2018年高考物理一輪復習精講深剖（打包29套）.zip

2018年高考物理一輪復習精講深剖（打包29套）.zip,2018,年高,物理,一輪,復習,精講深剖,打包,29 專題6.1 功和功率、動能定理（一）真題速遞1（2017海南，6）將一小球豎直向上拋出，小球在運動過程中所受到的空氣阻力不可忽略。a為小球運動軌跡上的一點，小球上升和下降經(jīng)過a點時的動能分別為Ek1和Ek2。從拋出開始到小球第一次經(jīng)過a點時重力所做的功為W1，從拋出開始到小球第二次經(jīng)過a點時重力所做的功為W2。下列選項正確的是AEk1=Ek2，W1=W2 BEk1Ek2，W1=W2CEk1Ek2，W1Ek2，W1W2【答案】B【點評】解決本題的關(guān)鍵知道重力做功與路徑無關(guān)，與首末位置的高度差有關(guān)，以及掌握動能定理，知道兩次經(jīng)過a點的過程中重力不做功，阻力做負功2(2016全國卷甲T21)如圖所示，小球套在光滑的豎直桿上，輕彈簧一端固定于O點，另一端與小球相連現(xiàn)將小球從M點由靜止釋放，它在下降的過程中經(jīng)過了N點已知在M、N兩點處，彈簧對小球的彈力大小相等，且ONMOMN.在小球從M點運動到N點的過程中()A彈力對小球先做正功后做負功B有兩個時刻小球的加速度等于重力加速度C彈簧長度最短時，彈力對小球做功的功率為零D小球到達N點時的動能等于其在M、N兩點的重力勢能差【答案】BCD【解析】在M、N兩點處，彈簧對小球的彈力大小相等，且ONMOMN4WF1，Wf22Wf1BWF24WF1，Wf22Wf1CWF24WF1，Wf22Wf1DWF24WF1，Wf2mgR，質(zhì)點不能到達Q點CWmgR，質(zhì)點到達Q點后，繼續(xù)上升一段距離DW4WF1，Wf22Wf1BWF24WF1，Wf22Wf1CWF24WF1，Wf22Wf1DWF24WF1，Wf22Wf1關(guān)鍵詞 物體從靜止開始經(jīng)過同樣的時間【答案】C判斷力是否做功及做正、負功的方法1看力F的方向與位移l的方向間的夾角常用于恒力做功的情形2看力F的方向與速度v的方向間的夾角常用于曲線運動的情形3根據(jù)動能的變化：動能定理描述了合外力做功與動能變化的關(guān)系，即W合Ek，當動能增加時合外力做正功；當動能減少時合外力做負功階梯練習1.如圖3所示，質(zhì)量為m的物體置于傾角為的斜面上，物體與斜面間的動摩擦因數(shù)為，在外力作用下，斜面以加速度a沿水平方向向左做勻加速運動，運動中物體m與斜面體相對靜止則關(guān)于斜面對m的支持力和摩擦力的下列說法中錯誤的是()圖3A支持力一定做正功B摩擦力一定做正功C摩擦力可能不做功D摩擦力可能做負功【答案】B2以一定的初速度豎直向上拋出一個小球，小球上升的最大高度為h，空氣阻力的大小恒為F，則從拋出到落回到拋出點的過程中，空氣阻力對小球做的功為()A0 BFhCFh D2Fh【答案】D【解析】阻力與小球速度方向始終相反，故阻力一直做負功，WFh(Fh)2Fh，D選項正確考向二功率的理解和計算1平均功率與瞬時功率(1)平均功率的計算方法利用.利用Fcos ，其中為物體運動的平均速度(2)瞬時功率的計算方法利用公式PFvcos ，其中v為t時刻的瞬時速度PFvF，其中vF為物體的速度v在力F方向上的分速度PFvv，其中Fv為物體受到的外力F在速度v方向上的分力2機車的兩種啟動模型啟動方式恒定功率啟動恒定加速度啟動Pt圖和vt圖3.機車啟動問題常用的三個公式(1)牛頓第二定律：FFfma.(2)功率公式：PFv.(3)速度公式：vat.