专题05 功功率与动能定理命题猜想高考物理命题猜想与仿真押题原卷版Word文件下载.docx
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D．摩天轮转动过程中，乘客重力的瞬时功率保持不变
【变式探究】一物体静止在粗糙水平地面上．现用一大小为F1的水平拉力拉动物体，经过一段时间后其速度变为v.若将水平拉力的大小改为F2，物体从静止开始经过同样的时间后速度变为2v.对于上述两个过程，用WF1、WF2分别表示拉力F1、F2所做的功，Wf1、Wf2分别表示前后两次克服摩擦力所做的功，则（ ）
A．WF2>
4WF1，Wf2>
2Wf1
B．WF2>
4WF1,Wf2＝2Wf1
C．WF2<
4WF1，Wf2＝2Wf1
D．WF2<
4WF1，Wf2<
【感悟提升】
1．功的计算
（1）恒力做功的计算公式：
W＝Flcosα；
（2）当F为变力时，用动能定理W＝ΔEk或功能关系求功．所求得的功是该过程中外力对物体（或系统）做的总功（或者说是合力对物体做的功）；
（3）利用F－l图象曲线下的面积求功；
（4）利用W＝Pt计算．
2．功率
（1）功率定义式：
P＝.所求功率是时间t内的平均功率；
（2）功率计算式：
P＝Fvcosα.其中α是力与速度间的夹角．若v为瞬时速度，则P为F在该时刻的瞬时功率；
若v为平均速度，则P为F在该段位移内的平均功率．
【变式探究】如图所示，水平传送带以v＝2m/s的速度匀速前进，上方漏斗中以每秒50kg的速度把煤粉竖直抖落到传送带上，然后一起随传送带运动．如果要使传送带保持原来的速度匀速前进，则传送带的电动机应增加的功率为（ ）
A．100WB．200W
C．500WD．无法确定
【命题热点突破二】对动能定理应用的考查
命题规律：
该知识点是近几年高考的重点，也是高考的热点，题型既有选择题，也有计算题．考查的频率很高，分析近几年的考题，命题有以下规律：
（1）圆周运动与平衡知识的综合题．
（2）考查圆周运动的临界和极值问题．
例2.【2017·
江苏卷】一小物块沿斜面向上滑动，然后滑回到原处．物块初动能为，与斜面间的动摩擦因数不变，则该过程中，物块的动能与位移的关系图线是
【变式探究】【2016·
浙江卷】如图1 4所示为一滑草场，某条滑道由上下两段高均为h，与水平面倾角分别为45°
和37°
的滑道组成，滑草车与草地之间的动摩擦因数为μ.质量为m的载人滑草车从坡顶由静止开始自由下滑，经过上、下两段滑道后，最后恰好静止于滑道的底端（不计滑草车在两段滑道交接处的能量损失，sin37°
＝0.6，cos37°
＝0.8）．则（ ）
图1 4
A．动摩擦因数μ＝
B．载人滑草车最大速度为
C．载人滑草车克服摩擦力做功为mgh
D．载人滑草车在下段滑道上的加速度大小为g
【感悟提升】动能定理应用的基本步骤
（1）选取研究对象，明确并分析运动过程．
（2）分析受力及各力做功的情况，受哪些力？
每个力是否做功？
在哪段位移过程中做功？
正功？
负功？
做多少功？
求出代数和．
（3）明确过程初、末状态的动能Ek1及Ek2.
（4）列方程W＝Ek2－Ek1，必要时注意分析题目的潜在条件，补充方程进行求解．
【变式探究】一物块沿倾角为θ的斜坡向上滑动．当物块的初速度为v时，上升的最大高度为H，如图所示；
当物块的初速度为时，上升的最大高度记为h.重力加速度大小为g.物块与斜坡间的动摩擦因数和h分别为（ ）
A．tanθ和B.tanθ和
C．tanθ和D.tanθ和
【命题热点突破三】机车启动问题
机车启动问题在最近3年高考中出现的频率并不高，但该部分内容比较综合，在考查功率的同时也考查功能关系和运动过程的分析以及匀变速直线运动规律的运用，预计可能在2015年的高考中出现，题型为选择题或计算题都有可能．
例3、【2016·
天津卷】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．假设动车组各车厢质量均相等，动车的额定功率都相同，动车组在水平直轨道上运行过程中阻力与车重成正比．某列动车组由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1
A．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∶2
C．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
【变式探究】为登月探测月球，上海航天技术研究院研制了“月球车”，如图甲所示，某探究性学习小组对“月球车”的性能进行了研究．他们让“月球车”在水平地面上由静止开始运动，并将“月球车”运动的全过程记录下来，通过数据处理得到如图乙所示的v－t图象，已知0～t1段为过原点的倾斜直线；
