2025届高考物理二轮专题复习与测试模块二能量和动量专题五功和功率动能定理和机械能守恒定律课件

模块二能量和动量专题五功和功率动能定理和机械能守恒定律[专题复习定位]1．本专题主要是复习功和功率的分析与计算、动能定理、机械能守恒定律以及力学中的功能关系应用。2．应用动能定理和力学中的功能关系分析和解决问题。高考真题再现PART01第一部分√命题点1功和功率1．(2024·江西卷，T5)

庐山瀑布“飞流直下三千尺，疑是银河落九天”瀑布高150m，水流量10m3/s，假设利用瀑布来发电，能量转化效率为70%，则发电功率为(

)A．109W

B．107WC．105W D．103W√2．(多选)(2022·广东卷，T9)如图所示，载有防疫物资的无人驾驶小车，在水平MN段以恒定功率200W、速度5m/s匀速行驶，在斜坡PQ段以恒定功率570W、速度2m/s匀速行驶。已知小车总质量为50kg，MN＝PQ＝20m，PQ段的倾角为30°，重力加速度g取10m/s2，不计空气阻力。下列说法正确的有(

)A．从M到N，小车牵引力大小为40NB．从M到N，小车克服摩擦力做功800JC．从P到Q，小车重力势能增加1×104JD．从P到Q，小车克服摩擦力做功700J√√√3.(2022·1月浙江选考，T12)某节水喷灌系统如图所示，水以v0＝15m/s的速度水平喷出，每秒喷出水的质量为2.0kg，喷出的水是从井下抽取的，喷口离水面的高度保持H＝3.75m不变。水泵由电动机带动，电动机正常工作时，输入电压为220V，输入电流为2.0A，不计电动机的摩擦损耗，电动机的输出功率等于水泵所需要的输入功率。已知水泵的抽水效率(水泵的输出功率与转入功率之比)为75%，忽略水在管道中运动的机械能损失，则(

)A．每秒水泵对水做功为75J B．每秒水泵对水做功为225JC．水泵输入功率为440W D．电动机线圈的电阻为10Ω√√√解析：在地面附近雨滴做匀速运动，根据动能定理得mgh－Wf＝0，故雨滴克服空气阻力做的功为mgh。7.(2024·新课标卷，T24)将重物从高层楼房的窗外运到地面时，为安全起见，要求下降过程中重物与楼墙保持一定的距离。如图，一种简单的操作方法是一人在高处控制一端系在重物上的绳子P，另一人在地面控制另一根一端系在重物上的绳子Q，二人配合可使重物缓慢竖直下降。若重物的质量m＝42kg，重力加速度大小g取10m/s2，当P绳与竖直方向的夹角α＝37°时，Q绳与竖直方向的夹角β＝53°。(sin37°＝0.6)(1)求此时P、Q绳中拉力的大小；解析：重物下降的过程中受力平衡，设此时P、Q绳中拉力的大小分别为T1和T2，竖直方向T1cosα＝mg＋T2cosβ水平方向T1sinα＝T2sinβ联立代入数值得T1＝1200N，T2＝900N。答案：1200N

900N

(2)若开始竖直下降时重物距地面的高度h＝10m，求在重物下降到地面的过程中，两根绳子拉力对重物做的总功。解析：整个过程，根据动能定理得W＋mgh＝0解得两根绳子拉力对重物做的总功W＝－4200J。答案：－4200J√√√10．(2023·1月浙江选考，T4)一位游客正在体验蹦极，绑上蹦极专用的橡皮绳后从跳台纵身而下。游客从跳台下落直到最低点过程中(

