（浙江選考）高考物理二輪復習專題二能量和動量第1講功功率與動能定理課件.ppt

1、第1講功 功率與動能定理,專題二能量和動量,考點一功和能基本概念及規(guī)律辨析,考點三動能定理的應用,考點四動力學和能量觀點的綜合應用,考點二功和功率的分析與計算,真題研究,1.(2017浙江4月選考12)火箭發(fā)射回收是航天技術的一大進步.如圖1所示，火箭在返回地面前的某段運動，可看成先勻速后減速的直線運動，最后撞落在地面上，不計火箭質量的變化，則,答案,解析,1,2,3,4,5,6,圖1,A.火箭在勻速下降過程中，機械能守恒 B.火箭在減速下降過程中，攜帶的檢測儀器處于失重狀態(tài) C.火箭在減速下降過程中合力做功等于火箭機械能的變化 D.火箭著地時，火箭對地的作用力大于自身的重力,1,2,3,4,

2、5,6,解析勻速下降階段，說明阻力等于重力，不止重力做功，所以機械能不守恒，選項A錯； 在減速階段，加速度向上，所以超重，選項B錯誤； 火箭著地時，地面給火箭的力大于火箭重力，即選項D正確； 合外力做功等于動能改變量，選項C錯.,2.(2016浙江10月學考4)如圖2所示，無人機在空中勻速上升時，不斷增加的能量是 A.動能 B.動能、重力勢能 C.重力勢能、機械能 D.動能、重力勢能、機械能,解析無人機勻速上升，所以動能保持不變，所以選項A、B、D均錯. 高度不斷增加，所以重力勢能不斷增加，因此無人機機械能不斷增加，所以選項C正確.,答案,解析,1,2,3,4,5,6,圖2,3.(2015浙江

3、10月學考5)畫作瀑布如圖3所示.有人對此畫作了如下解讀：水流從高處傾瀉而下，推動水輪機發(fā)電，又順著水渠流動，回到瀑布上方，然后再次傾瀉而下，如此自動地周而復始.這一解讀違背了 A.庫侖定律 B.歐姆定律 C.電荷守恒定律 D.能量守恒定律,答案,1,2,3,4,5,6,圖3,4.(人教版必修2P66第2題改編)如圖4所示，質量為m的足球在水平地面的位置1被踢出后落到水平地面的位置3，在空中達到的最高點(位置2)的高度為h，已知重力加速度為g.下列說法正確的是,答案,解析,1,2,3,4,5,6,模擬訓練,圖4,A.足球由位置1運動到位置2的過程中，重力做的功為mgh B.足球由位置1運動到位

4、置3的過程中，重力做的功為2mgh C.足球由位置2運動到位置3的過程中，重力勢能減少了mgh D.如果沒有選定參考平面，就無法確定重力勢能變化了多少,解析足球由位置1運動到位置2的過程中，高度增加h，重力做功mgh，選項A錯誤； 足球由位置1運動到位置3的過程中，由于位置1和位置3在同一水平面上，故足球的高度沒有變化，重力做的功為零，選項B錯誤； 足球由位置2運動到位置3的過程中，足球的高度降低，重力做正功，重力勢能減少，由于2、3兩位置的高度差是h，故重力勢能減少了mgh，選項C正確； 分析重力勢能的變化，只要找出高度的變化量即可，與參考平面的選取沒有關系，選項D錯誤.,1,2,3,4,5

5、,6,5.(人教版必修2P67、P68、P75、P80插圖 改編)如圖5所示的幾個運動過程中，物體 的彈性勢能增大的是 A.如圖甲，撐桿跳高的運動員上升過程中， 桿的彈性勢能 B.如圖乙，人拉長彈簧過程中，彈簧的彈 性勢能 C.如圖丙，模型飛機用橡皮筋發(fā)射出去的過程中，橡皮筋的彈性勢能 D.如圖丁，小球被壓縮彈簧向上彈起的過程，彈簧的彈性勢能,答案,1,2,3,4,5,6,圖5,6.(2017稽陽聯誼學校8月聯考)如圖6所示，質量為m的小球(可以看成質點)，在恒力F的作用下，從地面上A點由靜止開始運動.途經桌面處B點到達C點，現以桌面為參考平面，已知Hh，則 A.小球從A到B重力做功小于從B到

