专题07 功功率动能定理（原卷版）-2021高考物理必考微专题（力学部分）

专 题 快递公司问题件快递公司问题件货款处理关于圆的周长面积重点题型关于解方程组的题及答案关于南海问题 07功功率动量定理考情 分析 定性数据统计分析pdf销售业绩分析模板建筑结构震害分析销售进度分析表京东商城竞争战略分析 高考命题规律试题呈现考查内容1.功和功率是高考的必考内容，主要从变力做功、瞬时功率和平均功率等方面进行考查．动能定理在直线运动、曲线运动、恒力做功、变力做功等各种情况中都可适用，是高考命题的热点．[来源:学科网]2.在2020年高考中，对动能定理及机车启动模型的考查仍是热点，其考查方式可能会有以下几种：一是在选择题中对动能定理的应用进行简单考查；二是在选择题中结合图像对动能定理进行考查；三是在计算题中的某一过程中对动能定理进行考查；四是在带电粒子在电场中的运动过程中对动能定理进行考查；五是对功和功率的考查有可能结合新能源科技(如电动汽车)进行考查.2020Ⅲ卷25T动能定理2019[来源:学科网ZXXK]Ⅱ卷25T[来源:学,科,网Z,X,X,K]动能定理Ⅲ卷17T动能定理2018Ⅰ卷18T动能定理Ⅱ卷14T动能定理Ⅲ卷19T功、功率Ⅲ卷25T动能定理2017Ⅱ卷14T功Ⅱ卷24T动能定理Ⅲ卷16T功考点1功的理解和正负的判断知识储备：1．做功两因素：力和物体在力的方向上发生的位移。2． 公式 小学单位换算公式大全免费下载公式下载行测公式大全下载excel公式下载逻辑回归公式下载 ：W＝Flcosα。(1)α是力与位移方向之间的夹角，l是物体对地的位移。(2)该公式只适用于恒力做功。3．功的正负的判断方法恒力的功依据力与位移方向的夹角来判断曲线运动中的功依据力与速度方向的夹角α来判断，当0°≤α<90°时，力对物体做正功；当90°<α≤180°时，力对物体做负功；当α＝90°时，力对物体不做功能量变化时的功功是能量转化的量度，若有能量转化，则必有力对物体做功。此法常用于判断两个相联系的物体之间的相互作用力做功的判断【典例1】质量为m的物体静止在倾角为θ的斜面上，斜面沿水平方向向右匀速移动了距离s，如图所示，物体m相对斜面静止．则下列说法不正确的是（　　）A．重力对物体m做正功B．合力对物体m做功为零C．摩擦力对物体m做负功D．支持力对物体m做正功考点2机车的两种启动方式知识储备：1．以恒定功率启动的运动过程分析2．以恒定加速度启动的运动过程分析3．两类启动的图像比较【典例2】一列总质量为m的高铁列车沿直线由静止启动，其输出功率P与速度的关系图像如图所示。当列车速度达到时，输出功率增大到P0且保持不变。已知列车运动过程中受到的阻力恒为f。下列说法正确的是（　　）A．列车先做匀加速直线运动后做匀速直线运动B．列车运动过程中，速度最大值为vm=C．列车运动过程中，牵引力最大值为Fm=+fD．列车匀加速直线运动持续的时间为t0=考点3动能定理的理解和应用知识储备：动能是标量，动能定理表达式是标量式，学生常把动能分解为两个分动能，或在某个方向上应用动能定理而出错。原因是对动能定理理解不透彻，动能的变化等于相应过程中所有力对物体做的总功，因此“某个方向的合力做的功等于该方向上动能的变化”不成立。1．动能(1)定义：物体由于运动而具有的能量叫做动能。(2)公式：Ek＝eq\f(1,2)mv2，单位：焦耳。(3)动能是标量、状态量。2．动能定理(1)内容：力在一个过程中对物体做的功，等于物体在这个过程中动能的变化。