)A．弹性势能减小B．重力势能减小C．机械能保持不变D．绳一绷紧动能就开始减小解析：游客从跳台下落直到最低点过程中，游客所受的重力做正功，重力势能减小，B正确；橡皮绳绷紧后形变量一直增大，弹性势能一直增大，A错误；橡皮绳绷紧后的过程，橡皮绳的弹力做负功，因此游客的机械能减小，C错误；绳绷紧后游客先加速后减速，因此游客的动能先增大后减小，D错误。题型分类讲练PART02第二部分题型一功和功率1．几种力做功(1)重力、弹簧弹力、电场力、分子力做功与位移有关，与路径无关。(2)摩擦力的功①单个摩擦力(包括静摩擦力和滑动摩擦力)可以做正功，也可以做负功，还可以不做功。②相互作用的一对静摩擦力做功的代数和总等于零，在静摩擦力做功的过程中，只有机械能的转移，没有机械能转化为其他形式的能；相互作用的一对滑动摩擦力做功的代数和不为零，且总为负值。在一对滑动摩擦力做功的过程中，相互摩擦的物体间不仅有机械能的转移，还有部分机械能转化为内能，转化为内能的量等于系统机械能的减少量，等于滑动摩擦力与相对位移的乘积。3．瞬时功率(1)P＝Fvcosα，v为t时刻的瞬时速度。(2)P＝FvF，vF为物体的速度v在力F方向上的分速度，v为t时刻的瞬时速度。(3)P＝Fvv，Fv为物体受到的外力F在速度v方向上的分力，v为t时刻的瞬时速度。√考向1功和功率的分析

(2023·江苏卷，T11)滑块以一定的初速度沿粗糙斜面从底端上滑，到达最高点B后返回到底端。利用频闪仪分别对上滑和下滑过程进行拍摄，频闪照片示意图如图所示。与图乙中相比，图甲中滑块(

)A．受到的合力较小B．经过A点的动能较小C．在A、B之间的运动时间较短D．在A、B之间克服摩擦力做的功较小√

(2023·辽宁卷，T3)如图(a)所示，从高处M点到地面N点有Ⅰ、Ⅱ两条光滑轨道。两相同小物块甲、乙同时从M点由静止释放，沿不同轨道滑到N点，其速率v与时间t的关系如图(b)所示。由图可知，两物块在离开M点后、到达N点前的下滑过程中(

)A．甲沿Ⅰ下滑且同一时刻甲的动能比乙的大B．甲沿Ⅱ下滑且同一时刻甲的动能比乙的小C．乙沿Ⅰ下滑且乙的重力功率一直不变D．乙沿Ⅱ下滑且乙的重力功率一直增大[解析]

由题图(b)可知小物块甲做匀加速直线运动，小物块乙做加速度减小的加速运动，结合题图(a)可知，小物块甲沿轨道Ⅱ下滑，小物块乙沿轨道Ⅰ下滑，A、D错误；由题图(b)可知，两物块在离开M点后、到达N点前的下滑过程中，同一时刻物块乙的速度大于物块甲的速度，则同一时刻甲的动能比乙的小，B正确；小物块乙由静止释放的瞬间，小物块乙的速度为零，则小物块乙的重力功率为0，小物块乙滑到轨道Ⅰ底端的瞬间，小物块乙的速度方向与重力方向垂直，则小物块乙的重力功率为0，但在下滑过程，小物块乙的重力做的功不为0，则小物块乙的重力的瞬时功率先增大后减小，C错误。√考向2机车启动类问题小明同学乘电动汽车出行，当汽车以90km/h的速度匀速行驶时，在该车的行车信息显示屏上看到了如下信息，电池组输出电压400V，电流为25A。已知该车电机及传动系统将电能转化为机械能的效率约为80%，则此时该车(

)A．电池组输出的电功率约为8000WB．牵引力的功率约为10000WC．受到的阻力约为320ND．受到的牵引力约为400N题型二动能定理的应用1．基本思路(1)确定研究对象和研究过程。(2)进行运动分析和受力分析，确定初、末速度和各力做功情况，利用动能定理全过程或者分过程列式。2．解题技巧(1)动能定理虽然是根据恒力做功和直线运动推导出来的，但是也适用于变力做功和曲线运动。(2)在解决涉及位移和速度而不涉及加速度和时间的问题时，常选用动能定理求解。(3)动能定理常用于分析多运动过程问题，关键是明确各力及各力作用的位移。√一个小球在离地一定高度处向右水平抛出，不计空气阻力，抛出的初速度越大，则小球(

