高考物理大二輪總復(fù)習(xí)與增分策略 專題七 功 功率與動能定理

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專題七 功 功率與動能定理考綱解讀章內(nèi)容考試要求說明必考加試機(jī)械能守恒定律追尋守恒量能量b1.不要求用功的定義式計(jì)算變力的功2.不要求用功率、力和速度的關(guān)系式解決力與速度不在一條直線上的問題3.不要求結(jié)合力和運(yùn)動關(guān)系定量求解機(jī)車以恒定功率啟動和勻加速啟動的問題4.不要求用平均力計(jì)算變力做功和利用Fl圖象求變力做功5.不要求用動能定理解決物體系的問題功c功率cc動能和動能定理dd一、功1.做功的兩個(gè)要素(1)作用在物體上的力.(2)物體在力的方向上發(fā)生的位移.2.功的物理意義功是能量轉(zhuǎn)化的量度.3.公式WFlcos_(1)是力與位移方向之間的夾角，l為物體對地的位移.(2)該公式只適用于恒力做功.4.功的正負(fù)(1)當(dāng)00，力對物體做正功.(2)當(dāng)時(shí)，WWBB.WAWBC.WAWBD.無法確定答案B解析設(shè)斜面AD、斜面BD與水平面CD所成夾角分別為、，根據(jù)功的公式，得WAmgcos lADmglCD，WBmgcos lBDmglCD，所以選B.4.(2015浙江省學(xué)業(yè)水平測試)如圖2所示，匈牙利大力士希恩考若爾特曾用牙齒拉動50 t的A320客機(jī).他把一條繩索的一端系在飛機(jī)下方的前輪處，另一端用牙齒緊緊咬住，在52 s的時(shí)間內(nèi)將客機(jī)拉動了約40 m.假設(shè)大力士牙齒的拉力約為5103 N，繩子與水平方向的夾角約為30，則飛機(jī)在被拉動的過程中()圖2A.重力做功約為2.0107 JB.拉力做功約為1.7105 JC.克服阻力做功約為1.5105 JD.合外力做功約為2.0105 J答案B解析飛機(jī)在水平面上移動，因此重力不做功，A項(xiàng)錯(cuò).根據(jù)做功公式WFlcos ，則W510340 J1.7105 J，所以B項(xiàng)對.在拉動飛機(jī)的過程中，由于不知道飛機(jī)是什么運(yùn)動，無法得知阻力大小，所以阻力做功無法求解，C項(xiàng)錯(cuò).整個(gè)過程中阻力做功無法求解，也不知道動能變化量，所以合外力做功無法求解，D項(xiàng)錯(cuò).5.(2016平湖市聯(lián)考)一個(gè)質(zhì)量為0.3 kg的彈性小球，在光滑水平面上以6 m/s的速度垂直撞到墻上，碰撞后小球沿相反方向運(yùn)動，反彈后的速度大小與碰撞前相同，則碰撞前后小球速度變化量的大小v和碰撞過程中小球的動能變化量Ek為()A.v0 B.v12 m/sC.Ek1.8 J D.Ek10.8 J答案B解析取初速度方向?yàn)檎较?，則v(66) m/s12 m/s，由于速度大小沒變，動能不變，故動能變化量為0，故只有選項(xiàng)B正確.6.某汽車以額定功率在水平路面上行駛，空載時(shí)的最大速度為v1，裝滿貨物后的最大速度為v2，已知汽車空載時(shí)質(zhì)量為m0，汽車所受的阻力跟車重成正比，則汽車后來所裝貨物的質(zhì)量是()A.m0 B.m0C.m0 D.m0答案A解析當(dāng)汽車空載時(shí)，有：PFf1v1km0gv1，當(dāng)汽車裝滿貨物后，有：PFf2v2k(m0m)gv2聯(lián)立兩式解得：mm0.故A正確，B、C、D錯(cuò)誤. 7.質(zhì)量為m的汽車，以恒定的功率P從靜止開始在平直路面上行駛一段距離s后達(dá)到最大速度vm，經(jīng)歷時(shí)間為t.若行駛中阻力Ff恒定，則以下關(guān)系式正確的是()A.vm B.PFfvmC.Ptmv D.PtFfs答案B解析根據(jù)PFv，F(xiàn)Ffma，若保持功率P不變，可知汽車做加速度減小的加速運(yùn)動，達(dá)到最大速度vm后，做勻速運(yùn)動，所以A錯(cuò)誤；勻速運(yùn)動時(shí)，F(xiàn)Ff，所以PFfvm，故B正確；對加速過程，根據(jù)動能定理可知：PtFfsmv0，所以C、D錯(cuò)誤.8.(2015海南4)如圖3所示，一半徑為R的半圓形軌道豎直固定放置，軌道兩端等高；質(zhì)量為m的質(zhì)點(diǎn)自軌道端點(diǎn)P由靜止開始滑下，滑到最低點(diǎn)Q時(shí)，對軌道的正壓力為2mg，重力加速度大小為g.