理意义：描述力对物体做功的快慢.2.公式：(1)P ＝Wt ，P 为时间t 内的物体做功的快慢.(2)P ＝Fv①v 为平均速度，则P 为平均功率. ②v 为瞬时速度，则P 为瞬时功率. 3.对公式P ＝Fv 的几点认识：(1)公式P ＝Fv 适用于力F 的方向与速度v 的方向在一条直线上的情况. (2)功率是标量，只有大小，没有方向；只有正值，没有负值.(3)当力F 和速度v 不在同一直线上时，可以将力F 分解或者将速度v 分解. 4.额定功率：机械正常工作时的最大功率.5.实际功率：机械实际工作时的功率，要求不能大于额定功率. 三、动能1.定义：物体由于运动而具有的能.2.公式：E k ＝12mv 2.3.物理意义：动能是状态量，是标量(选填“矢量”或“标量”)，只有正值，动能与速度方向无关.4.单位：焦耳，1J ＝1N·m ＝1kg·m 2/s 2.5.动能的相对性：由于速度具有相对性，所以动能也具有相对性.6.动能的变化：物体末动能与初动能之差，即ΔE k ＝12mv 22－12mv 12.四、动能定理1.内容：在一个过程中合外力对物体所做的功，等于物体在这个过程中动能的变化.2.表达式：(1)W ＝ΔE k . (2)W ＝E k2－E k1. (3)W ＝12mv 22－12mv 12.3.物理意义：合外力做的功是物体动能变化的量度.4.适用条件(1)动能定理既适用于直线运动，也适用于曲线运动. (2)动能定理既适用于恒力做功，也适用于变力做功.(3)力可以是各种性质的力，既可以同时作用，也可以不同时作用. 【名师提醒】一对平衡力做功绝对值肯定相等；一对相互作用力做功的绝对值不一定相等，可以同为正或同为负，也可以一个做功一个不做功，可以一正一负绝对值不一定相等---因为相互作用力作用在不同的物体上，不同的物体位移不一定相等。

高中物理：功、功率与动能定理

第1讲功功率动能定理考纲资讯功和功率Ⅱ动能和动能定理Ⅱ考情快报1．单独考查功和功率问题时，题型一般为选择题；动能定理与直线运动、曲线运动相结合时，题型一般为计算题．2．预计2014年高考对该讲的考查主要是：(1)考查机车的启动问题；(2)考查变力做功问题；(3)考查动能定理在电场、磁场、复合场中的综合应用问题.一、做功的二要素有力作用在物体上，且使物体在力的方向上____________．功的求解可利用W＝Fl cosα求，但F必须为_______．也可以利用F－l图象来求；变力的功一般应用____________间接求解．二、功率的计算公式平均功率P＝W t；瞬时功率P＝F v cosα，当α＝0，即F与v方向______时，P＝F v.三、正、负功的判断四、常见力做功的特点做功的力做功特点、计算公式重力与路径无关，与物体的重力和初、末位置的高度差有关，|W G|＝mgh 静摩擦力可以做正功、负功、不做功滑动摩擦力可以做正功、负功、不做功一对静摩擦力总功为零一对滑动摩擦力总功为负功，W总＝－Ffs机车牵引力P不变时，W＝Pt；F不变时，W＝Fs电场力与路径无关，只与初、末位置有关，W电＝qU电流电流做功实质上是电场力的功，W＝UIt洛伦兹力不做功五、动能定理W1＋W2＋…＝_________或W合＝______.[特别提醒](1)用动能定理求解问题是一种高层次的思维和方法．应该增强用动能定理解题的意识．(2)应用动能定理解题时要灵活选取过程，过程的选取对解题的难易程度有很大影响．热点一对功和功率的计算的考查对功的几点认识1．计算功时必须区分恒力功与变力功，二者计算方法不同．2．重力、弹簧弹力、电场力、分子力做功与路径无关，而摩擦力、介质阻力做功与路径有关3．求功的大小的几种途径(1)根据公式W＝Fl cosα计算功，此公式只适用于恒力做功．(2)根据能量转化和守恒定律或动能定理计算功，此种方法不仅适用于恒力做功，也适用于变力做功．(3)根据W＝Pt计算一段时间内做的功，此公式适用于功率恒定的情况．(4)根据力(F)－位移(l)图象的物理意义计算力对物体所做的功，如图中阴影部分的面积在数值上等于力所做功的大小．4．摩擦力做功特点(1)一对静摩擦力做的功①单个静摩擦力可以做正功，也可以做负功，还可以不做功．②相互摩擦的系统内，一对静摩擦力所做功的代数和总为零，即W1＋W2＝0.③在静摩擦力做功的过程中，只有机械能的相互转移(静摩擦力起着传递机械能的作用)，而没有机械能转化为其他形式的能．(2)一对滑动摩擦力做的功①单个滑动摩擦力可以对物体做正功，也可以对物体做负功，当然也可以不做功．②相互摩擦的系统内，一对滑动摩擦力所做功的代数和总为负值，其绝对值恰等于滑动摩擦力与相对位移的乘积，即恰等于系统因摩擦而损失的机械能．(W1＋W2＝－Q.其中Q就是在摩擦过程中产生的内能)③一对滑动摩擦力做功的过程中，能量的转化有两种情况：一是相互摩擦的物体之间机械能的转移；二是机械能转化为内能，转化为内能的数值等于滑动摩擦力与相对位移的乘积，即Q ＝F f l 相．例题1 两个完全相同的小球A 、B ，在某一高度处以相同大小的初速度v 0分别沿水平方向和竖直方向抛出，不计空气阻力，如图5-1-1所示，则下列说法正确的是( )．A ．两小球落地时速度相同B ．两小球落地时，重力的瞬时功率相同C ．从开始运动至落地，重力对两小球做的功相同D ．从开始运动至落地，重力对两小球做功的平均功率相同解析两小球落地时的速度方向不相同，故A 错误；两小球落地时，重力的瞬时功率不相同，选项B 错误；根据重力做功的特点可知，从开始运动至落地，重力对两小球做功相同，选项C 正确；从开始运动至落地，运动时间不同，重力对两小球做功的平均功率不相同，选项D 错误．跟踪练习如图所示，摆球质量为m ，悬线的长为L ，把悬线拉到水平位置后放手．设在摆球运动过程中空气阻力F 阻的大小不变，则下列说法正确的是( )．A ．重力做功为mgLB ．绳的拉力做功为0C ．空气阻力(F 阻)做功为－mgLD ．空气阻力(F 阻)做功为－12F 阻πL 解析如图所示，因为拉力F T 在运动过程中始终与运动方向垂直，故不做功，即W F T ＝0. 重力在整个运动过程中始终不变，小球在重力方向上的位移为AB 在竖直方向上的投影L ，所以W G ＝mgL .F 阻所做的总功等于每个小弧段上F 阻所做功的代数和，即W F 阻＝－(F 阻Δx 1＋F 阻Δx 2＋…)＝－12F 阻πL . 故重力mg 做的功为mgL ，绳子拉力做功为零，空气阻力所做的功为－12F 阻πL . 答案 ABD热点二对动能定理应用的考查对动能定理的理解(1)动能定理适用于物体做直线运动，也适用于曲线运动；适用于恒力做功，也适用于变力做功，力可以是各种性质的力，既可以同时作用，也可以分段作用．只要求出在作用过程中各力做功的多少和正负即可．这正是动能定理解题的优越性所在．(2)动能定理是计算物体的位移或速率的简捷方法，当题目中涉及到力和位移时可优先考虑动能定理．(3)若物体运动的过程中包含几个不同过程，应用动能定理时，可以分段考虑，也可以把全过程作为一个整体来处理．例题2 如图所示，在E ＝103 V/m 的竖直匀强电场中，有一光滑的半圆形绝缘轨道QPN 与一水平绝缘轨道MN 连接，半圆形轨道平面与电场线平行，P 为QN 圆弧的中点，其半径R ＝40 cm ，一带正电荷q ＝10－4C 的小滑块质量m ＝10 g ，与水平轨道间的动摩擦因数μ＝0.15，位于N 点右侧1.5 m 处，取g ＝10 m/s 2，求：(1)要使小滑块恰能运动到半圆轨道的最高点Q ，则小滑块应以多大的初速度v 0向左运动？(2)这样运动的滑块通过P 点时对轨道的压力是多大？解析：(1)设小滑块到达Q 点的速度为v ，在Q 点由牛顿第二定律得：mg ＋qE ＝m v 2R ，小滑块从开始运动至到达Q 点的过程中，由动能定理得：－mg ·2R －qE ·2R －μ(mg ＋qE )x ＝12m v 2－12m v 20，联立解得v 0＝7 m/s. (2)设小滑块到达P 点的速度为v ′，则从开始运动到到达P 点的过程中，由动能定理得：－μ(qE ＋mg )x －(mg ＋qE )R ＝12m v ′2－12m v 20，在P 点有：F N ＝m v ′2R，代入数据得F N ＝0.6 N ，结合牛顿第三定律可知滑块通过P 点时对轨道的压力是0.6 N.答案：(1)7 m/s (2)0.6 N热点三机车启动问题例题3 [2013·宜春市五校联考](多选)为减少二氧化碳的排放，我国城市公交推出新型节能环保电动车，在检测某款电动车性能的实验中，质量为8×102 kg 的电动车由静止开始沿平直公路行驶，达到的最大速度为15 m/s ，用传感器测得此过程中不同时刻电动车的牵引力F 与对应的速度v ，并描绘出F －1v 图象如图所示(图中AB 、BO 均为直线)，假设电动车行驶过程中所受的阻力恒定，则根据图象可确定( )A ．电动车运动过程中所受的阻力B ．电动车的额定功率C ．电动车维持匀加速运动的时间D ．BC 过程电动车运动的时间解析：电动车先匀加速启动，再做功率恒定的加速度逐渐减小的恒定功率启动．当1v ＝115时，速度最大，牵引力等于摩擦力，电动车运动过程中所受的阻力可求出，A正确；当牵引力等于摩擦力时即速度达到最大值，加速度为零，而额定功率等于此时的牵引力乘以速度，所以也可求出，B 正确；由牵引力和速度图象可以求出合力，所以也可求出加速度，匀加速的最大速度也可求出，再用最大速度除以加速度即可求出时间，C 正确；BC 过程为变加速运动，位移和时间都无法求出，D 错误．【借题发挥】解决机车启动问题时的四点注意(1)分清是匀加速启动还是恒定功率启动．(2)匀加速启动过程中，机车功率是不断改变的，但该过程中的最大功率仍等于机车的额定功率，匀加速阶段的最大速度小于机车所能达到的最大速度(3)不管哪种启动方式，机动车的功率均是指牵引力的功率，对启动过程的分析也都是用分段分析法．(4)P＝F v中的F仅是机动车的牵引力，而非机动车所受的合力，这一点是在解题时极易出错的地方．。