說明：F為牽引力，F(xiàn)f為機車所受恒定阻力【例2】在檢測某種汽車性能的實驗中，質(zhì)量為3103 kg的汽車由靜止開始沿平直公路行駛，達到的最大速度為40 m/s，利用傳感器測得此過程中不同時刻該汽車的牽引力F與對應速度v，并描繪出如圖4所示的F圖象(圖線ABC為汽車由靜止到達到最大速度的全過程，AB、BO均為直線)假設(shè)該汽車行駛中所受的阻力恒定，根據(jù)圖線ABC：圖4(1)求該汽車的額定功率；(2)該汽車由靜止開始運動，經(jīng)過35 s達到最大速度40 m/s，求其在BC段的位移關(guān)鍵詞最大速度在圖象中對應的力；AB、BO均為直線【答案】(1)8104 W(2)75 m汽車由A到B做勻加速運動的加速度為a2 m/s2總結(jié)提高1求解功率時應注意的“三個”問題(1)首先要明確所求功率是平均功率還是瞬時功率；(2)平均功率與一段時間(或過程)相對應，計算時應明確是哪個力在哪段時間(或過程)內(nèi)做功的平均功率；(3)瞬時功率計算時應明確是哪個力在哪個時刻(或狀態(tài))的功率2機車啟動中的功率問題(1)無論哪種啟動過程，機車的最大速度都等于其勻速運動時的速度，即vm(式中Fmin為最小牽引力，其值等于阻力F阻)(2)機車以恒定加速度啟動的運動過程中，勻加速過程結(jié)束時，功率最大，但速度不是最大，vvm.階梯練習3.一汽車在平直公路上行駛從某時刻開始計時，發(fā)動機的功率P隨時間t的變化如圖5所示假定汽車所受阻力的大小Ff恒定不變下列描述該汽車的速度v隨時間t變化的圖線中，可能正確的是()圖5【答案】A4一起重機的鋼繩由靜止開始勻加速提起質(zhì)量為m的重物，當重物的速度為v1時，起重機的功率達到最大值P，以后起重機保持該功率不變，繼續(xù)提升重物，直到以最大速度v2勻速上升，重物上升的高度為h，則整個過程中，下列說法正確的是()A鋼繩的最大拉力為B鋼繩的最大拉力為mgC重物勻加速的末速度為D重物勻加速運動的加速度為g【答案】D【解析】加速過程重物處于超重狀態(tài)，鋼繩拉力較大，勻速運動階段鋼繩的拉力為，故A錯誤；加速過程重物處于超重狀態(tài)，鋼繩拉力大于重力，故B錯誤；重物勻加速運動的末速度不是運動的最大速度，此時鋼繩對重物的拉力大于其重力，故其速度小于，故C錯誤；重物勻加速運動的末速度為v1，此時的拉力為F，由牛頓第二定律得：ag，故D正確考向三動能定理及其應用1動能定理(1)三種表述文字表述：所有外力對物體做的總功等于物體動能的增加量；數(shù)學表述：W合mv2mv或W合EkEk0；圖象表述：如圖6所示，Ekl圖象中的斜率表示合外力圖6(2)適用范圍既適用于直線運動，也適用于曲線運動；既適用于恒力做功，也適用于變力做功；力可以是各種性質(zhì)的力，既可同時作用，也可分階段作用2解題的基本思路(1)選取研究對象，明確它的運動過程；(2)分析受力情況和各力的做功情況；(3)明確研究對象在過程的初末狀態(tài)的動能Ek1和Ek2；(4)列動能定理的方程W合Ek2Ek1及其他必要的解題方程，進行求解【例3】我國將于2022年舉辦冬奧會，跳臺滑雪是其中最具觀賞性的項目之一如圖7所示，質(zhì)量m60 kg的運動員從長直助滑道AB的A處由靜止開始以加速度a3.6 m/s2勻加速滑下，到達助滑道末端B時速度vB24 m/s，A與B的豎直高度差H48 m，為了改變運動員的運動方向，在助滑道與起跳臺之間用一段彎曲滑道銜接，其中最低點C處附近是一段以O(shè)為圓心的圓弧助滑道末端B與滑道最低點C的高度差h5 m，運動員在B、C間運動時阻力做功W1 530 J，取g10 m/s2.圖7(1)求運動員在AB段下滑時受到阻力Ff的大小；(2)若運動員能夠承受的最大壓力為其所受重力的6倍，則C點所在圓弧的半徑R至少應為多大【答案】(1)144 N(2)12.5 mFNmgm由題意和牛頓第三定律知FN6mg聯(lián)立式，代入數(shù)據(jù)解得R12.5 m.階梯練習5(多選)(2015浙江理綜18)我國科學家正在研制航母艦載機使用的電磁彈射器艦載機總質(zhì)量為3.0104 kg，設(shè)起飛過程中發(fā)動機的推力恒為1.0105 N；彈射器有效作用長度為100 m，推力恒定要求艦載機在水平彈射結(jié)束時速度大小達到80 m/s.