(2)表达式：W＝Ek2－Ek1。(3)物理意义：合外力做的功是物体动能变化的量度。3．公式中“＝”体现的三个关系4．应用动能定理的解题步骤【典例3】在平直公路上，汽车由静止开始作匀加速运动，当速度达到vm后立即关闭发动机直到停止，v-t图像如图所示。设汽车的牵引力为F，摩擦力为f，全过程中牵引力做功W1，克服摩擦力做功W2，则（　　）A．F：f=1：3B．F：f=4：1C．W1：W2=1：1D．W1：W2=1：3考点4动能定理与图像的综合知识储备：图像能够更加直观的反应物体的运动情况或者受力情况，因此近几年高考常把动能定理和图像结合起来考查。考生常因为不能从图像中找出关键信息而丢分。1．力学中图像所围“面积”的意义v­t图像由公式x＝vt可知，v­t图线与横坐标围成的面积表示物体的位移a­t图像由公式Δv＝at可知，a­t图线与横坐标围成的面积表示物体速度的变化量F­x图像由公式W＝Fx可知，F­x图线与横坐标围成的面积表示力所做的功P­t图像由公式W＝Pt可知，P­t图线与横坐标围成的面积表示力所做的功2．解决物理图像问题的基本步骤(1)观察题目给出的图像，弄清纵坐标、横坐标所对应的物理量及图线所表示的物理意义。(2)根据物理规律推导出纵坐标与横坐标所对应的物理量间的函数关系式。(3)将推导出的物理量间的函数关系式与数学上与之相对应的 标准 excel标准偏差excel标准偏差函数exl标准差函数国标检验抽样标准表免费下载红头文件格式标准下载 函数关系式相对比，找出图线的斜率、截距、图线的交点、图线与横坐标所围的面积所对应的物理意义，分析解答问题。或者利用函数图线上的特定值代入函数关系式求物理量。【典例4】质量的物体，在水平拉力(拉力方向与物体初速度方向相同)的作用下，沿粗糙水平面运动，经过位移时，拉力停止作用，运动到位移是时物体停止，运动过程中的图线如图所示。求：(取)(1)物体的初速度；(2)物体和水平面间的动摩擦因数；(3)拉力的大小。考点5运用动能定理求解多过程问题知识储备：由于多过程问题的受力情况、运动情况比较复杂，因此从动力学的角度分析往往比较复杂，利用动能定理分析此类问题，是从总体上把握研究对象运动状态的变化，并不需要从细节上了解。1.运用动能定理解决多过程问题时，有两种思路：一种是分段列式按部就班，注意衔接；另一种是全过程列式，计算简便，但要分析全面，不能遗漏某个功。2.所列动能定理方程涉及重力、弹簧弹力、大小恒定的阻力或摩擦力做功时，要注意运用它们的特点：1重力、弹簧弹力做功取决于物体的初、末位置，与路径无关。2大小恒定的阻力或摩擦力所做的功等于力的大小与路程的乘积。【典例5】(2019·唐山模拟)如图所示装置由AB、BC、CD三段轨道组成，轨道交接处均由很小的圆弧平滑连接，其中轨道AB、CD段是光滑的，水平轨道BC的长度s＝5m，轨道CD足够长且倾角θ＝37°，A、D两点离轨道BC的高度分别为h1＝4.30m、h2＝1.35m。现让质量为m的小滑块自A点由静止释放。已知小滑块与轨道BC间的动摩擦因数μ＝0.5，重力加速度g取10m/s2，sin37°＝0.6，cos37°＝0.8，求：(1)小滑块第一次到达D点时的速度大小；(2)小滑块第一次与第二次通过C点的时间间隔；(3)小滑块最终停止的位置距B点的距离。1．如图所示，弹簧左端固定，右端自由伸长到O点并系住质量为m的物体，现将弹簧压缩到A点，然后释放，物体可以一直运动到B点。如果物体在运动过程中受到的摩擦阻力恒定，则（　　）A．