高考物理二轮专训【6】功、功率、动能定理(含答案)

提能专训(六)功、功率、动能定理时间：90分钟满分：100分一、选择题(本题共11小题，每小题4分，共44分．多选全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分)1．质量为10 kg的物体，在变力F的作用下沿x轴做直线运动，力F随坐标x的变化情况如图所示．物体在x＝0处，速度为1 m/s，不计一切摩擦，则物体运动到x＝16 m处时速度大小为()A．2 2 m/s B．3 m/sC．4 m/s D.17 m/s答案：B解析：由题图可知F-x图线与横轴围成的面积表示功，由动能定理可知W＝12m v2－12m v2，经计算可得v＝3 m/s，B项正确．2．(2014·银川一中期中) 如图所示，质量为m的物体静止在水平光滑的平台上，系在物体上的绳子跨过光滑的定滑轮，由地面上的人以速度v0水平向右匀速拉动，设人从地面上平台的边缘开始向右行至绳与水平方向夹角为45°处，在此过程中人的拉力对物体所做的功为()A.m v 202B.2m v 202C.m v 204D ．m v 20 答案：C解析：人行至绳与水平方向夹角为45°处时，物体的速度为v ＝v 0cos θ，由动能定理，人对物体所做的功：W ＝ΔE k ＝12m v 2＝14m v 20，正确选项为C.3. 物体m 从倾角为α的固定的光滑斜面上由静止开始下滑，斜面高为h ，当物体滑至斜面底端，重力做功的瞬时功率为( )A ．mg 2ghB ．mg 2gh ·cos αC ．mg 2gh ·sin αD ．mg 2gh sin α答案：C解析：由于斜面光滑，物体m 下滑过程中由牛顿运动定律得：mg sinα＝ma ，解得：a ＝g sin α.物体下滑过程由v 2＝2a ·h sin α，解得物体滑至底端时的瞬时速度v ＝2g sin αh sin α＝2gh ，由图可知，mg 与v 的夹角θ＝90°－α，根据瞬时功率P＝F v cos θ，则有滑至底端时重力的瞬时功率为：P＝mg sin α2gh，故C项正确．4．(2014·天津一中调研)用水平力F拉一物体，使物体在水平地面上由静止开始做匀加速直线运动，t1时刻撤去拉力F，物体做匀减速直线运动，到t2时刻停止．其速度—时间图象如图所示，且α>β，若拉力F做的功为W1，平均功率为P1；物体克服摩擦阻力F f做的功为W2，平均功率为P2，则下列选项正确的是()A．W1>W2，F＝2F f B．W1＝W2，F>2F fC．W1＝W2，P1<P2D．P1>P2，F＝2F f答案：B解析：F在0～t1过程做功W1，F f在0～t2过程克服阻力做功W2，由动能定理有W1－W2＝0或Fx1－F f x2＝0，故W1＝W2；因为t1<t2，所以P1>P2；由题知α>β，故2x1<x2，所以F>2F f，综上，W1＝W2，F>2F f，P1>P2，B项正确．5．一物体静止在水平地面上，某时刻受到大小为1 N、方向水平向东的恒力F1作用，非常缓慢地向东运动．当物体向东运动了1 m时，又给物体施加一大小为 3 N、方向水平向北的力F2.当物体的总位移为 3 m时，物体在上述过程中克服摩擦力所做的功为()A. 3 J B．2 J C．(1＋3) J D．3 J答案：B解析：合力做的功等于每段路程内力做的功的代数和，如图所示，根据题意AB＝1 m，AC＝ 3 m，设BC的方向与F1的夹角为α，tanα＝F2F1＝3，所以α＝60°，根据几何关系可得BC＝1 m；在F1作用下物体缓慢地运动，说明摩擦力大小等于F1的大小，摩擦力做的总功为F1·(AB＋BC)＝2 J，选项B正确．6．(多选) 如图所示，一物体m在沿斜面向上的恒力F作用下，由静止从底端沿光滑的斜面向上做匀加速直线运动，经时间t力F做功为60 J，此后撤掉力F，物体又经过时间t回到出发点，若以地面为零势能面，则下列说法正确的是()A．物体回到出发点的动能为60 JB．恒力F＝2mg sin θC．撤掉力F时，物体的重力势能是45 JD．动能与势能相等的时刻一定出现在撤去力F之后答案：AC解析：根据功能原理可知，除重力(或弹力)做功以外，其他力做的功等于物体机械能的增加量，F做功为60 J，机械能增加60 J，物体回到出发点时，重力势能没变，所以动能是60 J，A正确；撤去F前有x＝12a1t2，F－mg sin θ＝ma1，撤去F后有－x＝(a1t)t－12a2t2，mg sinθ＝ma2；由此可得a1a2＝F－mg sin θmg sin θ＝13，所以有F＝43mg sin θ，B错误；W F＝Fx＝43mgx sin θ＝60 J，由重力做功与重力势能的关系有，撤去力F时，物体的重力势能E p＝mgx sin θ＝45 J，C正确；由动能定理知，撤去力F时物体动能为E k＝W F－W G＝15 J，小于此时的重力势能45 J，之后重力势能增大动能减小，所以动能与势能相同的位置在撤去力F之前，D错误．7．(多选)一辆小汽车在水平路面上由静止启动，在前5 s内做匀加速直线运动，5 s末达到额定功率，之后保持额定功率运动，其v-t 图象如图所示．已知汽车的质量为m＝2×103 kg，汽车受到地面的阻力为车重的0.1倍．(取g＝10 m/s2)则()A．汽车在前5 s内的牵引力为4×103 NB．汽车在前5 s内的牵引力为6×103 NC．汽车的额定功率为60 kWD．汽车的最大速度为30 m/s答案：BCD解析：f＝kmg＝2×103 N，前5 s内a＝ΔvΔt＝2 m/s2，由F－f＝ma，得F＝f＋ma＝6×103 N，故A项错，B项对；P额＝F v＝6×103×10 W＝60 kW，C项对；v max＝P额f＝30 m/s，D项对．8．(2014·潍坊模拟)(多选)质量为1 kg的物体静止于光滑水平面上．t＝0时刻起，物体受到向右的水平拉力F作用，第1 s内F＝2 N，第2 s内F＝1 N．下列判断正确的是()A．2 s末物体的速度是3 m/sB．2 s内物体的位移为3 mC．第1 s末拉力的瞬时功率最大D．第2 s末拉力的瞬时功率最大答案：AC解析：第1 s内加速度a1＝2 m/s2，第2 s内加速度a2＝1 m/s2，第1 s末速度为v1＝a1t＝2 m/s，第1 s内位移为1 m；第2 s末物体的速度v2＝v1＋a2t＝3 m/s，第2 s内位移x2＝v1t＋12a2t2＝2.5 m；第1 s末拉力的功率P1＝F1v1＝4 W，第2 s末拉力的功率P2＝F2v2＝3 W，所以A、C正确．9．如图所示，用竖直向下的恒力F通过跨过光滑定滑轮的细线拉动光滑水平面上的物体，物体沿水平面移动过程中经过A、B、C三点，设AB＝BC，物体经过A、B、C三点时的动能分别为E k A、E k B、E k C，则它们间的关系是()A．E k B－E k A＝E k C－E k B B．E k B－E k A<E k C－E k BC．E k B－E k A>E k C－E k B D．E k C<2E k B答案：C解析：由动能定理得，E k B －E k A ＝W AB ，E k C －E k B ＝W BC ，由于物体所受的重力和支持力不做功，因此合外力做的功就等于拉力所做的功．由几何关系可知，从A 运动到B 的过程中，力F 作用点的位移大于从B 到C 过程中的力F 作用点的位移，因此W AB >W BC ，选项A 、B 错误，C 正确；由于物体的初动能不确定，选项D 错误．