t1～10s内“月球车”牵引力的功率保持不变，且P＝1.2kW,7～10s段为平行于横轴的直线；
在10s末停止遥控，让“月球车”自由滑行，“月球车”质量m＝100kg，整个过程中“月球车”受到的阻力f大小不变．
（1）求“月球车”所受阻力f的大小和“月球车”匀速运动时的速度大小；
（2）求“月球车”在加速运动过程中的总位移s；
（3）求0～13s内牵引力所做的总功．
【易错提醒】机车匀加速启动时，匀加速阶段的最大速度小于匀速运动的最大速度，前者用牛顿第二定律列式求解，后者用平衡知识求解.匀加速阶段牵引力是恒力，牵引力做功用W＝Fl求解.以额定功率启动时，牵引力是变力，牵引力做功用W＝Pt求解.）
【高考真题解读】
1．【2017·
新课标Ⅱ卷】如图，一光滑大圆环固定在桌面上，环面位于竖直平面内，在大圆环上套着一个小环。
小环由大圆环的最高点从静止开始下滑，在小环下滑的过程中，大圆环对它的作用力
A．一直不做功B．一直做正功
C．始终指向大圆环圆心D．始终背离大圆环圆心
2.【2017·
3.【2017·
新课标Ⅲ卷】如图，一质量为m，长度为l的均匀柔软细绳PQ竖直悬挂。
用外力将绳的下端Q缓慢地竖直向上拉起至M点，M点与绳的上端P相距。
重力加速度大小为g。
在此过程中，外力做的功为
A．B．C．D．
4．【2017·
5．【2017·
新课标Ⅱ卷】如图，半圆形光滑轨道固定在水平地面上，半圆的直径与地面垂直。
一小物块以速度从轨道下端滑入轨道，并从轨道上端水平飞出，小物块落地点到轨道下端的距离与轨道半径有关，此距离最大时。
对应的轨道半径为（重力加速度大小为g）
A．B．C．D．
6．【2017·
江苏卷】如图所示，三个小球A、B、C的质量均为m，A与B、C间通过铰链用轻杆连接，杆长为L，B、C置于水平地面上，用一轻质弹簧连接，弹簧处于原长．现A由静止释放下降到最低点，两轻杆间夹角α由60°
变为120°
，A、B、C在同一竖直平面内运动，弹簧在弹性限度内，忽略一切摩擦，重力加速度为g．则此下降过程中
（A）A的动能达到最大前，B受到地面的支持力小于mg
（B）A的动能最大时，B受到地面的支持力等于mg
（C）弹簧的弹性势能最大时，A的加速度方向竖直向下
（D）弹簧的弹性势能最大值为mgL
7．【2017·
天津卷】
（16分）如图所示，物块A和B通过一根轻质不可伸长的细绳连接，跨放在质量不计的光滑定滑轮两侧，质量分别为mA=2kg、mB=1kg。
初始时A静止于水平地面上，B悬于空中。
先将B竖直向上再举高h=1.8m（未触及滑轮）然后由静止释放。
一段时间后细绳绷直，A、B以大小相等的速度一起运动，之后B恰好可以和地面接触。
取g=10m/s2。
空气阻力不计。
求：
（1）B从释放到细绳刚绷直时的运动时间t；
（2）A的最大速度v的大小；
（3）初始时B离地面的高度H。
1.【2016·
全国卷Ⅱ】两实心小球甲和乙由同一种材料制成，甲球质量大于乙球质量．两球在空气中由静止下落，假设它们运动时受到的阻力与球的半径成正比，与球的速率无关．若它们下落相同的距离，则（ ）
A．甲球用的时间比乙球长
B．甲球末速度的大小大于乙球末速度的大小
C．甲球加速度的大小小于乙球加速度的大小
D．甲球克服阻力做的功大于乙球克服阻力做的功
2．【2016·
3．【2016·
全国卷Ⅰ】如图1，一轻弹簧原长为2R，其一端固定在倾角为37°
的固定直轨道AC的底端A处，另一端位于直轨道上B处，弹簧处于自然状态，直轨道与一半径为R的光滑圆弧轨道相切于C点，AC＝7R，A、B、C、D均在同一竖直平面内．质量为m的小物块P自C点由静止开始下滑，最低到达E点（未画出），随后P沿轨道被弹回，最高到达F点，AF＝4R，已知P与直轨道间的动摩擦因数μ＝，重力加速度大小为g.（取sin37°
＝，cos37°
＝）
（1）求P第一次运动到B点时速度的大小．
（2）求P运动到E点时弹簧的弹性势能．
（3）改变物块P的质量，将P推至E点，从静止开始释放．已知P自圆弧轨道的最高点D处水平飞出后，恰好通过G点．G点在C点左下方，与C点水平相距R、竖直相距R，求P运动到D点时速度的大小和改变后P的质量．
4．【2016·
全国卷Ⅱ】小球P和Q用不可伸长的轻绳悬挂在天花板上，P球的质量大于Q球的质量，悬挂P球的绳比悬挂Q球的绳短．将两球拉起，使两绳均被水平拉直，如图1所示．将两球由静止释放，在各自轨迹的最低点（ ）
A．P球的速度一定大于Q球的速度
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