
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文檔簡(jiǎn)介
2024年高考物理二輪復(fù)習(xí)講練測(cè)(新教材新高考)
第05講功與功率功能關(guān)系
目錄
考點(diǎn)一功和功率............................4考點(diǎn)三動(dòng)能定理的理解和應(yīng)用................13
一直題研析?規(guī)僮探尋_______________4一直題研析?規(guī)律探尋_______________13
?核心提煉?考向探究..............5?核心提煉?考向探究..............15
1.各種力的做功特點(diǎn)....................51.動(dòng)能定理的進(jìn)一步理解及簡(jiǎn)單應(yīng)用.....15
2.變力做功的分析和計(jì)算................52.應(yīng)用動(dòng)能定理解題的一般步驟.........15
一題型特訓(xùn)?命題預(yù)測(cè)63.應(yīng)用動(dòng)能定理解決多過(guò)程問(wèn)題.........15
■題型特訓(xùn)?命題粒涮16
考點(diǎn)二機(jī)車(chē)及啟動(dòng)問(wèn)題.......................9
考點(diǎn)四功能關(guān)系的理解和應(yīng)用................19
?真題研析?規(guī)律探尋9
?真題研析?規(guī)律探尋19
—核心提煉?考向探究..............9
1.基本思路............................9?核心提煉?考向探究20
2.以恒定功率啟動(dòng).....................101.功能關(guān)系的理解.....................20
3.以恒定加速度啟動(dòng)...................102.常見(jiàn)力做功與能量變化的關(guān)系.........20
—題型特訓(xùn)?命題的涮_____________
11一題型特訓(xùn)?命題班測(cè)91
考點(diǎn)要求考題統(tǒng)計(jì)
2023?重慶?統(tǒng)考高考真題、2023?山西?統(tǒng)考高考真題、2023?遼寧?統(tǒng)考高考真題、
2023?江蘇?統(tǒng)考高考真題、2023?廣東?統(tǒng)考高考真題、2023?北京?統(tǒng)考高考真題、
功和功率
2022?浙江?統(tǒng)考高考真題、2022?福建?高考真題、2021?浙江?統(tǒng)考高考真題、2021?
浙江?高考真題、2021?山東?高考真題、2021?北京?高考真題
2023?天津?統(tǒng)考高考真題、2023?山東?統(tǒng)考高考真題、2023?山東?統(tǒng)考高考真題、
機(jī)車(chē)及啟動(dòng)問(wèn)題2023?湖北?統(tǒng)考高考真題、2022?浙江?統(tǒng)考高考真題、2021?重慶?高考真題、2021?
湖南?高考真題
2023?山西?統(tǒng)考高考真題、2023?江蘇?統(tǒng)考高考真題、2023?湖南?統(tǒng)考高考真題、
2022?浙江?統(tǒng)考高考真題、2022?全國(guó)?統(tǒng)考高考真題、2022?江蘇?高考真題、2022?
動(dòng)能定理的理解和應(yīng)用
福建?高考真題、2021?全國(guó)?高考真題、2021?全國(guó)?高考真題、2021?遼寧?統(tǒng)考高
考真題、2021?湖南?高考真題、2021?湖北?統(tǒng)考高考真題
功能關(guān)系的理解和應(yīng)用2023?統(tǒng)考高考真題、2022?廣東?高考真題、2021?北京?高考真題
【命題規(guī)律及方法指導(dǎo)】
1.功和功率方面不單單考本身知識(shí),還會(huì)與電學(xué),能量轉(zhuǎn)化結(jié)合一起考察;動(dòng)能、動(dòng)能定理、
功能關(guān)系也不單單會(huì)考本身知識(shí),通常與勻變速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)、平拋運(yùn)動(dòng)、圓周運(yùn)動(dòng)甚至與后
面的電學(xué)結(jié)合起來(lái)進(jìn)行綜合考核
2.常用方法:微元法、函數(shù)法、圖像法、比較法、極限法;理解過(guò)程與狀態(tài)、過(guò)程量與狀態(tài)
量。
3.??碱}型:選擇題,計(jì)算題.
