创新设计浙江鸭2017版高考物理二轮复习高分突破专题三功和能第10课时功功率动能定理及其应用课件

第10课时功功率动能定理及其应用知识点一追寻守恒量——能量(b/－)1．在伽利略的斜面实验的过程中，小球停下来的高度h2与它出发时的高度h1相同，我们把这一事实说成是“有某一量守恒”，下列说法中正确的是(

) A．小球运动过程中速度是守恒的 B．小球运动过程中高度是守恒的 C．小球运动过程中加速度是守恒的 D．小球运动过程中能量是守恒的

解析伽利略的斜面实验中高度、速度、加速度都随时间变化，唯一不变的是能量。

答案D2．在室内滑雪场，游客们足不出户即可享受滑雪的乐趣。游客先乘自动扶梯至雪坡顶端，然后顺坡滑下，滑到平地上后很快便停下来，从雪坡顶端到最后停下来的整个过程中，下列说法正确的是(

) A．人的动能先增加后减小，但动能与势能之和不变 B．人的动能先增加后减小，但动能与势能之和一直减小 C．人的动能先增加后减小，动能与势能之和先变大后不变 D．人的动能先增加后减小，动能与势能之和先变大后减小知识点二功(c/c)3．坐在雪橇上的人与雪橇的总质量为m，在与水平面成θ角的恒定拉力F作用下，沿水平地面向右移动了一段距离l。已知雪橇与地面间的动摩擦因数为μ，雪橇受到的(

) A．支持力做功为mgl

B．重力做功为mgl C．拉力做功为Flcosθ

D．滑动摩擦力做功为－μmgl解析支持力和重力与位移垂直，不做功，选项A、B错误；拉力和摩擦力分别做功为W＝Flcosθ，W＝－μ(mg－Fsinθ)l，选项C正确，D错误。答案C4．如图1所示，以一定的初速度竖直向上抛出质量为m的小球，它上升的最大高度为h，空气阻力的大小恒为f。则从抛出点至回到原出发点的过程中，各力做功的情况正确的是(

)A．重力做的功为2mghB．空气阻力做的功为－2fhC．空气阻力做的功为2fhD．物体克服重力做的功为－mgh图1解析取向上为正方向，则整个过程中重力做的功为0，因为上升时重力做负功，下降时重力做正功，二者大小相等，故重力做的总功为0，选项A、D错误；上升时，阻力的方向竖直向下，位移为正的，故阻力做负功，下降时阻力向上为正，但位移是向下为负，故阻力仍做负功，所以空气阻力做的总功为－2fh，选项B正确，C错误。答案B6．假设摩托艇受到的阻力的大小正比于它的速率。如果摩擦艇发动机的输出功率变为原来的2倍，则摩擦艇的最大速率变为原来的(

)答案D解析由题可知木块做匀速圆周运动，故合外力提供向心力，不为零，A错误；木块受到的摩擦力对木块做负功，使木块的重力势能减小而动能不变，机械能减小，故B错误；圆弧面对木块的支持力不做功，由动能定理可知，重力与摩擦力虽然合力不为零，但合力做功等于木块的动能变化量，而木块动能不变，故二者总功为零，C正确，D错误。答案C易混点一正负功的判断及计算1．判断力是否做功及做正、负功的方法判断根据适用情况根据力和位移的方向的夹角判断常用于恒力做功的判断根据力和瞬时速度方向的夹角判断常用于质点做曲线运动根据功能关系或能量守恒定律判断常用于变力做功的判断2.计算功的方法 (1)恒力做的功

直接用W＝Flcosα计算。 (2)合外力做的功

方法一：先求合外力F合，再用W合＝F合lcosα求功。

方法二：先求各个力做的功W1、W2、W3…，再应用W合＝W1＋W2＋W3＋…求合外力做的功。【练1】

(2016·江淮十校联考)如图3所示，在向右做匀减速运动的车厢内，一人用力向前推车厢，该人与车厢始终保持相对静止。则下列说法中正确的是(

)A.人对车厢的推力不做功B.人对车厢的推力做负功C.车厢对人的作用力做正功D.车厢对人的作用力做负功图3解析

人对车厢的推力方向向右，与车厢的位移方向相同，人对车厢的推力做正功，选项A、B错误；人随车厢一起向右减速，人运动的加速度方向向左，根据牛顿第二定律知车厢对人的水平作用力的方向向左，与车的位移方向相反，车厢对人的作用力做负功，选项D正确，C错误。答案D2.瞬时功率的计算方法 (1)利用公式P＝Fvcosα，其中v为t时刻的瞬时速度。 (2)P＝FvF，其中vF为物体的速度v在力F方向上的分速度。(3)P＝Fvv，其中Fv为物体受到的外力F在速度v方向上的分力。答案B疑难点三动能定理的理解及应用1.动能定理公式中体现的“三个关系” (1)数量关系：即合力所做的功与物体动能的变化具有等量代换关系。可以通过计算物体动能的变化，求合力做的功，进而求得某一力做的功。 (2)单位关系：等式两侧物理量的国际单位都是焦耳。 (3)因果关系：合力的功是引起物体动能变化的原因。2.对“外力”的理解