10．(2014·宁夏银川一中一模)(多选)如图所示为某中学科技小组制作的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．若质量为m 的小车在平直的水泥路上从静止开始沿直线加速行驶，经过时间t 前进的距离为x ，且速度达到最大值v m .设这一过程中电动机的功率恒为P ，小车所受阻力恒为F ，那么这段时间内( )A ．小车做匀加速运动B ．小车受到的牵引力逐渐增大C ．小车受到的合外力所做的功为PtD ．小车受到的牵引力做的功为Fx ＋12m v 2m答案：D解析：小车在运动方向上受向前的牵引力F 1和向后的阻力F ，因为v 增大，P 不变，由P ＝F 1v ，F 1－F ＝ma ，得出F 1逐渐减小，a 也逐渐减小，当v ＝v m 时，a ＝0，故A 、B 项均错；合外力做的功W外＝Pt －Fx ，由动能定理得W 牵－Fx ＝12m v 2m ，故C 项错，D 项对．11. 如图所示，水平木板上有质量m ＝1.0 kg 的物块，受到随时间t 变化的水平拉力F 作用，用力传感器测出相应时刻物块所受摩擦力F f 的大小．取重力加速度g ＝10 m/s 2，下列判断正确的是( )A ．5 s 内拉力对物块做功为零B ．4 s 末物块所受合力大小为4.0 NC ．物块与木板之间的动摩擦因数为0.4D ．6～9 s 内物块的加速度大小为2.0 m/s 2答案：D解析：从两图象可以看出，物块在4～5 s 内所受合外力不为零，通过一段位移，故5 s 内拉力做功不为零，选项A 错误；4 s 末物块所受拉力与静摩擦力恰好平衡，所受合力为零，选项B 错误；物体运动过程中摩擦力保持不变，根据F f ＝μmg 可得μ＝F f mg ＝ 3 N 1×10 N＝0.3，选项C 错误；6～9 s 内物块所受拉力和摩擦力均不变，根据牛顿第二定律，可得a ＝F －F f m ＝5－31m/s 2＝2.0 m/s 2，选项D 正确．二、计算题(本题包括4小题，共56分．解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤，只写出最后答案不能得分)12．(2014·天津河西区质检)(12分)如图所示，在水平面上有一质量为m的物体，在水平拉力作用下由静止开始运动一段距离后到达一斜面底端，这时撤去外力，物体冲上斜面，上滑的最大距离和在平面上移动的距离相等，然后物体又沿斜面下滑，恰好停在平面上的出发点．已知斜面倾角θ＝30°，斜面与平面上的动摩擦因数相同，求物体开始受到的水平拉力F.答案：mg解析：设动摩擦因数为μ，在平面上移动的距离为s，据动能定理有物体由静止开始到冲到斜面最高点Fs－μmgs－mgs sin 30°－μmgs cos 30°＝0①物体沿斜面下滑到停在平面上的出发点mgs sin 30°－μmgs cos 30°－μmgs＝0②由①②得F＝mg.13．(14分)如图所示，轨道ABC被竖直地固定在水平桌面上，A 距离水平地面高H＝0.75 m，C距离水平地面高h＝0.45 m．一质量m ＝0.10 kg的小物块自A点从静止开始下滑，从C点以水平速度飞出后落在水平地面上的D点．现测得C、D两点的水平距离为l＝0.60 m．不计空气阻力，取g＝10 m/s2.求：(1)小物块从C点运动到D点经历的时间；(2)小物块从C点飞出时速度的大小；(3)小物块从A点运动到C点的过程中克服摩擦力做的功．答案：(1)0.30 s(2)2.0 m/s(3)0.10 J解析：(1)小物块从C水平飞出后做平抛运动，由h＝12gt2得小物块从C到D运动的时间t＝2hg＝0.30 s.(2)从C点飞出时速度的大小v＝lt＝2.0 m/s.(3)小物块从A运动到C的过程中，根据动能定理得mg(H－h)＋W f＝12m v2－0摩擦力做功W f＝12m v2－mg(H－h)＝－0.10 J此过程中克服摩擦力做的功W′f＝－W f＝0.10 J.14．(14分)如图所示，在直角坐标系xOy中，x轴沿水平方向，y 轴沿竖直方向，O点上方有一曲面，其方程为y＝x2(数值关系)．一根长为l＝1 m的轻绳一端固定在A点，另一端系一质量m＝1.2 kg的小球(可视为质点)．将小球拉至水平位置B由静止释放，小球沿圆周运动到最低点C时恰好被切断，之后落到曲面上的D点．已知A、O两点的高度差为h＝2 m，忽略空气阻力，取g＝10 m/s2，求：(1)小球从C 点运动到曲面上D 点的时间t ；(2)若保持A 点位置不变，改变绳长l (0<l <h )，同样将小球拉至水平位置由静止释放，假设小球通过y 轴时轻绳恰好被切断，分析绳长l 多大时，小球落到曲面时动能E k 最小，动能的最小值是多少？答案：见解析解析：(1)设落到曲面上D 点的坐标为(x D ，y D )，由C 到D 的时间为tmgl ＝12m v 2C h －l －y D ＝12gt 2 x D ＝v C ty D ＝x 2D联立得t ＝0.2 s(2)设落到曲面时的动能为E k ，根据机械能守恒有E k ＝mg (h －y )E k ＝mg 4l 2＋h 4l ＋1E k ＝mg [14(4l ＋1)＋h ＋144l ＋1－12]≥ mg [214(4l ＋1)×h ＋144l ＋1－12] 当14(4l ＋1)＝h ＋144l ＋1时，即l ＝0.5 m 时，动能E k 最小动能的最小值为E k ＝mg 4h ＋1－12＝12 J 说明：h －y ＝l ＋12gt 2＝l ＋g 2·x 2v 2＝l ＋y 4ly ⎝⎛⎭⎪⎫1＋14l ＝h －l 所以y ＝4l (h －l )4l ＋1.15．(16分) 如图所示，竖直面内有一粗糙斜面AB ，BCD 部分是一个光滑的圆弧面，C 为圆弧的最低点，AB 正好是圆弧在B 点的切线，圆心O 与A 、D 点在同一高度，∠OAB ＝37°，圆弧面的半径R ＝3.6 m ，一滑块质量m ＝5 kg ，与AB 斜面间的动摩擦因数为μ＝0.45，将滑块由A 点静止释放．求在以后的运动中：(sin 37°＝0.6, cos 37°＝0.8，g 取10 m/s 2)(1)滑块在AB 段上运动的总路程；(2)在滑块运动过程中，C 点受到的压力的最大值和最小值．答案：(1)8 m (2)102 N 70 N解析：设滑块在AB 段上运动的总路程为x ，滑块在AB 段上受到的摩擦力F f ＝μF N ＝μmg cos θ从A 点出发到最终以B 点为最高点做往复运动，根据动能定理有：mgR cos θ－F f x ＝0解得x ＝R μ＝8 m.(2)滑块第一次过C 点时，速度最大，设为v 1，分析受力知此时滑块所受轨道支持力最大，设为F max ，从A 到C ，根据动能定理有mgR －F f l AB ＝12m v 21 斜面AB 的长度l AB ＝R cot θ根据受力分析以及向心力公式知F max －mg ＝m v 21R代入数据可得F max ＝102 N.当滑块以B 为最高点做往复运动的过程中过C 点时速度最小，设为v 2，此时滑块受轨道支持力也最小，设为F min从B 到C ，根据动能定理有：mgR (1－cos θ)＝12m v 22 根据受力分析及向心力公式有：F min －mg ＝m v 22R代入数据可得：F min ＝70 N.根据牛顿第三定律可知C 点受到的压力的最大值为102 N ，最小值为70 N.。