【命題預(yù)測(cè)】
考情分析
1.本專(zhuān)題屬于重點(diǎn)、熱點(diǎn)、難點(diǎn)內(nèi)容;
2.高考命題考察方向
①功的考察:各種力(重力(與路徑無(wú)關(guān))、彈力(變力做功)、摩擦力(涉及
能量的轉(zhuǎn)化)的做功特點(diǎn)及計(jì)算
②動(dòng)能定理的考察:a、物體受恒力在單一過(guò)程中的初末動(dòng)能計(jì)算;b、利用動(dòng)能
定理計(jì)算變力做功;C、物體在力(恒力、變力、多個(gè)力,各力作用不同階段)作用下經(jīng)歷
多個(gè)過(guò)程的動(dòng)能變化;
③功能關(guān)系:各種力做功與對(duì)應(yīng)能量的轉(zhuǎn)化問(wèn)題
r基本思路
各種力的做功特點(diǎn)
變力做功的分析和計(jì)算
功能關(guān)系的理解
常見(jiàn)力做功與能量變化的關(guān)系
考點(diǎn)一功和功率
?真題研析?規(guī)律探尋
1.(2023?北京?統(tǒng)考高考真題)如圖所示,一物體在力尸作用下沿水平桌面做勻加速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)。己知物體
質(zhì)量為優(yōu),加速度大小為。,物體和桌面之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為〃,重力加速度為g,在物體移動(dòng)距離為x的
過(guò)程中()
m
///////////////////////
A.摩擦力做功大小與歹方向無(wú)關(guān)B.合力做功大小與尸方向有關(guān)
C.尸為水平方向時(shí),尸做功為〃叫件D.尸做功的最小值為機(jī)”X
2.(2021?山東?高考真題)如圖所示,粗糙程度處處相同的水平桌面上有一長(zhǎng)為L(zhǎng)的輕質(zhì)細(xì)桿,一端可繞
豎直光滑軸。轉(zhuǎn)動(dòng),另一端與質(zhì)量為根的小木塊相連。木塊以水平初速度%出發(fā),恰好能完成一個(gè)完整的
圓周運(yùn)動(dòng)。在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中,木塊所受摩擦力的大小為()
B?普C.皿
2TUL8兀L?16^1
3.(2023?廣東?統(tǒng)考高考真題)(多選)人們用滑道從高處向低處運(yùn)送貨物.如圖所示,可看作質(zhì)點(diǎn)的貨
物從二圓弧滑道頂端尸點(diǎn)靜止釋放,沿滑道運(yùn)動(dòng)到圓弧末端。點(diǎn)時(shí)速度大小為6m/s。已知貨物質(zhì)量為20kg,
滑道高度,為4m,且過(guò)。點(diǎn)的切線(xiàn)水平,重力加速度取10面(。關(guān)于貨物從P點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到。點(diǎn)的過(guò)程,下列說(shuō)
法正確的有()
B.克服阻力做的功為440J
C.經(jīng)過(guò)。點(diǎn)時(shí)向心加速度大小為9m/s2D.經(jīng)過(guò)。點(diǎn)時(shí)對(duì)軌道的壓力大小為380N
4.(2021?北京?高考真題)如圖所示,高速公路上汽車(chē)定速巡航(即保持汽車(chē)的速率不變)通過(guò)路面"4,
其中浦段為平直上坡路面,兒段為水平路面,cd段為平直下坡路面。不考慮整個(gè)過(guò)程中空氣阻力和摩擦阻
力的大小變化。下列說(shuō)法正確的是()
刀77力〃〃777〃777/7〃7"〃〃7〃"〃77M
A.在湖段汽車(chē)的輸出功率逐漸減小B.汽車(chē)在油段的輸出功率比be段的大
C.在cd段汽車(chē)的輸出功率逐漸減小D.汽車(chē)在cd段的輸出功率比be段的大
■核心提煉-考向探究
1.各種力的做功特點(diǎn)
1)重力、彈簧彈力、電場(chǎng)力做功與位移有關(guān),與路徑無(wú)關(guān).
2)滑動(dòng)摩擦力、空氣阻力、安培力做功與路徑有關(guān).
3)摩擦力做功有以下特點(diǎn)
①一對(duì)靜摩擦力所做功的代數(shù)和總等于零;
②一對(duì)滑動(dòng)摩擦力做功過(guò)程中會(huì)發(fā)生物體間機(jī)械能的轉(zhuǎn)移,做功的代數(shù)和總是負(fù)值,差值為機(jī)械
能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能的部分,也就是系統(tǒng)機(jī)械能的損失量,損失的機(jī)械能會(huì)轉(zhuǎn)化為內(nèi)能,內(nèi)能相強(qiáng);
③兩種摩擦力對(duì)物體都可以做正功,也可以做負(fù)功,還可以不做功.
【技巧點(diǎn)撥】三步求解相對(duì)滑動(dòng)物體的能量問(wèn)題
①正確分析物體的運(yùn)動(dòng)過(guò)程,做好受力分析.
②利用運(yùn)動(dòng)學(xué)公式,結(jié)合牛頓第二定律分析物體的速度關(guān)系及位移關(guān)系,求出兩個(gè)物體的相
對(duì)位移.
③代入公式Q=7-x相對(duì)位移計(jì)算,若物體在傳送帶上做往復(fù)運(yùn)動(dòng),則為相對(duì)路程
Q=/,s相對(duì)路程?
2.變力做功的分析和計(jì)算
1)“微元法”求變力做功:將物體的位移分割成許多小段,因小段很小,每一小段上作用在物體上的力可以
視為恒力,這樣就將變力做功轉(zhuǎn)化為在無(wú)數(shù)多個(gè)無(wú)窮小的位移上的恒力所做功的代數(shù)和,此法適用于求解大
小不變、方向改變的變力做功.
