2019-2020年高考物理二轮复习 专题4 功能关系在力学中的应用学案（含解析）

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1、2019-2020年高考物理二轮复习专题4功能关系在力学中的应用学案（含解析）考向预测能量观点是高中物理解决问题的三大方法之一，既在选择题中出现，也在综合性的计算题中应用，常将功、功率、动能、势能等基础知识融入其他问题考查，也常将动能定理、机械能守恒、功能关系作为解题工具在综合题中应用。考查的重点有以下几方面：(1)(变力)做功和功率问题；(2)动能定理的应用；(3)机械能守恒的条件；(4)机械能守恒定律与平抛运动、圆周运动的综合；(5)功能关系与能量守恒。在功和功率的分析与计算部分，高考命题角度集中在功的定义式的理解及应用，机车启动模型

2、的分析。题目难度以中档选择题为主。对动能定理应用的考查，高考命题角度多为应用动能定理解决变力做功及多过程问题，题目综合性较强，试题难度较大，题型包括选择题与计算题。对机械能守恒定律应用的考查，高考命题选择题集中在物体系统机械能守恒及物体间的做功特点、力与运动的关系，计算题结合平抛、圆周运动等典型运动为背景综合考查。试题难度以中档题为主。对功能关系及能量守恒的考查，选择题命题重点在考查常见功能转化关系，难度中档；计算题常以滑块、传送带、弹簧结合平抛运动、圆周运动综合考查功能关系、动能定理、机械能守恒的应用。高频考点：功、功率的理解与计算；机

3、车启动问题；动能定理的应用；机械能守恒定律的应用；能量守恒定律。知识与技巧的梳理考点一、功　功率的分析与计算例(xx届高三·天津五区县联考)如图所示，某质点运动的v-t图象为正弦曲线。从图象可以判断(　　)A．质点做曲线运动B．在t1时刻，合外力的功率最大C．在t2～t3时间内，合外力做负功D．在0～t1和t2～t3时间内，合外力的平均功率相等【审题立意】本题结合v-t图象考查变力做功的计算及对功率、平均功率和瞬时功率的理解的理解。解答此题首先要结合图象正确分析物体的受力情况和运动情况。【解题思路】质点运动的v-t图象描述的是质点的直线运

4、动，选项A错误；在t1时刻，v-t图线的斜率为零，加速度为零，合外力为零，合外力功率为零，选项B错误；由题图图象可知，在t2～t3时间内，质点的速度增大，动能增大，由动能定理可知，合外力做正功，选项C错误；在0～t1和t2～t3时间内，动能的变化量相同，故合外力做的功相等，则合外力的平均功率相等，选项D正确。【参考答案】D【变式训练】1.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FLB．人对车做的功为m

5、aLC．车对人的作用力大小为maD．车对人的摩擦力做的功为(F－ma)L解析：根据功的公式可知，人对车的推力做功为W＝FL，选项A正确；在水平方向上，由牛顿第二定律可知车对人的作用力为F′＝ma，由牛顿第三定律可知人对车的作用力为－ma，故人对车做的功为W＝－maL，选项B错误；因车对人还有沿竖直方向的支持力，大小等于mg，故车对人的作用力大小为，选项C错误；对人由牛顿第二定律得f－F＝ma，解得f＝ma＋F，车对人的摩擦力做功为W＝fL＝(F＋ma)L，选项D错误。答案：A2．(xx·潍坊模拟)质量为m＝2kg的物体沿水平面向右做直线运

6、动，t＝0时刻受到一个水平向左的恒力F，如图甲所示，此后物体的v-t图象如图乙所示，取水平向右为正方向，g取10m/s2，则(　　)A．物体与水平面间的动摩擦因数为μ＝0.5B．10s末恒力F的瞬时功率为6WC．10s末物体在计时起点左侧4m处D．0～10s内恒力F做功的平均功率为0.6W解析：由题图乙可知0～4s内的加速度：a1＝m/s2＝2m/s2，可得：F＋μmg＝ma1；4～10s内的加速度：a2＝m/s2＝1m/s2，可得：F－μmg＝ma2；解得：F＝3N，μ＝0.05，选项A错误；10s末恒力F的瞬时功率为P10＝F

7、v10

8、

9、＝3×6W＝18W，选项B错误；0～4s内的位移x1＝×4×8m＝16m，4～10s内的位移x2＝－×6×6m＝－18m，x＝x1＋x2＝－2m，故10s末物体在计时起点左侧2m处，选项C错误；0～10s内恒力F做功的平均功率为＝＝W＝0.6W，选项D正确。答案：D考点二、机车启动问题例(xx·咸阳模拟)质量为m的汽车在平直路面上启动，启动过程的速度—时间图象如图所示，从t1时刻起汽车的功率保持不变，整个运动过程中汽车所受阻力恒为Ff，则(　　)A．0～t1时间内，汽车的牵引力等于mB．t1～t2时间内，汽车的功率等于Ffv1C．汽车运

10、动的最大速度等于v1D．t1～t2时间内，汽车的平均速度小于【审题立意】根据速度—时间图象求出加速运动的加速度大小，结合牛顿第二定律求出牵引力的大小，抓住t1时刻的功率等于额定功率，根据加速度