统考版2021届高考物理二轮复习提升指导与精练8功和功率动能及动能定理含解析.doc

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1、高考功和功率、动能及动能定理1．近几年对本部分内容的考查，在选择题部分主要考查功和功率、动能定理的理解和计算，计算题侧重于动力学、电磁学等主干知识和典型模型相结合进行综合考查，难度较大。2．注意要点：(1)分析机车启动问题时，抓住两个关键，一是汽车的运动状态，即根据牛顿第二定律找出牵引力与加速度的关系；二是抓住功率的定义式，即牵引力与速度的关系。(2)利用动能定理求做功，对物体运动过程要求不严格，只要求得运动物体初末状态的速度即可。但列动能定理方程要规X，注意各功的正负号问题。例1．(2020∙某某卷∙4)如图所示，

2、一小物块由静止开始沿斜面向下滑动，最后停在水平地面上。斜面和地面平滑连接，且物块与斜面、物块与地面间的动摩擦因数均为常数。该过程中，物块的动能Ek与水平位移x关系的图象是(　　)【答案】A【解析】由题意可知设斜面倾角为θ，动摩擦因数为μ，则物块在斜面上下滑水平距离x时根据动能定理有mgxtanθ－μmgcosθ＝Ek，整理可得(mgxtanθ－μmg)x＝Ek，即在斜面上运动时动能与x成线性关系；当小物块在水平面运动时有μmgx＝Ek，即在水平面运动时动能与x也成线性关系，A正确。例2．(2019∙全国III卷∙17

3、)从地面竖直向上抛出一物体，物体在运动过程中除受到重力外，还受到一大小不变、方向始终与运动方向相反的外力作用。距地面高度h在3m以内时，物体上升、下落过程中动能Ek随h的变化如图所示。重力加速度取10m/s2。该物体的质量为()-13-/13高考A．2kgB．1.5kgC．1kgD．0.5kg【答案】C【解析】设物体的质量为m，则物体在上升过程中，受到竖直向下的重力mg和竖直向下的恒定外力F，当Δh＝3m时，由动能定理结合题图可得－(mg＋F)×Δh＝(36－72)J；物体在下落过程中，受到竖直向下的重力mg和竖直向

4、上的恒定外力F，当Δh＝3m时，再由动能定理结合题图可得(mg－F)×Δh＝(48－24)J，联立解得m＝1kg、F＝2N，选项C正确，A、B、D均错误。例2．(2018∙全国III卷∙19)地下矿井中的矿石装在矿车中，用电机通过竖井运送至地面。某竖井中矿车提升的速度大小v随时间t的变化关系如图所示，其中图线①②分别描述两次不同的提升过程，它们变速阶段加速度的大小都相同；两次提升的高度相同，提升的质量相等。不考虑摩擦阻力和空气阻力。对于第①次和第②次提升过程()A．矿车上升所用的时间之比为4∶5B．电机的最大牵引力之

5、比为2∶1C．电机输出的最大功率之比为2∶1D．电机所做的功之比为4∶5【考题解读】-13-/13高考本题考查速度图象，牛顿运动定律、功和功率及其相关的知识点。此题以速度图象给出解题信息。解答此题常见错误主要有四方面：一是对速度图象面积表示位移掌握不到位；二是运用牛顿运动定律求解牵引力错误；三是不能找出最大功率；四是不能得出两次提升电机做功。【答案】AC【解析】根据位移相同可得两图线与时间轴围成的面积相等，v0×2t0＝×v0×[2t0＋t′＋(t0＋t′)]，解得t′＝t0，则对于第①次和第②次提升过程中，矿车上升

6、所用的时间之比为2t0∶(2t0＋t0)＝4∶5，A正确；加速过程中的牵引力最大，且已知两次加速时的加速度大小相等，故两次中最大牵引力相等，B错误；由题知两次提升的过程中矿车的最大速度之比为2∶1，由功率P＝Fv，得最大功率之比为2∶1，C正确；两次提升过程中矿车的初、末速度都为零，则电机所做的功等于克服重力做的功，重力做的功相等，故电机所做的功之比为1∶1，D错误。提分训练1．(多选)如图所示，倾角为θ的光滑斜面足够长，一质量为m的小物体，在沿斜面向上的恒力F作用下，由静止从斜面底端沿斜面向上做匀加速直线运动，经过

7、时间t，力F做功为60J，此后撤去力F，物体又经过相同的时间t回到斜面底端，若以底端的平面为零势能参考面，重力加速度为g，则下列说法正确的是(　　)A．物体回到斜面底端的动能为60JB．恒力F＝2mgsinθC．撤去力F时，物体的重力势能是45J-13-/13高考D．动能与势能相等的时刻一定出现在撤去力F之前【答案】AC【解析】由题设条件可知：前后两段小物体的运动的位移大小相等，方向相反，则由牛顿第二定律和运动学公式可得，x0＝·t2＝－，解得F＝mgsinθ，选项B错误；由题设条件知，Fx0＝mgx0sinθ＝60

8、J，则此过程中重力做的功为WG＝－mgx0sinθ＝－45J，撤去力F时，物体的重力势能是45J，选项C正确；全程由动能定理可得Fx0＝Ek0，则物体回到斜面底端的动能Ek0为60J，选项A正确；物体从最高点下滑的过程中一定有一个点的动能与势能相等，选项D错误。2．(多选)如图所示，半径为R的半圆弧槽固定在水平地面上，槽口向上，槽口直径水平，一