【舉例】質(zhì)量為根的木塊在水平面內(nèi)做圓周運(yùn)動(dòng),運(yùn)動(dòng)一周克服摩擦力做功
Wf—FfAri+FfA%2+FfA%3+…=Ff(Ari+A%2+A%3+...)=FF2KR
2)“圖像法”求變力做功:在F-x圖像中,圖線(xiàn)與x軸所圍“面積”的代數(shù)和就表示力尸在這段位移內(nèi)所做
的功,且位于x軸上方的“面積”為正功,位于無(wú)軸下方的“面積”為負(fù)功,但此方法只適用于便于求圖線(xiàn)與無(wú)軸所
圍面積的情況(如三角形、矩形、圓等規(guī)則的幾何圖形).
【舉例】一水平拉力拉著一物體在水平面上運(yùn)動(dòng)的位移為xo,圖線(xiàn)與橫軸所圍面積表示拉力所做的功,
3)“平均力”求變力做功:當(dāng)力的方向不變而大小隨位移線(xiàn)性變化時(shí),可先求出力對(duì)位移的平均值
F=”:居,再由W=戶(hù)/cos。計(jì)算,如彈簧彈力做功.
乙
【舉例】彈力做功,彈力大小隨位移線(xiàn)性變化,取初狀態(tài)彈力為0,則
W=FX=^X=^X—kx
222
4)應(yīng)用動(dòng)能定理求解變力做功:在一個(gè)有變力做功的過(guò)程中,當(dāng)變力做功無(wú)法直接通過(guò)功的公式求解時(shí),
可用動(dòng)能定理W變+W恒4w/—%而,物體初、末速度已知,恒力做功W恒可根據(jù)功的公式求出,這樣
就可以得到W變=多,后一fzv/—卬恒,就可以求出變力做的功了.
【舉例】用力/把小球從A處緩慢拉到8處,尸做功為啊,則有:
WF+WG=00%一mg/(l-cos0)=0WF=mg1(1-cos。)
A
5)等效轉(zhuǎn)換法求解變力做功:將變力轉(zhuǎn)化為另一個(gè)恒力所做的功。
h)
【舉例】恒力F把物塊從A拉到B
sin0)
一題型特訓(xùn)-命題而測(cè)
1.(2024?河南?校聯(lián)考模擬預(yù)測(cè))如圖所示,水平圓盤(pán)桌面上放有質(zhì)量為0.1kg的小鐵碗A(可視為質(zhì)點(diǎn)),
一小孩使圓盤(pán)桌面在水平面內(nèi)由靜止開(kāi)始繞過(guò)圓盤(pán)中心。的軸轉(zhuǎn)動(dòng),并逐漸增大圓盤(pán)轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度,直至
小鐵碗從圓盤(pán)的邊緣飛出,飛出后經(jīng)過(guò)0.2s落地,落地點(diǎn)與飛出點(diǎn)在地面投影點(diǎn)的距離為80cm。若不計(jì)空
氣阻力,該過(guò)程中,摩擦力對(duì)小鐵碗所做的功為()
A.0.2JB.0.4J
C.0.8JD.1.6J
2.(2023?海南?校聯(lián)考一模)如圖所示,用一個(gè)大小不變的力F拉著滑塊(視為質(zhì)點(diǎn))使其沿半徑為R的
水平圓軌道勻速運(yùn)動(dòng)半周,若力尸的方向始終與其在圓軌道上作用點(diǎn)的切線(xiàn)成60。夾角,則力尸做的功為
C.FRD.FTTR
3.(2023?貴州黔東南?校考模擬預(yù)測(cè))如圖,一側(cè)有豎直擋板的足夠長(zhǎng)的實(shí)驗(yàn)臺(tái)固定在地面上,臺(tái)面水平
且光滑。質(zhì)量均為帆=0-4kg的甲、乙兩小球用一根勁度系數(shù)為k=20N/m的輕質(zhì)彈簧拴接在一起,小球乙與
豎直擋板接觸(不固定),用力推壓小球甲使彈簧壓縮,彈簧壓縮量為占=0.2m時(shí)鎖定小球甲?,F(xiàn)解除對(duì)
小球甲的鎖定,同時(shí)給小球甲施加一個(gè)水平向左的外力F,使小球甲由靜止開(kāi)始向左以a=10m/s2的加速度
做勻加速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng),當(dāng)小球乙剛要離開(kāi)豎直擋板時(shí)撤掉外力凡有關(guān)甲、乙兩小球的運(yùn)動(dòng)情況的判斷,下列
說(shuō)法正確的是()
二甲乙]
A.外力廠(chǎng)的最大值為兄=6N
B.彈簧鎖定時(shí)彈性勢(shì)能為耳=0.6J
C.小球乙剛離開(kāi)擋板瞬間小球甲的速度大小為2m/s
D.外力F對(duì)小球甲做的功為陣=0.6J
4.(2023?山東青島?統(tǒng)考模擬預(yù)測(cè))(多選)冬天的北方,人們常用狗來(lái)拉雪橇。一條狗用水平拉力拉著質(zhì)量
為80kg的雪橇(包括內(nèi)部物品),在水平雪面做半徑為24m的勻速圓周運(yùn)動(dòng),速度大小為3m/s,雪橇與
地面間的動(dòng)摩擦因數(shù)0.05,重力加速度取10m/s2,cos53°=0.6o下列說(shuō)法正確的是()
A.雪橇受到狗的水平拉力大小為40N
B.狗給雪橇的水平拉力方向與雪橇前進(jìn)方向成37°
C.狗給雪橇的水平拉力功率為150W
D.狗拉著雪橇轉(zhuǎn)過(guò)30。圓弧的過(guò)程中,雪橇克服地面摩擦力做功160疝