6、C重力做的功 B.小球在A點的重力勢能大于在C點的重力勢能 C.整個過程小球的機械能一定增大 D.整個過程小球的機械能守恒,圖6,解析功的大小比較看絕對值，hH，所以A錯誤； 重力勢能的大小看位置高低，A點最低，B錯誤； 恒力F始終做正功，所以機械能一直變大，C對，D錯誤.,1,2,3,4,5,6,答案,解析,真題研究,1.(2017浙江11月選考13)如圖7所示是具有登高平臺的消防車，具有一定質量的伸縮臂能夠在5 min內使承載4人的登高平臺(人連同平臺的總質量為400 kg)上升60 m到達滅火位置.此后，在登高平臺上的消防員用水炮滅火，已知水炮的出水量為3 m3/min，水離開炮口時的速

7、率為20 m/s，則用于 A.水炮工作的發(fā)動機輸出功率約為1104 W B.水炮工作的發(fā)動機輸出功率約為4104 W C.水炮工作的發(fā)動機輸出功率約為2.4106 W D.伸縮臂抬升登高平臺的發(fā)動機輸出功率約為800 W,圖7,1,2,3,4,5,答案,解析,1,2,3,4,5,2.(2017浙江11月選考10)如圖8所示，質量為60 kg的某運動員在做俯臥撐運動，運動過程中可將她的身體視為一根直棒.已知重心在c點，其垂線與腳、兩手連線中點間的距離Oa、Ob分別為0.9 m和0.6 m.若她在1 min內做了30個俯臥撐，每次肩部上升的距離均為0.4 m， 則克服重力做的功和相應的功率約為 A

8、.430 J，7 W B.4 300 J，70 W C.720 J，12 W D.7 200 J，120 W,1,2,3,4,5,圖8,答案,解析,1,2,3,4,5,模擬訓練,3.(2017金華市高三上學期期末)如圖9所示，質量為m的汽車在平直公路上行駛，所受的阻力恒為車重的k倍，當它以速度v，加速度a加速前進時，發(fā)動機的實際功率正好等于額定功率，從該時刻起，發(fā)動機始終在額定功率下運轉，重力加速度為g，則以下分析正確的是 A.汽車發(fā)動機的額定功率為kmgv,D.欲使汽車最大速度增加到此時的2倍，則發(fā)動機額定功率應增加到此時的4倍,圖9,1,2,3,4,5,答案,解析,由于汽車勻速運動時速度最

9、大，汽車受到的阻力不變，此時的功率PFf2vm2P0，故D錯誤.,1,2,3,4,5,4.(2017浙江“七彩陽光”聯考)物體在大小相等的力F作用下，分別在粗糙的水平地面上發(fā)生了一段位移x，其力與速度方向夾角如圖10所示，則下列判斷正確的是 圖10 A.甲圖中力F做負功 B.乙圖中合外力做功最多 C.丙圖中摩擦力做功最多 D.三個圖中力F做功相同,1,2,3,4,5,答案,解析,解析根據WFxcos ，甲中F與位移x的夾角為30，故為正功，乙中F與x的夾角為150，故為負功，丙中F與x的夾角為30，故為正功，三種情況下力F的功的大小是相同的；甲圖中摩擦力最大做功最多；乙圖中合外力為F的水平分力

