（全国通用）2019届高考物理二轮复习 专题5 功能关系的理解和应用学案

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1、专题5功能关系的理解和应用考题一　功和功率的计算1.功的计算力的特点计算方法恒力的功单个恒力W＝Flcosα合力为恒力1.先求合力，再求W＝F合l2.W＝W1＋W2＋…变力的功大小恒定，且方向始终沿轨迹切线方向力的大小跟路程的乘积力与位移成线性变化W＝lcosθ已知F－l图象功的大小等于“面积”一般变力动能定理2.功率的计算(1)P＝，适用于计算平均功率；(2)P＝Fvcosθ，若v为瞬时速度，P为瞬时功率，若v为平均速度，P为平均功率.例1　(2016·全国甲卷·21)如图1，小球套在光滑的竖直杆上，轻弹簧一端固定于O点，另一端与小球相连.现

2、将小球从M点由静止释放，它在下降的过程中经过了N点.已知在M、N两点处，弹簧对小球的弹力大小相等，且∠ONM<∠OMN<.在小球从M点运动到N点的过程中(　　)图1A.弹力对小球先做正功后做负功B.有两个时刻小球的加速度等于重力加速度C.弹簧长度最短时，弹力对小球做功的功率为零D.小球到达N点时的动能等于其在M、N两点的重力势能差解析　因M和N两点处弹簧对小球的弹力大小相等，且∠ONM<∠OMN<，知M处的弹簧处于压缩状态，N处的弹簧处于伸长状态，则弹簧的弹力对小球先做负功后做正功再做负功，选项A错误；当弹簧水平时，竖直方向的力只有重力，加速度

3、为g；当弹簧处于原长位置时，小球只受重力，加速度为g，则有两个时刻的加速度大小等于g，选项B正确；弹簧长度最短时，即弹簧水平，弹力与速度垂直，弹力对小球做功的功率为零，选项C正确；由动能定理得，WF＋WG＝ΔEk，因M和N两点处弹簧对小球的弹力大小相等，弹性势能相等，则由弹力做功特点知WF＝0，即WG＝ΔEk，选项D正确.答案　BCD变式训练1.(2016·天津理综·8)我国高铁技术处于世界领先水平.和谐号动车组是由动车和拖车编组而成，提供动力的车厢叫动车，不提供动力的车厢叫拖车，如图2所示.假设动车组各车厢质量均相等，动车的额定功率都相同，动

4、车组在水平直轨道上运行过程中阻力与车重成正比.某列车组由8节车厢组成，其中第1、5节车厢为动车，其余为拖车，则该动车组(　　)图2A.启动时乘客受到车厢作用力的方向与车运动的方向相反B.做匀加速运动时，第5、6节与第6、7节车厢间的作用力之比为3∶2C.进站时从关闭发动机到停下来滑行的距离与关闭发动机时的速度成正比D.与改为4节动车带4节拖车的动车组最大速度之比为1∶2答案　BD解析　列车启动时，乘客随车厢加速运动，加速度方向与车的运动方向相同，故乘客受到车厢的作用力方向与车运动方向相同，选项A错误；动车组运动的加速度a＝＝－kg，则对6、7、

5、8节车厢的整体有F56＝3ma＋3kmg＝F，对7、8节车厢的整体有F67＝2ma＋2kmg＝F，故5、6节车厢与6、7节车厢间的作用力之比为F56∶F67＝3∶2，选项B正确；关闭发动机后，根据动能定理得·8mv2＝8kmgx，解得x＝，可见滑行的距离与关闭发动机时速度的平方成正比，选项C错误；8节车厢有2节动车时的最大速度为vm1＝；8节车厢有4节动车时最大速度为vm2＝，则＝，选项D正确.2.(2016·江西师大附中、鹰潭一中4月联考)如图3是滑雪场的一条雪道.质量为70kg的某滑雪运动员由A点沿圆弧轨道滑下，在B点以5m/s的速度水平飞

6、出，落到了倾斜轨道上的C点(图中未画出).不计空气阻力，θ＝30°，g＝10m/s2，则下列判断正确的是(　　)图3A.该滑雪运动员腾空的时间为1sB.BC两点间的落差为5mC.落到C点时重力的瞬时功率为3500WD.若该滑雪运动员从更高处滑下，落到C点时速度与竖直方向的夹角不变答案　AD解析　运动员平抛的过程中，水平位移为x＝v0t；竖直位移为y＝gt2，落地时：tanθ＝联立解得t＝1s，y＝5m，故A正确，B错误；落地时的速度：vy＝gt＝10×1m/s＝10m/s；所以落到C点时重力的瞬时功率为：P＝mg·vy＝70×10×10W＝70

7、00W，故C错误；根据落地时速度方向与水平方向之间的夹角的表达式：tanα＝＝＝＝2tanθ，可知到C点时速度与竖直方向的夹角与平抛运动的初速度无关，故D正确.3.(2016·岳阳二模)如图4，曲面EC是半径为R＝0.4m的圆弧，C端切线水平且与水平面CA相连，在CE上固定一光滑木板CD，CD与CA平滑连接，质量为m＝0.2kg的小滑块从水平面上A处以初速度v0＝4m/s向左运动，恰好可以到达木板的D端，下滑后停在B处，AB＝3BC，重力加速度取10m/s2，则由题中信息可求出(　　)图4A.滑块与水平面AC的动摩擦因数μB.木板CD与水平面的

8、夹角C.滑块在木板CD上下滑时重力的平均功率D.整个过程的摩擦热答案　BCD解析　设AB＝3BC＝L，从A到B由动能定理可知：mv＝μmgL，因L未知