5.(2023?陜西延安???家荒#ǘ噙x)如圖所示,三個(gè)完全相同的小球a、b、c處于同一水平高度,。以水
平初速度%做平拋運(yùn)動(dòng),人由靜止開(kāi)始做自由落體運(yùn)動(dòng),。沿固定光滑斜面由靜止開(kāi)始下滑,不計(jì)一切阻力,
C.a、b兩球到達(dá)地面時(shí)重力的瞬時(shí)功率相等
D.整個(gè)運(yùn)動(dòng)過(guò)程中重力對(duì)三球做的功相等
考點(diǎn)二機(jī)車(chē)及啟動(dòng)問(wèn)題
?真題研析?規(guī)律探尋
1.(2023?湖北?統(tǒng)考高考真題)兩節(jié)動(dòng)車(chē)的額定功率分別為4和鳥(niǎo),在某平直鐵軌上能達(dá)到的最大速度分
別為匕和%。現(xiàn)將它們編成動(dòng)車(chē)組,設(shè)每節(jié)動(dòng)車(chē)運(yùn)行時(shí)受到的阻力在編組前后不變,則該動(dòng)車(chē)組在此鐵軌上
能達(dá)到的最大速度為()
A—4+2以2口6%+2Vl「(6+鳥(niǎo))匕%「(4+呂)匕彩
片+鳥(niǎo)片+6功+金2%+治
2.(2021?湖南?高考真題)“復(fù)興號(hào)”動(dòng)車(chē)組用多節(jié)車(chē)廂提供動(dòng)力,從而達(dá)到提速的目的。總質(zhì)量為機(jī)的動(dòng)
車(chē)組在平直的軌道上行駛。該動(dòng)車(chē)組有四節(jié)動(dòng)力車(chē)廂,每節(jié)車(chē)廂發(fā)動(dòng)機(jī)的額定功率均為尸,若動(dòng)車(chē)組所受的
阻力與其速率成正比(耳目=仙,k為常量),動(dòng)車(chē)組能達(dá)到的最大速度為%。下列說(shuō)法正確的是()
A.動(dòng)車(chē)組在勻加速啟動(dòng)過(guò)程中,牽引力恒定不變
B.若四節(jié)動(dòng)力車(chē)廂輸出功率均為額定值,則動(dòng)車(chē)組從靜止開(kāi)始做勻加速運(yùn)動(dòng)
C.若四節(jié)動(dòng)力車(chē)廂輸出的總功率為2.25尸,則動(dòng)車(chē)組勻速行駛的速度為1%
D.若四節(jié)動(dòng)力車(chē)廂輸出功率均為額定值,動(dòng)車(chē)組從靜止啟動(dòng),經(jīng)過(guò)時(shí)間/達(dá)到最大速度Vm,則這一過(guò)
程中該動(dòng)車(chē)組克服阻力做的功為g"%?-已
—核心提煉-考向探究
1.基本思路
--F=ma
動(dòng)力學(xué)方程:v
2.以恒定功率啟動(dòng)
1)過(guò)程分析:機(jī)車(chē)的運(yùn)動(dòng)過(guò)程是先作加速度減小的加速運(yùn)動(dòng),后以最大速度%=殳作勻速直線(xiàn)
,Ff
運(yùn)動(dòng).
vF=—Jna=————J
vm
2)轉(zhuǎn)折點(diǎn):在轉(zhuǎn)折點(diǎn)A,牽引力與阻力大小相等,加速度為零,速度達(dá)到最大,為5=殳
,Ff
v=殳
m
3)終態(tài):勻速運(yùn)動(dòng),最大速度f(wàn)
3.以恒定加速度啟動(dòng)
1)過(guò)程分析:機(jī)車(chē)先作勻加速運(yùn)動(dòng),維持時(shí)間務(wù)=乜=-----雪當(dāng)功率增大到額定功
a(Ff+ma)a
率時(shí)速度為%=—&一,而后開(kāi)始作加速度減小的加速運(yùn)動(dòng),最后以最大速度%=殳作勻速
Ff+maFf
直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)。
F_F
a=--------^不變n/不變,vTnP=FvT到最大/=>七=Fv
m1
外不變,a0vT^>F=-Jna=------J
vm
2)轉(zhuǎn)折點(diǎn):在轉(zhuǎn)折點(diǎn)A,功率達(dá)到額定功率,勻加速運(yùn)動(dòng)結(jié)束,此時(shí)匕=—生一;在轉(zhuǎn)折點(diǎn)民速度
耳+ma
達(dá)到最大,為%=殳
Ff
3)終態(tài):勻速運(yùn)動(dòng),最大速度
①無(wú)論哪種啟動(dòng)過(guò)程,機(jī)車(chē)的最大速度都等于其勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)的速度,即匕“=生
Ff
rP額
②機(jī)車(chē)以恒定加速度啟動(dòng)的過(guò)程中,勻加速過(guò)程結(jié)束時(shí),功率最大,但速度不是最大,v=-E-<vm
r
P額
③機(jī)車(chē)以恒定功率運(yùn)行時(shí),牽引力做的功W二P九由動(dòng)能定理得尸,一與%=AE^,用該式可求
解機(jī)車(chē)以恒定功率啟動(dòng)過(guò)程的位移或速度問(wèn)題.