10、與摩擦力的和，而甲和丙中合外力為F的水平分力與摩擦力的差，乙圖中合外力做功最多.,1,2,3,4,5,1,2,3,4,5,5.(2017浙江“七彩陽光”聯考)周末放學了，小黃高興的騎著電動自行車沿平直公路回家，中途因電瓶“沒電”，只能改用腳蹬車以5 m/s的速度勻速前行，騎行過程中所受阻力恒為車和人總重的0.02倍，取重力加速度g10 m/s2.根據估算，小黃騎此電動車做功的平均功率最接近 A.10 W B.100 W C.1 kW D.10 kW,解析車和人的質量大約100 kg，勻速行駛時，牽引力等于阻力，FFf0.02mg0.021 000 N20 N，則騎車的平均功率PFv205 W1

11、00 W.,答案,解析,規(guī)律總結,1.功的計算方法 (1)恒力做功： WFlcos ，F為恒力. (2)變力做功：,當變力的功率P一定時，可用WPt求功，如機車恒功率啟動時. 將變力做功轉化為恒力做功： 當力的大小不變，而方向始終與運動方向相同或相反時，這類力的功等于力和路程(不是位移)的乘積.如滑動摩擦力做功、空氣阻力做功等.,2.平均功率與一段時間(或過程)相對應，計算時應明確是哪個力在哪段時間(或過程)內做功的平均功率. (1)可用P . (2)可用PFvcos ，其中v為物體運動的平均速度. 3.計算瞬時功率時應明確是哪個力在哪個時刻(或狀態(tài))的功率.求解瞬時功率時，如果F和v不同向，

12、可用力F乘以F方向的分速度，或用速度v乘以速度方向的分力求解. (1)公式PFvcos ，其中v為t時刻的瞬時速度. (2)PFvF，其中vF為物體的速度v在力F方向上的分速度. (3)PFvv，其中Fv為物體受到的外力F在速度v方向上的分力.,真題研究,1.(2016浙江10月學考20)如圖11甲所示，游樂場的過山車可以底朝上在豎直圓軌道上運行，可抽象為圖乙所示的模型.傾角為45的直軌道AB、半徑R10 m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、CE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l40 m.現有質量m500 kg的過山車，從高

13、h40 m處的A點靜止下滑，經BCDCEF最終停在G點.過山車與軌道AB、EF間的動摩擦因數均為10.2，與減速 直軌道FG間的動摩擦因數20.75.過山車可視 為質點，運動中不脫離軌道，g取10 m/s2.求： (1)過山車運動至圓軌道最低點C時的速度大??；,答案8 m/s,圖11,1,2,3,4,答案,解析,解析設C點的速度為vC，由動能定理得,1,2,3,4,(2)過山車運動至圓軌道最高點D時對軌道的作用力大??；,答案7103 N,1,2,3,4,答案,解析,解析設D點速度為vD，由動能定理得,由牛頓第三定律知，過山車在D點對軌道的作用力為7103 N,(3)減速直軌道FG的長度x.(已

14、知sin 370.6，cos 370.8),答案30 m,1,2,3,4,答案,解析,解析全程應用動能定理,解得x30 m.,2.(2015浙江10月選考20)如圖12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.質量m2.0103 kg的汽車沿下坡行駛，當駕駛員發(fā)現剎車失靈的同時發(fā)動機失去動力，此時速度表示數為v136 km/h，汽車繼續(xù)沿下坡勻加速直行l(wèi)350 m、下降高度h50 m時到達“避險車道”，此時速度表示數為v272 km/h.(g10 m/s2) (1)求從發(fā)現剎車失靈至到達“避險車道”這一過程汽車動能的變化量；,1,2,3,4,

15、圖12,答案3.0105 J,得Ek3.0105 J,答案,解析,(2)求汽車在下坡過程中所受的阻力；,1,2,3,4,答案2.0103 N,答案,解析,(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(sin 170.3).,答案33.3 m,答案,解析,解析設汽車在“避險車道”上運動的最大位移是x，,1,2,3,4,3.(2017寧波市九校高三上學期期末)如圖13所示為一遙控電動賽車(可視為質點)和它運動軌道示意圖.假設在某次演示中，賽車從A位置由靜止開始運動，經2 s后關閉電動機，賽車繼續(xù)前進至B點后水平飛

