解密05功、功率、动能定理（讲义）-【高频考点解密】2024高考物理二轮复习讲义（全国通用）

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考点热度 ★★★★★
内容索引
1.功和功率，生活中常见机械的功率的物理意义
2.机车启动问题
3.动能、动能定理，应用动能定理解决生活中的相关问题
部分内容在高考试题中主要考查
(1)(变力)做功和功率问题
(2)动能定理的应用
考点一 功的计算
功的计算方法
例一、(2021·福建邵武七中期中)如图所示，水平路面上有一辆质量为M的汽车，车厢中有一个质量为m的人正用恒力F向前推车厢，在车以加速度a向前加速行驶距离L的过程中，下列说法正确的是( )
A．人对车的推力F做的功为FL
B．人对车做的功为maL
C．车对人的作用力大小为ma
D．车对人的摩擦力做的功为(F－ma)L
例二、(2021·浙江舟山期中)在水平面上，有一弯曲的槽道弧AB，槽道由半径分别为 eq \f(R,2) 和R的两个半圆构成(如图所示)，现用大小恒为F的拉力将一光滑小球从A点沿滑槽道拉至B点，若拉力F的方向时时刻刻均与小球运动方向一致，则此过程中拉力所做的功为( )
A．0 B．FR
C． eq \f(3,2) πFR D．2πFR
变式一（2021浙江）中国制造的某一型号泵车如图所示，表中列出了其部分技术参数。已知混凝土密度为，假设泵车的泵送系统以的输送量给高处输送混凝土，则每小时泵送系统对混凝土做的功至少为（ ）
A. B. C. D.
变式二(2020·湖北四校期中联考)一质量为m的物体静止在水平地面上，在水平拉力的作用下开始运动，图甲是在0～6 s内其速度与时间关系图象，图乙是拉力的功率与时间关系图象，g取10 m/s2。下列判断正确的是( )
甲 乙
A．拉力的大小为4 N，且保持不变 B．物体的质量为2 kg
C．0～6 s内物体克服摩擦力做的功为24 J D．0～6 s内拉力做的功为156 J
考点二 功率的计算
两种功率的计算方法
例一(2021·江苏七市联考)引体向上是中学生体育测试的项目之一，引体向上运动的吉尼斯世界纪录是53次/分钟。若一个普通中学生在30秒内完成12次引体向上，该学生此过程中克服重力做功的平均功率最接近于( )
A．5 W B．20 W
C．100 W D．400 W
例二(2019·贵州 黔东南州第一次模拟)某次顶竿表演结束后，演员A(视为质点)自竿顶由静止开始滑下，如图甲所示．演员A滑到竿底时速度正好为零，然后曲腿跳到水平地面上，演员A的质量为50 kg，长竹竿的质量为5 kg，A下滑的过程中速度随时间变化的图象如图乙所示．重力加速度取g＝10 m/s2，则t＝5 s时，演员A所受重力的功率为( )
A．50 W B．500 W C．55 W D．550 W
变式一.（2020江苏）.质量为的汽车在水平路面上匀速行驶，速度为，受到的阻力大小为。此时，汽车发动机输出的实际功率是（ ）
A. B. C. D.
变式二(多选)质量为m的物体从距地面H高处自由下落，经历时间t，则下列说法中正确的是( )
A．t秒内重力对物体做功为 eq \f(1,2) mg2t2
B．t秒内重力的平均功率为mg2t
C． eq \f(t,2) 秒末重力的瞬时功率与t秒末重力的瞬时功率之比为1∶2
D．前 eq \f(t,2) 秒内重力做功的平均功率与后 eq \f(t,2) 秒内重力做功的平均功率之比为1∶3
考点三 机车的启动问题
一、机车启动问题的两种求解思路
(1)机车以恒定功率启动：
(2)机车以恒定加速度启动：
二、几个重要关系式
(1)无论哪种启动过程，机车的最大速度都为vm＝ eq \f(P,F阻) 。
(2)机车以恒定加速度启动时，匀加速过程结束后功率最大，速度不是最大，即v＝ eq \f(P,F)