題型特訓(xùn)-命題預(yù)測(cè)
1.(2023?河北石家莊?校聯(lián)考模擬預(yù)測(cè))我國(guó)自行研制的新一代輪式裝甲車(chē)已達(dá)到西方國(guó)家第三代戰(zhàn)車(chē)的
水平,其將成為我國(guó)軍方快速部署輕型裝甲部隊(duì)的主力裝備。設(shè)該裝甲車(chē)的質(zhì)量為相,若在平直的公路上
從靜止開(kāi)始加速,則前進(jìn)較短的距離s其速度便可達(dá)到最大值vmaxa設(shè)在加速過(guò)程中發(fā)動(dòng)機(jī)的功率恒為P,
裝甲車(chē)所受阻力恒為力當(dāng)速度大小為v(vmax>v)時(shí),所受牽引力為凡以下說(shuō)法正確的是()
A.裝甲車(chē)速度大小為Vmm時(shí),牽引力做的功為Fs
P
B.裝甲車(chē)的最大速度%ax=不
C.裝甲車(chē)速度大小為v時(shí),加速度大小。
m
2s
D.裝甲車(chē)從靜止開(kāi)始至達(dá)到最大速度v“如所用時(shí)間,=——
Vmax
2.(2023?四川成都?棠湖中學(xué)??家荒#┠称?chē)的質(zhì)量為2000kg,以額定輸出功率80kW沿傾角為37。的
足夠長(zhǎng)的斜坡以大小為54km/h的初速度向上運(yùn)動(dòng),經(jīng)過(guò)4s汽車(chē)達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)。汽車(chē)在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中所受阻
力大小恒為車(chē)重的0.2倍,重力加速度大小g取10m/s2,sin37°=0.6?該汽車(chē)從開(kāi)始至達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)的過(guò)
程中,下列說(shuō)法正確的是()
A.汽車(chē)做勻減速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)
B.汽車(chē)做加速度減小的加速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)
C.汽車(chē)最終以大小為5.3m/s的速度做勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)
D.汽車(chē)運(yùn)動(dòng)的位移大小為32.5m
3.(2023?河北?校聯(lián)考模擬預(yù)測(cè))物體A、B放置在粗糙的水平面上,若水平外力以恒定的功率尸單獨(dú)拉著
物體A運(yùn)動(dòng)時(shí),物體A的最大速度為匕;若水平外力仍以恒定的功率P拉著物體A和物體B共同運(yùn)動(dòng)時(shí),
如圖所示,物體A和物體B的最大速度為乃??諝庾枇Σ挥?jì),在物體A和B達(dá)到最大速度時(shí)作用在物體B上
的拉力功率為()
F]
1____________1f
J///////////////////〃〃/
A.工尸B.乂C.二尸D.
匕匕%V]
4.(2023?貴州畢節(jié)?統(tǒng)考三模)由于三大常規(guī)能源的短缺,新能源汽車(chē)成為當(dāng)下各國(guó)研發(fā)的主方向。理論
上汽車(chē)剎車(chē)車(chē)輪抱死的情況下,剎車(chē)距離與速度的平方成正比,與動(dòng)摩擦因數(shù)成反比,當(dāng)摩擦因數(shù)一定時(shí),
剎車(chē)距離取決于車(chē)速?,F(xiàn)實(shí)生活中,車(chē)速一樣的情況下,往往車(chē)載重越重,剎車(chē)距離就越長(zhǎng)。為探究這個(gè)
問(wèn)題,研究小組對(duì)某新能源汽車(chē)進(jìn)行研究,該車(chē)質(zhì)量為〃?=2t,額定功率為4=60kW,以額定功率在水平
路面上啟動(dòng),受到的阻力恒為%=2000N。保持額定功率行駛時(shí)間r=25s時(shí),速度達(dá)到最大,隨即剎車(chē)(防
抱死制動(dòng)裝置A8S啟動(dòng),不考慮反應(yīng)時(shí)間),測(cè)得制動(dòng)距離等于啟動(dòng)到最大速度距離的g倍。查得抱死時(shí)
動(dòng)摩擦因數(shù)為〃=0.71,計(jì)算發(fā)現(xiàn)防抱死時(shí)剎車(chē)系統(tǒng)的制動(dòng)力時(shí)小于車(chē)輪抱死時(shí)與地面的滑動(dòng)摩擦力4。
由此可知,這就是車(chē)載重越重剎車(chē)距離越長(zhǎng)的原因。求:
(1)該車(chē)從啟動(dòng)到最大速度的過(guò)程中,汽車(chē)行駛的位移大?。?/p>
(2)上述剎車(chē)過(guò)程中剎車(chē)系統(tǒng)的制動(dòng)力F制。
考點(diǎn)三動(dòng)能定理的理解和應(yīng)用
?真題研析?規(guī)律探尋
1.(2022?全國(guó)?統(tǒng)考高考真題)北京2022年冬奧會(huì)首鋼滑雪大跳臺(tái)局部示意圖如圖所示。運(yùn)動(dòng)員從。處由靜
止自由滑下,到6處起跳,c點(diǎn)為b之間的最低點(diǎn),。、c兩處的高度差為九要求運(yùn)動(dòng)員經(jīng)過(guò)c點(diǎn)時(shí)對(duì)滑
雪板的壓力不大于自身所受重力的左倍,運(yùn)動(dòng)過(guò)程中將運(yùn)動(dòng)員視為質(zhì)點(diǎn)并忽略所有阻力,則c點(diǎn)處這一段圓
弧雪道的半徑不應(yīng)小于()
2h2h
D.
