2021届高考物理一轮复习专题：第5讲功 功率 动能定理 课件优质课件

3．(2018·全国卷Ⅱ，14)如图，某同学用绳子拉动木箱，使它从静止开始沿粗
糙水平路面运动至具有某一速度。木箱获得的动能一定( )
A．小于拉力所做的功
A
B．等于拉力所做的功
C．等于克服摩擦力所做的功
D．大于克服摩擦力所做的功
[解析] A对、B错：由题意知，W拉－W阻＝ΔEk，则W拉＞ΔEk；C、D错：W阻 与ΔEk的大小关系不确定。
典例探究
【典例1】 (2019·广东省深圳市模拟)在水平地面上方某处，把质量相同的P、 Q两小球以相同速率沿竖直方向抛出，P向上，Q向下，不计空气阻力，两球
从抛出到落地的过程中( )
A．P球重力做功较多
D
B．两球重力的平均功率相等
C．落地前瞬间，P球重力的瞬时功率较大
D．落地前瞬间，两球重力的瞬时功率相等
第5讲 功 功率 动能定理
1．(2019·全国卷Ⅲ，17)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Ek随h的变化如图所示。重
力加速度取10 m/s2。该物体的质量为( )
A．2 kg
B．1.5 kg C
C．1 kg D．0.5 kg
[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)：EkB－EkA＝－(mg＋f)h C→D(下落过程)：EkD－EkC＝(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。
2．(2018·全国卷Ⅰ)高铁列车在启动阶段的运动可看作初速度为零的匀加速直
4．(多选)(2018·全国卷Ⅲ，19)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，( )
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。
5．(2019·天津，10)完全由我国自行设计、建造的国产新型航空母舰已完成多 次海试，并取得成功。航母上的舰载机采用滑跃式起飞，故甲板是由水平甲 板和上翘甲板两部分构成，如图1所示。为了便于研究舰载机的起飞过程，假
设上翘甲板BC是与水平甲板AB相切的一段圆弧，示意如图2，AB长L1＝150 m， BC水平投影L2＝63 m，图中C点切线方向与水平方向的夹角θ＝ 12°(sin12°≈0.21)。若舰载机从A点由静止开始做匀加速直线运动，经t＝6 s 到达B点进入BC。已知飞行员的质量m＝60 kg，g＝10 m/s2，求：
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
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 (1)平均功率：P＝Wt ＝F v cosα (2)瞬时功率：P＝Fvcosα(α 为 F 与 v 的夹角)
A．矿车上升所用的时间之比为4 5 B．电机的最大牵引力之比为2 1 AC
C．电机输出的最大功率之比为2 1
D．电机所做的功之比为4 5
[解析] A 对：由图线①知，上升总高度 h＝v20·2t0＝v0t0。 由图线②知，加速阶段和减速阶段上升高度和
v0
h1＝
2 2
·(t20＋t20)＝14v0t0
线运动。在启动阶段，列车的动能( )
A．与它所经历的时间成正比
B
B．与它的位移成正比
C．与它的速度成正比
D．与它的动量成正比
[解析] A 错：速度 v＝at，动能 Ek＝12mv2＝12ma2t2，与经历的时间的平方成 正比。B 对：根据 v2＝2ax，动能 Ek＝12mv2＝12m·2ax＝max，与位移成正比。C 错： 动能 Ek＝12mv2，与速度的平方成正比。D 错：动量 p＝mv，动能 Ek＝12mv2＝2pm2 ， 与动量的平方成正比。
(1)舰载机水平运动的过程中，飞行员受到的水平力所做功W； (2)舰载机刚进入BC时，飞行员受到竖直向上的压力FN多大。
[答案](1)7.5×104 J (2)1.1×103 N
[解析] (1)舰载机由静止开始做匀加速直线运动，设其刚进入上翘甲板时的速
度为 v，则有
v2＝Lt1
①
根据动能定理，有
W＝12mv2－0
②
联立①②式，代入数据，得
W＝7.5×104 J
③
(2)设上翘甲板所对应的圆弧半径为 R，根据几何关系，有
L2＝Rsinθ
④
由牛顿第二定பைடு நூலகம்，有
FN－mg＝mvR2
⑤
联立①④⑤式，代入数据，得
FN＝1.1×103 N
⑥
聚焦热点 备考通关
功和功率的计算
核心知识
1．恒力做功的公式
匀速阶段：h－h1＝12v0·t′，解得 t′＝32t0
故第②次提升过程所用时间为t20＋32t0＋t20＝52t0，
两次上升所用时间之比为 2t0 52t0＝4 5。B 错：由于加速阶段加速度相同，
故加速时牵引力相同。C 对：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 t0 时刻，功率 P1＝F·v0 第②次在t20时刻，功率 P2＝F·v20 第②次在匀速阶段 P2′＝F′·v20＝mg·v20<P2 可知，电机的输出最大功率之比 P1 P2＝2 1。D 错：由动能定理知，两个
[解析] 重力做功为 WG＝mgh，由于两球质量相同，下落高度相同，故重力 做功相同，A 错误；两球落地下落时间不同，P 球落地时间长，由平均功率公式 P ＝WtG可得重力的平均功率不相等，B 错误；对两球由动能定理列方程：mgh＝12mv2 －12mv20，可得两球落地时速度大小相等，方向都是竖直向下。由瞬时功率公式 P ＝mgv 可得两球在落地前瞬间，重力的瞬时功率相等，C 错误，D 正确。