2020高考物理大二轮复习课件:专题三 第6讲 功、功率和动能定理 .pptx
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1、专题三 能量与动量,高考试题统计与命题预测,第6讲 功、功率和动能定理,1,2,3,4,1.(2017全国卷)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 解析:小环下滑过程中,光滑大圆环对小环的作用力为弹力,开始时大圆环对小环弹力背离圆心最后指向圆心。小圆环的速度方向沿着大圆环的切线方向,时刻发生改变,与半径垂直。所以光滑大圆环对小环的作用力时刻与小环的速度垂直,一直不做功,故选项A正确,B、C、D错误
2、。 答案:A,1,2,3,4,2.(2019全国卷)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3 m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10 m/s2。该物体的质量为( ),A.2 kg B.1.5 kg C.1 kg D.0.5 kg 解析:根据动能定理,物体在上升过程中有-mgh-Fh=Ek2-Ek1,其中Ek2=36 J,Ek1=72 J,h=3 m 在下落过程中有mgh-Fh=Ek4-Ek3,其中Ek3=24 J,Ek4=48 J,h=3 m 联立求得m=1 kg 故选C。
3、答案:C,1,2,3,4,3.(多选)(2018全国卷)地下矿井中的矿石装在矿车中,用电机通过竖井运送到地面。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。对于第次和第次提升过程( ) A.矿车上升所用的时间之比为45 B.电机的最大牵引力之比为21 C.电机输出的最大功率之比为21 D.电机所做的功之比为45,1,2,3,4,解析:由两次提升的高度相同可知,图形不重合部分面积应相等,可得过程的总时间为2.5t0,上升所用时间之比为2t02.5t0=45,
4、A选项正确;加速上升阶段牵引力最大,两次提升的质量和加速度都相同,根据牛顿第二定律,最大牵引力Fm-mg=ma,最大牵引力相等,B选项错误;最大输出功率为Pm=Fmvm,已知最大牵引力相等,过程的最大速度是过程的2倍,故电机输出的最大功率之比为21,C选项正确;设整个过程中电机所做的功为W,根据动能定理W-mgh=0,提升的质量和高度都相等,所以电机所做的功也相等,D选项错误。 答案:AC,1,2,3,4,4.(2019全国卷)空间存在一方向竖直向下的匀强电场,O、P是电场中的两点。从O点沿水平方向以不同速度先后发射两个质量均为m的小球A、B。A不带电,B的电荷量为q(q0)。A从O点发射时的
5、速度大小为v0,到达P点所用时间为t;B从O点到达P点所用时间为 。重力加速度为g,求 (1)电场强度的大小; (2)B运动到P点时的动能。,1,2,3,4,解析:(1)设电场强度的大小为E,小球B运动的加速度为a。根据牛顿运动定律、运动学公式和题给条件,对小球B有 mg+qE=ma,考点1,考点2,考点3,利用图象分析功、功率问题 例1质量m=1 kg的物体在光滑水平面上由静止开始沿直线运动,所受水平外力F与运动距离x的关系如图所示。对图示的全过程进行研究,下列叙述正确的是( ) A.外力做的功为28 J B.物体的运动时间为5 s C.外力做功的平均功率约为5.7 W D.物体运动到x=5
6、 m处时,外力做功的瞬时功率为25 W,考点1,考点2,考点3,解析:通过计算F-x图象的面积可知,图示的全过程中外力做的功W=63 J+(-5)2 J=8 J,选项A错误;由动能定理W= mv2,计算得到x=3 m处的速度为v1=6 m/s;x=5 m处的速度为v2=4 m/s,由牛顿第二定律可知,物体匀加速过程的加速度大小为a1=6 m/s2,匀减速过程的加速度大小为a2=5 m/s2;设匀加速和匀减速所用的时间分别为t1和t2,则a1t1=v1,解得t1=1 s;v1-a2t2=v2,解得t2=0.4 s,故物体运动的总时间为t=t1+t2=1.4 s,选项B错误;全过程中外力做功的平均
7、功率为 5.7 W,选项C正确;物体运动到x=5 m处时,外力做功的瞬时功率为P=5v2=20 W,选项D错误。 答案:C,考点1,考点2,考点3,方法归纳抓住图象中“面积”的意义 1.v-t图象与横轴围成的面积表示物体的位移; 2.F-x图象与横轴围成的面积表示力所做的功; 3.P-t图象与横轴围成的面积表示力所做的功。,考点1,考点2,考点3,对应训练 1.(2019河南平顶山模拟)质量m=20 kg的物体,在大小恒定的水平外力F的作用下,沿水平面做直线运动。02 s内F与运动方向相反,24 s内F与运动方向相同,物体的v-t图象如图所示。g取10 m/s2,则( ) A.拉力F的大小为1
8、00 N B.在4 s时拉力的瞬时功率为120 W C.4 s内拉力所做的功为480 J D.4 s内物体克服摩擦力做的功为320 J,考点1,考点2,考点3,解析:取物体初速度方向为正方向,由题图可知物体与水平面间存在摩擦力,由题图可知02 s内,-F-Ff=ma1,且a1=-5 m/s2;24 s内,-F+Ff=ma2,且a2=-1 m/s2,联立以上两式解得F=60 N,Ff=40 N,选项A错误;由P=Fv得4 s时拉力的瞬时功率为120 W,选项B正确;由W=Fx,可知02 s内,W1=-Fx1,24 s内,W2=Fx2,由题图可知x1=10 m,x2=2 m,代入数据解得,4 s内
9、拉力所做的功为-480 J,选项C错误;摩擦力做功W=Ffs,摩擦力始终与速度方向相反,故s为路程,由题图可求得总路程为12 m,4 s内物体克服摩擦力做的功为480 J,选项D错误。 答案:B,考点1,考点2,考点3,2.(多选)(2019山东济宁五校联考)在某一粗糙的水平面上,一质量为2 kg的物体在水平恒定拉力作用下做匀速直线运动,当运动一段时间后,拉力逐渐减小,且当拉力减小到零时,物体刚好停止运动,图中给出了拉力随位移变化的关系图象。重力加速度g取10 m/s2。根据以上信息能得出的物理量有( ) A.物体与水平面间的动摩擦因数 B.合外力对物体所做的功 C.物体做匀速运动时的速度 D
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