16、出，賽車能從C點無碰撞地進入豎直平面內的圓形光滑軌道，D點和E點分別為圓形軌道的最高點和最低點.已知賽車在水平軌道AB段運動時受到的恒定阻力為0.4 N，賽車質量為0.4 kg，通電時賽車電動機的輸出功率恒為2 W，B、C兩點間高度差為0.45 m，C與 圓心O的連線和豎直方向的夾角37，空氣阻力忽略 不計，g10 m/s2，sin 370.6，cos 370.8，求： (1)賽車通過C點時的速度大??；,模擬訓練,圖13,答案5 m/s,1,2,3,4,答案,解析,1,2,3,4,1,2,3,4,(2)賽道AB的長度；,答案2 m,答案,解析,解析由(1)可知B點速度v0vCcos 374 m

17、/s,(3)要使賽車能通過圓軌道最高點D后回到水平賽道EG，其半徑需要滿足什么條件.,1,2,3,4,答案,解析,4.(2016溫州市期中)如圖14所示，傾角為30的光滑斜面的下端有一水平傳送帶，傳送帶正以6 m/s的速度運動，運動方向如圖所示.一個質量為2 kg的物體(可視為質點)，從h3.2 m高處由靜止沿斜面下滑，物體經過A點時，不管是從斜面到傳送帶還是從傳送帶到斜面，都不計其動能損失.物體與傳送帶間的動摩擦因數為0.5，物體向左最多能滑到傳送帶左右兩端A、B連線的中點處，重力加速度g取10 m/s2，求： (1)傳送帶左、右兩端A、B間的距離L；,圖14,答案12.8 m,1,2,3,

18、4,答案,解析,(2)上述過程中物體與傳送帶組成的系統因摩擦產生的熱量；,答案160 J,1,2,3,4,解析在此過程中，物體與傳送帶間的相對位移,答案,解析,以上三式可聯立得Q160 J.,(3)物體隨傳送帶向右運動，最后沿斜面上滑的最大高度h.,答案1.8 m,1,2,3,4,答案,解析,即物體在到達A點前速度與傳送帶相等，最后以v帶6 m/s的速度沖上斜面，,規(guī)律總結,1.應用動能定理解題的步驟,2.注意事項 (1)動能定理往往用于單個物體的運動過程，由于不涉及加速度及時間，比動力學研究方法要簡便. (2)動能定理表達式是一個標量式，不能在某個方向上應用動能定理. (3)應用動能定理時，

19、必須明確各力做功的正、負.當一個力做負功時，可設物體克服該力做功為W，將該力做功表示為W，也可以直接用字母W表示該力做功，使其字母本身含有負號.,真題研究,1.(2017浙江11月選考20)如圖15甲所示是游樂園的過山車，其局部可簡化為如圖乙的示意圖，傾角37的兩平行傾斜軌道BC、DE的下端與水平半圓形軌道CD順滑連接，傾斜軌道BC的B端高度h24 m，傾斜軌道DE與圓弧EF相切于E點，圓弧EF的圓心O1、水平半圓軌道CD的圓心O2與A點在同一水平面上，DO1的距離L20 m.質量m1 000 kg的過山車(包括乘客)從B點自靜止滑下，經過水平半圓軌道后，滑上另一傾斜軌道，到達圓弧頂端F時乘客

20、對座椅的壓力為 自身重力的0.25倍.已知過山車在BCDE段運動時所 受的摩擦力與軌道對過山車的支持力成正比，比例 系數 ，EF段摩擦力不計，整個運動過程空氣阻 力不計.(g10 m/s2，sin 370.6，cos 370.8),甲乙 圖15,2,3,4,1,(1)求過山車過F點時的速度大??；,解析在F點由牛頓第二定律得：,rLsin 12 m,答案,解析,2,3,4,1,(2)求從B到F整個運動過程中摩擦力對過山車做的功；,解析根據動能定理，從B點到F點：,解得Wf7.5104 J,答案,解析,答案7.5104 J,2,3,4,1,(3)如果過D點時發(fā)現圓軌道EF段有故障，為保證乘客的安全