物体运动到O点时，所受合力为零B．物体从O到B的过程中，加速度增大C．物体从A到O的过程中，弹簧弹力对其做负功D．物体从A到O的过程中，动能一直增大2．如图所示，在倾角为的足够长的固定斜面上放置一个小物体，小物体在沿斜面向上恒定拉力F作用下，由静止开始运动，已知小物体与斜面间的动摩擦因数处处相同，在小物体速度由v变为2v和由2v变为3v的两个过程中，下列说法正确的是（　　）A．拉力做功之比为1；1B．拉力做功之比为1：3C．合外力做功之比为1：1D．合外力做功之比为3：53．如图所示，两根不可伸长的轻绳一端与一个质量为m的小球相连于O点，另一端分别固定在小车天花板上的A、B两点，OA绳与天花板的夹角为30°，OB绳与天花板的夹角为60°，重力加速度为g．当小车以速度ν向右做匀速直线运动，小球与车保持相对静止时，下列说法正确的是A．OA绳对小球的拉力大小为mgB．OB绳对小球的拉力大小为mgC．OA绳对小球拉力做功的功率为mgvD．重力对小球做功的功率为mgv4．一物体自t=0时开始做直线运动，其速度图像如图所示。则下列选项正确的是（　　）A．在0~6s内，物体的平均速度为7.5m/sB．物体在4s末离出发点最远C．在4~6s内，物体所受合外力做功为零D．在4~6s内，物体所受合外力的冲量为零5．质量为m的汽车，启动后在发动机功率P保持不变的条件下在水平路面上行驶，经过一段时间后将达到以速度v匀速行驶的状态，若行驶中受到的摩擦阻力大小保持不变，则在车速为v/3时，汽车的加速度大小为（）A．B．C．D．6．已知某车的质量为，额定功率为，运动过程中，若保持额定功率不变，汽车所受的阻力大小恒定，汽车能达到的最大速度为。若司机以的恒定功率启动，从静止开始加速做直线运动，当速度为时，汽车的加速度为，当速度为时，汽车的加速度为，则加速度的比值为（　　）A．B．1C．2D．47．一质量m＝1.0kg的物块静止在粗糙水平面上，在t＝0时，对物块施加一恒力F，恒力F大小为25N，方向与水平成37°斜向右下方，物块在恒力F的作用下由静止开始运动。物块运动过程中还受到水平方向的空气阻力，其大小随速度的增大而增大。物块速度为0时，空气阻力也为零，物块的加速度a与时间t的关系如图乙所示。已知sin37°＝0.6，cos37°＝0.8，重力加速度g取10m/s2。以下判断正确的是（　　）A．物块与水平面间的动摩擦因数μ＝0.4B．2s到4s内合外力对物块做的功为8.75JC．t＝3s时物块受到的空气阻力为7.5ND．前4s内合外力对物块做的功为08．某研究性学习小组用加速度传感器探究物体从静止开始做直线运动的规律，得到了质量为1.0kg的物体运动的加速度随时间变化的关系图线，如图所示．由图可以得出（）A．从4.0s-6.0s的时间内物体做匀减速直线运动B．物体在时的速度大小约为6.8m/sC．从10.0s-12.0s的时间内合外力对物体做的功约为0.5JD．从2.0s-6.0s的时间内物体所受合外力先减小后增大9．如图所示为质量为m的汽车在水平路面上启动过程中的速度图像，Oa段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，则下述说法正确的是（　　）A．0~t1时间内汽车做匀加速直线运动且功率均匀增加B．t1~t2时间内汽车牵引力做功为mv22-mv12C．t1~t2时间内的平均速度大于（v1+v2）D．在全过程中，t2时刻的牵引力及其功率都是最大值10．如图所示为汽车的加速度a和车速的倒数的关系图象。