届二轮复习专题二能量与动量教案.docx

1、届二轮复习专题二能量与动量教案高考研究(六) 聚焦选择题考法功和功率、动能定理1.(2017全国卷T16)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l。重力加速度大小为g。在此过程中，外力做的功为()A.mgl B.mglC.mgl D.mgl解析：选AQM段绳的质量为mm，未拉起时，QM段绳的重心在QM中点处，与M点距离为l，绳的下端Q拉到M点时，QM段绳的重心与M点距离为l，此过程重力做功WGmgmgl，将绳的下端Q拉到M点的过程中，由能量守恒定律，可知外力做功WWGmgl，可知A项正确，B、C、D项错误。2(20

2、15全国卷T17)一汽车在平直公路上行驶。从某时刻开始计时，发动机的功率P随时间t的变化如图所示。假定汽车所受阻力的大小f恒定不变。下列描述该汽车的速度v随时间t变化的图线中，可能正确的是()解析：选A由Pt图象知：0t1内汽车以恒定功率P1行驶，t1t2内汽车以恒定功率P2行驶。设汽车所受牵引力为F，则由PFv得，当v增加时，F减小，由a知a减小，又因速度不可能突变，所以选项B、C、D错误，A正确。3多选(2016全国卷T20)如图，一固定容器的内壁是半径为R的半球面；在半球面水平直径的一端有一质量为m的质点P。它在容器内壁由静止下滑到最低点的过程中，克服摩擦力做的功为W。重力加速度大小为g

3、。设质点P在最低点时，向心加速度的大小为a，容器对它的支持力大小为N，则()Aa BaCN DN解析：选AC质点P下滑到最低点的过程中，由动能定理得mgRWmv2，则速度v，在最低点的向心加速度a，选项A正确， B错误；在最低点时，由牛顿第二定律得Nmgma，N，选项C正确，D错误。4(2015全国卷T17)如图，一半径为R、粗糙程度处处相同的半圆形轨道竖直固定放置，直径POQ水平。一质量为m的质点自P点上方高度R处由静止开始下落，恰好从P点进入轨道。质点滑到轨道最低点N时，对轨道的压力为4mg，g为重力加速度的大小。用W表示质点从P点运动到N点的过程中克服摩擦力所做的功。则()AWmgR，质

4、点恰好可以到达Q点BWmgR，质点不能到达Q点CWmgR，质点到达Q点后，继续上升一段距离DWmgR，质点到达Q点后，继续上升一段距离解析：选C设质点到达N点的速度为vN，在N点质点受到轨道的弹力为FN，则FNmg，已知FNFN4mg，则质点到达N点的动能为EkNmvN2mgR。质点由开始至N点的过程，由动能定理得mg2RWfEkN0，解得摩擦力做的功为WfmgR，即克服摩擦力做的功为WWfmgR。设从N到Q的过程中克服摩擦力做功为W，则WW。从N到Q的过程，由动能定理得mgRWmvQ2mvN2，即mgRWmvQ2，故质点到达Q点后速度不为0，质点继续上升一段距离。选项C正确。高考题型典型试题

5、难度1.功、功率的计算2017全国卷T162.机车启动问题2015全国卷T173.动能定理的应用2016全国卷T202015全国卷T17题型(一) 功和功率的计算高考定位：常考题型,解题关键：重在理解基本概念，掌握典型的功和功率计算方法 必备知能1计算功时的注意事项(1)计算功时，要注意分析受力情况和能量转化情况，分清是恒力做功还是变力做功，恒力做的功一般用功的定义式或动能定理求解，变力做的功可用动能定理或图象法求解。(2)用图象法求外力做的功时，应注意横坐标和纵坐标分别表示的物理量，若横坐标表示位移，纵坐标表示力，则可用图线与横坐标围成的面积表示功，例如图甲、乙、丙(图丙中图线为圆弧)，力做

6、的功分别为W1F1x1、W2F2x2、W3F3x3。2计算功率时的注意事项计算功率时，要明确是求瞬时功率，还是平均功率，若求瞬时功率应明确是哪一时刻或位置的瞬时功率，若求平均功率应明确是哪段时间内的平均功率；应注意区分公式P和PFvcos 的适用范围，P用于计算平均功率，PFvcos 用于计算瞬时功率。 演练冲关1.(2018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t2t3时间内，合外力做负功D在0t1和t2t3时间内，合外力的平均功率相等解析：选D质点运动的v t图象描述的是质点的直线运动，选项A错

7、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t2t3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0t1 和t2t3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。2(2017吉林模拟)一质量为1 kg的质点静止于光滑水平面上，从t0时起，第1 s内受到2 N的水平外力作用，第2 s内受到同方向的1 N的外力作用。下列判断正确的是()A02 s内外力的平均功率是 WB第2 s内外力所做的功是 JC第2 s末外力的瞬时功率最大D第1 s内与第2 s内质点动能增加量的比

8、值是11解析：选A由牛顿第二定律和运动学公式，可求出，第1 s 末、第2 s末速度的大小分别为：v12 m/s、v23 m/s，02 s内外力做功为Wmv224.5 J，平均功率为P W W，A对；第2 s内外力所做的功W2mv22mv122.5 J，B错；第1 s末、第2 s末外力的瞬时功率分别为P1F1v14 W、P2F2v23 W，C错；第1 s内与第2 s内质点动能增加量分别为：mv122 J，mv22mv122.5 J，比值为45，D错。3(2017潍坊模拟)质量为m2 kg的物体沿水平面向右做直线运动，t0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