1^1
2.(2022?福建?高考真題)(多選)一物塊以初速度%自固定斜面底端沿斜面向上運(yùn)動(dòng),一段時(shí)間后回到斜
面底端。該物體的動(dòng)能紇隨位移尤的變化關(guān)系如圖所示,圖中跖、E"、Ek?均已知。根據(jù)圖中信息可以求
A.重力加速度大小B.物體所受滑動(dòng)摩擦力的大小
C.斜面的傾角D.沿斜面上滑的時(shí)間
3.(2021?遼寧?統(tǒng)考高考真題)(多選)冰滑梯是東北地區(qū)體驗(yàn)冰雪運(yùn)動(dòng)樂(lè)趣的設(shè)施之一、某冰滑梯的示
意圖如圖所示,螺旋滑道的摩擦可忽略:傾斜滑道和水平滑道與同一滑板間的動(dòng)摩擦因數(shù)“相同,因滑板
不同〃滿(mǎn)足在設(shè)計(jì)滑梯時(shí),要確保所有游客在傾斜滑道上均減速下滑,且滑行結(jié)束時(shí)停在
水平滑道上,以下L、上的組合符合設(shè)計(jì)要求的是()
r4hrh
B.4=--,L2="~
3No3Ao
,3hTh
D.L.=~~,—
4.(2022?浙江?統(tǒng)考高考真題)如圖所示,處于豎直平面內(nèi)的一探究裝置,由傾角a=37。的光滑直軌道A8、
圓心為。/的半圓形光滑軌道BCD、圓心為O2的半圓形光滑細(xì)圓管軌道OEF、傾角也為37。的粗糙直軌道
FG組成,B、。和尸為軌道間的相切點(diǎn),彈性板垂直軌道固定在G點(diǎn)(與B點(diǎn)等高),B、01,D、。2和尸
點(diǎn)處于同一直線(xiàn)上。己知可視為質(zhì)點(diǎn)的滑塊質(zhì)量〃z=O.lkg,軌道BCD和的半徑R=0.15m,軌道AB長(zhǎng)
度/陽(yáng)=3111,滑塊與軌道尸G間的動(dòng)摩擦因數(shù)〃=(,滑塊與彈性板作用后,以等大速度彈回,sin37o=0.6,
O
cos37°=0.8?滑塊開(kāi)始時(shí)均從軌道AB上某點(diǎn)靜止釋放,(gulOm/s?)
(1)若釋放點(diǎn)距2點(diǎn)的長(zhǎng)度/=0.7m,求滑塊到最低點(diǎn)C時(shí)軌道對(duì)其支持力網(wǎng)的大?。?/p>
(2)設(shè)釋放點(diǎn)距2點(diǎn)的長(zhǎng)度為4,滑塊第一次經(jīng)尸點(diǎn)時(shí)的速度v與/,之間的關(guān)系式;
(3)若滑塊最終靜止在軌道FG的中點(diǎn),求釋放點(diǎn)距8點(diǎn)長(zhǎng)度4的值。
核心提煉-考向探究
1.動(dòng)能定理的進(jìn)一步理解及簡(jiǎn)單應(yīng)用
1)動(dòng)能是標(biāo)量,功也是標(biāo)量,所以動(dòng)能定理是一個(gè)標(biāo)量式,不存在方向的選取問(wèn)題.當(dāng)然動(dòng)能定理也就不存
在分量的表達(dá)式.例如,將物體以相同大小的初速度不管從什么方向拋出,若最終落到地面時(shí)速度大小相同,所
列的動(dòng)能定理的表達(dá)式都是一樣的.
2)高中階段動(dòng)能定理中的位移和速度必須相對(duì)于同一個(gè)參考系,一般以地面或相對(duì)地面靜止的物體為參
考系
3)動(dòng)能定理說(shuō)明了合外力對(duì)物體所做的功和動(dòng)能變化間的因果關(guān)系和數(shù)量關(guān)系,不可理解為功轉(zhuǎn)變成了
物體的動(dòng)能
4)合外力做的功為零時(shí),合外力不一定為零(如勻速圓周運(yùn)動(dòng)),物體不一定處于平衡狀態(tài)
5)動(dòng)能定理的表達(dá)式是在物體受恒力作用且做直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)的情況下得出的.但它也適用于變力及物體作曲
線(xiàn)運(yùn)動(dòng)的情況.
