高考物理二轮复习第5讲功功率动能定理课件
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Байду номын сангаас
4．(2017· 江苏，14)如图所示，两个半圆柱 A、B 紧靠着静置于水平地面上， m 其上有一光滑圆柱 C，三者半径均为 R。C 的质量为 m，A、B 的质量都为 ，与 2 地面间的动摩擦因数均为 μ。现用水平向右的力拉 A，使 A 缓慢移动，直至 C 恰 好降到地面。整个过程中 B 保持静止。设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加 速度为 g。求： 导学号 86084096
• • • •
A． 小球经过D点的水平位移是落到B点水平位移的1/2 B． 小球经过D点的水平位移是落到B点水平位移的 1/3 C． 小球经过D点与落在B点时重力做功的比为1/4 D． 小球经过D点与落在B点时重力做功的比为1/3
• (1)未拉A时，C受到B作用力的大小F； • (2)动摩擦因数的最小值μmin； • (3)A移动的整个过程中，拉力做的功W。
[解析] 本题考查物体的平衡、摩擦力、功及动能定理。 解：(1)C 受力平衡 2Fcos30° ＝mg 3 解得 F＝ mg 3
3 (2)C 恰好降到地面时，B 受 C 压力的水平分力最大 Fxmax＝ mg 2 B 受地面的摩擦力 f＝μmg 3 根据题意 fmin＝Fxmax，解得 μmin＝ 2 (3)C 下降的高度 h＝( 3－1)R A 的位移 x＝2( 3－1)R 摩擦力做功的大小 Wf＝fx＝2( 3－1)μmgR 根据动能定理 W－Wf＋mgh＝0－0 解得 W＝(2μ－1)( 3－1)mgR
2．(2017· 全国卷Ⅲ，16)如图，一质量为 m，长度为 l 的均匀柔软细绳 PQ 竖 直悬挂。用外力将绳的下端 Q 缓慢地竖直向上拉起至 M 点，M 点与绳的上端 P 1 相距 l。 重力加速度大小为 g。 在此过程中， 外力做的功为 导学号 86084094 ( A ) 3
1 A． mgl 9 1 C． mgl 3 1 B． mgl 6 1 D． mgl 2
3．总功的计算 (1)先求物体所受的合外力，再求合外力所做的功 (2)先求每个力做的功，再求各力做功的代数和 (3)利用动能定理，合力功等于动能的变化 4．功率 W (1)平均功率：P＝ t ＝F v cosα (2)瞬时功率：P＝Fvcosα(α 为 F 与 v 的夹角)
安徽省江淮十校第三次联考) 如图所示，A、B、C 是 典例1 (多选)(2017· 水平面上同一直线上的三点，其中 AB＝BC，在 A 点正上方的 O 点以初速度 v0 水平抛出一小球，刚好落在 B 点，小球运动的轨迹与 OC 的连线交与 D 点，不 计空气阻力，重力加速度为 g，则下列说法正确的是 导学号 86084097 ( AC )
专题整合突破
专题二
能量与动量
要点解读
备考对策
1.正确判断是否做功、是做正功还是负 1.功、功率、动能定理及动量定理部分： 功，掌握各种力做功的特点及计算方 考查与功、功率相关的分析和计算及 法，区别瞬时功率和平均功率。能熟 动能定理、动量定理的综合应用，题 练运用动能定理及动量定理解决综合 型为选择题或与牛顿运动定律相结合 问题，注意和图象有关的题型。 的计算题。 2.加强综合运用功能关系、机械能守恒 2.功能关系和动量、能量守恒部分：以 定律、能量守恒定律及动量守恒定律 直线运动、平抛和圆周运动为情景， 解决多运动过程问题的训练，提高运 考查运动过程中的受力分析、运动分 用动能定理、动量定理和能量守恒定 析、能量转化及功能关系问题，以及 律解决带电粒子在电场、磁场中的运 带电粒子在电场、磁场中的能量问题， 动问题的能力，关注以竞技体育或近 以计算题形式命题为主。 现代科技为背景命制的题目。
• [解析] 本题考查竖直面内的圆周运动与做功问题。由于 大圆环是光滑的，因此小环下滑的过程中，大圆环对小环 的作用力方向始终与速度方向垂直，因此作用力不做功， A项正确，B项错误；小环刚下滑时，大圆环对小环的作 用力背离大圆环的圆心，滑到大圆环圆心以下的位置时， 大圆环对小环的作用力指向大圆环的圆心，C、D项错误。
