江苏省高考物理二轮复习 专题2第1讲功功率动能定理.doc

第1讲功_功率_动能定理 (解读命题角度)例1(2012江苏高考)如图211所示，细线的一端固定于o点，另一端系一小球。在水平拉力作用下，小球以恒定速率在竖直平面内由a点运动到b点。在此过程中拉力的瞬时功率变化情况是() a逐渐增大b逐渐减小c先增大，后减小 d先减小，后增大图211思路点拨解答本题时应注意以下两点：(1)拉力的瞬时功率与f、v的大小关系。(2)拉力f为变力。解析上升的过程中，重力做负功，水平拉力f做正功，由动能定理得wfwgmv2mv20，所以wfwg，即拉力做的功和重力做的功总是相等的，则拉力做功的功率和重力做功的功率也总是相等的，小球上摆过程中，竖直方向速度一定增大，重力功率pmgv一直增大，所以拉力做功的功率也是逐渐增大的。答案a (掌握类题通法)一、基础知识要记牢1恒力做功的公式：wflcos 2功率(1)平均功率：pf cos (2)瞬时功率：pfvcos 二、方法技巧要用好对于功和功率的理解与计算问题的解决，一般应注意以下几点：(1)准确理解功的定义式wfl及变形式wflcos 中各物理量的意义，该式仅适用于恒力做功情况。(2)变力做功的求解注意对问题的正确转化，如：将变力转化为恒力。也可应用动能定理等方法求解。(3)对于功率的计算，应注意区分公式p和公式pfv，前式侧重于平均功率的计算，而后式侧重于瞬时功率的计算。三、易错易混要明了(1)求变力做功问题时，不要轻易使用功的定义式进行计算。(2)注意区别平均功率和瞬时功率的计算公式。 (解读命题角度)例2(2012湖南联考)质量为2103 kg，发动机额定功率为80 kw的汽车在平直公路上行驶；若汽车所受阻力大小恒为4103 n，则下列判断中正确的有()a汽车的最大动能是4105 jb汽车以加速度2 m/s2匀加速启动，启动后第2秒末时发动机实际功率是32 kwc汽车以加速度2 m/s2做初速度为0的匀加速运动中，达到最大速度时摩擦力做功为4105 jd若汽车保持额定功率启动，则当汽车速度为5 m/s时，其加速度为6 m/s2思路点拨(1)汽车以最大功率行驶，加速度为零时，速度最大，动能最大；(2)汽车匀加速启动时，速度最大，功率也最大；(3)汽车恒定功率启动时，牵引力随速度增大而减小。解析汽车达到最大速度时，加速度为0，牵引力等于阻力，汽车功率pfvffv，所以最大速度v20 m/s，对应的动能为4105 j，a项正确；汽车以加速度2 m/s2匀加速启动，牵引力fffma8103 n，所以2 s末对应的实际功率为pfat32 kw，能够维持匀加速运动的最长时间为t5 s，对应的摩擦力做功为wffffxffat2105 j，b项正确，c项错误；当汽车保持额定功率启动时有ffma，解得其加速度为a6 m/s2，d项正确。答案abd (掌握类题通法)一、基础知识要记牢(1)机车输出功率：pfv，其中f为机车牵引力。(2)机车的两种启动方式：恒定功率启动；匀加速启动。二、方法技巧要用好1恒定功率启动 (1)机车先做加速度逐渐减小的加速运动，后做匀速直线运动，速度图象如图212所示，当ff阻时，vm。(2)能量关系：ptf阻xmv20。 图2122恒定加速度启动(1)速度图象如图213所示。机车先做匀加速直线运动，当功率达到额定功率后获得匀加速的最大速度v1。若再加速，应保持功率不变做变加速运动，直至达到最大速度vm后做匀速运动。(2)经常用到的公式：图213三、易错易混要明了(1)分清是匀加速启动还是恒定功率启动。(2)匀加速启动过程中，机车功率是不断改变的，但该过程中的最大功率是额定功率，匀加速运动阶段的最大速度小于机车所能达到的最大速度，达到额定功率后做加速度减小的加速运动。(3)以额定功率启动的过程中，机车做加速度减小的加速运动，速度最大值等于，牵引力是变力，牵引力做的功wpt。 (解读命题角度)例3(2012江苏高考)某缓冲装置的理想模型如图214所示，劲度系数足够大的轻质弹簧与轻杆相连，轻杆可在固定的槽内移动，与槽间的滑动摩擦力恒为f。轻杆向右移动不超过l时，装置可安全工作。一质量为m的小车若以速度v0撞击弹簧，将导致轻杆向右移动。轻杆与槽间的最大静摩擦力等于滑动摩擦力，且不计小车与地面的摩擦。图214(1)若弹簧的劲度系数为k，求轻杆开始移动时，弹簧的压缩量x；(2)求为使装置安全工作，允许该小车撞击的最大速度vm；(3)讨论在装置安全工作时，该小车弹回速度v和撞击速度v的关系。破题关键点(1)小车压缩弹簧时，轻杆受几个力作用？若轻杆移动了，弹簧的弹力大小应满足什么条件？请写出表达式。(2)轻杆移动过程中，弹簧的压缩量变化吗？为什么呢？(3)若小车速度较小，轻杆不移动，小车反弹速度与撞击速度大小的关系如何？若轻杆移动了，小车以不同的速度撞击，反弹速度大小由什么因素决定？解析(1)轻杆开始移动时，弹簧的弹力fkx且ff解得x(2)设轻杆移动前小车对弹簧所做的功为w，则小车从撞击到停止的过程中由动能定理得fw0mv同理，小车以vm撞击弹簧时flw0mv解得vm(3)设轻杆恰好移动时，小车撞击速度为v1mvw由解得v1当vv2 bf2f1，v1f1，v1v2 df2f1，v1v2解析：选bd设f2与水平方向成角，由题意可知：f1v1f2v2cos ，因cos 1，故f1v1f2v2。当f2f1时，一定有v1f1时，有v1v2、v1v2、v1v2三种可能，故选项c错误。当f2f1时，一定有v1v2，故d选项正确。8一质点开始时做匀速直线运动，从某时刻起受到一恒力作用。此后，该质点的动能可能()a一直增大b先逐渐减小至零，再逐渐增大c先逐渐增大至某一最大值，再逐渐减小d先逐渐减小至某一非零的最小值，再逐渐增大解析：选abd当力的方向与速度方向相同或与速度方向的夹角小于90时，物体的速度逐渐增大，动能逐渐增大；当力的方向与速度方向相反时，物体做匀减速运动，速度逐渐减小到零后反向逐渐增大，因此动能先减小后增大；当力的方向与速度的方向夹角大于90小于180时，力的方向与速度的方向夹角逐渐减小，速度先逐渐减小，直到夹角等于90时速度达到最小值，而后速度逐渐增大，故动能先逐渐减小到某一非零的最小值，再逐渐增大。故选项a、b、d正确。三、非选择题9(2012上海宝山期末)如图7甲所示，在水平路段ab上有一质量为2103 kg的汽车，正以10 m/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t15 s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20 kw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。图7(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。解析：(1)汽车在ab路段时，有f1ff1，pf1v1，ff1p/v1，联立解得：ff1 n2 000 n。(2)t15 s时汽车处于平衡态，有f2ff2，pf2v2，ff2p/v2，联立解得：ff2 n4 000 n。t5 s时汽车开始减速运动，有ff2f1ma，解得a1 m/s2。(2)ptff2xmvmv解得x68.75 m答案：(1)2 000 n(2)1 m/s2(3)68.75 m10(2012福建高考)如图8所示，用跨过光滑定滑轮的缆绳将海面上一艘失去动力的小船沿直线拖向岸边。已知拖动缆绳的电动机功率恒为p，小船的质量为m，小船受到的阻力大小恒为f，经过a点时的速度大小为v0，小船从a点沿直线加速运动图8到b点经历时间为t1，a、b两点间距离为d，缆绳质量忽略不计。求：(1)小船从a点运动到b点的全过程克服阻力做的功wf；(2)小船经过b点时的速度大小v1；(3)小船经过b点时的加速度大小a。