專題整合突破 專題二能量與動量 第5講功功率動能定理 微網(wǎng)構(gòu)建 高考真題 1 2018 全國 14 高鐵列車在啟動階段的運動可看作初速度為零的勻加速直線運動 在啟動階段 列車的動能 A 與它所經(jīng)歷的時間成正比B 與它的位移成正比C 與它的速度成正比D 與它的動量成正比 B 2 2018 全國 14 如圖 某同學(xué)用繩子拉動木箱 使它從靜止開始沿粗糙水平路面運動至具有某一速度 木箱獲得的動能一定 A 小于拉力所做的功B 等于拉力所做的功C 等于克服摩擦力所做的功D 大于克服摩擦力所做的功 解析 A對 B錯 由題意知 W拉 W阻 Ek 則W拉 Ek C D錯 W阻與 Ek的大小關(guān)系不確定 A 3 多選 2018 全國 19 地下礦井中的礦石裝在礦車中 用電機通過豎井運送到地面 某豎井中礦車提升的速度大小v隨時間t的變化關(guān)系如圖所示 其中圖線 分別描述兩次不同的提升過程 它們變速階段加速度的大小都相同 兩次提升的高度相同 提升的質(zhì)量相等 不考慮摩擦阻力和空氣阻力 對于第 次和第 次提升過程 A 礦車上升所用的時間之比為4 5B 電機的最大牽引力之比為2 1C 電機輸出的最大功率之比為2 1D 電機所做的功之比為4 5 AC 4 2018 江蘇 4 從地面豎直向上拋出一只小球 小球運動一段時間后落回地面 忽略空氣阻力 該過程中小球的動能Ek與時間t的關(guān)系圖象是 A 5 多選 2018 江蘇 7 如圖所示 輕質(zhì)彈簧一端固定 另一端連接一小物塊 O點為彈簧在原長時物塊的位置 物塊由A點靜止釋放 沿粗糙程度相同的水平面向右運動 最遠(yuǎn)到達(dá)B點 在從A到B的過程中 物塊 A 加速度先減小后增大B 經(jīng)過O點時的速度最大C 所受彈簧彈力始終做正功D 所受彈簧彈力做的功等于克服摩擦力做的功 AD 解析 A對 B錯 由A點開始運動時 F彈 Ff 合力向右 小物塊向右加速運動 彈簧壓縮量逐漸減小 F彈減小 由F彈 Ff ma知 a減小 當(dāng)運動到F彈 Ff時 a減小為零 此時彈簧仍處于壓縮狀態(tài) 由于慣性 小物塊繼續(xù)向右運動 此時F彈 Ff 小物塊做減速運動 且隨著壓縮量繼續(xù)減小 F彈與Ff差值增大 即加速度增大 當(dāng)越過O點后 彈簧被拉伸 此時彈力方向與摩擦力方向相同 有F 彈 Ff ma 隨著拉伸量增大 a 也增大 故從A到B過程中 物塊加速度先減小后增大 在壓縮狀態(tài)F彈 Ff時速度達(dá)到最大 C錯 在AO段物塊運動方向與彈力方向相同 彈力做正功 在OB段運動方向與彈力方向相反 彈力做負(fù)功 D對 由動能定理知 A到B的過程中 彈力做功和摩擦力做功之和為0 6 2018 天津 10 我國自行研制 具有完全自主知識產(chǎn)權(quán)的新一代大型噴氣式客機C919首飛成功后 拉開了全面試驗試飛的新征程 假設(shè)飛機在水平跑道上的滑跑是初速度為零的勻加速直線運動 當(dāng)位移x 1 6 103m時才能達(dá)到起飛所要求的速度v 80m s 已知飛機質(zhì)量m 7 0 104kg 滑跑時受到的阻力為自身重力的0 1倍 重力加速度取g 10m s2 求飛機滑跑過程中 1 加速度a的大小 2 牽引力的平均功率P 解析 1 飛機滑跑過程中做初速度為零的勻加速直線運動 有v2 2ax 代入數(shù)據(jù)解得a 2m s2 2 設(shè)飛機滑跑受到的阻力為F阻 依題意有F阻 0 1mg 設(shè)發(fā)動機的牽引力為F 根據(jù)牛頓第二定律有F F阻 ma 熱點聚焦 1 恒力做功的公式W Flcos 通過F與l間的夾角 判斷F是否做功及做功的正 負(fù) 2 變力做功的計算 1 用動能定理W Ek或功能關(guān)系W E計算 2 變力做功的功率一定時 用功率和時間計算 W Pt 3 將變力做功轉(zhuǎn)化為恒力做功 熱點一功和功率的計算 典例1 A 