2024版高考物理二轮复习专题2功和能动量第6讲功功率动能定理课件

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第6讲　功、功率、动能定理
必备知识”解读1.求功的六种方法(1)W＝Flcs α(恒力)　定义式(2)W＝Pt　(变力，恒力)(3)W＝ΔEk(变力，恒力)(4)W＝ΔE(除重力做功的变力，恒力)　功能原理(5)图像法(变力，恒力)(6)气体做功：W＝PΔV　(P——气体的压强；ΔV——气体的体积变化)
3.重力、电场力做功与路径无关；滑动摩擦力做功与路径有关，等于滑动摩擦力与路程的乘积。4.沿粗糙斜面下滑的物体克服摩擦力做的功有时表示成W＝μmgx(x为与l对应的水平位移)。
5.物体由斜面上高为h的位置滑下来，滑到平面上的另一点停下来，若L是释放点到停止点的水平总距离，则物体的与滑动面之间的摩擦因数μ与L，h之间存在关系μ＝h/L，如图所示。
“关键能力”构建1.功和功率的求解(1)功的求解：W＝Flcs α用于恒力做功，变力做功可以用动能定理或者图像法来求解。  2.动能定理的应用技巧若运动包括几个不同的过程，可以全程或者分过程应用动能定理。
〔真题研究1〕(2022·浙江6月高考)小明用额定功率为1 200 W、最大拉力为300 N的提升装置，把静置于地面的质量为20 kg的重物竖直提升到高为85.2 m的平台，先加速再匀速，最后做加速度大小不超过5 m/s2的匀减速运动，到达平台的速度刚好为零，g取10 m/s2，则提升重物的最短时间为( )A．13.2 s B．14.2 s C．15.5 s D．17.0 s
题型1　功和功率的计算
〔对点训练〕1. (2023·湖北统考高考真题)两节动车的额定功率分别为P1和P2，在某平直铁轨上能达到的最大速度分别为v1和v2。现将它们编成动车组，设每节动车运行时受到的阻力在编组前后不变，则该动车组在此铁轨上能达到的最大速度为( )
2. (2023·辽宁统考高考真题)如图(a)，从高处M点到地面N点有Ⅰ、Ⅱ两条光滑轨道。两相同小物块甲、乙同时从M点由静止释放，沿不同轨道滑到N点，其速率v与时间t的关系如图(b)所示。由图可知，两物块在离开M点后、到达N点前的下滑过程中( )A．甲沿Ⅰ下滑且同一时刻甲的动能比乙的大B．甲沿Ⅱ下滑且同一时刻甲的动能比乙的小C．乙沿Ⅰ下滑且乙的重力功率一直不变D．乙沿Ⅱ下滑且乙的重力功率一直增大
【解析】由图(b)可知，甲下滑过程中，甲做匀加速直线运动，则甲沿Ⅱ下滑，乙做加速度逐渐减小的加速运动，乙沿Ⅰ下滑，任意时刻甲的速度都小于乙的速度，可知同一时刻甲的动能比乙的小，A错误，B正确；乙沿Ⅰ下滑，开始时乙速度为0，到N点时乙竖直方向速度为零，根据瞬时功率公式P＝mgvy可知重力瞬时功率先增大后减小，C、D错误。
3. (2022·湖南6市3月联考)越野滑雪集训队利用工作起来似巨型“陀螺”的圆盘滑雪机模拟一些特定的训练环境和场景，其转速和倾角根据需要可调。一运动员的某次训练过程简化为如下模型：圆盘滑雪机绕垂直于盘面的固定转轴以恒定的角速度和倾角转动，盘面上离转轴距离为R处的运动员(保持图中滑行姿势，可看成质点)与圆盘始终保持相对静止。则下列相关说法正确的是( )
A．运动员随圆盘运动过程中摩擦力始终指向圆心B．运动员随圆盘做匀速圆周运动时，一定始终受到两个力的作用C．ω取不同数值时，运动员在最高点受到的摩擦力一定随ω的增大而增大D．运动员由最低点运动到最高点的过程中摩擦力对其一定做正功
