专题05 功 功率 动能定理(命题猜想)-2017年高考物理命题猜想与仿真押题(原卷版)

1、专题0弓功功率动能定理(命题猜想)【考向解读】预测2017年高考命题特点：功和功率的计算.利用动能定理分析简单问题.对动能变化、重力势能变化、弹性势能变化的分析对机械能守恒条件的理解及机械能守恒定律的简单应用交汇命题的主要考点有：结合vt、F-t等图象综合考查多过程的功和功率的计算.结合应用动能定理、机械能守恒定律和能量守恒定律，结合动力学方法解决多运动过程问题【命题热点突破一】功和功率的计算在历年的高考中，很少出现简单、单独考查功和功率的计算，一般将其放在与功能关系、物体的运动等综合问题中一起考查，并且对于功和功率的考查一般以选择题形式出现，题目难度以中档题为主例1.一物体静止在粗糙水平地面

2、上.现用一大小为行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W分别表示拉力F、f2所做的功，气!、wf2分别表示前后两次克服摩擦力所做的功，贝M)AWF24WF1，Wf22Wf1BWF24WF1，Wfl=2WC.WF24WF1，W2=2W1DWF24WF1，Wf22Wf1【感悟提升】功的计算恒力做功的计算公式：W=Flcosa；当F为变力时，用动能定理W=AEk或功能关系求功所求得的功是该过程中外力对物体(或系统)做的总功(或者说是合力对物体做的功)；利用Fl图象曲线下的面积求功；利用W=Pt计算

3、.功率W功率定义式：P=所求功率是时间t内的平均功率；功率计算式：P=Fvcosa其中a是力与速度间的夹角.若v为瞬时速度，则P为F在该时刻的瞬时功率；若v为平均速度，则P为F在该段位移内的平均功率.【变式探究】如图所示，水平传送带以v=2m/s的速度匀速前进，上方漏斗中以每秒50kg的速度把煤粉竖直抖落到传送带上，然后一起随传送带运动如果要使传送带保持原来的速度匀速前进，则传送带的电动机应增加的功率为()A100WB200WC.500WD.无法确定【命题热点突破二】对动能定理应用的考查命题规律：该知识点是近几年高考的重点，也是高考的热点，题型既有选择题，也有计算题.考查的频率很高，分析近几年

4、的考题，命题有以下规律：(1)圆周运动与平衡知识的综合题.(2)考查圆周运动的临界和极值问题.例2.【2016浙江卷】如图1-4所示为一滑草场，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。=0.6,cos37。=0.8).则()图1-4B载人滑草车最大速度为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【感悟提升】动能定理应用的基本步骤选取研究对象，明确并分析运动过程分析

5、受力及各力做功的情况，受哪些力？每个力是否做功？在哪段位移过程中做功？正功？负功？做多少功？求出代数和明确过程初、末状态的动能Eki及Ek2.列方程W=Ek2-Ekl,必要时注意分析题目的潜在条件，补充方程进行求解.【变式探究】一物块沿倾角为e的斜坡向上滑动.当物块的初速度为v时，上升的最大高度为H,如图所示；当物块的初速度为2时，上升的最大高度记为h.重力加速度大小为g.物块与斜坡间的动摩擦因数和h分别为()H(v2AHA.tane和B.2gH-1Jtane和2C.tane和HD.-1tane【命题热点突破三】机车启动问题机车启动问题在最近3年高考中出现的频率并不高，但该部分内容比较综合，在

6、考查功率的同时也考查功能关系和运动过程的分析以及匀变速直线运动规律的运用，预计可能在2015年的高考中出现，题型为选择题或计算题都有可能.例3、【2016天津卷】我国高铁技术处于世界领先水平，和谐号动车组是由动车和拖车编组而成，提供动力的车厢叫动车，不提供动力的车厢叫拖车.假设动车组各车厢质量均相等，动车的额定功率都相同动车组在水平直轨道上运行过程中阻力与车重成正比.某列动车组由8节车厢组成，其中第1、5节车厢为动车，其余为拖车，则该动车组()图1-启动时乘客受到车厢作用力的方向与车运动的方向相反做匀加速运动时，第5、6节与第6、7节车厢间的作用力之比为3:2进站时从关闭发动机到停下来滑行的距

7、离与关闭发动机时的速度成正比与改为4节动车带4节拖车的动车组最大速度之比为1：2【变式探究】为登月探测月球，上海航天技术研究院研制了“月球车”，如图甲所示，某探究性学习小组对“月球车”的性能进行了研究他们让“月球车”在水平地面上由静止开始运动，并将“月球车”运动的全过程记录下来，通过数据处理得到如图乙所示的v-t图象，已知0段为过原点的倾斜直线；10s内“月球车”牵引力的功率保持不变，且P=1.2kW,710s段为平行于横轴的直线；在10s末停止遥控，让“月球车”自由滑行，“月球车”质量m=100kg,整个过程中“月球车”受到的阻力f大小不变.求“月球车”所受阻力f的大小和“月球车”匀速运动时