21、，立即觸發(fā)制動裝置，使過山車不能到達EF段并保證不再下滑，則過山車受到的摩擦力至少應多大？,答案,解析,答案6103 N,2,3,4,1,解析在沒有故障時，物體到達D點的速度為vD，,LDELcos 3716 m， 發(fā)現故障之后，過山車不能到達EF段，設剎車后恰好到達E點速度為零，在此過程中，過山車受到的摩擦力為Ff1，根據動能定理,聯立各式解得Ff14.6103 N 使過山車能停在傾斜軌道上的摩擦力至少為Ff2， 則有Ff2mgsin 0，解得Ff26103 N 綜上可知，過山車受到的摩擦力至少應為6103 N.,2,3,4,1,2.(2017浙江4月選考20)圖16中給出了一段“S”形單行

22、盤山公路的示意圖.彎道1、彎道2可看作兩個不同水平面上的圓弧，圓心分別為O1、O2，彎道中心線半徑分別為r110 m，r220 m，彎道2比彎道1高h12 m，有一直道與兩彎道圓弧相切.質量m1 200 kg的汽 車通過彎道時做勻速圓周運動，路面對輪 胎的最大徑向靜摩擦力是車重的1.25倍， 行駛時要求汽車不打滑.(sin 370.6， sin 530.8) (1)求汽車沿彎道1中心線行駛時的最大速度v1；,圖16,答案見解析,2,3,4,1,答案,解析,解析在彎道1行駛的最大速度設為v1,2,3,4,1,(2)汽車以v1進入直道，以P30 kW的恒定功率直線行駛了t8.0 s進入彎道2，此時

23、速度恰為通過彎道中心線的最大速度，求直道上除重力以外的阻力對汽車做的功；,答案見解析,解析在彎道2行駛的最大速度設為v2,答案,解析,代入數據可得Wf2.1104 J,2,3,4,1,(3)汽車從彎道1的A點進入，從同一直徑上的B點駛離，有經驗的司機會利用路面寬度，用最短時間勻速安全通過彎道.設路寬d10 m，求此最短時間(A、B兩點都在軌道中心線上，計算時視汽車為質點).,答案見解析,答案,解析,2,3,4,1,解析沿如圖所示內切的路線行駛時間最短,代入數據可得r12.5 m 汽車沿該線路行駛的最大速度為v,2,3,4,1,則對應的圓心角2106,2,3,4,1,3.(2016浙江4月選考2

24、0)如圖17所示，裝置由一理想彈簧發(fā)射器及兩個軌道組成.其中軌道由光滑軌道AB與粗糙直軌道BC平滑連接，高度差分別是h10.20 m、h20.10 m，BC水平距離L1.00 m.軌道由AE、螺旋圓形EFG和GB三段光滑軌道平滑連接而成，且A點與F點等高.當彈簧壓縮量為d時，恰能使質量m0.05 kg的滑塊沿軌道上升到B點；當彈簧壓縮量為2d時，恰能使滑塊沿軌道上升到C點.(已知彈簧彈性勢能與壓縮量的平方成正比，g10 m/s2) (1)當彈簧壓縮量為d時，求彈簧的彈性 勢能及滑塊離開彈簧瞬間的速度大??；,圖17,答案0.1 J2 m/s,答案,解析,2,3,4,1,解析由機械能守恒定律可得 E彈EkEpmgh10.05100.20 J0.1 J,2,3,4,1,(2)求滑塊與軌道BC間的動摩擦因數；,答案,解析,答案0.5,解析由E彈d2可得EkE彈4E彈4mgh1 由動能定理可得mg(h1h2)mgLEk,2,3,4,1,(3)當彈簧壓縮量為d時，若沿軌道運動，滑塊能否上升到B點？請通過計算說明理由.,答案,解析,答案不能，理由見