若汽车质量为2×103kg，它由静止开始沿平直公路行驶，且行驶中阻力恒定，最大车速为30m/s，则（　　）A．车所受阻力为2×103NB．汽车在车速为5m/s时，功率为6×104WC．汽车的额定功率为6×104WD．汽车匀加速所需时间为5s11．据美国海军研究学会新闻网报道，美国智库战略暨国际研究中心中国国力 计划 项目进度计划表范例计划下载计划下载计划下载课程教学计划下载 近期公布在8月18日拍摄的卫星照片，显示中国第3艘航空母舰正在江南造船厂稳定组装中，该航母的建造进度已有重大进展，预计未来几个月内就能下水。如图质量为m的航母正在沿直线航行，发动机的输出功率恒为P，所受阻力恒为f。某时刻速度为v1、加速度为a1，一段时间t后达到最大速度v2，这段时间内航母通过的位移为s。则（　　）A．B．C．D．12．某人身系弹性绳自高空P点自由下落，图中a点是弹性绳的原长位置，c是人所到达的最低点，b是人静止地悬吊着时的平衡位置．不计空气阻力，则下列说法中正确的是(　　)A．从P至c过程中重力的冲量大于弹性绳弹力的冲量B．从P至c过程中重力所做功等于人克服弹力所做的功C．从P至b过程中人的速度不断增大D．从a至c过程中加速度方向保持不变13．如图所示，竖直面内有一半径为R的光滑圆轨道固定在水平面内，在大圆的最底部有一小球处于静止状态，小球半径远小于R。现给小球一初速度使其运动，若要求小球不脱离轨道，则小球获得的初速度可能是（重力加速度大小为g）（　　）A．B．C．D．14．如图甲所示，竖直光滑杆固定不动，套在杆上的弹簧下端固定，上端放置一可视为质点的滑块（二者不栓接），将套在杆上的滑块向下压缩至离地高度h=0.1m处．现由静止释放滑块，通过传感器测量到滑块的速度和离地高度h并作出滑块的动能Ek-h图象如图乙其中高度从0.2m上升到0.35m范围内的图象为直线，其余部分为曲线，以地面为零势能面不计空气阻力，取g=10m/s2，由图象可知（）A．小滑块的质量为0.2kgB．弹簧的最大弹性势能为0.5JC．弹簧的初始压缩量为0.2mD．小滑块的重力势能与弹簧的弹性势能总和最小为0.38J15．如图所示，有五个完全相同、质量均为m的滑块（可视为质点）用长均为L的轻杆依次相连接，最右侧的第1个滑块刚好位于水平面的O点处，O点左侧水平面光滑、O点右侧水平面由长3L的粗糙面和长L的光滑面交替排列，且足够长，已知在水平恒力F的作用下，第3个滑块刚好进入O点右侧后，第4个滑块进入O点右侧之前，滑块恰好做匀速直线运动，则可判断（重力加速度为g）（　　）A．滑块与粗糙段间的动摩擦因数μ＝B．第4个滑块进入O点后，滑块开始减速C．第5个滑块刚进入O点时的速度为D．轻杆对滑块始终有弹力作用16．在如图所示的装置中，表面粗糙的斜面固定在地面上。斜面的倾角为；两个光滑的定滑轮的半径很小，用一根跨过定滑轮的细线连接甲、乙两物体，把甲物体放在斜面上且连线与斜面平行，把乙物体悬在空中，并使悬线拉直且偏离竖直方向，现同时释放甲、乙两物体，乙物体将在竖直平面内摆动，当乙物体运动经过最高点和最低点时，甲物体在斜面上均恰好未滑动。已知乙物体的质量为，若重力加速度取，下列说法正确的是（　　）A．乙物体运动经过最高点时悬线的拉力大小为B．乙物体运动经过最低点时悬线的拉力大小为C．斜面对甲物体的最大静摩擦力的大小为D．甲物体的质量为17．美国堪萨斯州的“Verruckt”是世界上最高、最长的滑水道，可抽象为如图所示的模型。