6)應(yīng)用動(dòng)能定理解題應(yīng)抓住“兩狀態(tài),一過(guò)程”,“兩狀態(tài)”即明確研究對(duì)象的始、末狀態(tài)的速度或動(dòng)能情
況,“一過(guò)程”即明確研究過(guò)程,確定在這一過(guò)程中研究對(duì)象的受力情況和位置變化或位移信息.
7)應(yīng)用動(dòng)能定理只考慮初、末狀態(tài),沒(méi)有守恒條件的限制,也不受力的性質(zhì)和物理過(guò)程的變化的影響.
所以,凡涉及力和位移,而不涉及力的作用時(shí)間的動(dòng)力學(xué)問(wèn)題,都可以用動(dòng)能定理分析和解答,而且一般
都比用牛頓運(yùn)動(dòng)定律和機(jī)械能守恒定律簡(jiǎn)捷.
2.應(yīng)用動(dòng)能定理解題的一般步驟
1)選對(duì)象:確定研究對(duì)象和研究過(guò)程
2)兩分析:
①運(yùn)動(dòng)分析:運(yùn)動(dòng)性質(zhì)及特點(diǎn)、明確初、末狀態(tài)動(dòng)能?
②受力分析:幾個(gè)力?恒力還是變力?正功還是負(fù)功?求總功
3)列方程:分階段或全過(guò)程列動(dòng)能定理
【技巧點(diǎn)撥】應(yīng)用動(dòng)能定理的注意事項(xiàng)
①動(dòng)能定理中的位移和速度必須是相對(duì)于同一個(gè)參考系的,一般以地面或相對(duì)地面靜止的物體
為參考系.
②應(yīng)用動(dòng)能定理的關(guān)鍵在于對(duì)研究對(duì)象進(jìn)行準(zhǔn)確地受力分析及運(yùn)動(dòng)過(guò)程分析,并畫(huà)出運(yùn)動(dòng)過(guò)程
的草圖,借助草圖理解物理過(guò)程之間的關(guān)系.
③列動(dòng)能定理方程時(shí),必須明確各力做功的正、負(fù),確實(shí)難以判斷的先假定為正功,最后根據(jù)結(jié)果
加以檢驗(yàn).
3.應(yīng)用動(dòng)能定理解決多過(guò)程問(wèn)題
當(dāng)物體的運(yùn)動(dòng)是由幾個(gè)物理過(guò)程所組成,又不需要研究過(guò)程的中間狀態(tài)時(shí),可以把這幾個(gè)物理過(guò)程看
作一個(gè)整體進(jìn)行研究,從而避開(kāi)每個(gè)運(yùn)動(dòng)過(guò)程的具體細(xì)節(jié),具有過(guò)程簡(jiǎn)明、方法巧妙、運(yùn)算量小等優(yōu)點(diǎn).
1)全過(guò)程應(yīng)用動(dòng)能定理解決問(wèn)題:當(dāng)物體的運(yùn)動(dòng)包含多個(gè)不同過(guò)程時(shí),可分段應(yīng)用動(dòng)能定理求解;當(dāng)所求
解的問(wèn)題不涉及中間的速度時(shí),也可以全過(guò)程應(yīng)用動(dòng)能定理求解,這樣更簡(jiǎn)便.
①重力、彈簧彈力做功取決于物體的初、末位置,與路徑無(wú)關(guān).
②大小恒定的阻力或摩擦力做功的數(shù)值等于力的大小與路程的乘積.
2)動(dòng)能定理解決往復(fù)運(yùn)動(dòng):在有些問(wèn)題中物體的運(yùn)動(dòng)過(guò)程具有重復(fù)性、往返性,而在這一過(guò)程中,描述
運(yùn)動(dòng)的物理量多數(shù)是變化的,而且重復(fù)的次數(shù)又往往是無(wú)限的或者難以確定.此類(lèi)問(wèn)題多涉及滑動(dòng)摩擦力
或其他阻力做功,其做功的特點(diǎn)是與路程有關(guān),運(yùn)用牛頓運(yùn)動(dòng)定律及運(yùn)動(dòng)學(xué)公式將非常繁瑣,甚至無(wú)法解
出,由于動(dòng)能定理只涉及物體的初、末狀態(tài),所以用動(dòng)能定理分析這類(lèi)問(wèn)題可簡(jiǎn)化解題過(guò)程.
3)以下情況不宜全過(guò)程用動(dòng)能定理求解
①若題目需要求某一中間物理量,應(yīng)分階段應(yīng)用動(dòng)能定理.
②物體在多個(gè)運(yùn)動(dòng)過(guò)程中,受到的彈力、摩擦力等力若發(fā)生了變化,力在各個(gè)過(guò)程中做功情況也
不同,不宜全過(guò)程應(yīng)用動(dòng)能定理,可以研究其中一個(gè)或幾個(gè)分過(guò)程,結(jié)合動(dòng)能定理,各個(gè)擊破.
