創(chuàng)新設(shè)計浙江鴨2017版高考物理二輪復(fù)習(xí)高分突破專題三功和能第10課時功功率動能定理及其應(yīng)用課件

第10課時功功率動能定理及其應(yīng)用知識點一追尋守恒量——能量(b/－)1．在伽利略的斜面實驗的過程中，小球停下來的高度h2與它出發(fā)時的高度h1相同，我們把這一事實說成是“有某一量守恒”，下列說法中正確的是(

) A．小球運動過程中速度是守恒的 B．小球運動過程中高度是守恒的 C．小球運動過程中加速度是守恒的 D．小球運動過程中能量是守恒的

解析伽利略的斜面實驗中高度、速度、加速度都隨時間變化，唯一不變的是能量。

答案D2．在室內(nèi)滑雪場，游客們足不出戶即可享受滑雪的樂趣。游客先乘自動扶梯至雪坡頂端，然后順坡滑下，滑到平地上后很快便停下來，從雪坡頂端到最后停下來的整個過程中，下列說法正確的是(

) A．人的動能先增加后減小，但動能與勢能之和不變 B．人的動能先增加后減小，但動能與勢能之和一直減小 C．人的動能先增加后減小，動能與勢能之和先變大后不變 D．人的動能先增加后減小，動能與勢能之和先變大后減小解析下滑時加速，到達水平面后減速，說明動能先增加后減小，動能和勢能的總量逐漸減小，轉(zhuǎn)化成摩擦的熱能，但總能量保持不變。答案B知識點二功(c/c)3．坐在雪橇上的人與雪橇的總質(zhì)量為m，在與水平面成θ角的恒定拉力F作用下，沿水平地面向右移動了一段距離l。已知雪橇與地面間的動摩擦因數(shù)為μ，雪橇受到的(

) A．支持力做功為mgl

B．重力做功為mgl C．拉力做功為Flcosθ

D．滑動摩擦力做功為－μmgl解析支持力和重力與位移垂直，不做功，選項A、B錯誤；拉力和摩擦力分別做功為W＝Flcosθ，W＝－μ(mg－Fsinθ)l，選項C正確，D錯誤。答案C4．如圖1所示，以一定的初速度豎直向上拋出質(zhì)量為m的小球，它上升的最大高度為h，空氣阻力的大小恒為f。則從拋出點至回到原出發(fā)點的過程中，各力做功的情況正確的是(

)A．重力做的功為2mghB．空氣阻力做的功為－2fhC．空氣阻力做的功為2fhD．物體克服重力做的功為－mgh圖1解析取向上為正方向，則整個過程中重力做的功為0，因為上升時重力做負功，下降時重力做正功，二者大小相等，故重力做的總功為0，選項A、D錯誤；上升時，阻力的方向豎直向下，位移為正的，故阻力做負功，下降時阻力向上為正，但位移是向下為負，故阻力仍做負功，所以空氣阻力做的總功為－2fh，選項B正確，C錯誤。答案B知識點三功率(c/c)5．一艘輪船以15m/s的速度勻速直線航行，它所受到的阻力為1.2×107N，發(fā)動機的實際功率為(

) A．1.8×105kW B．9.0×104kW C．8.0×104kW D．8.0×103kW

解析輪船勻速運動，牽引力等于阻力，所以P＝fv＝1.2×107×15W＝1.8×105kW，A正確。

答案A6．假設(shè)摩托艇受到的阻力的大小正比于它的速率。如果摩擦艇發(fā)動機的輸出功率變?yōu)樵瓉淼?倍，則摩擦艇的最大速率變?yōu)樵瓉淼?

)答案D知識點四動能和動能定理(d/d)7．有一質(zhì)量為m的木塊，從半徑為r的圓弧曲面上的a點滑向b點，如圖2所示。若由于摩擦使木塊的運動速率保持不變，則以下敘述正確的是(

)A．木塊所受的合外力為零B．因木塊所受的力都不對其做功，所以合外力做的功為零C．重力和摩擦力的合力做的功為零

D．重力和摩擦力的合力為零圖2解析由題可知木塊做勻速圓周運動，故合外力提供向心力，不為零，A錯誤；木塊受到的摩擦力對木塊做負功，使木塊的重力勢能減小而動能不變，機械能減小，故B錯誤；圓弧面對木塊的支持力不做功，由動能定理可知，重力與摩擦力雖然合力不為零，但合力做功等于木塊的動能變化量，而木塊動能不變，故二者總功為零，C正確，D錯誤。答案C8．用同樣的水平力分別沿光滑水平面和粗糙水平面推動同一個木塊，都使它們移動相同的距離。兩種情況下推力的功分別是W1、W2，木塊最終獲得的動能分別為Ek1、Ek2，則(