倾角为53°的直滑道AB、倾角为37°的直滑道D和光滑竖直圆弧轨道BCD、EFG都平滑连接.皮艇与直滑道间的动摩擦因数相同，皮艇与圆孤轨道的阻力不计已知两段圆弧的半径均为R=20m，DE段直滑道长为20m。某游客乘坐皮艇从高56m处由静止开始沿滑水道滑下，当皮艇到达圆弧轨道EFG段的E点时，皮艇对圆轨道的压力为零，则（sin37°=0.6，cos37°=0.8，重力加速度g取10m/s2）（　　）A．皮艇经过E点时的速度大小为10m/sB．皮艇与直滑道之间的动摩擦因数为C．皮艇不能够沿轨道安全通过最高点FD．若质量更大的游客乘坐这个皮艇从相同高度滑下，则皮艇也可以到达E点18．如图所示，固定在水平面上的斜面倾角为θ=30°，物体P和Q叠放在斜面上，一起由静止开始沿斜面下滑。已知P与斜面间动摩擦因数为，P与Q间动摩擦因数为，P和Q质量分别为2m和m，重力加速度为g。求：(1)经过时间t，重力对P做功的瞬时功率；(2)经过时间t，物体P对Q的摩擦力所做的功。19．如图所示，水平轨道AB与竖直半圆形光滑轨道在B点平滑连接，AB段长x=2.5m，AB段前半段粗糙摩擦因数后半段光滑，半圆形轨道半径R=0.9m。质量m=0.10kg的小滑块（可视为质点）在水平恒力F作用下，从A点由静止开始运动，经B点时撤去力F，小滑块进入半圆形轨道，沿轨道恰好能运动到最高点C，然后从C点水平飞出。重力加速度g取10m/s2，求：(1)滑块落地点与B点的水平距离；(2)滑块刚进入半圆形轨道时，在B点对轨道的压力大小；(3)水平力F的大小。20．如图甲所示，在倾角的光滑固定斜面上有一劲度系数的轻质弹簧，弹簧下端固定在垂直于斜面的挡板上，弹簧上端栓接一质量的物体，初始时物体处于静止状态。取。(1)求此时弹簧的形变量；(2)现对物体施加沿斜面向上的拉力，拉力的大小与物体的位移的关系如图所示，设斜面足够长；①写出物体的速度与位移的关系式；②若物体位移为0.1时撤去拉力，求此后物体沿斜面上滑的最大距离。（结果保留两位有效数字）21．一质量为2kg的小物块放在水平地面上的A点，距离A点5m的位置B处是一面墙，如图所示。物块以v0=9m/s的初速度从A点沿AB方向运动，在与墙壁碰撞前瞬间的速度为7m/s，碰后以6m/s的速度反向运动直至静止。g取10m/s2。(1)求物块与地面间的动摩擦因数μ；(2)若碰撞时间为0.05s，求碰撞过程中墙面对物块平均作用力的大小F；(3)求物块在反向运动过程中克服摩擦力所做的功W。22．如图，在竖直平面内，一半径为R的光滑圆弧轨道ABC和水平轨道PA在A点相切，BC为圆弧轨道的直径，O为圆心，OA和OB之间的夹角为α，sinα=0.6。一质量为m的小球沿水平轨道向右运动，经A点沿圆弧轨道通过C点，落至水平轨道；在整个过程中，除受到重力及轨道作用力外，小球还一直受到一水平恒力的作用。已知小球在C点所受合力的方向指向圆心，且此时小球对轨道的压力恰好为零。重力加速度大小为g。求(1)水平恒力的大小和小球到达C点时速度的大小；(2)小球达A点时对圆弧轨道的压力大小；(3)小球从C点落至水平轨道所用的时间。23．质量m=1kg的物体静止放在粗糙水平地面上。现对物体施加一个随位移变化的水平外力F时物体在水平面上运动。已知物体与地面间的滑动摩擦力与最大静摩擦力相等。若F－x图象如图所示，且4~5m内物体匀速运动，x=7m时撤去外力，取g=10m/s2，则：(1)物体与地面间的动摩擦因数为多少?(2)物体的最大速度为多少?(3)撤去外力后物体还能滑行多长时间?