8、的速度大小；求“月球车”在加速运动过程中的总位移s；求013s内牵引力所做的总功.【易错提醒】机车匀加速启动时，匀加速阶段的最大速度小于匀速运动的最大速度，前者用牛顿第二定律列式求解，后者用平衡知识求解匀加速阶段牵引力是恒力，牵引力做功用W=Fl求解以额定功率启动时，牵引力是变力，牵引力做功用W=Pt求解.)【高考真题解读】【2016全国卷II】两实心小球甲和乙由同一种材料制成，甲球质量大于乙球质量.两球在空气中由静止下落，假设它们运动时受到的阻力与球的半径成正比，与球的速率无关若它们下落相同的距离，则()甲球用的时间比乙球长甲球末速度的大小大于乙球末速度的大小甲球加速度的大小小于乙球加速度的

9、大小甲球克服阻力做的功大于乙球克服阻力做的功【2016天津卷】我国高铁技术处于世界领先水平，和谐号动车组是由动车和拖车编组而成，提供动力的车厢叫动车，不提供动力的车厢叫拖车.假设动车组各车厢质量均相等，动车的额定功率都相同，动车组在水平直轨道上运行过程中阻力与车重成正比.某列动车组由8节车厢组成，其中第1、5节车厢为动车，其余为拖车，则该动车组()图1-启动时乘客受到车厢作用力的方向与车运动的方向相反做匀加速运动时，第5、6节与第6、7节车厢间的作用力之比为3:2进站时从关闭发动机到停下来滑行的距离与关闭发动机时的速度成正比与改为4节动车带4节拖车的动车组最大速度之比为1：2【2016全国卷I

10、】如图1-,一轻弹簧原长为2R,其一端固定在倾角为37的固定直轨道AC的底端A处，另一端位于直轨道上B处，弹簧处于自然状态，直轨道与一半径为5r的光滑圆弧轨道相切于C点，AC=7R,A、B、C、D均在同一竖直平面内.质量为m的小物块P自C点由静止开始下滑，最低到达E点(未画出)，随后P沿轨道被弹回，最高到达F点，AF=4R，已知P与直轨道间的动摩擦因数尸4，重力加34速度大小为g.(取sin37=5，cos37=5)求P第一次运动到B点时速度的大小.求P运动到E点时弹簧的弹性势能.改变物块P的质量，将P推至E点，从静止开始释放.已知P自圆弧轨道的最高点D处水平飞出后,7恰好通过G点.G点在C点

11、左下方，与C点水平相距2人、竖直相距R，求P运动到D点时速度的大小和改变后P的质量.图1-【2016全国卷II】小球P和Q用不可伸长的轻绳悬挂在天花板上，P球的质量大于Q球的质量,悬挂P球的绳比悬挂Q球的绳短.将两球拉起，使两绳均被水平拉直，如图1-所示.将两球由静止释放,在各自轨迹的最低点()图1-P球的速度一定大于Q球的速度P球的动能一定小于Q球的动能P球所受绳的拉力一定大于Q球所受绳的拉力P球的向心加速度一定小于Q球的向心加速度【2016全国卷III】一质点做速度逐渐增大的匀加速直线运动，在时间间隔t内位移为s,动能变为原来的9倍.该质点的加速度为()A2畤C.4st2D.8st2【20

12、16全国卷III】如图所示，一固定容器的内壁是半径为R的半球面；在半球面水平直径的一端有一质量为m的质点P.它在容器内壁由静止下滑到最低点的过程中，克服摩擦力做的功为W.重力加速度大小为g.设质点P在最低点时，向心加速度的大小为a,容器对它的支持力大小为N,贝)A.C.N=3mgR2WRD.N=2(mgRW)R【2016天津卷】我国将于2022年举办冬奥会，跳台滑雪是其中最具观赏性的项目之一.如图1-所示，质量m=60kg的运动员从长直助滑道AB的A处由静止开始以加速度a=3.6m/s(mgRW)2mgRWa=mRB.a=mR匀加速滑下，到达助滑道末端B时速度vB=24m/s，A与B的竖直高度

