提高03講 功和功率動(dòng)能定理

2022年下學(xué)期雅禮洋湖實(shí)驗(yàn)中學(xué)高三物理提高第03講功和功率、動(dòng)能定理考點(diǎn)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(dòng)．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(duì)于木板靜止．在這一過(guò)程中，物塊的重力勢(shì)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(guò)程中，以下判斷正確的選項(xiàng)是()A．FN和f對(duì)物塊都不做功B．FN對(duì)物塊做功為2J，f對(duì)物塊不做功C．FN對(duì)物塊不做功，f對(duì)物塊做功為2JD．FN和f對(duì)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(xiàn)長(zhǎng)度為L(zhǎng)，把懸線(xiàn)拉到水平位置后放手．設(shè)在擺球從A點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)的過(guò)程中空氣阻力的大小F阻不變，那么以下說(shuō)法正確的選項(xiàng)是()A．重力做功為mgLB．懸線(xiàn)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(diǎn)O開(kāi)始沿x軸正方向運(yùn)動(dòng)，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(xiàn)右半局部為四分之一圓弧，那么小物塊運(yùn)動(dòng)到2x0處時(shí)的動(dòng)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(gè)完全相同、邊長(zhǎng)足夠小且互不粘連的小方塊依次排列，總長(zhǎng)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(dòng)，某時(shí)刻開(kāi)始滑上粗糙水平面．小方塊與粗糙水平面之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ，假設(shè)小方塊恰能完全進(jìn)入粗糙水平面，那么摩擦力對(duì)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(diǎn)二動(dòng)能定理①動(dòng)能定理：【例3】把動(dòng)力裝置分散安裝在每節(jié)車(chē)廂上，使其既具有牽引動(dòng)力，又可以載客，這樣的客車(chē)車(chē)輛叫做動(dòng)車(chē)．幾節(jié)自帶動(dòng)力的車(chē)輛(動(dòng)車(chē))加幾節(jié)不帶動(dòng)力的車(chē)輛(也叫拖車(chē))編成一組，就是動(dòng)車(chē)組，假設(shè)動(dòng)力車(chē)組運(yùn)行過(guò)程中受到的阻力與其所受重力成正比，每節(jié)動(dòng)車(chē)與拖車(chē)的質(zhì)量都相等，每節(jié)動(dòng)車(chē)的額定功率都相等．假設(shè)1節(jié)動(dòng)車(chē)加3節(jié)拖車(chē)編成的動(dòng)車(chē)組的最大速度為120km/h；那么6節(jié)動(dòng)車(chē)加3節(jié)拖車(chē)編成的動(dòng)車(chē)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(chē)質(zhì)量是2000t，由靜止開(kāi)始以額定功率P額＝×104kw沿平直軌道向某一方向運(yùn)動(dòng)，前進(jìn)900m時(shí)到達(dá)最大速度．設(shè)火車(chē)所受阻力恒定為車(chē)重的倍，g取10m/s2.那么以下說(shuō)法正確的選項(xiàng)是()A．此過(guò)程中火車(chē)一直做勻加速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)B．火車(chē)行駛的最大速度vm＝30m/sC．當(dāng)火車(chē)的速度為10m/s時(shí)，火車(chē)的加速度為1m/s2D．火車(chē)由靜止到到達(dá)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(chē)，正以10m/s的速度向右勻速運(yùn)動(dòng)，汽車(chē)前方的水平路段BC較粗糙，汽車(chē)通過(guò)整個(gè)ABC路段的v-t圖象如圖乙所示(在t＝15s處水平虛線(xiàn)與曲線(xiàn)相切)，運(yùn)動(dòng)過(guò)程中汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)的輸出功率保持20kW不變，假設(shè)汽車(chē)在兩個(gè)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(chē)在AB路段上運(yùn)動(dòng)時(shí)所受的阻力Ff1；(2)求汽車(chē)剛好到達(dá)B點(diǎn)時(shí)的加速度a；(3)求BC路段的長(zhǎng)度．【例4】如下圖，質(zhì)量為kg的質(zhì)點(diǎn)在水平面上運(yùn)動(dòng)的v-t圖象，以水平向右的方向?yàn)檎较颍韵屡袛嗾_的選項(xiàng)是()A．在0～3s時(shí)間內(nèi)，合力對(duì)質(zhì)點(diǎn)做功為10JB．在4～6s時(shí)間內(nèi)，質(zhì)點(diǎn)的平均速度為3m/sC．在1～5s時(shí)間內(nèi)，合力的平均功率為4WD．在t＝6s時(shí)，質(zhì)點(diǎn)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(diǎn)豎直上拋，其運(yùn)動(dòng)軌跡如下圖(小球的運(yùn)動(dòng)可看作豎直方向的豎直上拋運(yùn)動(dòng)和水平方向的初速度為零的勻加速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)的合運(yùn)動(dòng))，小球運(yùn)動(dòng)軌跡上的A、B兩點(diǎn)在同一水平直線(xiàn)上，M點(diǎn)為軌跡的最高點(diǎn)．假設(shè)風(fēng)力的大小恒定，方向水平向右，小球在A點(diǎn)拋出時(shí)的動(dòng)能為4J，在M點(diǎn)時(shí)它的動(dòng)能為2J，落回到B點(diǎn)時(shí)動(dòng)能記為EkB，小球上升時(shí)間記為t1，下落時(shí)間記為t2，不計(jì)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(shí)，最刺激的莫過(guò)于滑沙運(yùn)動(dòng)．某人坐在滑沙板上從沙坡斜面的頂端由靜止沿直線(xiàn)下滑到斜面底端時(shí)，速度為2v0，設(shè)人下滑時(shí)所受阻力恒定不變，沙坡長(zhǎng)度為L(zhǎng)，斜面傾角為α，人的質(zhì)量為m，滑沙板質(zhì)量不計(jì)，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(dá)斜面底端時(shí)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(dá)斜面底端時(shí)的速度大小為eq\r(5)v0C．人沿沙坡下滑時(shí)所受阻力Ff＝mgsinα－eq\f(2mv\o\al(2,0),L)D．人在由靜止下滑過(guò)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(chǎng)．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(chē)與草地之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ.質(zhì)量為m的載人滑草車(chē)從坡頂由靜止開(kāi)始自由下滑，經(jīng)過(guò)上、下兩段滑道后，最后恰好靜止于滑道的底端(不計(jì)滑草車(chē)在兩段滑道交接處的能量損失，sin37°＝，cos37°＝．那么()A．動(dòng)摩擦因數(shù)μ＝eq\f(6,7)B．載人滑草車(chē)最大速度為eq\r(\f(2gh,7))C．載人滑草車(chē)克服摩擦力做功為mghD．載人滑草車(chē)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(zhǎng)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(dá)C處速度為零，此過(guò)程中小物塊在AB段速度的變化率是BC段的2倍，兩段運(yùn)動(dòng)時(shí)間相等，g＝10m/s2，以A為零勢(shì)能點(diǎn)，求小物塊：(1)通過(guò)B處的速度；(2)在C處的重力勢(shì)能；(3)沿斜面下滑過(guò)程中通過(guò)BA段的時(shí)間．【例5】如下圖，兩質(zhì)量均為m＝1kg的小球1、2(可視