質(zhì)點(diǎn)自P滑到Q的過程中，克服摩擦力所做的功為()圖3A.mgR B.mgRC.mgR D.mgR答案C解析在Q點(diǎn)，F(xiàn)Nmg，所以v；由P到Q根據(jù)動能定理得mgRWfmv2，解得WfmgR，故C正確.9.(2016余姚市聯(lián)考)在平直的公路上，汽車由靜止開始做勻加速運(yùn)動，當(dāng)速度達(dá)到vmax后，立即關(guān)閉發(fā)動機(jī)直至靜止，其vt圖象如圖4所示.設(shè)汽車的牽引力為F，摩擦力為Ff，全程中牽引力做功為W1，克服摩擦力做功為W2，則()圖4A.FFf13 B.W1W211C.FFf31 D.W1W213答案B解析對汽車運(yùn)動的全過程應(yīng)用動能定理，有W1W20，得W1W211，由圖象知牽引力與阻力的作用距離之比為x1x214，由W1Fx1，W2Ffx2，知FFf41.10.如圖5所示，斜槽軌道下端與一個(gè)半徑為0.4 m的圓形軌道平滑連接.一個(gè)質(zhì)量為0.1 kg的物體從高為H2 m的A點(diǎn)由靜止開始滑下，運(yùn)動到圓形軌道的最高點(diǎn)C處時(shí)，對軌道的壓力等于物體的重力.求物體從A點(diǎn)運(yùn)動到C點(diǎn)的過程中克服摩擦力所做的功.(g取10 m/s2)圖5答案0.8 J解析物體運(yùn)動到C點(diǎn)時(shí)受到重力和軌道對它的彈力，由牛頓第二定律可知FNmg，又FNmg，聯(lián)立兩式解得vC2 m/s，在物體從A點(diǎn)運(yùn)動到C點(diǎn)的過程中，由動能定理有mg(H2r)Wfmv0，代入數(shù)據(jù)解得Wf0.8 J.11.(2016金華十校聯(lián)考)如圖6甲所示，在傾角為30的足夠長的光滑斜面AB的A處連接一粗糙水平面OA，OA長為4 m.有一質(zhì)量為m的滑塊，從O處由靜止開始受一水平向右的力F作用.F只在水平面上按圖乙所示的規(guī)律變化.滑塊與OA間的動摩擦因數(shù)0.25，g取10 m/s2，試求：圖6(1)滑塊運(yùn)動到A處的速度大??；(2)不計(jì)滑塊在A處的速率變化，滑塊沖上斜面AB的長度是多少？答案(1)5 m/s(2)5 m解析(1)由題圖乙知，在前2 m內(nèi)，F(xiàn)12mg做正功，在第3 m內(nèi)，F(xiàn)20.5mg，做負(fù)功，在第4 m內(nèi)，F(xiàn)30，滑動摩擦力Ffmg0.25mg，始終做負(fù)功，對于滑塊在OA上運(yùn)動的全過程，由動能定理得F1x1F2x2Ffxmv0即2mg20.5mg10.25mg4m v解得vA5 m/s(2)對于滑塊沖上斜面的過程，由動能定理得mgLsin 300mv解得L5 m所以滑塊沖上斜面AB的長度L5 m.12.如圖7所示裝置由AB、BC、CD三段軌道組成，軌道交接處均由很小的圓弧平滑連接，其中軌道AB、CD段是光滑的，水平軌道BC的長度x5 m，軌道CD足夠長且傾角37，A、D兩點(diǎn)離軌道BC的高度分別為h14.30 m、h21.35 m.現(xiàn)讓質(zhì)量為m的小滑塊自A點(diǎn)由靜止釋放.已知小滑塊與軌道BC間的動摩擦因數(shù)0.5，重力加速度g取10 m/s2，sin 370.6，cos 370.8.求：圖7(1)小滑塊第一次到達(dá)D點(diǎn)時(shí)的速度大??；(2)小滑塊第一次與第二次通過C點(diǎn)的時(shí)間間隔；(3)小滑塊最終停止的位置距B點(diǎn)的距離.答案(1)3 m/s(2)2 s(3)1.4 m解析(1)小滑塊從ABCD過程中，由動能定理得：mg(h1h2)mgxmv0將h1、h2、x、g代入得vD3 m/s(2)小滑塊從ABC過程中，由動能定理得mgh1mgxmv0將h1、x、g代入得vC6 m/s小滑塊沿CD段上滑的加速度大小agsin 6 m/s2小滑塊沿CD段上滑到最高點(diǎn)的時(shí)間t11 s由對稱性可知小滑塊從最高點(diǎn)滑回C點(diǎn)的時(shí)間t2t11 s小滑動第一次與第二次通過C點(diǎn)的時(shí)間間隔tt1t22 s(3)對小滑塊運(yùn)動全過程應(yīng)用動能定理，設(shè)小滑塊在水平軌道上運(yùn)動的總路程為x總有：mgh1mgx總將h1、代入得x總8.6 m，故小滑塊最終停止的位置距B點(diǎn)的距離為2xx總1.4 m