热点聚焦
•热点一 功和功率的计算
• 1．恒力做功的公式 • W＝Flcosα(通过F与l间的夹角α，判断F是否做功及做功的 正、负) • 2．变力做功的计算 • (1)用动能定理W＝ΔEk或功能关系W＝ΔE计算 • (2)变力做功的功率一定时，用功率和时间计算：W＝Pt • (3)将变力做功转化为恒力做功
[解析]
2 本题考查重心的确定、动能定理。QM 段绳的质量为 m′＝ m，未 3
1 拉起时，QM 段绳的重心在 QM 中点处，与 M 点距离为 l，绳的下端 Q 拉到 M 3 1 1 1 点时，QM 段绳的重心与 M 点距离为 l，此过程重力做功 WG＝－m′g( l－ l) 6 3 6 1 ＝ mgl，对绳的下端 Q 拉到 M 点的过程，应用动能定理，可知外力做功 W＝－ 9 1 WG＝ mgl，可知 A 项正确，BCD 项错误。 9
3．(2017· 江苏，3)一小物块沿斜面向上滑动，然后滑回到原处。物块初动能 为 Ek0，与斜面间的动摩擦因数不变，则该过程中，物块的动能 Ek 与位移 x 关系 的图线是 导学号 86084095 ( C )
• [解析] 本题通过图象考查功能关系。设物块与斜面间的 动摩擦因数为μ，物块的质量为m，则物块在上滑过程中根 据功能关系有－(mgsinθ＋μmgcosθ)x＝Ek－Ek0，即Ek＝Ek0 －(mgsinθ＋μmgcosθ)x，物块沿斜面下滑的过程中有 (mgsinθ－μmgcosθ)(x0－x)＝Ek，由此可以判断C项正确。
第 5讲
功
功率
动能定理
1 2
3 4
微 高 热 复
网 考 点 习
构 真 聚 练
建 题 焦 案
微网构建
高考真题
1．(2017· 全国卷Ⅱ，14)如图，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 导学号 86084093 ( A ) 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
4．(2017· 江苏，14)如图所示，两个半圆柱 A、B 紧靠着静置于水平地面上， m 其上有一光滑圆柱 C，三者半径均为 R。C 的质量为 m，A、B 的质量都为 ，与 2 地面间的动摩擦因数均为 μ。现用水平向右的力拉 A，使 A 缓慢移动，直至 C 恰 好降到地面。整个过程中 B 保持静止。设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加 速度为 g。求： 导学号 86084096
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A． 小球经过D点的水平位移是落到B点水平位移的1/2 B． 小球经过D点的水平位移是落到B点水平位移的 1/3 C． 小球经过D点与落在B点时重力做功的比为1/4 D． 小球经过D点与落在B点时重力做功的比为1/3
• (1)未拉A时，C受到B作用力的大小F； • (2)动摩擦因数的最小值μmin； • (3)A移动的整个过程中，拉力做的功W。
[解析] 本题考查物体的平衡、摩擦力、功及动能定理。 解：(1)C 受力平衡 2Fcos30° ＝mg 3 解得 F＝ mg 3
3 (2)C 恰好降到地面时，B 受 C 压力的水平分力最大 Fxmax＝ mg 2 B 受地面的摩擦力 f＝μmg 3 根据题意 fmin＝Fxmax，解得 μmin＝ 2 (3)C 下降的高度 h＝( 3－1)R A 的位移 x＝2( 3－1)R 摩擦力做功的大小 Wf＝fx＝2( 3－1)μmgR 根据动能定理 W－Wf＋mgh＝0－0 解得 W＝(2μ－1)( 3－1)mgR
2．(2017· 全国卷Ⅲ，16)如图，一质量为 m，长度为 l 的均匀柔软细绳 PQ 竖 直悬挂。用外力将绳的下端 Q 缓慢地竖直向上拉起至 M 点，M 点与绳的上端 P 1 相距 l。 重力加速度大小为 g。 在此过程中， 外力做的功为 导学号 86084094 ( A ) 3