13、差H=48m.为了改变运动员的运动方向，在助滑道与起B跳台之间用一段弯曲滑道衔接，其中最低点C处附近是一段以O为圆心的圆弧.助滑道末端B与滑道最低点C的高度差h=5m，m/s2.求运动员在AB段下滑时受到阻力F,的大小;若运动员能够承受的最大压力为其所受重力的6倍，则C点所在圆弧的半径R至少应为多大？【2016四川卷】韩晓鹏是我国首位在冬奥会雪上项目夺冠的运动员.他在一次自由式滑雪空中技巧比赛中沿“助滑区”保持同一姿态下滑了一段距离，重力对他做功1900J,他克服阻力做功100J.韩晓鹏在此过程中()动能增加了1900J动能增加了2000JC重力势能减小了1900JD重力势能减小了2000J【

14、2016浙江卷】如图1-4所示为一滑草场，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=0.6，cos37。=0.8).则()图1-4ZT动摩擦因数=7B载人滑草车最大速度为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|g【2016全国卷II】如图1-,小球套在光滑的竖直杆上，轻弹簧一端固定于O点，另一端与小球相连.现将小球从M点由静止释放，它在下降的过程中经过了N点.

15、已知在M、N两点处，弹簧对小球的弹n力大小相等，且ZONMZOMNmgR，质点不能到达Q点W=2mgR，质点到达Q点后，继续上升一段距离WW陀分别表示拉力F、F2所做的功，、Wf2分别表示前后两次克服摩擦力所做的功，贝（）A.WF24WF1，W22W1b.WF24WF1，Wf2=2WHC.%24叫1，W2=2W1d.叫4Wf1，叫2叫（2015浙江理综,18,6分）我国科学家正在研制航母舰载机使用的电磁弹射器.舰载机总质量为3.0 x104kg,设起飞过程中发动机的推力恒为1.0 x105N；弹射器有效作用长度为100m,推力恒定.要求舰载机在水平弹射结束时速度大小达到80m/s.弹射过程中舰

16、载机所受总推力为弹射器和发动机推力之和，假设所受阻力为总推力的20%，贝（）弹射器的推力大小为1.1x106N弹射器对舰载机所做的功为1.1x108J弹射器对舰载机做功的平均功率为8.8x107W舰载机在弹射过程中的加速度大小为32m/s2（2015海南单科，4,3分）如图，一半径为R的半圆形轨道竖直固定放置，轨道两端等高，质量为m的质点自轨道端点P由静止开始滑下，滑到最低点Q时，对轨道的正压力为2mg，重力加速度大小为g.质点自P滑到Q的过程中，克服摩擦力所做的功为（）A.jmgRBmgR高度为h,如图所示；当物块的初速度为2C.tan0和#（2014.大纲全国，19,6分）一物块沿倾角为0

17、的斜坡向上滑动.当物块的初速度为v时，上升的最大时，上升的最大高度记为h.重力加速度大小为g.物块与斜坡间的动摩擦因数和h分别为（）B.（2gH1）tan0和2D.（2gH_1）tan0和8.（2015浙江理综，23,16分）如图所示，用一块长L=1.0m的木板在墙和桌面间架设斜面,桌子高H=0.8m,长L2=1.5m.斜面与水平桌面的倾角0可在060间调节后固定.将质量m=0.2kg的小物块从斜面顶端静止释放，物块与斜面间的动摩擦因数竹=0.05,物块与桌面间的动摩擦因数为“2,忽略物块在斜面与桌面交接处的能量损失（重力加速度取g=10m/s2；最大静摩擦力等于滑动摩擦力）（1）求0角增大到

18、多少时，物块能从斜面开始下滑；（用正切值表示）当0角增大到37时，物块恰能停在桌面边缘，求物块与桌面间的动摩擦因数“2；（已知sin37。=0.6,cos37=0.8）（3）继续增大0角，发现0=53。时物块落地点与墙面的距离最大，求此最大距离xm.（2015海南单科，14,13分）如图，位于竖直平面内的光滑轨道由四分之一圆弧ab和抛物线be组成,圆弧半径Oa水平，b点为抛物线顶点.已知h=2m,s=,i2m.取重力加速度大小g=10m/s2.（1）一小环套在轨道上从a点由静止滑下，当其在be段轨道运动时，与轨道之间无相互作用力，求圆弧轨道的半径；（2）若环从b点由静止因微小扰动而开始滑下，求环到达e点时速度的水平分量的大小.（2015山东理综，23,18分）如图甲所示，物块与质量为m的小球通过不可伸长的轻质细绳跨过两等高定滑轮连接.物块置于左侧滑轮正下方的表面水平的压力传感装置上，小球与右侧滑轮的距离为l开始时物块和小球均静止，将此时传感装置的示数记为初始值.现给小球施加一始终垂直于l段细绳的力、将小球缓慢拉起至细绳与竖直方向成60角，如图乙所示，此时传感装置的示数为初始值的1.25倍；再将小球由静止释放，当运动至最低位置时,传感装置的示数为初始值的0.6倍.不计滑轮的大小和摩擦，重力加速度的大小