提高03讲 功和功率动能定理

2022年下学期雅礼洋湖实验中学高三物理提高第03讲功和功率、动能定理考点一功和功率①功：②功率：【例1】如下图，木板可绕固定水平轴O转动．木板从水平位置OA缓慢转到OB位置，木板上的物块始终相对于木板静止．在这一过程中，物块的重力势能增加了2J．用FN表示物块受到的支持力，用f表示物块受到的摩擦力．在此过程中，以下判断正确的选项是()A．FN和f对物块都不做功B．FN对物块做功为2J，f对物块不做功C．FN对物块不做功，f对物块做功为2JD．FN和f对物块所做功的代数和为0【例2】如下图，摆球质量为m，悬线长度为L，把悬线拉到水平位置后放手．设在摆球从A点运动到B点的过程中空气阻力的大小F阻不变，那么以下说法正确的选项是()A．重力做功为mgLB．悬线的拉力做功为0C．空气阻力做功为－mgLD．空气阻力做功为－eq\f(1,2)F阻πL【变式训练1】如图甲所示，静止于光滑水平面上的小物块，在水平拉力F的作用下从坐标原点O开始沿x轴正方向运动，F随物块所在位置坐标x的变化关系如图乙所示，图线右半局部为四分之一圆弧，那么小物块运动到2x0处时的动能可表示为()A．0 B．Fmaxx0\f(1,2)Fmaxx0(1＋π) D．eq\f(1,2)Fmaxx0eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(1＋\f(π,2)))【变式训练2】如下图，n个完全相同、边长足够小且互不粘连的小方块依次排列，总长度为l，总质量为M，它们一起以速度v在光滑水平面上滑动，某时刻开始滑上粗糙水平面．小方块与粗糙水平面之间的动摩擦因数为μ，假设小方块恰能完全进入粗糙水平面，那么摩擦力对所有小方块所做功的大小为()\f(1,2)Mv2 B．Mv2\f(1,2)μMgl D．μMgl考点二动能定理①动能定理：【例3】把动力装置分散安装在每节车厢上，使其既具有牵引动力，又可以载客，这样的客车车辆叫做动车．几节自带动力的车辆(动车)加几节不带动力的车辆(也叫拖车)编成一组，就是动车组，假设动力车组运行过程中受到的阻力与其所受重力成正比，每节动车与拖车的质量都相等，每节动车的额定功率都相等．假设1节动车加3节拖车编成的动车组的最大速度为120km/h；那么6节动车加3节拖车编成的动车组的最大速度为()A．120km/h B．240km/hC．320km/h D．480km/h【变式训练1】一列火车质量是2000t，由静止开始以额定功率P额＝×104kw沿平直轨道向某一方向运动，前进900m时到达最大速度．设火车所受阻力恒定为车重的倍，g取10m/s2.那么以下说法正确的选项是()A．此过程中火车一直做匀加速直线运动B．火车行驶的最大速度vm＝30m/sC．当火车的速度为10m/s时，火车的加速度为1m/s2D．火车由静止到到达最大速度需要60s【变式训练2】如图甲所示，在水平路段AB上有一质量为2×103kg的汽车，正以10m/s的速度向右匀速运动，汽车前方的水平路段BC较粗糙，汽车通过整个ABC路段的v­t图象如图乙所示(在t＝15s处水平虚线与曲线相切)，运动过程中汽车发动机的输出功率保持20kW不变，假设汽车在两个路段上受到的阻力(含地面摩擦力和空气阻力等)各自有恒定的大小．(1)求汽车在AB路段上运动时所受的阻力Ff1；(2)求汽车刚好到达B点时的加速度a；(3)求BC路段的长度．【例4】如下图，质量为kg的质点在水平面上运动的v­t图象，以水平向右的方向为正方向．以下判断正确的选项是()A．在0～3s时间内，合力对质点做功为10JB．在4～6s时间内，质点的平均速度为3m/sC．在1～5s时间内，合力的平均功率为4WD．在t＝6s时，质点的加速度为零【变式训练1】在有大风的情况下，一小球自A点竖直上抛，其运动轨迹如下图(小球的运动可看作竖直方向的竖直上抛运动和水平方向的初速度为零的匀加速直线运动的合运动)，小球运动轨迹上的A、B两点在同一水平直线上，M点为轨迹的最高点．假设风力的大小恒定，方向水平向右，小球在A点抛出时的动能为4J，在M点时它的动能为2J，落回到B点时动能记为EkB，小球上升时间记为t1，下落时间记为t2，不计其他阻力，那么()A．x1∶x2＝1∶3 B．t1＜t2C．EkB＝6J D．EkB＝12J【变式训练2】在新疆旅游时，最刺激的莫过于滑沙运动．某人坐在滑沙板上从沙坡斜面的顶端由静止沿直线下滑到斜面底端时，速度为2v0，设人下滑时所受阻力恒定不变，沙坡长度为L，斜面倾角为α，人的质量为m，滑沙板质量不计，重力加速度为g，那么()A．假设人在斜面顶端被其他人推了一把，沿斜面以v0的初速度下滑，那么人到达斜面底端时的速度大小为3v0B．假设人在斜面顶端被其他人推了一把，沿斜面以v0的初速度下滑，那么人到达斜面底端时的速度大小为eq\r(5)v0C．人沿沙坡下滑时所受阻力Ff＝mgsinα－eq\f(2mv\o\al(2,0),L)D．人在由静止下滑过程中重力功率的最大值为2mgv0【变式训练3】如下图为一滑草场．某条滑道由上下两段高均为h，与水平面倾角分别为45°和37°的滑道组成，滑草车与草地之间的动摩擦因数为μ.质量为m的载人滑草车从坡顶由静止开始自由下滑，经过上、下两段滑道后，最后恰好静止于滑道的底端(不计滑草车在两段滑道交接处的能量损失，sin37°＝，cos37°＝．那么()A．动摩擦因数μ＝eq\f(6,7)B．载人滑草车最大速度为eq\r(\f(2gh,7))C．载人滑草车克服摩擦力做功为mghD．载人滑草车在下段滑道上的加速度大小为eq\f(3,5)g【变式训练4】如下图，斜面ABC中AB段粗糙，BC段长m且光滑，质量为1kg的小物块由A处以12m/s的初速度沿斜面向上滑行，到达C处速度为零，此过程中小物块在AB段速度的变化率是BC段的2倍，两段运动时间相等，g＝10m/s2，以A为零势能点，求小物块：(1)通过B处的速度；(2)在C处的重力势能；(3)沿斜面下滑过程中通过BA段的时间．【例5】如下图，两质量均为m＝1kg的小球1、2(可视