统考版2024高考物理二轮专题复习第一编专题复习攻略专题三动量与能量第6讲功能关系与能量守恒考点一功与功率教师用书

第6讲功能关系与能量守恒命题热点(1)功和功率的计算；(2)动能定理的综合应用；(3)机械能守恒定律的应用；(4)功能关系及能量守恒定律．常考题型选择题计算题高频考点·实力突破考点一功与功率1．功率的分析与计算明确是求瞬时功率还是平均功率．P＝侧重于平均功率的计算，P＝Fvcosα(α为F和速度v的夹角)侧重于瞬时功率的计算．2．机车启动(F阻不变)(1)两个基本关系式：P＝Fv，F－F阻＝ma.(2)两种常见状况①恒定功率启动：P不变，此时做加速度减小的加速运动，直到达到最大速度vm，此过程Pt－F阻s＝；②恒定加速度启动：起先阶段a不变．无论哪种启动方式，最大速度都等于匀速运动时的速度，即vm＝.例1[2024·山东卷]《天工开物》中记载了古人借助水力运用高转筒车往稻田里引水的场景．引水过程简化如下：两个半径均为R的水轮，以角速度ω匀速转动．水筒在筒车上匀整排布，单位长度上有n个，与水轮间无相对滑动．每个水筒离开水面时装有质量为m的水，其中的60%被输送到高出水面H处灌入稻田．当地的重力加速度为g，则筒车对灌入稻田的水做功的功率为()A．B．C．D．nmgωRH预料1[2024·山东滨州二模]如图所示是动力滚筒输送机示意图，水平框架上安装了很多同样的转筒，由电动机带动转筒转动．当物体放到转筒上，依靠转筒摩擦带动运输货物．动力滚筒输送机适用于各类箱、包、托盘等货件的输送．滚筒输送机具有结构简洁、牢靠性高、运用维护便利等优点．某快递公司用动力滚筒输送机分拣快递，动力滚筒输送机水平方向放置，转筒半径为r＝4cm，转动角速度ω＝50rad/s，现将一个质量m＝2kg的快递箱无初速度放在A点，将快递箱从A点传送到B点运动的距离为16m．快递箱与转筒间的动摩擦因数μ＝0.2，整个过程转筒始终保持匀速转动，快递箱大小可忽视不计，重力加速度g取10m/s2，快递箱从A点传到B点的过程中，下列说法正确的是()A．所须要的时间为8sB．平均速度为4m/sC．输送机对快递箱做的功为64JD．运输快递箱电动机多做的功为8J预料2[2024·广东冲刺卷]2024年1月10日起，全国铁路将实行新的列车运行图，攀枝花至西昌的动车开通运营，最大运行速度为200km/h的复兴号动车组运行在设计时速为160km/h的成昆铁路复线上，攀西地区进入动车时代，攀枝花至西昌的运行时间由原来的3个小时缩短为1.5小时．开通前的某次测试中从攀枝花南站匀加速开出的动车，经t1＝150s速度达到v1＝108km/h，之后动车以恒定功率行驶．相关资料显示，该列动车质量m＝180t，运行过程中所受阻力恒为车重的0.06倍．设铁轨为水平直线，重力加速度g取10m/s2，求：(1)该列动车匀加速运动过程中牵引力F的大小；(2)该列动车运行的最大速度vm及从车站开出后运行x＝8km的时间t(此时列车已达到最大速度)．考点一例1解析：由题知，水筒在筒车上匀整排布，单位长度上有n个，且每个水筒离开水面时装有质量为m的水，其中的60%被输送到高出水面H处灌入稻田，则水轮转一圈灌入农田的水的总质量为m总＝2πRnm×60%＝1.2πRnm则水轮转一圈灌入稻田的水克服重力做的功W＝1.2πRnmgH则筒车对灌入稻田的水做功的功率为P＝T＝联立有P＝故选B.答案：B预料1解析：滚筒输送机的线速度v＝ωr＝2.0m/s，快递箱无初速度放在A点，在摩擦力作用下产生的加速度a＝μg＝2.0m/s2，快递箱加速到2.0m/s用的时间t1＝＝1s，在t1时间内发生的位移x1＝t1＝1m，其后快递箱随滚筒输送机做匀速运动的时间t2＝＝7.5s，快递箱从A点传到B点所须要的时间t＝t1＋t2＝8.5s，故A错误；快递箱从A点传到B点的平均速度＝≈1.9m/s，故B错误；输送机对快递箱做的功W1＝μmgx1＝4.0J，故C错误；运输快递箱滚筒输送机在t1时间内发生的“位移”x2＝vt1＝2m，所以运输快递箱电动机多做的功为W2＝μmgx2＝8.0J，故D正确．答案：D预料2解析：(1)设从静止起先到第4节车厢的牵引电机刚要启动时电机的牵引力为F1，动车组的速度为v1，则有F1－6×0.1mg＝6maP1＝F1v1v1＝at1代入数据解得从静止起先到第4节车厢的牵引电机刚要启动时所阅历的时间t1＝10s.(2)当动车组达到最大速度时，有P1＋P2＝fvmax＝0.6mgvmax代入数据得动车组能达到的最大速度为vmax＝100m/s.(3)设当第四节车厢牵引电机刚好达到额定功率时，列车的速度为v2，则有P1＋P2＝F1v2解得v2＝m/s<50m/s所以当v＝50m/s