1 A． mgl 9 1 C． mgl 3 1 B． mgl 6 1 D． mgl 2
3．总功的计算 (1)先求物体所受的合外力，再求合外力所做的功 (2)先求每个力做的功，再求各力做功的代数和 (3)利用动能定理，合力功等于动能的变化 4．功率 W (1)平均功率：P＝ t ＝F v cosα (2)瞬时功率：P＝Fvcosα(α 为 F 与 v 的夹角)
安徽省江淮十校第三次联考) 如图所示，A、B、C 是 典例1 (多选)(2017· 水平面上同一直线上的三点，其中 AB＝BC，在 A 点正上方的 O 点以初速度 v0 水平抛出一小球，刚好落在 B 点，小球运动的轨迹与 OC 的连线交与 D 点，不 计空气阻力，重力加速度为 g，则下列说法正确的是 导学号 86084097 ( AC )
专题整合突破
专题二
能量与动量
要点解读
备考对策
1.正确判断是否做功、是做正功还是负 1.功、功率、动能定理及动量定理部分： 功，掌握各种力做功的特点及计算方 考查与功、功率相关的分析和计算及 法，区别瞬时功率和平均功率。能熟 动能定理、动量定理的综合应用，题 练运用动能定理及动量定理解决综合 型为选择题或与牛顿运动定律相结合 问题，注意和图象有关的题型。 的计算题。 2.加强综合运用功能关系、机械能守恒 2.功能关系和动量、能量守恒部分：以 定律、能量守恒定律及动量守恒定律 直线运动、平抛和圆周运动为情景， 解决多运动过程问题的训练，提高运 考查运动过程中的受力分析、运动分 用动能定理、动量定理和能量守恒定 析、能量转化及功能关系问题，以及 律解决带电粒子在电场、磁场中的运 带电粒子在电场、磁场中的能量问题， 动问题的能力，关注以竞技体育或近 以计算题形式命题为主。 现代科技为背景命制的题目。
• [解析] 本题考查竖直面内的圆周运动与做功问题。由于 大圆环是光滑的，因此小环下滑的过程中，大圆环对小环 的作用力方向始终与速度方向垂直，因此作用力不做功， A项正确，B项错误；小环刚下滑时，大圆环对小环的作 用力背离大圆环的圆心，滑到大圆环圆心以下的位置时， 大圆环对小环的作用力指向大圆环的圆心，C、D项错误。
热点聚焦
•热点一 功和功率的计算
• 1．恒力做功的公式 • W＝Flcosα(通过F与l间的夹角α，判断F是否做功及做功的 正、负) • 2．变力做功的计算 • (1)用动能定理W＝ΔEk或功能关系W＝ΔE计算 • (2)变力做功的功率一定时，用功率和时间计算：W＝Pt • (3)将变力做功转化为恒力做功
[解析]
2 本题考查重心的确定、动能定理。QM 段绳的质量为 m′＝ m，未 3
1 拉起时，QM 段绳的重心在 QM 中点处，与 M 点距离为 l，绳的下端 Q 拉到 M 3 1 1 1 点时，QM 段绳的重心与 M 点距离为 l，此过程重力做功 WG＝－m′g( l－ l) 6 3 6 1 ＝ mgl，对绳的下端 Q 拉到 M 点的过程，应用动能定理，可知外力做功 W＝－ 9 1 WG＝ mgl，可知 A 项正确，BCD 项错误。 9
3．(2017· 江苏，3)一小物块沿斜面向上滑动，然后滑回到原处。物块初动能 为 Ek0，与斜面间的动摩擦因数不变，则该过程中，物块的动能 Ek 与位移 x 关系 的图线是 导学号 86084095 ( C )
• [解析] 本题通过图象考查功能关系。设物块与斜面间的 动摩擦因数为μ，物块的质量为m，则物块在上滑过程中根 据功能关系有－(mgsinθ＋μmgcosθ)x＝Ek－Ek0，即Ek＝Ek0 －(mgsinθ＋μmgcosθ)x，物块沿斜面下滑的过程中有 (mgsinθ－μmgcosθ)(x0－x)＝Ek，由此可以判断C项正确。
第 5讲
功
功率
动能定理
1 2
3 4
微 高 热 复
网 考 点 习
构 真 聚 练
建 题 焦 案
微网构建
高考真题
1．(2017· 全国卷Ⅱ，14)如图，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 导学号 86084093 ( A ) 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