小球經(jīng)過D點的水平位移是落到B點水平位移的1 2B 小球經(jīng)過D點的水平位移是落到B點水平位移的1 3C 小球經(jīng)過D點與落在B點時重力做功的比為1 4D 小球經(jīng)過D點與落在B點時重力做功的比為1 3 多選 2017 安徽省江淮十校第三次聯(lián)考 如圖所示 A B C是水平面上同一直線上的三點 其中AB BC 在A點正上方的O點以初速度v0水平拋出一小球 剛好落在B點 小球運動的軌跡與OC的連線交與D點 不計空氣阻力 重力加速度為g 則下列說法正確的是 AC 類題演練1 2018 山東 湖北部分重點中學(xué)沖刺模擬 質(zhì)量為m 0 5kg的物體在光滑水平面上運動 沿兩個互相垂直的方向的運動方程分別為 x 3t2 y 5t 4t2 下列說法正確的是 A 物體受到的合外力大小為10NB 物體做勻加速直線運動C 前2s內(nèi)合外力對物體做的功為140JD 第2s末合外力對物體做功的功率為165W C 熱點二機車啟動問題 圖1 2 恒定加速度啟動速度圖象如圖2所示 機車先做勻加速直線運動 當(dāng)功率達(dá)到額定功率后獲得勻加速運動的最大速度v1 若再加速 應(yīng)保持額定功率不變做變加速運動 直到達(dá)到最大速度vm后做勻速運動 圖2 2018 北京高考壓軸卷 用一根繩子豎直向上拉一個物塊 物塊從靜止開始運動 繩子拉力的功率按如圖所示規(guī)律變化 已知物塊的質(zhì)量為m 重力加速度為g 0 t0時間內(nèi)物塊做勻加速直線運動 t0時刻后功率保持不變 t1時刻物塊達(dá)到最大速度 則下列說法正確的是 典例2 D 方法總結(jié)解決機車啟動問題時的四點注意 1 明確啟動方式 分清是勻加速啟動還是恒定功率啟動 2 勻加速啟動過程 機車功率是不斷改變的 但該過程中的最大功率是額定功率 勻加速運動階段的最大速度小于機車所能達(dá)到的最大速度 達(dá)到額定功率后做加速度減小的加速運動 勻加速結(jié)束時的功率為額定功率 以后運動的功率也都是額定功率 勻加速結(jié)束時的牽引力與勻加速階段的牽引力相同 都是ma f 類題演練2 2018 山西省孝義市高三下學(xué)期一模理綜 車輛在行駛時 要克服的阻力有輪胎產(chǎn)生的滾動阻力 路阻 及空氣阻力 風(fēng)阻 路阻恒為車重的0 05倍 風(fēng)阻與車速的平方成正比 即f bv2 b為風(fēng)阻系數(shù) 一輛質(zhì)量為1 0 103kg的汽車 牽引力的最大功率為94 8kW 在平直公路上運動時 最大速度可達(dá)60m s 則當(dāng)汽車的速度為20m s時 汽車的最大加速度值約為 取g 10m s2 A 3 6m s2B 4 1m s2C 4 6m s2D 9 0m s2 B 1 應(yīng)用動能定理解題的 兩狀態(tài) 一過程 兩狀態(tài) 即明確研究對象的始 末狀態(tài)的速度或動能情況 一過程 即明確研究過程 確定這一過程中研究對象的受力情況和位置變化或位移等信息 2 應(yīng)用動能定理解題的基本思路 熱點三動能定理的應(yīng)用 典例3 方法總結(jié)應(yīng)用動能定理解題應(yīng)注意的三個問題 1 動能定理往往用于單個物體的運動過程 由于不涉及加速度及時間 比動力學(xué)研究方法要簡潔 2 動能定理表達(dá)式是一個標(biāo)量式 在某個方向上應(yīng)用動能定理是沒有依據(jù)的 3 物體在某個運動過程中包含有幾個運動性質(zhì)不同的小過程 如加速 減速的過程 此時可以分段考慮 也可以對全過程考慮 但若能對整個過程利用動能定理列式則可使問題簡化 類題演練3 2018 江西省師大附中一模 如圖所示 豎直放置的等螺距螺線管高為h 該螺線管是用長為l的硬質(zhì)直管 內(nèi)徑遠(yuǎn)小于h 彎制而成 一光滑小球從上端管口由靜止釋放 關(guān)于小球的運動 下列說法正確的是 C