)

A．落地时的速度越小B．从抛出到落地过程中，速度的变化量越大C．落地时的重力的瞬时功率不变D．从抛出到落地过程中，动能的变化量变大一位同学设计的直角输送推料装置如图所示，导轨输送线A与倾角θ＝37°、长度L＝3.5m的导轨输送线B平滑连接。每相同时间间隔有一个质量m＝1kg的料盒通过输送线A被送到推杆前并处于静止状态，推杆将其沿输送线B推动距离L0＝0.1m后，快速缩回到原推料处，料盒离开推杆后恰能到达输送线B的顶端。已知输送线B与料盒间的动摩擦因数μ＝0.1，整个过程料盒可视为质点，输送线B静止不动，重力加速度g取10m/s2，sin37°＝0.6，cos37°＝0.8，求：(1)料盒离开推杆后，在输送线B上滑行的加速度；[解析]

对料盒，根据牛顿第二定律得mgsinθ＋μmgcosθ＝ma解得a＝6.8m/s2加速度方向沿输送线B向下。[答案]

6.8m/s2方向沿输送线B向下(2)推杆对每个料盒做的功。[解析]

设推杆对每个料盒做的功W，对料盒，由动能定理得W－(mgsinθ＋μmgcosθ)L＝0解得W＝23.8J。[答案]

23.8J题型三机械能守恒定律1．机械能守恒的判断定义判断法看动能与势能之和是否变化能量转化判断法机械能没有与其他形式的能转化时，系统机械能守恒做功判断法只有重力(或系统内弹簧的弹力)做功时，系统机械能守恒2.机械能守恒定律的表达式3．连接体的机械能守恒问题共速率模型

分清两物体位移大小与高度变化关系共角速度模型

两物体角速度相同，线速度与半径成正比关联速度模型

此类问题注意速度的分解，找出两物体速度关系，当某物体位移最大时，速度可能为0轻弹簧模型

①同一根弹簧弹性势能大小取决于弹簧形变量的大小，在弹簧弹性限度内，形变量相等，弹性势能相等②由两个或两个以上的物体与弹簧组成的系统，当弹簧形变量最大时，弹簧两端连接的物体具有相同的速度；弹簧处于自然长度时，弹簧弹性势能最小(为零)√√题型四功能关系的理解和应用1．常见的功能关系2.两条基本思路(1)某种形式的能减少，一定存在其他形式的能增加，且减少量和增加量一定相等，即ΔE减＝ΔE增。(2)某个物体的能量减少，一定存在其他物体的能量增加，且减少量和增加量一定相等，即ΔEA减＝ΔEB增。√急行跳远起源于古希腊奥林匹克运动。如图所示，急行跳远由助跑、起跳、腾空与落地等动作组成，空气阻力不能忽略，下列说法正确的是(

)A．蹬地起跳时，运动员处于失重状态B．助跑过程中，地面对运动员做正功C．从起跳到最高点过程，运动员重力势能的增加量小于其动能的减少量D．从空中最高点到落地瞬间，运动员克服空气阻力做的功等于重力势能的减少量[解析]

蹬地起跳时，运动员加速度向上，处于超重状态，A错误；在助跑加速过程中，地面对运动员有竖直向上的支持力和水平方向的静摩擦力，其对应位移都为0，地面对运动员不做功，B错误；空气阻力不能忽略，从起跳到最高点过程，要克服阻力做功，机械能会有损失，因此运动员重力势能的增加量小于其动能的减少量，C正确；落地瞬间运动员有速度，有动能，因此从空中最高点到落地瞬间，运动员克服空气阻力做的功与运动员动能增加量之和等于重力势能的减少量，D错误。√√

(多选)如图所示，在模拟风洞管中的光滑斜面上，一个小物块受到沿斜面方向的恒定风力作用，沿斜面加速向上运动，则从物块接触弹簧至到达最高点的过程中(

)A．物块的速度先增大后