) A．W1＝W2，Ek1＝Ek2 B．W1≠W2，Ek1≠Ek2 C．W1＝W2，Ek1≠Ek2 D．W1≠W2，Ek1＝Ek2

解析根據(jù)功的表達式W＝Fl，可知在力和位移相等時，做功相等。根據(jù)動能定理W合＝ΔEk，光滑水平面W合1＝Fl，粗糙水平面W合2＝Fl－Ffl，可見兩種情況下合力的功不同，因此最終獲得的動能不同，C正確。

答案C易混點一正負功的判斷及計算1．判斷力是否做功及做正、負功的方法判斷根據(jù)適用情況根據(jù)力和位移的方向的夾角判斷常用于恒力做功的判斷根據(jù)力和瞬時速度方向的夾角判斷常用于質(zhì)點做曲線運動根據(jù)功能關(guān)系或能量守恒定律判斷常用于變力做功的判斷2.計算功的方法 (1)恒力做的功

直接用W＝Flcosα計算。 (2)合外力做的功

方法一：先求合外力F合，再用W合＝F合lcosα求功。

方法二：先求各個力做的功W1、W2、W3…，再應(yīng)用W合＝W1＋W2＋W3＋…求合外力做的功。【練1】

(2016·江淮十校聯(lián)考)如圖3所示，在向右做勻減速運動的車廂內(nèi)，一人用力向前推車廂，該人與車廂始終保持相對靜止。則下列說法中正確的是(

)A.人對車廂的推力不做功B.人對車廂的推力做負功C.車廂對人的作用力做正功D.車廂對人的作用力做負功圖3解析

人對車廂的推力方向向右，與車廂的位移方向相同，人對車廂的推力做正功，選項A、B錯誤；人隨車廂一起向右減速，人運動的加速度方向向左，根據(jù)牛頓第二定律知車廂對人的水平作用力的方向向左，與車的位移方向相反，車廂對人的作用力做負功，選項D正確，C錯誤。答案D2.瞬時功率的計算方法 (1)利用公式P＝Fvcosα，其中v為t時刻的瞬時速度。 (2)P＝FvF，其中vF為物體的速度v在力F方向上的分速度。(3)P＝Fvv，其中Fv為物體受到的外力F在速度v方向上的分力?！揪?】

一臺起重機從靜止開始勻加速地將一質(zhì)量m＝1.0×103kg的貨物豎直吊起，在2s末貨物的速度v＝4m/s。起重機在這2s內(nèi)的平均輸出功率及2s末的瞬時功率分別為(g取10m/s2)(

) A.2.4×104W

2.4×104W B.2.4×104W

4.8×104W C.4.8×104W

2.4×104W D.4.8×104W

4.8×104W答案B疑難點三動能定理的理解及應(yīng)用1.動能定理公式中體現(xiàn)的“三個關(guān)系” (1)數(shù)量關(guān)系：即合力所做的功與物體動能的變化具有等量代換關(guān)系。可以通過計算物體動能的變化，求合力做的功，進而求得某一力做的功。 (2)單位關(guān)系：等式兩側(cè)物理量的國際單位都是焦耳。 (3)因果關(guān)系：合力的功是引起物體動能變化的原因。2.對“外力”的理解

動能定理敘述中所說的“外力”，既可以是重力、彈力、摩擦力，也可以是電場力、磁場力或其他力。

【練3】

在賽車場上，為了安全起見，車道外圍都固定上廢舊輪胎作為圍欄，當(dāng)車碰撞圍欄時起緩沖器作用。在一次模擬實驗中用彈簧來代替廢舊輪胎，實驗情景如圖4所示，水平放置的輕彈簧左側(cè)固定于墻上，處于自然狀態(tài)，開始賽車在A處且處于靜止?fàn)顟B(tài)，距彈簧自由端的距離為L1＝1m。當(dāng)賽車啟動時，產(chǎn)生水平向左的恒為F＝24N的牽引力使賽車向左勻加速前進，當(dāng)賽車接觸彈簧的瞬間立即關(guān)閉發(fā)動機，賽車?yán)^續(xù)壓縮彈簧，最后被彈回到B處停下。已知賽車的質(zhì)量為m＝2kg，A、B之間的距離為L2＝3m，賽車被彈回的過程中離開彈簧時的速度大小為v＝4m/s，水平向右。g取10m/s2。求：(1)賽車和地面間的動摩擦因數(shù)；(2)彈簧被壓縮的最大距離。圖4答案(1)0.2

