提高03講 功和功率動能定理

2022年下學(xué)期雅禮洋湖實驗中學(xué)高三物理提高第03講功和功率、動能定理考點一功和功率①功：②功率：【例1】如下圖，木板可繞固定水平軸O轉(zhuǎn)動．木板從水平位置OA緩慢轉(zhuǎn)到OB位置，木板上的物塊始終相對于木板靜止．在這一過程中，物塊的重力勢能增加了2J．用FN表示物塊受到的支持力，用f表示物塊受到的摩擦力．在此過程中，以下判斷正確的選項是()A．FN和f對物塊都不做功B．FN對物塊做功為2J，f對物塊不做功C．FN對物塊不做功，f對物塊做功為2JD．FN和f對物塊所做功的代數(shù)和為0【例2】如下圖，擺球質(zhì)量為m，懸線長度為L，把懸線拉到水平位置后放手．設(shè)在擺球從A點運動到B點的過程中空氣阻力的大小F阻不變，那么以下說法正確的選項是()A．重力做功為mgLB．懸線的拉力做功為0C．空氣阻力做功為－mgLD．空氣阻力做功為－eq\f(1,2)F阻πL【變式訓(xùn)練1】如圖甲所示，靜止于光滑水平面上的小物塊，在水平拉力F的作用下從坐標(biāo)原點O開始沿x軸正方向運動，F(xiàn)隨物塊所在位置坐標(biāo)x的變化關(guān)系如圖乙所示，圖線右半局部為四分之一圓弧，那么小物塊運動到2x0處時的動能可表示為()A．0 B．Fmaxx0\f(1,2)Fmaxx0(1＋π) D．eq\f(1,2)Fmaxx0eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(1＋\f(π,2)))【變式訓(xùn)練2】如下圖，n個完全相同、邊長足夠小且互不粘連的小方塊依次排列，總長度為l，總質(zhì)量為M，它們一起以速度v在光滑水平面上滑動，某時刻開始滑上粗糙水平面．小方塊與粗糙水平面之間的動摩擦因數(shù)為μ，假設(shè)小方塊恰能完全進入粗糙水平面，那么摩擦力對所有小方塊所做功的大小為()\f(1,2)Mv2 B．Mv2\f(1,2)μMgl D．μMgl考點二動能定理①動能定理：【例3】把動力裝置分散安裝在每節(jié)車廂上，使其既具有牽引動力，又可以載客，這樣的客車車輛叫做動車．幾節(jié)自帶動力的車輛(動車)加幾節(jié)不帶動力的車輛(也叫拖車)編成一組，就是動車組，假設(shè)動力車組運行過程中受到的阻力與其所受重力成正比，每節(jié)動車與拖車的質(zhì)量都相等，每節(jié)動車的額定功率都相等．假設(shè)1節(jié)動車加3節(jié)拖車編成的動車組的最大速度為120km/h；那么6節(jié)動車加3節(jié)拖車編成的動車組的最大速度為()A．120km/h B．240km/hC．320km/h D．480km/h【變式訓(xùn)練1】一列火車質(zhì)量是2000t，由靜止開始以額定功率P額＝×104kw沿平直軌道向某一方向運動，前進900m時到達最大速度．設(shè)火車所受阻力恒定為車重的倍，g取10m/s2.那么以下說法正確的選項是()A．此過程中火車一直做勻加速直線運動B．火車行駛的最大速度vm＝30m/sC．當(dāng)火車的速度為10m/s時，火車的加速度為1m/s2D．火車由靜止到到達最大速度需要60s【變式訓(xùn)練2】如圖甲所示，在水平路段AB上有一質(zhì)量為2×103kg的汽車，正以10m/s的速度向右勻速運動，汽車前方的水平路段BC較粗糙，汽車通過整個ABC路段的v-t圖象如圖乙所示(在t＝15s處水平虛線與曲線相切)，運動過程中汽車發(fā)動機的輸出功率保持20kW不變，假設(shè)汽車在兩個路段上受到的阻力(含地面摩擦力和空氣阻力等)各自有恒定的大小．(1)求汽車在AB路段上運動時所受的阻力Ff1；(2)求汽車剛好到達B點時的加速度a；(3)求BC路段的長度．【例4】如下圖，質(zhì)量為kg的質(zhì)點在水平面上運動的v-t圖象，以水平向右的方向為正方向．以下判斷正確的選項是()A．在0～3s時間內(nèi)，合力對質(zhì)點做功為10JB．在4～6s時間內(nèi)，質(zhì)點的平均速度為3m/sC．在1～5s時間內(nèi)，合力的平均功率為4WD．在t＝6s時，質(zhì)點的加速度為零【變式訓(xùn)練1】在有大風(fēng)的情況下，一小球自A點豎直上拋，其運動軌跡如下圖(小球的運動可看作豎直方向的豎直上拋運動和水平方向的初速度為零的勻加速直線運動的合運動)，小球運動軌跡上的A、B兩點在同一水平直線上，M點為軌跡的最高點．假設(shè)風(fēng)力的大小恒定，方向水平向右，小球在A點拋出時的動能為4J，在M點時它的動能為2J，落回到B點時動能記為EkB，小球上升時間記為t1，下落時間記為t2，不計其他阻力，那么()A．x1∶x2＝1∶3 B．t1＜t2C．EkB＝6J D．EkB＝12J【變式訓(xùn)練2】在新疆旅游時，最刺激的莫過于滑沙運動．某人坐在滑沙板上從沙坡斜面的頂端由靜止沿直線下滑到斜面底端時，速度為2v0，設(shè)人下滑時所受阻力恒定不變，沙坡長度為L，斜面傾角為α，人的質(zhì)量為m，滑沙板質(zhì)量不計，重力加速度為g，那么()A．假設(shè)人在斜面頂端被其他人推了一把，沿斜面以v0的初速度下滑，那么人到達斜面底端時的速度大小為3v0B．假設(shè)人在斜面頂端被其他人推了一把，沿斜面以v0的初速度下滑，那么人到達斜面底端時的速度大小為eq\r(5)v0C．人沿沙坡下滑時所受阻力Ff＝mgsinα－eq\f(2mv\o\al(2,0),L)D．人在由靜止下滑過程中重力功率的最大值為2mgv0【變式訓(xùn)練3】如下圖為一滑草場．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μ.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，sin37°＝，cos37°＝．那么()A．動摩擦因數(shù)μ＝eq\f(6,7)B．載人滑草車最大速度為eq\r(\f(2gh,7))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eq\f(3,5)g【變式訓(xùn)練4】如下圖，斜面ABC中AB段粗糙，BC段長m且光滑，質(zhì)量為1kg的小物塊由A處以12m/s的初速度沿斜面向上滑行，到達C處速度為零，此過程中小物塊在AB段速度的變化率是BC段的2倍，兩段運動時間相等，g＝10m/s2，以A為零勢能點，求小物塊：(1)通過B處的速度；(2)在C處的重力勢能；(3)沿斜面下滑過程中通過BA段的時間．【例5】如下圖，兩質(zhì)量均為m＝1kg的小球1、2(可視