2023届高考物理二轮复习学案：专题二++第五讲功、功率、动能定理

专题二、功和能

第五讲  功 功率 动能定理

【体验高考】

1、（2021年山东卷）如图所示，粗糙程度处处相同的水平桌面上有一长为L的轻质细杆，一端可绕竖直光滑轴O转动，另一端与质量为m的小木块相连。木块以水平初速度出发，恰好能完成一个完整的圆周运动。在运动过程中，木块所受摩擦力的大小为（  ）

A.   B.  C.   D.

2、（多选）（2021年全国甲卷）一质量为 m 的物体自倾角为α的固定斜面底端沿斜面向上滑动。该物体开始滑动时的动能为Ek，向上滑动一段距离后速度减小为零，此后物体向下滑动，到达斜面底端时动能为Ek/5。已知sinα=0.6，重力加速度大小为g。则

A.物体向上滑动的距离为Ek/2mg

B.物体向下滑动时的加速度大小为g/5

C.物体与斜面间的动摩擦因数等于0.5

D.物体向上滑动所用的时间比向下滑动的时间长

3、(2021·湖南选择考)“复兴号”动车组用多节车厢提供动力，从而达到提速的目的。总质量为m的动车组在平直的轨道上行驶。设动车组有四节动力车厢，每节车厢发动机的额定功率均为P，设动车组所受的阻力与其速率成正比(F阻＝kv，k为常量)，动车组能达到的最大速度为vm。下列说法正确的是(　　)

A.动车组在匀加速启动过程中，牵引力恒定不变

B.若四节动力车厢输出功率均为额定值，则动车组从静止开始做匀加速运动

C.若四节动力车厢输出的总功率为2.25P，则动车组匀速行驶的速度为vm

D.若四节动力车厢输出功率均为额定值，动车组从静止启动，经过时间t达到最大速度vm，则这一过程中该动车组克服阻力做的功为mvm2－Pt

4、（2021年全国乙卷）一篮球质量为 m=0.60kg ，一运动员使其从距地面高度为 h1=1.8m处由静止自由落下，反弹高度为 h2=1.2m。若使篮球从距地面 h3=1.5m的高度由静止下落，并在开始下落的同时向下拍球，球落地后反弹的高度也为 1.5m。假设运动员拍球时对球的作用力为恒力，作用时间为 t=0.20s；该篮球每次与地面碰撞前后的动能的比值不变。重力加速度大小取 g=10m/s²，不计空气阻力。求

（1）运动员拍球过程中对篮球所做的功；

（2）运动员拍球时对篮球的作用力的大小。

【必备知识】

自主构建“功、功率和动能定理”知识体系

【关键能力典型练】

【典例 1】总质量为 m 的汽车在平直公路上以速度v0匀速行驶时，发动机的功率为P。司机为合理进入限速区，减小了油门，使汽车功率立即减小到P并保持该功率继续行驶，设汽车行驶过程中所受阻力大小不变。从司机减小油门开始，汽车的v­t图像如图，从汽车开始减速到再次达到匀速运动的过程中，行驶的位移为s，汽车因油耗而改变的质量可忽略。则在该过程中，下列说法不正确的是(　　)

A.汽车再次匀速运动时速度大小为

B.t＝0时刻，汽车的加速度大小为

C.汽车的牵引力不断减小

D.经历的时间为

【典例2】(2021·济南一模)如图所示，质量均为 m＝1 kg的小物块A和长木板B叠放在一起，以相同的速度 v0＝5 m/s 在光滑水平面上向右匀速运动，A、B间的动摩擦因数μ＝0.25。给长木板B一个水平向左的力，且保持力的功率P＝5 W不变，经过一段时间，A开始相对于B运动。则这段时间内小物块A克服摩擦力做的功为(g取10 m/s2)(　　)

A.36 J　　　B．24 J　　　C．18 J　　　D．12 J

【学科素养提升练】

1．(2021·济南一模)幼儿园滑梯(如图甲所示)是孩子们喜欢的游乐设施之一，滑梯可以简化为如图乙所示模型。一质量为 m 的小朋友(可视为质点)，从竖直面内半径为r的圆弧形滑道的A点由静止开始下滑，利用速度传感器测得小朋友到达圆弧最低点B时的速度大小为(g为当地的重力加速度)。已知过A点的切线与竖直方向的夹角为 30°，滑道各处动摩擦因数相同，则小朋友在沿着AB下滑的过程中(　　)

A.在最低点B时对滑道的压力大小为mg

B.处于先超重后失重状态

C.重力的功率先减小后增大

D.克服摩擦力做功为mgr

2.如图，斜面长为 L＝16 m，倾角θ＝30°，斜面底端有垂直于斜面的挡板，质量为 2 kg的物体自斜面顶端以初速度 v0＝18 m/s沿斜面匀速下滑，与挡板相碰后以原速率反弹，再沿斜面上滑，求：

(1)物体与斜面间的动摩擦因数；

(2)物体沿斜面上滑的时间；

(3)物体被挡板反弹后的运动过程中，经过离地面高度为h＝4 m处的动能。

(4)若题干部分条件改为斜面足够长，物体仍沿距斜面底端L＝16 m处下滑，物体与斜面间的动摩擦因改为，其他条件不变，求物体在斜面上滑行的总路程为多大？

3.如图所示，一平行板电容器水平放置，板间距离为d，上下极板开有一小孔，4个质量均为m、带电荷量均为q的带电小球，其之间用长均为的绝缘轻杆相连，处于竖直状态，今使下端小球恰好位于小孔中，且由静止释放，让4个小球竖直下落。当下端第2个小球到达下极板时，速度恰好为零。重力加速度为g，(仅两极板间存在电场)试求∶

(1)两极板间的电压；

(2)小球运动的最大速度。

【核心素养归纳】

应用动能定理的解题步骤