(2)0.5m疑難點四動能定理在多過程中的應(yīng)用1.應(yīng)用動能定理解題應(yīng)抓好“兩狀態(tài)，一過程”“兩狀態(tài)”即明確研究對象的始、末狀態(tài)的速度或動能情況，“一過程”即明確研究過程，確定這一過程研究對象的受力情況和位置變化或位移信息。2.應(yīng)用動能定理解題的基本思路【練4】

如圖5，一個質(zhì)量為0.6kg的小球以某一初速度從P點水平拋出，恰好從光滑圓弧ABC的A點的切線方向進入圓弧(不計空氣阻力，進入圓弧時無機械能損失)。已知圓弧的半徑R＝0.3m，θ＝60°，小球到達A點時的速度vA＝4m/s。g取10m/s2，求：圖5(1)小球做平拋運動的初速度v0；(2)P點與A點的高度差；(3)小球到達圓弧最高點C時對軌道的壓力。解析(1)由題意知小球到A點的速度vA沿曲線上A點的切線方向，對速度分解如圖所示：小球做平拋運動，由平拋運動規(guī)律得：v0＝vx＝vAcosθ＝2m/s答案(1)2m/s

(2)0.6m

(3)8N，方向豎直向上[真題示例]【例1】

(2015·10月浙江學(xué)考)如圖6所示是我國某10兆瓦(1兆瓦＝106W)光伏發(fā)電站，投入使用后每年可減少排放近萬噸二氧化碳。已知該地區(qū)每年能正常發(fā)電的時間約為1200h，則該電站年發(fā)電量約為(

)圖6A.1.2×106kW·h B.1.2×107kW·hC.1.2×109kW·h D.1.2×1010kW·h解析W＝Pt＝10×106W×1200h＝1.2×107kW·h，B選項正確。答案B【例2】

(2015·10月浙江學(xué)考)快艇在運動中受到的阻力與速度的平方成正比(即Ff＝kv2)。若油箱中有20L燃油，當(dāng)快艇以10m/s勻速行駛時，還能行駛40km；假設(shè)快艇發(fā)動機的效率保持不變，則快艇以20m/s勻速行駛時，還能行駛(

) A.80km B.40km C.10km D.5km答案C【例3】

(2015·10月浙江學(xué)考)如圖7所示是公路上的“避險車道”，車道表面是粗糙的碎石，其作用是供下坡的汽車在剎車失靈的情況下避險。質(zhì)量m＝2.0×103kg的汽車沿下坡行駛，當(dāng)駕駛員發(fā)現(xiàn)剎車失靈的同時發(fā)動機失去動力，此時速度表示數(shù)v1＝36km/h，汽車?yán)^續(xù)沿下坡勻加速直行l(wèi)＝350m、下降高度h＝50m時到達“避險車道”，此時速度表示數(shù)v2＝72km/h。(g＝10m/s2)圖7(1)求從發(fā)現(xiàn)剎車失靈至到達“避險車道”這一過程汽車動能的變化量；(2)求汽車在下坡過程中所受的阻力；(3)若“避險車道”與水平面間的夾角為17°，汽車在“避險車道”受到的阻力是在下坡公路上的3倍，求汽車在“避險車道”上運動的最大位移(sin17°≈0.3)。答案(1)3.0×105J

(2)2×103N

(3)33.3m【例4】

(2016·10月浙江選考)如圖8甲所示，游樂場的過山車可以底朝上在豎直圓軌道上運行，可抽象為圖乙的模型。傾角為45°的直軌道AB，半徑R＝10m的光滑豎直圓軌道和傾角為37°的直軌道EF，分別通過水平光滑銜接軌道BC、C′E平滑連接，另有水平減速直軌道FG與EF平滑連接，EG間的水平距離l＝40m?，F(xiàn)有質(zhì)量m＝500kg的過山車，從高h＝40m處的A點靜止下滑，經(jīng)BCDC′EF最終停在G點。過山車與軌道AB、EF的動摩擦因數(shù)均為μ1＝0.2，與減速直軌道FG的動摩擦因數(shù)μ2＝0.75，過山車可視為質(zhì)點，運動中不脫離軌道，求：

甲乙圖8(1)過山車運動至圓軌道最低點C時的速度大小；(2)過山車運動至圓軌道最高點D時對軌道的作用力；(3)減速直軌道FG的長度x0(已知sin37°＝0.6，cos37°＝0.8)[沖刺訓(xùn)練]1.(2016·溫州學(xué)考模擬)在籃球比賽中，某位同學(xué)獲得罰球機會，他站在罰球線處用力將藍球投出，籃球約以1m/s的速度撞擊籃筐。已知籃球質(zhì)量約為0.6kg，籃筐離地高