机车启动问题附解析功、功率、动能定理二轮专题

机车启动问题（附解析功、功率、动能定理二轮专题）2.机车启动问题一、基础知识回顾1．机车输出功率P＝Fv，其中F为机车牵引力．2．恒定功率启动(1)机车先做加速度逐渐减小的变加速直线运动，后做匀速直线运动，速度—时间图象如图所示，当F＝F阻时，vm＝PF＝PF阻.(2)动能定理Pt－F阻x＝12mv2m－0.3．恒定加速度启动(1)速度—时间图象如图所示．机车先做匀加速直线运动，当功率增大到额定功率后获得匀加速的最大速度v1.之后做变加速直线运动，直至达到最大速度vm后做匀速直线运动．(2)常用公式：F－F阻＝maP＝FvP额＝F阻vmv1＝at1二、典型例题[例1](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，其牵引力和速度的图象如图所示．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F1v1v3B．汽车匀加速运动的过程中牵引力的冲量大小为mv1v3v3－v1C．速度为v2时的加速度大小为F1v1mv2D．若速度为v2时牵引力恰为F12，则有v2＝2v1解析根据牵引力和速度的图象和功率P＝Fv得汽车运动中的最大功率为F1v1.该车所能达到的最大速度时加速度为零，所以此时阻力等于牵引力，所以阻力f＝F1v1v3，选项A正确；根据牛顿第二定律，有恒定加速时，加速度a′＝F1－fm＝F1m－F1v1mv3，加速的时间：t＝v1a＝mv1v3F1v3－v1，则汽车匀加速运动的过程中牵引力的冲量大小为I＝F1t＝mv1v3v3－v1，故B正确．速度为v2时的牵引力是F1v1v2，对汽车受力分析，受重力、支持力、牵引力和阻力，根据牛顿第二定律，有速度为v2时加速度大小为a＝F1v1mv2－F1v1mv3，故C错误．若速度为v2时牵引力恰为F12，则F1v1v2＝F12，则v2＝2v1，选项D正确；故选ABD.答案ABD[例2]．(多选)某汽车在平直公路上以功率P、速度v0匀速行驶时，牵引力为F0.在t1时刻，司机减小油门，使汽车的功率减为P2，此后保持该功率继续行驶，t2时刻，汽车又恢复到匀速运动状态．有关汽车牵引力F、速度v的几种说法，其中正确的是()A．t2后的牵引力仍为F0B．t2后的牵引力小于F0C．t2后的速度仍为v0D．t2后的速度小于v0解析：选AD.由P＝F0v0可知，当汽车的功率突然减小为P2时，瞬时速度还没来得及变化，则牵引力突然变为F02，汽车将做减速运动，随着速度的减小，牵引力逐渐增大，汽车做加速度逐渐减小的减速运动，当速度减小到使牵引力又等于阻力时，汽车再做匀速运动，由P2＝F0v2可知，此时v2＝v02，故A、D正确．[例3]．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()解析：选A.由Pt图象知：0～t1内汽车以恒定功率P1行驶，t1～t2内汽车以恒定功率P2行驶．设汽车所受牵引力为F，则由P＝Fv得，当v增加时，F减小，由a＝F－fm知a减小，又因速度不可能突变，所以选项B、C、D错误，选项A正确．[例4]．如图甲所示，用固定的电动机水平拉着质量m＝2kg的小物块和质量M＝1kg的平板以相同的速度一起向右匀速运动，物块位于平板左侧，可视为质点．在平板的右侧一定距离处有台阶阻挡，平板撞上后会立刻停止运动．电动机功率保持P＝3W不变．从某时刻t＝0起，测得物块的速度随时间的变化关系如图乙所示，t＝6s后可视为匀速运动，t＝10s时物块离开平板．重力加速度g＝10m/s2，求：(1)平板与地面间的动摩擦因数μ为多大？(2)物块在1s末和3s末受到的摩擦力各为多大？(3)平板长度L为多少？解析：(1)由图可知，前2s内物块和平板一起做匀速运动，对整体分析，在水平方向上受到水平向右的拉力和地面给平板的滑动摩擦力，此二力的合力为零．拉力大小为：FT1＝Pv1滑动摩擦力大小为：Ff＝μ(M＋m)g由平衡条件可得：Pv1＝μ(M＋m)g可得：μ＝0.2(2)物块在1s末时与平板一起做匀速运动，合力为零．物块受到水平向右的拉力与水平向左的静摩擦力，因此静摩擦力大小为：Ff1＝FT1＝Pv1＝6N物块在2s末之后与平板发生相对运动，之后物块与平板间的摩擦力为滑动摩擦力且大小保持不变．物块在6s后可视为匀速运动，此时物块受到的合力为零，即拉力与滑动摩擦力大小相等方向相反，即：Ff2＝FT2＝Pv＝10N 物块在3s末时受到的滑动摩擦力大小与6s后受到的摩擦力大小相等，为10N.(3)依题意，物块在2s末之后一直到10s时，物块从平板的一端运动到另一端，对物块由动能定理得：PΔt－Ff2L＝12mv22－12mv21代入解得：L＝PΔt－12mv22＋12mv21Ff2＝2.42m.答案：(1)0.2(2)6N10N(3)2.42m三、方法总结解决机车启动问题时的四点技巧1．分清是匀加速启动还是恒定功率启动．2．匀加速启动过程中，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．3．以额定功率启动的过程中，机车做加速度减小的加速运动，速度最大值等于PFf，牵引力是变力，牵引力做的功W＝Pt.4．无论哪种启动方式，最后达到最大速度时，均满足P ＝Ffvm，P为机车的额定功率．。

高考物理课程复习：动能定理及其应用

定为正功,最后根据结果加以检验。
【对点演练】
4.(2021湖南卷)“复兴号”动车组用多节车厢提供动力,从而达到提速的目的。
总质量为m的动车组在平直的轨道上行驶。该动车组有四节动力车厢,每节
车厢发动机的额定功率均为P,若动车组所受的阻力与其速率成正比(F阻=kv,k
为常量),动车组能达到的最大速度为vm。下列说法正确的是(
答案 C
解析本题考查机车启动问题,考查分析综合能力。动车组匀加速启动过程
中,根据牛顿第二定律,有F-kv=ma,因为加速度a不变,速度v改变,所以牵引
力F改变,选项A错误。由四节动力车厢输出功率均为额定值,可得
4
4P=Fv,F-kv=ma',联立解得 a'=

− ,因为 v 改变,所以 a'改变,选项 B 错误。
量损失,sin 37°=0.6,cos 37°=0.8,重力加速度大小为g)。则(
6
A.动摩擦因数 μ=7
2ℎ
B.载人滑沙板最大速度为 7
C.载人滑沙板克服摩擦力做功为 mgh
3
D.载人滑沙板在下段滑道上的加速度大小为5g
)
答案 AB
解析对整个过程,由动能定理得 2mgh-μmgcos
ℎ
45°·
载人滑沙板在下段滑道上的加速度大小为
错误。
cos37 °- sin37 °
3
a=
= 35 g,故

D
考点三
应用动能定理求解多过程问题[名师破题]
应用动能定理求解多过程问题的解题步骤
(1)首先需要建立运动模型,选择合适的研究过程能使问题得以简化。当物体
的运动过程包含几个运动性质不同的子过程时,可以选择一个、几个或全部

高考物理二轮复习训练功功率动能定理a含解析

1．[2015·湖南十三校联考]如图所示，斜面体固定在水平地面上。

一物体在沿斜面向上且平行斜面的力F 1作用下，在斜面上做速度为v 1的匀速运动，F 1的功率为P 0。

若该物体在沿斜面斜向上的且与斜面夹角为α的力F 2(如图)作用下，在同一斜面上做速度为v 2的匀速运动，F 2的功率也为P 0，则下列说法中正确的是( )A.F 2大于F 1B.在相同的时间内，物体增加的机械能相同C.v 1一定小于v 2D.v 1可能小于v 2答案 C解析物体在斜面上匀速运动，由平衡条件有：F 1＝μmg cos θ＋mg sin θ，F 2cos α＝mg sin θ＋μ(mg cos θ－F 2sin θ)，所以F 2＝mg sin θ＋μmg cos θcos α＋μsin α，由以上两式知F 1与F 2谁大取决于cos α＋μsin α是大于1、小于1还是等于1。

故A 选项错误。

由题意知P 0＝F 1v 1＝(μmg cos θ＋mg sin θ)v 1，P 0＝F 2v 2cos α＝(mg sin θ＋μmg cos θ)cos αcos α＋μsin α·v 2＝(mg sin θ＋μmg cos θ)11＋μtan α·v 2 由以上两式得到v 2>v 1，故C 选项正确，D 选项错误。

由于动能不变，合外力功为零，则合外力功率为零，除重力以外的功率加重力功率为零，重力功率P G1＝－mg sinθv1，P G2＝－mg sinθv2。

显然P G1≠P G2。

相同时间内，除重力以外的力的功不同，据功能关系，增加的机械能不同，故B选项错误。

2．[2015·湖南十三校联考]如图所示，a、b两点位于同一条竖直线上，从a、b两点分别以速度v1、v2水平抛出两个相同的小球，可视为质点，它们在水平地面上方的P点相遇。

假设在相遇过程中两球的运动没有受到影响，空气阻力忽略不计，则下列说法正确的是()A.两个小球从a、b两点同时抛出B.两小球抛出的初速度v1>v2C.从b点抛出的小球着地时水平射程较小D.从a点抛出的小球着地时重力的瞬时功率较大答案 D解析a、b到达P点所需时间t a>t b，要在P点相遇，需a球先抛出，故A选项错误。

功功率和动能定理

功功率和动能定理一、基础知识要记牢1、恒力．．做功的公式：W ＝Fl cos α 若力的方向时刻变化，但力的方向始终与运动方向相同或相反，则可用W ＝Fl 求此变力的功，其中l 为物体运动的路程。