■題型特訓(xùn)?命題的測(cè)
1.(2023?廣東佛山?統(tǒng)考模擬預(yù)測(cè))(多選)圖甲為水上樂(lè)園水滑梯,人從高處滑下,最后從末端飛出去,可
簡(jiǎn)化如圖乙所示。其中C點(diǎn)為圓弧的最低點(diǎn),圓弧軌道的半徑為2m,圓弧對(duì)應(yīng)的圓心角6為120。,AC的
豎直高度差為6m。質(zhì)量為50kg的人在A點(diǎn)從靜止開(kāi)始下滑,不計(jì)空氣阻力和軌道摩擦,重力加速度
g=10m/s2,則下列說(shuō)法正確的是()
A.人滑到C點(diǎn)時(shí)對(duì)圓弧的壓力為3500N
B.人從A點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到C點(diǎn)一直處于失重狀態(tài)
C.人滑到D點(diǎn)時(shí)速度為大小為10m/s
D.人落入水中時(shí)的速度方向與水面夾角大于60°
2.(2023?四川綿陽(yáng)?統(tǒng)考三模)(多選)從貨車(chē)上卸載貨物時(shí),工人往往在車(chē)廂與地面間放置一傾斜的板,如
圖所示。板與水平地面間的夾角。在0~90。范圍內(nèi)可調(diào),貨物從距地面高H處沿板面由靜止開(kāi)始下滑,再
沿水平地面滑動(dòng)一段距離x后停下。忽略貨物下滑到地面時(shí)與地面的碰撞,假設(shè)貨物與板面、貨物與地面間
的動(dòng)摩擦因數(shù)均相同,貨物在板上滑行的時(shí)間為J在水平地面上滑行的時(shí)間為馬。則()
A
B.若。不變,X越大,則力越大
C.若"不變,。越大,則工越小D.若X不變,。越大,則;L越小
3.(2023?河南新鄉(xiāng)?統(tǒng)考一模)如圖所示,一可視為質(zhì)點(diǎn)的小滑塊從水平軌道上的A點(diǎn)以一定的水平初速
度向右運(yùn)動(dòng),沿水平直軌道運(yùn)動(dòng)到8點(diǎn)后,進(jìn)入半徑R=O.5m的光滑豎直圓形軌道,恰好能通過(guò)圓形軌道
的最高點(diǎn),運(yùn)動(dòng)一周后自8點(diǎn)向C點(diǎn)運(yùn)動(dòng),離開(kāi)C點(diǎn)后做平拋運(yùn)動(dòng),落到水平地面上的。點(diǎn)。已知A、8之
間的距離為%=Llm,B、C之間的距離為馬=21m,C、。兩點(diǎn)的豎直高度差/z=0.45m,滑塊與水平軌道
間的動(dòng)摩擦因數(shù)為〃=0.5,重力加速度g取10m/s。。求:
(1)小滑塊在A點(diǎn)的初速度大?。?
4.(2023?山東濟(jì)南?統(tǒng)考三模)如圖所示,固定的光滑半圓柱面A8CO與粗糙矩形水平桌面0ABp相切于
AB邊,半圓柱面的圓弧半徑R=0.4m,的長(zhǎng)為£=2111。小物塊從。點(diǎn)開(kāi)始以某一大小不變的初速度vo沿
水平面運(yùn)動(dòng),初速度方向與OA方向之間的夾角為優(yōu)若。=0°,小物塊恰好經(jīng)過(guò)半圓弧軌道的最高點(diǎn)。已知
小物塊與水平桌面間的滑動(dòng)摩擦因數(shù)〃=0」,重力加速度g=10m/s2。求:
(1)初速度"的大??;
(2)若小物塊沿半圓弧運(yùn)動(dòng)的最大高度為/z=0.4m,求夾角。的余弦值。
考點(diǎn)四功能關(guān)系的理解和應(yīng)用
?真題研析?規(guī)律探尋
1.(2023?統(tǒng)考高考真題)一位游客正在體驗(yàn)蹦極,綁上蹦極專(zhuān)用的橡皮繩后從跳臺(tái)縱身而下.游客從跳臺(tái)下
落直到最低點(diǎn)過(guò)程中()
A.彈性勢(shì)能減小B.重力勢(shì)能減小C.機(jī)械能保持不變D.繩一繃緊動(dòng)能就開(kāi)始減小
2.(2022?廣東?高考真題X多選)如圖所示,載有防疫物資的無(wú)人駕駛小車(chē),在水平段以恒定功率200W、
速度5m/s勻速行駛,在斜坡尸Q段以恒定功率570W、速度2m/s勻速行駛。已知小車(chē)總質(zhì)量為50kg,
MN=PQ=20m,PQ段的傾角為30。,重力加速度g取10m//,不計(jì)空氣阻力。下列說(shuō)法正確的有()
B.從M到N,小車(chē)克服摩擦力做功800J
C.從一到Q,小車(chē)重力勢(shì)能增加lxl()4JD.從尸到Q,小車(chē)克服摩擦力做功700J
3.(2021?北京?高考真題)
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