〔真题研究2〕(多选)(2023·湖南卷)如图，固定在竖直面内的光滑轨道ABC由直线段AB和圆弧段BC组成，两段相切于B点，AB段与水平面夹角为θ，BC段圆心为O，最高点为C、A与C的高度差等于圆弧轨道的直径2R。小球从A点以初速度v0冲上轨道，能沿轨道运动恰好到达C点，下列说法正确的是( )
题型2　动能定理的应用
【方法总结】用动能定理解题的5点注意方法
〔对点训练〕1. (2023·福建厦门二次质检)如图甲所示，飞檐是中国传统建筑的重要表现之一，通过檐部上的特殊构造，不但扩大了采光面、有利于排水，还增添了建筑物的美感。现把飞檐看成一个弯曲轨道AB，轨道的最低点B的切线沿水平方向，如图乙所示。现有几颗松果以不同初速度先后从A点沿轨道滑下，从B点飞出落到水平地面上。空气阻力不计，松果之间不发生相互碰撞，则( )
A．松果从A点运动到B点的过程，某时刻所受合力可能等于0B．松果从A点运动到B点的过程，重力所做的功小于动能变化量C．所有松果从B点飞出落到水平地面上的运动时间相等D．所有松果从B点飞出落到水平地面上的运动位移大小相等
2. (2023·成都七中模拟)如图所示，一滑块(可视为质点)从斜面轨道AB的A点由静止滑下后，进入与斜面轨道在B点相切的、半径R＝0.5 m的光滑圆弧轨道，且O为圆弧轨道的圆心，C点为圆弧轨道的最低点，滑块运动到D点时对轨道的压力为28 N。已知OD与OC、OB与OC的夹角分别为53°和37°，滑块质量m＝0.5 kg，与轨道AB间的动摩擦因数μ＝0.5，重力加速度g取10 m/s2，sin 37°＝0.6，cs 37°＝0.8。则轨道AB的长度为( )A．6.75 m B．6.25 m C．6.5 m D．6.0 m
〔真题研究3〕(2022·山东，16,9分)某粮库使用额定电压U＝380 V，内阻R＝0.25 Ω的电动机运粮。如图所示，配重和电动机连接小车的缆绳均平行于斜坡，装满粮食的小车以速度v＝2 m/s沿斜坡匀速上行，此时电流I＝40 A。关闭电动机后，小车又沿斜坡上行路程L到达卸粮点时，速度恰好为零。卸粮后，给小车一个向下的初速度，小车沿斜坡刚好匀速下行。已知小车质量m1＝100 kg，车上粮食质量m2＝1 200 kg，配重质量m0＝40 kg，重力加速度g取10 m/s2，小车运动时受到的摩擦阻力与车及车上粮食总重力成正比，比例系数为k，配重始终未接触地面，不计电动机自身机械摩擦损耗及缆绳质量．求：
题型3　应用动能定理解决力学综合问题
(1)比例系数k值；(2)上行路程L值．
〔易错提醒〕(1)电动机的输出功率计算方法错误；(2)未理解“小车运动时受到的摩擦阻力与车及车上粮食总重力成正比”，受力分析时将阻力写为与重力垂直、与斜面的分力成正比；(3)不能够选择合适的研究对象受力分析，对小车受力分析时漏掉绳子的拉力。
〔对点训练〕1. (2022·湖南新高考联盟联考)2022年2月4日，第24届冬季奥林匹克运动会在我国首都北京开幕，北京成为历史上第一个既举办过夏季奥运会又举办过冬季奥运会的城市。冬奥期间，越来越多的人参与到这场冰雪盛宴中。图示为某滑雪游乐园的项目之一，一滑雪爱好者(可视为质点)从离水平地面高为H的平台A处由静止滑下，从B处进入半径为R的圆弧轨道(斜面AB与圆弧BC平滑连接，圆弧BC所对应圆心角为45°)、再从C点滑出，刚好在D点落到斜面DE上。右侧平台高度和宽度均为h，重力加速度为g，忽略所有阻力影响，则以下说法正确的是( )
(1)小物块到达D点的速度大小；(2)B和D两点的高度差；(3)小物块在A点的初速度大小。