彈射過程中艦載機所受總推力為彈射器和發(fā)動機推力之和，假設(shè)所受阻力為總推力的20%，則()A彈射器的推力大小為1.1106 NB彈射器對艦載機所做的功為1.1108 JC彈射器對艦載機做功的平均功率為8.8107 WD艦載機在彈射過程中的加速度大小為32 m/s2【答案】ABD【解析】設(shè)總推力為F，位移x100 m，阻力F阻20%F，對艦載機加速過程由動能定理得Fx20%Fxmv2，解得F1.2106 N，彈射器推力F彈FF發(fā)1.2106 N1.0105 N1.1106 N，A正確；彈射器對艦載機所做的功為WF彈x1.1106100 J1.1108 J，B正確；彈射器對艦載機做功的平均功率F彈4.4107 W，C錯誤；根據(jù)運動學公式v22ax，得a32 m/s2，D正確6(多選)(2016浙江理綜18)如圖8所示為一滑草場某條滑道由上下兩段高均為h，與水平面傾角分別為45和37的滑道組成，滑草車與草地之間的動摩擦因數(shù)為.質(zhì)量為m的載人滑草車從坡頂由靜止開始自由下滑，經(jīng)過上、下兩段滑道后，最后恰好靜止于滑道的底端(不計滑草車在兩段滑道交接處的能量損失，sin370.6，cos 370.8)則()圖8A動摩擦因數(shù)B載人滑草車最大速度為 C載人滑草車克服摩擦力做功為mghD載人滑草車在下段滑道上的加速度大小為g【答案】AB【解析】對滑草車從坡頂由靜止滑下，到底端靜止的全過程，得mg2hmgcos 45mgcos 370，解得，選項A正確；對經(jīng)過上段滑道過程，根據(jù)動能定理得，mghmgcos 45mv2，解得v ，選項B正確；載人滑草車克服摩擦力做功為2mgh，選項C錯誤；載人滑草車在下段滑道上的加速度大小為ag，選項D錯誤7如圖9所示，用跨過光滑定滑輪的纜繩將海面上一艘失去動力的小船沿直線拖向岸邊已知拖動纜繩的電動機功率恒為P，小船的質(zhì)量為m，小船受到的阻力大小恒為Ff，經(jīng)過A點時的速度大小為v0，小船從A點沿直線加速運動到B點經(jīng)歷時間為t1，A、B兩點間距離為d，纜繩質(zhì)量忽略不計求：圖9(1)小船從A點運動到B點的全過程克服阻力做的功Wf；(2)小船經(jīng)過B點時的速度大小v1；(3)小船經(jīng)過B點時的加速度大小a.【答案】(1)Ffd(2) (3)則PFvvv1cos 由牛頓第二定律有Fcos Ffma由式解得a.求解變力做功的五種方法一、用動能定理求變力做功動能定理既適用于直線運動，也適用于曲線運動，既適用于求恒力做功，也適用于求變力做功，因為使用動能定理可由動能的變化來求功，所以動能定理是求變力做功的首選【例4】如圖10所示，質(zhì)量為m的小球用長L的細線懸掛而靜止在豎直位置現(xiàn)用水平拉力F將小球緩慢拉到細線與豎直方向成角的位置在此過程中，拉力F做的功為()圖10AFLcosBFLsin CFL(1cos ) DmgL(1cos )【答案】D【解析】在小球緩慢上升過程中，拉力F為變力，此變力F的功可用動能定理求解由WFmgL(1cos )0得WFmgL(1cos )，故D正確二、利用微元法求變力做功將物體的位移分割成許多小段，因小段很小，每一小段上作用在物體上的力可以視為恒力，這樣就將變力做功轉(zhuǎn)化為在無數(shù)個無窮小的位移上的恒力所做功的代數(shù)和，此法在中學階段常應用于求解大小不變、方向改變的變力做功問題【例5】如圖11所示，在一半徑為R6 m的圓弧形橋面的底端A，某人把一質(zhì)量為m8 kg的物塊(可看成質(zhì)點)用大小始終為F75 N的拉力從底端緩慢拉到橋面頂端B(圓弧AB在一豎直平面內(nèi))，拉力的方向始終與物塊在該點的切線成37角，整個圓弧橋面所對的圓心角為120，g取10 m/s2，sin 370.6，cos 370.8.