2、功率(1)平均功率：P ＝W t＝F v cos α (2)瞬时功率：P ＝F v cos α3、输出功率：P ＝F v ，其中F 为机车牵引力。

4、的两种启动方式：(1)恒定功率启动（包含两个过程：变加速→匀速）。

(2)匀加速启动（包含三个过程：匀加速→变加速→匀速）5、定理表达式：W 合＝E k 2－E k 1说明：(1)W 合为物体在运动过程中外力的总功。

(2)动能增量E k 2－E k 1一定是物体在末初．．两状态动能之差。

二、方法技巧要用好1、功率启动(1)机车先做加速度逐渐减小的加速运动，后做匀速直线运动，速度图像如图2－1－5所示，当F ＝F 阻时，v m ＝P F ＝P F 阻。

(2)功能关系：Pt －F 阻x ＝12m v 2－0。

图2－1－5 2、加速度启动(1)速度图像如图2－1－6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的最大速度v 1。

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v m 后做匀速运动。

(2)经常用到的公式：图2－1－6 ⎩⎪⎨⎪⎧ F －F 阻＝ma P ＝F v P 额＝F 阻v m v 1＝at 其中t 为匀加速运动的时间3、动能定理解题的基本步骤巩固练习[以选择题的形式考查，常涉及功的正负判断、功的计算、平均功率与瞬时功率的分析与计算等]1、一滑块在水平地面上沿直线滑行，t＝0时速率为1 m/s。

从此刻开始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2－1－1甲和乙所示，两图中F、v取同一正方向。

则()图2－1－1A．滑块的加速度为1 m/s2B．滑块与水平地面间的滑动摩擦力为2 NC．第1 s内摩擦力对滑块做功为－0.5 JD．第2 s内力F的平均功率为3 W2(2012·江苏高考)如图2－1－2所示，细线的一端固定于O点，另一端系一小球。

动能与功率功率定义与动能的关系

动能与功率功率定义与动能的关系动能与功率：功率定义与动能的关系动能和功率是物理学中重要的概念，它们在描述物体运动和能量转化过程中起着关键的作用。

本文将探讨功率的定义以及功率与动能之间的关系。

一、功率的定义在物理学中，功率表示单位时间内所做的功。

它可以用以下公式表示：功率（P）= 功（W）/ 时间（t）功率的单位通常用瓦特（W）表示，1瓦特等于1焦耳/秒。

功率的大小取决于物体所做的功以及所花费的时间。

二、动能与功率的关系动能是描述物体运动能力的物理量，它与物体的质量和速度有关。

动能可以表示为：动能（K）= 1/2 ×质量（m）×速度（v）²在物理学中，动能定理告诉我们，物体的动能等于它所做的功。

功率与动能的关系可以通过动能定理进行推导。

假设物体在一段时间内由初速度v₁加速到末速度v₂，所做的总功为W。

根据动能定理，我们可以得到下列方程：W = K₂ - K₁ = 1/2 × m × v₂² - 1/2 × m × v₁²假设这段时间为Δt，根据功率的定义，我们可以写出功率的表达式：P = W / Δt将动能定理的方程代入功率的表达式，得到：P = (1/2 × m × v₂² - 1/2 × m × v₁²) / Δt进一步整理可得：P = (1/2 × m × (v₂² - v₁²)) / Δt= 1/2 × m × ((v₂ + v₁) × (v₂ - v₁)) / Δt根据平均速度的定义，我们有：(v₂ + v₁) / 2 = Δx / Δt其中Δx是物体在Δt时间内所移动的距离。

将上述式子代入功率的表达式，可以得到：P = 1/2 × m × ((Δx / Δt) × (v₂ - v₁))= m × ((Δx / Δt) × (v₂ - v₁) / 2)由上述推导可以看出，功率可以表示为质量与速度变化的乘积再除以2。

高考物理复习五功功率动能定理

分析机车启动问题时应注意的三点 (1)机车启动的方式不同，机车运动的规律就不同，因此机车启动时，其功率、速度、加速度、牵引力等物理量化所描述的规律．
(2)恒定功率下的加速一定不是匀加速，这种加速过程发动机做的功可用 W＝Pt 计算，不能用 W＝Fl 计算(因为 F 为变力)．
(1)B 下落的加速度大小 a； (2)A 沿斜面向上运动的过程中，绳的拉力对 A 做的功 W； (3)A(包括传感器)的质量 m 及 A 与斜面间的动摩擦因数 μ； (4)求在 0～0.75 s 内摩擦力对 A 做的功．
【审题指导】 (1)物体 B 落地前，A、B 的加速度相同，利用 a＝ΔΔvt 求其值．
答案：A
考点 3 动能定理的应用
一、基础知识梳理 1．动能定理表达式：W 合＝Ek2－Ek1 2．两点说明： (1)W 合为物体在运动过程中外力的总功． (2)动能增量 Ek2－Ek1 一定是物体在末初两状态动能之差．
答案：B
4．(2015·新课标全国卷Ⅱ)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( )
解析：在 v－t 图象中，图线的斜率代表汽车运动时的加速度，由牛顿第二定律可得：在 0～t1 时间内，Pv1－f＝ma，①当速度 v 不变时，加速度 a 为零，在 v－t 图象中为一条水平线； ②当速度 v 变大时，加速度 a 变小，在 v－t 图象中为一条斜率逐渐减小的曲线，选项 B、D 错误；同理，在 t1～t2 时间内，Pv2 －f＝ma，图象变化情况与 0～t1 时间内情况相似，由于汽车在运动过程中速度不会发生突变，故选项 C 错误，选项 A 正确．

高三物理二轮复习课点评

高三物理二轮复习课点评寇老师执教的【功、功率和动能定理】这节复习课，没有任何花架子，非常实用、实惠，也很精彩，体现了课堂高效益，学习高效率的教学理念，这堂课有很多方面值得大家学习，我挑主要说以下几点：1. 由于寇老师对新课程标准、高考说明和近几年的高考试题研究的非常透彻，所以制定的教学目标明确、具体、适宜，对二轮复习课把握的也非常准确和到位，给人以居高临下和轻车熟路的感觉。

2. 寇老师编写的导学案难易适当，非常符合一轮复习后学生的实际情况，挑选的例题典型有代表性和综合性，突出了重点，突破了难点，抓住了关键。

3. 课堂上学生始终处于积极主动的学习状态，独立的思考、分析和热烈的讨论，学生思维活跃，积极性很高，真正体现了学生是课堂的主角，学习的主体，老师应该是配角和导演。

4. 寇老师的教学方法，既吸取了传统教学中的精华，又体现了新的教学理念。

课堂上，重思路点拨，突出方法渗透，重视学生思维能力、分析问题和解决问题的能力培养，提升学科素养。

寇老师执教的【功、功率和动能定理】这节复习课，精彩之处非常多，大家都听到了，也看到了，我不再多说，关于这堂课，我谈一下个人的认识和一点想法：1. 二轮复习应该在重点知识、主干知识和高考频考知识点上下大力气，不能均衡用力。

动能定理的应用是这堂课的重点，也是难点。

如何突破，一是对物体运动过程进行到位的“做功”分析，二是对物体运动过程进行到位的“动能变化”分析；学生在解这类题时如养成了对上面两点到位分析的习惯，教学就成功了。

寇老师做的非常好，但对“受力分析”有点弱化，毕竟“受力分析”是“做功分析”的基础，实际上养成画受力图的习惯对学好物理太重要了。

2. 寇老师归纳的计算功的三种方法很好，在例1和反馈练习3中都有应用，如果再选一道变力做功的习题就更完美了；还有例1的第二空的解析，在复习完动能定理后，让学生思考，除了用21W W W +=的方法外，还有其他方法吗？由于03t 时的速度第一问已求出，所以0-03t 力做的总功2321mv W，这样既多了一条解题思路，又巩固了动能定理的应用。

动能定理与功率的关系

动能定理与功率的关系动能定理是物理学中的一条基本定理，它描述了物体的动能与所受力学功的关系。

具体而言，动能定理表明物体的动能变化量等于该物体所受合外力的功。

而功率则表示单位时间内完成的功，是描述能量转移速率的物理量。

本文将探讨动能定理与功率之间的关系，从而更深入地理解这两个物理概念。

一、动能定理的表达式动能定理可以用一个简明的数学表达式来描述。

对于一个质量为m 的物体，在一段时间内其速度从v1变化到v2，动能定理可以表示为：ΔKE = 1/2 mv2^2 - 1/2 mv1^2 = W_ext其中，ΔKE表示动能的变化量，mv2^2/2表示系统最终的动能，mv1^2/2表示系统初态的动能，W_ext表示该物体所受外力所做的功。

二、功率的定义和计算功率是描述单位时间内完成的功的物理量，表示能量转移的速率。

功率的计算公式为：P = ΔW/Δt其中，P表示功率，ΔW表示在一段时间内所做的功，Δt表示这段时间的时间间隔。

功率的单位通常用瓦特（W）来表示，1瓦特等于每秒完成1焦耳的功。

三、动能定理与功率之间存在着一定的联系。

从动能定理的表达式可以看出，动能的变化量等于所受合外力所做的功。

而功率可以表示单位时间内完成的功，即功率可以看作是单位时间内动能的变化量。

根据上述的动能定理的表达式，可以推导出功率与速度的关系。

假设在时间Δt内，物体的速度从v1变化到v2，根据动能定理，动能的变化量为：ΔKE = 1/2 mv2^2 - 1/2 mv1^2利用功率的计算公式P = ΔW/Δt，可以得到：P = ΔKE/Δt = (1/2 mv2^2 - 1/2 mv1^2)/Δt由于Δv/Δt等于加速度a，可以将上式进一步化简为：P = (1/2 m(v2^2 - v1^2))/Δt = 1/2 m(v2 + v1)(v2 - v1)/Δt根据速度的变化率(v2 - v1)/Δt可以得到加速度a，进而可以得到功率与加速度的关系：P = 1/2 ma(v2 + v1)综上所述，动能定理与功率之间的关系可以用功率等于物体质量、速度以及加速度的乘积来表示。