9、水平向右为正方向，g取10 m/s2，则()A物体与水平面间的动摩擦因数为0.5B10 s末恒力F的瞬时功率为6 WC10 s末物体在计时起点左侧4 m处D010 s内恒力F做功的平均功率为0.6 W解析：选D由题图乙可知04 s内的加速度：a1 m/s22 m/s2，可得：Fmgma1；410 s内的加速度：a2 m/s21 m/s2，可得：Fmgma2；解得：F3 N，0.05，选项A错误；10 s末恒力F的瞬时功率为P10F|v10|36 W18 W，选项B错误；04 s 内的位移x148 m16 m,410 s内的位移x266 m18 m，xx1x22 m，故10 s末物体在计时起点左

10、侧2 m处，选项C错误；010 s内恒力F做功的平均功率为 W0.6 W，选项D正确。题型(二) 机车启动问题高考定位：常考题型解题关键：重在领悟机车启动的过程，联系实际、结合图象分析各物理量的变化情况 典例示法例1(2017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()A0t1时间内，汽车的牵引力等于mBt1t2时间内，汽车的功率等于Ffv1C汽车运动的最大速度等于v1Dt1t2时间内，汽车的平均速度小于解析由题图可知，汽车运动的最大速度为v2，则有PFfv2。在0t1时间内，汽车做匀加速直

11、线运动，加速度大小为a，由牛顿第二定律可得FFfma，汽车的牵引力FFfmaFfm，选项A错误；t1t2时间内，汽车的功率保持不变，汽车功率PFfv2，选项B错误；题图上A点和B点都对应汽车功率PFv1Ffv2，而FFfm，联立解得v2v1，选项C正确；根据速度时间图象的面积表示位移，t1t2时间内，汽车的位移为曲边梯形ABt2t1的面积，汽车的平均速度大于，选项D错误。答案C分析机车启动应注意的三个问题1机车启动的方式不同，运动的规律就不同，即其功率、加速度、牵引力等物理量的变化规律不同，分析图象时应注意坐标轴的意义及图象变化所描述的规律。2在公式PFv中，F是机车的牵引力而不是机车所受合力

12、，因此FFf时，牵引力与阻力平衡，机车达到最大运行速度。3解决机车启动问题一定要分清机车是匀加速启动还是以恒定功率启动。(1)以恒定功率启动的过程中，机车做加速度减小的加速运动，匀变速直线运动的规律不适用，速度最大值等于，牵引力是变力，牵引力做的功可用WPt求解，但不能用WFlcos 求解。(2)匀加速启动过程中，机车功率是不断改变的，但该过程中的最大功率是额定功率，匀加速运动阶段的最大速度小于机车所能达到的最大速度，达到额定功率后，机车做加速度减小的加速运动。演练冲关4多选(2017佛山第一中学检测)质量为m的汽车在平直公路上行驶，所受的阻力恒为车重的k倍。汽车以额定功率行驶，当它加速行驶的

13、速度为v时，加速度为a。则以下分析正确的是()A汽车发动机的额定功率为kmgvB汽车行驶的最大速度为C当汽车加速度减小到时，速度增加到2vD汽车发动机的额定功率为(makmg)v解析：选BD设汽车的额定功率为P，汽车的速度为v时，根据牛顿第二定律知：kmgma；所以P(kmgma)v，故A错误，D正确；汽车匀速行驶时，牵引力等于阻力，速度最大，故有：vm，故B正确；加速度为时，设此时牵引力为F，则Fkmgm，解得：Fkmg，此时速度为：v2v，故C错误。5.多选(2017广州检测)如图，倾角为30的自动扶梯在电压为380 V的电动机带动下，以0.4 m/s的恒定速率向斜上方运动，电动机的最大输

14、出功率为4.9 kW，空载时电动机中的电流为5 A，假设载人时扶梯的运动速率和空载时相同。设所载人的平均质量为60 kg，重力加速度g10 m/s2。不计一切损耗，则扶梯匀速运动过程中()A站在扶梯上的人不受摩擦力作用B扶梯可同时乘载的最多人数为25人C扶梯可同时乘载的最多人数为40人D无论空载或满载，电动机的输出功率均为 4.9 kW解析：选AB因扶梯斜向上匀速运动，故站在扶梯上的人竖直方向和水平方向所受合力为零，则不受摩擦力作用，选项A正确；维持扶梯运转的功率：P0UI3805 W 1 900 W1.9 kW，电动机的最大输出功率为P最大4.9 kW；可用于输送人的功率：PP最大P0(4.91.9)kW3 kW，输送一个人的功率：PGvsin 30mgvsin 3060100.4 W120 W，同时乘载的最多人数：n25(人)，选项B正确，C错误；空载时电动机的功率为1.9 kW；满载时电动机的输出功率为4.9 kW，选项D错误。题型(三) 动能定理的应用 高考定位：常考题型 解题关键：动能定理是一个“过程”定理，即做功过程与运动过程必须严格一致典例示法