求這一過程中：圖11(1)拉力F做的功；(2)橋面對物塊的摩擦力做的功【答案】(1)376.8 J(2)136.8 J三、化變力為恒力求變力做功變力做功直接求解時，通常都比較復雜，但若通過轉(zhuǎn)換研究對象，有時可化為恒力做功，可以用WFlcos 求解，此法常常應用于輕繩通過定滑輪拉物體的問題中四、用平均力求變力做功在求解變力做功時，若物體受到的力的方向不變，而大小隨位移是成線性變化的，即為均勻變化，則可以認為物體受到一大小為的恒力作用，F(xiàn)1、F2分別為物體初、末狀態(tài)所受到的力，然后用公式Wlcos 求此力所做的功五、用Fx圖象求變力做功在Fx圖象中，圖線與x軸所圍“面積”的代數(shù)和就表示力F在這段位移所做的功，且位于x軸上方的“面積”為正，位于x軸下方的“面積”為負，但此方法只適用于便于求圖線所圍面積的情況(如三角形、矩形、圓等規(guī)則的幾何圖)【例6】輕質(zhì)彈簧右端固定在墻上，左端與一質(zhì)量m0.5 kg的物塊相連，如圖12甲所示，彈簧處于原長狀態(tài)，物塊靜止且與水平面間的動摩擦因數(shù)0.2.以物塊所在處為原點，水平向右為正方向建立x軸，現(xiàn)對物塊施加水平向右的外力F，F(xiàn)隨x軸坐標變化的情況如圖乙所示，物塊運動至x0.4 m處時速度為零，則此時彈簧的彈性勢能為(g10 m/s2)()圖12A3.1 J B3.5 JC1.8 J D2.0 J【答案】A【解析】物塊與水平面間的摩擦力為Ffmg1 N現(xiàn)對物塊施加水平向右的外力F，由Fx圖象面積表示功可知F做功W3.5 J，克服摩擦力做功WfFfx0.4 J由功能關(guān)系可知，WWfEp，此時彈簧的彈性勢能為Ep3.1 J，選項A正確（四）知識還原第1講功功率動能定理基礎(chǔ)知識一、功1定義：一個物體受到力的作用，如果在力的方向上發(fā)生了一段位移，就說這個力對物體做了功2必要因素：力和物體在力的方向上發(fā)生的位移3物理意義：功是能量轉(zhuǎn)化的量度4計算公式(1)恒力F的方向與位移l的方向一致時：WFl.(2)恒力F的方向與位移l的方向成某一夾角時：WFlcos_.5功的正負(1)當00，力對物體做正功(2)當時，W0，力對物體做負功，或者說物體克服這個力做了功(3)當時，W0，力對物體不做功6一對作用力與反作用力的功做功情形圖例備注都做正功(1)一對相互作用力做的總功與參考系無關(guān)(2)一對相互作用力做的總功WFlcos .l是相對位移，是F與l間的方向夾角(3)一對相互作用力做的總功可正、可負，也可為零都做負功一正一負一為零一為正一為負7.一對平衡力的功一對平衡力作用在同一個物體上，若物體靜止，則兩個力都不做功；若物體運動，則這一對力所做的功一定是數(shù)值相等，一正一負或均為零二、功率1定義：功與完成這些功所用時間的比值2物理意義：描述力對物體做功的快慢3公式(1)P，P為時間t內(nèi)物體做功的快慢(2)PFvv為平均速度，則P為平均功率v為瞬時速度，則P為瞬時功率當力F和速度v不在同一直線上時，可以將力F分解或者將速度v分解深度思考由公式PFv得到F與v成反比正確嗎？【答案】不正確，在P一定時，F(xiàn)與v成反比三、動能動能定理1動能(1)定義：物體由于運動而具有的能叫動能(2)公式：Ekmv2.(3)矢標性：動能是標量，只有正值(4)狀態(tài)量：動能是狀態(tài)量，因為v是瞬時速度2動能定理(1)內(nèi)容：在一個過程中合外力對物體所做的功，等于物體在這個過程中動能的變化量(2)表達式：WmvmvEk2Ek1.(3)適用條件：既適用于直線運動，也適用于曲線運動既適用于恒力做功，也適用于變力做功力可以是各種性質(zhì)的力，既可以同時作用，也可以分階段作用(4)應用技巧：若整個過程包含了幾個運動性質(zhì)不同的分過程，既可以分段考慮，也可以整個過程考慮深度思考物體的速度改變，動能一定改變嗎？【答案】不一定如勻速圓周運動- 20 -