高中物理二轮复习功能关系专题

一、动能定理动能定理的推导物体只在一个恒力作用下，做直线运动w ＝FS ＝m a ×a V V 22122- 即 21222121mv mv w -=推广：物体在多个力的作用下、物体在做曲线运动、物体在变力的作用下结论：合力所做的功等于动能的增量，合力做正功动能增加，合力做负功动能减小合力做功的求法：1、受力分析求合力，合力乘以在合力方向的位移（合力是恒力，位移相对地的位移）2、合力做的功等于各力做功的代数和二．应用动能定理解题的步骤（1）确定研究对象和研究过程。

（2）对研究对象受力分析，判断各力做功情况。

（3）写出该过程中合外力做的功，或分别写出各个力做的功（注意功的正负）（4）写出物体的初、末动能。

按照动能定理列式求解。

【例】如图所示，质量为m 的钢珠从高出地面h 处由静止自由下落，落到地面进入沙坑h/10停止，则（1）钢珠在沙坑中受到的平均阻力是重力的多少倍？（2）若让钢珠进入沙坑h/8，则钢珠在h 处的动能应为多少？设钢珠在沙坑中所受平均阻力大小不随深度改变。

三、高中物理接触到的几种常用的功能关系 1、重力做功等于重力势能的减小量2、弹力做功等于弹性势能的减小量3、电场力做功等于电势能的减小量4、合外力做功等于动能的变化量（动能定理）5、除重力以外其它力做功等于机械能的变化量6、摩擦力乘以相对位移代表有多少机械能转化为内能用于发热7、电磁感应中克服安培力做功量度多少其他形式能转化为电能用于发热8、能量守恒思路1．(2013·长春模拟)19世纪初，科学家在研究功能关系的过程中，具备了能量转化和守恒的思想，对生活中有关机械能转化的问题有了清晰的认识，下列有关机械能的说法正确的是( )A ．仅有重力对物体做功，物体的机械能一定守恒B ．仅有弹力对物体做功，物体的机械能一定守恒C ．摩擦力对物体做的功一定等于物体机械能的变化量D ．合外力对物体做的功一定等于物体机械能的变化量2．(2013·东北四市联考)在高度为h 、倾角为30°的粗糙固定的斜面上，有一质量为m 、与一轻弹簧拴接的物块恰好静止于斜面底端。

高中物理功能，动能定理

功、能、能量守恒【命题趋向】功、能、能量守恒是近几年高考理科综合物理命题的重点、热点和焦点，也是广大考生普遍感到棘手的难点之一．能量守恒贯穿于整个高中物理学习的始终，是联系各部分知识的主线．它不仅为解决力学问题开辟了一条重要途径，同时也为我们分析问题和解决问题提供了重要依据．守恒思想是物理学中极为重要的思想方法，是物理学研究的极高境界，是开启物理学大门的金钥匙，同样也是对考生进行方法教育和能力培养的重要方面．因此，功、能、能量守恒可谓高考物理的重中之重，常作为压轴题出现在物理试卷中．纵观近几年高考理科综合试题，功、能、能量守恒考查的特点是：①灵活性强，难度较大，能力要求高，内容极丰富，多次出现综合计算；②题型全，不论是从内容上看还是从方法上看都极易满足理科综合试题的要求，经常与牛顿运动定律、圆周运动、电磁学和近代物理知识综合运用，在高考中所占份量相当大．从考题逐渐趋于稳定的特点来看，我们认为：2009年对功、能、能量守恒的考查重点仍放在分析问题和解决问题的能力上．因此在第二轮复习中，还是应在熟练掌握基本概念和规律的同时，注重分析综合能力的培养，训练从能量守恒的角度分析问题的思维方法．【考点透视】1．功的计算：（1）恒力做功的计算一般根据公式W =FS cos α，注意S 严格的讲是力的作用点的位移. （2）将变力做功转化为恒力做功，常见的方法有三种：①如力是均匀变化的可用求平均力的方法将变力转化为恒力.②耗散力（如空气阻力）在曲线运动（或往返运动）过程中，所做的功等于力和路的乘积，不是力和位移的乘积，可将方向变化大小不变的变力转化为恒力来求力所做的功. ③通过相关连点的联系将变力做功转化为恒力做功. 2．摩擦力做功的特点（1）静摩擦力做功的特点①静摩擦力可以对物体做正功,也可以对物体做负功,还可以不做功.②在静摩擦力做功的过程中,只有机械能的相互转移(静摩擦力起着传递机械能的作用),而没有机械能转化为其它形式的能(如:没有内能的产生).③相互摩擦的系统内,一对静摩擦力所做功的总和等于零.（2）滑动摩擦力做功的特点① 滑动摩擦力可以对物体做正功,也可以对物体做负功,还可以不做功.②滑动摩擦力做功的过程中,能量的转化有两个方面:一是相互摩擦的物体之间机械能的转移;二是机械能转化为内能,转化为内能的量值等于机械能的减少量. ③ 相互摩擦的系统内,一对滑动摩擦力所做功的总和总是负值,其绝对值等于滑动摩擦力与相对位移的乘积,即恰好等于系统损失的机械能,也等于系统增加的内能,表达式为Q=F•滑动s 相对. (s 为这两个物体间相对移动的路程).3．机动车的两种特殊起动过程分析（1）以恒定的功率起动：机车以恒定的功率起动后，若运动过程中所受阻力F ´不变，由于牵引力vPF =，随v 增大，F 减小，根据牛顿第二定律 mF mv P m F F a '-='-=，当速度v 增大时，加速度a 减小，其运动情况是做加速度减小的加速动，直至F=F ′时，a 减小至零，此后速度不再增大，速度达到最大值而做匀速运动，做匀速直线运动的速度是F Pv m '=，这一过程的v-t 关系如图所示. （2）车以恒定的加速度a 运动：由mF F a '-=知，当加速度a 不变时，发动机牵引力F 恒定，再由P = Fv 知，F 一定，发动机实际输出功率P 随v 的增大而增大，但当P 增大到额定功率以后不再增大，此后，发动机保持额定功率不变，v 继续增大，牵引力F 减小，直至F = F ´时，a ＝0，车速达到最大值F P v m '=额，此后匀速运动.在P 增至P 额之前，车匀加速运动，其持续时间为aF ma P Fa P a v t )(00'+===额额（这个v 0必定小于v m ，它是车的功率增至P 额之时的瞬时速度）.计算时，利用F - F ´=ma ，先算出F ；再求出FP v 额=0，最后根据v=at 求t 0；在P 增至P 额之后，为加速度减小的加速运动，直至达到v m .这一过程的v/t 关系如图所示：注意：P =F v 中的F 仅是机车的牵引力，而非车辆所受合力，这一点在计算题目时极易出错.4．动能定理及其应用（1）对动能定理的理解：①W 总是所有外力对物体做的总功，这些力对物体所做功的代数和等于物体动能的增量，即W 总＝W 1+W 2+……（代数和）.或先将物体的外力进行合成，求出合外力F 合后，再用W 总=F 合s cos α进行计算.②因为动能定理中功和能均与参照物的选取有关，所以动能定理也与参照物的选取有关.中学物理中一般取地球为参照物.③不论物体做什么形式的运动，受力如何，动能定理总是适用的.④动能定理是计算物体位移或速率的简捷公式.当题目中涉及到位移时可优先考虑动能定理. ⑤做功的过程是能量转化的过程，动能定理表达式中的“＝”的意义是一种因果联系的数值上相等的符号，它并不意味着“功就是动能增量”，也不意味着“功转变成了动能”，而是意味着“功引起物体动能的变化”.⑥动能定理公式两边每一项都是标量，因此动能定理是个标量方程.⑦若12k k E E >，即0>总W ，合力对物体做正功，物体的动能增加；若12k k E E <,即0<总W ，合力对物体做负功，物体的动能送减少.（2）应用动能定理应该注意：①明确研究对象和研究过程，找出始、末状态的速度情况.②要对物体进行正确的受力分析（包括重力、弹力等），明确各力的做功大小及正、负情况. ③有些力在运动过程中不是始终存在，若物体运动过程中包含几个物理过程，物体运动状态、受力等情况均发生变化，则在考虑外力做功时，必须根据不同情况，分别对待. ④若物体运动过程中包含几个不同的物理过程，解题时，可以分段考虑，也可视为一个整体过程，列出动能定理求解.5.机械能守恒定律及其应用（1）机械能是否守恒的判断①物体只受重力，只发生动能和重力势能的相互转化.如自由落体运动，抛体运动等.②只有弹力做功，只发生动能和弹性势能的相互转化.如在光滑水平面运动的物体碰到一个弹簧，和弹簧相互作用的过程中，对物体和弹簧组成的系统来说，机械能守恒.③物体既受重力，又受弹力，但只有重力和弹力做功，只发生动能、弹性势能、重力势能的相互转化，如自由下落的物体落到竖直的弹簧上和弹簧相互作用的过程.对物体和弹簧组成的系统来说，机械能守恒.④除受重力（或弹力）外，受其他力，但其他力不做功，或其他力做功的代数和为零.如物体在沿斜面拉力F 的作用下沿斜面向下运动，其拉力的大小与摩擦力的大小相等，在此运动过程中，其机械能守恒，只要满足上述条件，机械能一定守恒，要切实理解.（2）应用机械能守恒定律的解题思路①明确研究对象，即哪些物体参与了动能和势能的相互转化，选择合适的初态和末态.②分析物体的受力并分析各个力做功，看是否符合机械能守恒条件.只有符合条件才能应用机械能守恒定律.③正确选择守恒定律的表达式列方程，可分过程列式，也可对全过程列式. ④求解结果说明物理意义.例1、如图所示，木块A 放在木块B 的左端，用恒力F 将木块A 拉到板B 的右端。