动能定理叙述中所说的“外力”，既可以是重力、弹力、摩擦力，也可以是电场力、磁场力或其他力。

(1)赛车和地面间的动摩擦因数；(2)弹簧被压缩的最大距离。图4答案(1)0.2

(2)0.5m【练4】

如图5，一个质量为0.6kg的小球以某一初速度从P点水平抛出，恰好从光滑圆弧ABC的A点的切线方向进入圆弧(不计空气阻力，进入圆弧时无机械能损失)。已知圆弧的半径R＝0.3m，θ＝60°，小球到达A点时的速度vA＝4m/s。g取10m/s2，求：图5(1)小球做平抛运动的初速度v0；(2)P点与A点的高度差；(3)小球到达圆弧最高点C时对轨道的压力。解析(1)由题意知小球到A点的速度vA沿曲线上A点的切线方向，对速度分解如图所示：小球做平抛运动，由平抛运动规律得：v0＝vx＝vAcosθ＝2m/s答案(1)2m/s

(2)0.6m

(3)8N，方向竖直向上A.1.2×106kW·h B.1.2×107kW·hC.1.2×109kW·h D.1.2×1010kW·h解析W＝Pt＝10×106W×1200h＝1.2×107kW·h，B选项正确。答案B【例2】

(2015·10月浙江学考)快艇在运动中受到的阻力与速度的平方成正比(即Ff＝kv2)。若油箱中有20L燃油，当快艇以10m/s匀速行驶时，还能行驶40km；假设快艇发动机的效率保持不变，则快艇以20m/s匀速行驶时，还能行驶(

) A.80km B.40km C.10km D.5km答案C【例3】

(2015·10月浙江学考)如图7所示是公路上的“避险车道”，车道表面是粗糙的碎石，其作用是供下坡的汽车在刹车失灵的情况下避险。质量m＝2.0×103kg的汽车沿下坡行驶，当驾驶员发现刹车失灵的同时发动机失去动力，此时速度表示数v1＝36km/h，汽车继续沿下坡匀加速直行l＝350m、下降高度h＝50m时到达“避险车道”，此时速度表示数v2＝72km/h。(g＝10m/s2)图7(1)求从发现刹车失灵至到达“避险车道”这一过程汽车动能的变化量；(2)求汽车在下坡过程中所受的阻力；(3)若“避险车道”与水平面间的夹角为17°，汽车在“避险车道”受到的阻力是在下坡公路上的3倍，求汽车在“避险车道”上运动的最大位移(sin17°≈0.3)。答案(1)3.0×105J

(2)2×103N

(3)33.3m【例4】

(2016·10月浙江选考)如图8甲所示，游乐场的过山车可以底朝上在竖直圆轨道上运行，可抽象为图乙的模型。倾角为45°的直轨道AB，半径R＝10m的光滑竖直圆轨道和倾角为37°的直轨道EF，分别通过水平光滑衔接轨道BC、C′E平滑连接，另有水平减速直轨道FG与EF平滑连接，EG间的水平距离l＝40m。现有质量m＝500kg的过山车，从高h＝40m处的A点静止下滑，经BCDC′EF最终停在G点。过山车与轨道AB、EF的动摩擦因数均为μ1＝0.2，与减速直轨道FG的动摩擦因数μ2＝0.75，过山车可视为质点，运动中不脱离轨道，求：

甲乙图8(1)过山车运动至圆轨道最低点C时的速度大小；(2)过山车运动至圆轨道最高点D时对轨道的作用力；(3)减速直轨道FG的长度x0(已知sin37°＝0.6，cos37°＝0.8)[冲刺训练]1.(2016·温州学考模拟)在篮球比赛中，某位同学获得罚球机会，他站在罚球线处用力将蓝球投出，篮球约以1m/s的速度撞击篮筐。已知篮球质量约为0.6kg，篮筐离地高度约为3m，忽略篮球受到的空气阻力，则该同学罚球时对篮球做的功大约为(

)图9A.1J B.10J C.50J D.100J答案B2.假设摩托艇受到的阻力的大小正比于它的速率。如果摩托艇发动机的输出功率变为原来的2倍，则摩托艇的最大速率变为原来的(

)答案D3.一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>4WF