动力学动能定理

z1
质点系： W Wi mi g(zi1 zi2 ) Mg(zC1 zC2 )
质点系重力的功，等于质点系的重量(zhòngliàng)与其在始末位置重心的高度差的乘积，而与各质点的路径无关。
7
精品文档
2）弹性力的功
弹簧原长 l0 ，在弹性极限内，F k(r l0 )r0，k—弹簧的刚
度系数，表示使弹簧发生(fāshēng)单位变形时所需的力。单位
W
动能定理的积分形式
21
精品文档
质点系的动能定理(dònɡ nénɡ dìnɡ lǐ)
对质点(zhìdiǎn)系中的一M质i点(zhdìd(i12ǎnm) ivi2 )： Wi
对质点系，有 d ( 12mivi2 ) Wi d ( 12mivi2 ) Wi 即 dT Wi 质点系动能定理的微分形式
注意：功的符号的确定。
9
精品文档
5）摩擦力的功
(1) 动滑动摩擦力的功 W M1M2 F dsM1M2 f 'Nds
N=常量时， W= –f´N S，与质点的路径有关。
(2) 圆轮沿固定面作纯滚动时，滑动摩擦力的功
正压力 N ，摩擦力 F 作用于瞬心C处，而瞬心的元位移
d r vC dt 0
绳量相子等跨，过半滑径轮相B连同接，质皆量为为均质圆的盘m1，物此体瞬，时如物图体所的示速。度滚为子与滑轮质
v
，绳不可(bùkě)伸长，质量不计，求系统的动能。
18
精品文档
解取系统为研究对象，其中重物作平动，滑轮作定轴转动，滚子作平面(píngmiàn)运动，系统的动能为
T
1 2
m1v2
1 2
解：研究(yánjiū)OA杆，
则 W (F)

2014年高考物理二轮复习经典试题：功功率动能定理 Word版含解析 Word版含答案

2014年高考物理二轮复习经典试题功功率动能定理一、选择题(本题共8小题，每小题8分，共64分，其中第5、6、8小题为多选题．)1．[2012·福建卷]如图所示，表面光滑的固定斜面顶端安装一定滑轮，小物块A 、B 用轻绳连接并跨过滑轮(不计滑轮的质量和摩擦)．初始时刻，A 、B 处于同一高度并恰好处于静止状态．剪断轻绳后A 下落、B 沿斜面下滑，则从剪断轻绳到物块着地，两物块( )A ．速率的变化量不同B ．机械能的变化量不同C ．重力势能的变化量相同D ．重力做功的平均功率相同解析：由题意根据力的平衡有m A g ＝m B g sin θ，所以m A ＝m B sin θ.根据机械能守恒定律mgh ＝12m v 2，得v ＝2gh ，所以两物块落地速率相等，选项A 错；因为两物块的机械能守恒，所以两物块的机械能变化量都为零，选项B 错误；根据重力做功与重力势能变化的关系，重力势能的变化为ΔE p ＝－W G ＝－mgh ，选项C 错误；因为A 、B 两物块都做匀变速运动，所以A 重力的平均功率为P A ＝m A g ·v 2，B 重力的平均功率P B ＝m B g ·v 2cos(π2－θ)，因为m A ＝m B sin θ，所以P A ＝P B ，选项D 正确．答案：D2．[2013·虹口质检]质量为2 kg 的物体做直线运动，沿此直线作用于物体的外力与位移的关系如图所示，若物体的初速度为3 m/s ，则其末速度为( )A ．5 m/s B.23 m/s C. 5 m/s D.35 m/s解析：根据作用于物体的外力与位移的关系图象与横轴所围面积表示功，物体的外力做功W ＝4 J ＋16 J －6 J ＝14 J ．由动能定理，W ＝12m v 22－12m v 21，解得末速度为v 2＝23 m/s ，选项B 正确．答案：B3．[2013·洛阳统考]如图所示，从光滑的1/4圆弧槽的最高点滑下的小滑块，滑出槽口时速度方向为水平方向，槽口与一个半球顶点相切，半球底面水平，若要使小滑块滑出槽口后不沿半球面下滑，已知圆弧轨道的半径为R 1，半球的半径为R 2，则R 1和R 2应满足的关系是( )A. R 1≤R 22B. R 1≥R 22C. R 1≤R 2D. R 1≥R 2解析：根据动能定理有mgR 1＝12m v 2，解得v ＝2gR 1，若要使小滑块滑出槽口后不沿半球面下滑，则有v ≥gR 2(临界状态可由mg ＝m v 2R 2求得)，代入数据解得R 1≥R 22，选项B 正确．答案：B4．[2013·浙江省重点中学协作体4月调研]如图所示为某中学科技小组制作的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．若质量为m 的小车在平直的水泥路上从静止开始沿直线加速行驶，经过时间t 前进的距离为l ，且速度达到最大值v m .设这一过程中电动机的功率恒为P ，小车所受阻力恒为F ，那么这段时间内( )A ．小车做匀加速运动B ．小车受到的牵引力逐渐增大C ．小车受到的合外力所做的功为PtD ．小车受到的牵引力做的功为Fl ＋12m v 2m 解析：行驶过程中功率恒为P ，小车做加速度逐渐减小的加速运动，小车受到的牵引力逐渐减小，选项A、B错误；小车受到的合外力所做的功为Pt－Fl，选项C错误；由动能定理，W－Fl＝12m v2m，小车受到的牵引力做的功为W＝Fl＋12m v2m，选项D正确．答案：D5．(多选)如图所示，倾角为30°、高为L的固定斜面底端与水平面平滑相连，质量分别为3m、m的两个小球A、B用一根长为L的轻绳连接，A球置于斜面顶端．现由静止释放A、B两球，B球与弧形挡板碰撞过程时间极短，碰撞过程中无机械能损失，且碰后只能沿斜面下滑，两球最终均滑到水平面上．已知重力加速度为g，不计一切摩擦，则()A. A球刚滑至水平面时的速度大小为125gLB. B球刚滑至水平面时的速度大小为12gLC. 两球在水平面上不可能相撞D. 在A球沿斜面下滑的过程中，轻绳对B球先做正功、后不做功解析：因B球和弧形挡板碰撞过程无能量损失，并且B球的运动方向变为沿斜面向下，又A、B两球用一轻绳连接，所以A、B两球的线速度大小相等(B球上升过程中，A球未到达水平面时)．当A球刚到水平面时，B球在竖直高度为L2处，由能量守恒定律得3mgL－mg L 2＝12(3m ＋m )v 21，解得v 1＝125gL ，A 正确；因A 球到达水平面上，B 球还在斜面上，所以B 球到水平面时的速度比A 球大．对B球，由能量守恒定律得12m v 21＋12mgL ＝12m v 22，得v 2＝32gL ，B 错误；由于v 2>v 1，所以B 球可以追上A 球，C 错误；A 球在斜面上下滑过程中，前L 距离轻绳对B 球做正功，A 球到达斜面中点后，轻绳不再对B 球做功，D 正确．答案：AD6．[2013·东北三校联考]如图所示，两根等长的细线拴着两个小球在竖直平面内各自做圆周运动．某一时刻小球1运动到自身轨道的最低点，小球2恰好运动到自身轨道的最高点，这两点高度相同，此时两小球速度大小相同．若两小球质量均为m ，忽略空气阻力的影响，则下列说法正确的是( )A ．此刻两根线拉力大小相同B ．运动过程中，两根线上拉力的差值最大为2mgC ．运动过程中，两根线上拉力的差值最大为10mgD ．若相对同一零势能面，小球1在最高点的机械能等于小球2在最低点的机械能解析：设小球质量为m ，当两小球运动到题中图示位置时，设速度大小为v ，此时两根细线的拉力分别为F 1和F 2，设小球质量为m ，细线长度为L ，则由向心力公式得：F 1－mg ＝m v 2L ，F 2＋mg ＝m v 2L ，故选项A 错误；易知小球1在最高点时细线的拉力F ′1最小，设此时速度大小为v 1，F ′1＋mg ＝m v 21L ，再由机械能守恒定律得：12m v 2＝12m v 21＋2mgL ；小球2在最低点时细线的拉力F ′2最大，设此时速度大小为v 2，F ′2－mg ＝m v 22L ，再由机械能守恒定律得：12m v 22＝12m v 2＋2mgL ，联立解得，运动过程中两根线上拉力的差值最大为F ′2－F ′1＝2mg ＋m v 22－v 21L ＝2mg ＋8mg ＝10mg ，故选项C 正确，B 错误；取题中图示位置为零势能面，由机械能守恒定律知选项D 正确．答案：CD7．[2013·江西盟校二联]如图所示，质量为m 的小车在水平恒力F 推动下，从山坡(粗糙)底部A 处由静止起运动至高为h 的坡顶B ，获得的速度为v ，A 、B 之间的水平距离为s ，重力加速度为g .下列说法正确的是( )A. 小车重力所做的功是mghB. 合外力对小车做的功是12m v 2 C. 推力对小车做的功是12m v 2＋mgh D. 阻力对小车做的功是Fs －12m v 2－mgh 解析：小车重力所做的功为－mgh ，A 错误．由动能定理得合外力对小车做的功W ＝12m v 2，B 正确．推力对小车做的功为Fs ，C 错误．根据动能定理，阻力对小车做的功为－(Fs －12m v 2－mgh )，故D 错误．答案：B8．[2013·石家庄质检二]如图所示为汽车在水平路面上启动过程中的v －t 图象，Oa 为过原点的倾斜直线，ab 段表示以额定功率行驶时的加速阶段，bc 段是与ab 段相切的水平直线，下述说法正确的是( )A ．0～t 1时间内汽车以恒定功率做匀加速运动B ．t 1～t 2时间内的平均速度为v 1＋v 22C ．t 1～t 2时间内汽车牵引力做功大于12m v 22－12m v 21 D ．在全过程中t 1时刻的牵引力及其功率都是最大值解析：0～t 1时间内汽车做匀加速直线运动，汽车牵引力恒定，由功率定义，可知：汽车功率逐渐增大，选项A 错误；由v －t 图象意义可知：图线与坐标轴围成面积的大小等于汽车的位移大小，则由平均速度的定义可得：t 1～t 2时间内的平均速度大于v 1＋v 22，选项B 错误；t 1～t 2时间内，由动能定理可得：W F －W f ＝12m v 22－12m v 21，则W F >12m v 22－12m v 21，选项C 正确；由汽车功率和牛顿第二定律可知：t 1～t 2时间内，牵引力减小、汽车功率不变；t 2～t 3时间内，牵引力不变、汽车功率不变，故选项D 正确．答案：CD二、计算题(本题共2小题，共36分．需写出规范的解题步骤)9．[2013·淄博二模]如图所示，上表面光滑，长度为3 m 、质量M ＝10 kg 的木板，在F ＝50 N 的水平拉力作用下，以v 0＝5 m/s 的速度沿水平地面向右匀速运动．现将一个质量为m ＝3 kg 的小铁块(可视为质点)无初速地放在木板最右端，当木板运动了L ＝1 m 时，又将第二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)刚放第三个铁块时木板的速度．(3)从放第三个铁块开始到木板停下的过程，木板运动的距离．解析：(1)木板做匀速直线运动时，受到地面的摩擦力为f 由平衡条件得F ＝f ①f ＝μMg ②联立并代入数据得μ＝0.5. ③(2)每放一个小铁块，木板所受的摩擦力增加μmg令刚放第三块铁块时木板速度为v 1，对木板从放第一块铁块到刚放第三块铁块的过程，由动能定理得－μmgL －2μmgL ＝12M v 21－12M v 20 ④ 联立代入数据得v 1＝4 m/s. ⑤(3)从放第三个铁块开始到木板停下之前，木板所受的摩擦力均为3μmg从放第三个铁块开始到木板停下的过程，木板运动的距离为x ，对木板由动能定理得－3μmgx ＝0－12M v 21 ⑥ 联立并代入数据得x ＝169m ＝1.78 m ． ⑦ 答案：(1)0.5 (2)4 m/s (3)1.78 m10．[2013·上海市长宁区二模]如图所示，在粗糙水平台阶上静止放置一质量m ＝0.5 kg 的小物块，它与水平台阶表面的动摩擦因数μ＝0.5，且与台阶边缘O 点的距离s ＝5 m ．在台阶右侧固定了1/4个椭圆弧挡板，今以O 点为原点建立平面直角坐标系，挡板的方程满足x 2＋4y 2＝325y .现用F ＝5 N 的水平恒力拉动小物块，一段时间后撤去拉力，小物块最终水平抛出并击中挡板．(1)若小物块恰能击中挡板的右端P 点，则其离开O 点时的速度为多大？(2)为使小物块击中挡板，拉力F 最多作用多长距离？(3)改变拉力F 作用距离，使小物块击中挡板不同位置．试利用平抛运动规律分析，证明：击中挡板的小物块动能均为8 J.解析：(1)v 0＝x 2yg ＝ 1.62×0.810m/s ＝4 m/s. (2)设拉力F 作用的距离为s 1由动能定理有：(F －μmg )s 1－μmg (s －s 1)＝12m v 20 (5－0.5×0.5×10)s 1－0.5×0.5×10(5－s 1)＝12×0.5×42 s 1＝3.3 m或：Fs 1－μmgs ＝12m v 20 5s 1－0.5×0.5×10×5＝12×0.5×42 s 1＝3.3 m.(3)设小物块离开水平台阶的速度为v ，击中挡板时的水平位移为x ，竖直位移为y ，则v ＝x 2yg ①E k＝12m v2＋mgy②x2＋4y2＝325y③由①③代入②即可解得E k＝8 J.答案：(1)4 m/s(2)3.3 m(3)见解析。

动能定理与功率的计算

动能定理与功率的计算动能定理是物理学中的一个基本定理，它描述了物体的动能与物体所受的总功之间的关系。

功率的计算则是根据动能定理和单位时间内的功来计算的。

在本文中，我们将探讨动能定理的原理以及如何计算功率。

一、动能定理的原理动能定理是基于牛顿第二定律和功的定义推导而来的。

根据牛顿第二定律，物体的加速度与作用力有直接的关系，可以表示为 F = ma，其中 F 表示物体所受的净力，m 表示物体的质量，a 表示物体的加速度。

根据功的定义，功可以表示为 W = Fd，其中 W 表示功，F 表示作用力，d 表示力的方向上的位移距离。

假设物体的初始速度为 v1，最终速度为 v2，根据动能的定义，动能可以表示为 K = 1/2 mv^2，其中 K 表示动能。

根据动能定理，物体动能的变化等于物体所受的总功，即ΔK = W。

将上述表达式代入，可以得到：1/2 m(v2^2 - v1^2) = Fd这就是动能定理的原理表达式。

二、功率的计算功率是指单位时间内所做的功，可以表示为 P = W/t，其中 P 表示功率，W 表示总功，t 表示时间。

根据动能定理，物体的动能变化等于物体所受的总功，即ΔK = W。

将功的定义代入，可以得到：1/2 m(v2^2 - v1^2) = Pt将等式两边同时除以 t，可以得到：1/2 m(v2^2 - v1^2)/t = P这是功率的计算公式。

三、应用案例假设有一个物体质量为2kg，初始速度为5m/s，最终速度为10m/s，时间间隔为 4秒。

现在我们来计算该物体所受的总功和功率。

首先，根据动能定理，物体的动能变化可以计算为：ΔK = 1/2 * 2kg * (10m/s)^2 - 1/2 * 2kg * (5m/s)^2= 150J得出物体的动能变化为 150J。

然后，根据功率的计算公式，可以计算功率为：P = 1/2 * 2kg * (10m/s)^2 - 1/2 * 2kg * (5m/s)^2 / 4s= 37.5W得出物体的功率为 37.5W。

功、功率与动能势能、动能定理、机械能守恒

个性化辅导导学案
教师:徐正天学生: 顾天宇日期: 3.9 星期: 六时段: 19--21 课题机械能年级高二
学情分析机械能守恒和动能定理是小高考相当重要的一部分内容，顾天宇同学在这一部分掌握的并不是特别好，所以需要进行进一步讲解，以加强训练
教学目标与
考点分析
功、功率、重力势能的变化与重力做功的关系、动能及动能定理
教学重点
难点
功的概念重力做功与重力势能的变化
教学方法
教学过程
无锡龙文教学管理部
1
功 B 功率 B 重力势能、重力势能的变化与重力做功的关系 A 弹性势能 A 动能 A 动能定理 C
学生收获
你这次课一定有不少收获吧，请写下来：
教学反思
本次课后作业
学生对于本次课的评价：
○特别满意○满意○一般○差
学生签字：
教师评定：
1、学生上次作业评价：○非常好○好○一般○需要优化
2、学生本次上课情况评价：○非常好○好○一般○需要优化
教师签字：
学科组长签字：
3
无锡龙文教学管理部。