2022高考物理二轮专题突破（鲁科版）功功率与动能定理

-1-专题五功、功率与动能定理-1-主干知识整合一、功的计算功的类型求解方法恒力的功W＝Fxcosα，α是恒力F与位移x之间的夹角变力的功1.若F－x呈线性关系，可用平均力求功；若已知F－x图象，可用图象法求功2．机车类功率恒定情况：W＝Pt3．将变力做功转化为与其等效的恒力4．动能定理-1-功的类型求解方法合力的功1.W合＝Fxcosα，α是合力F与位移x之间的夹角2．W合＝W1＋W2＋…(代数和)3．W合＝Ek2－Ek1-1--1--1-要点热点探究►探究点一功率及机车的启动问题-1--1--1--1--1--1-变式题

近年来我国的高铁发展迅速，而提速要解决许多具体的技术问题，其中提高机车牵引功率是一个重要问题．已知匀速行驶时，列车所受阻力f与速度v的一次方成正比，即f＝kv.当福州至上海的“和谐号”动车分别以240km/h和120km/h的速度在水平轨道上匀速行驶时，机车的牵引功率之比为(

)A．1∶1

B．2∶1C．4∶1D．无法确定-1--1-►探究点二动能定理在多过程中的应用物体在多过程中运动时，应用动能定理解题的思路：1．确定对象，分析物体的各个运动过程；2．分析每一个过程中物体的受力情况，列出各个力在各过程中做功的表达式；3．对每一个过程运用动能定理列方程(或对全过程运用动能定理列方程)．-1-

例2

冰壶比赛是在水平冰面上进行的体育项目，比赛场地示意如图2－5－1所示．比赛时，运动员从起滑架处推着冰壶出发，在投掷线AB处放手让冰壶以一定的速度滑出，使冰壶的停止位置尽量靠近圆心O.为使冰壶滑行得更远，运动员可以用毛刷擦冰壶运行前方的冰面，使冰壶与冰面间的动摩擦因数减小．设冰壶与冰面间的动摩擦因数为μ1＝0.008，用毛刷擦冰面后动摩擦因数减少至μ2＝0.004.在某次比赛中，运动员使冰壶C在投掷线中点处以2m/s的速度沿虚线滑出．为使冰壶C能够沿虚线恰好到达圆心O点，运动员用毛刷擦冰面的长度应为多少？(g取10m/s2)-1--1-【点评】应用动能定理解答多过程的运动问题时，需要准确分析物体在每一过程的受力情况和运动情况，明确各阶段运动的联系和能量变化情况．-1-变式题

如图2－5－2所示，AB为水平轨道，A、B间距离x＝2.25m，BCD是半径为R＝0.40m的竖直半圆形轨道，B为两轨道的连接点，D为轨道的最高点．一小物块质量为m＝1.2kg，它与水平轨道和半圆形轨道间的动摩擦因数均为μ＝0.20.小物块在F＝12N的水平力作用下从A点由静止开始运动，到达B点时撤去力F，小物块刚好能到达D点，g取10m/s2，试求：(1)撤去F时小物块的速度大小；(2)在半圆形轨道上小物块克服摩擦力做的功．-1--1--1-►探究点三动能定理在系统中的应用1．动能定理既适用于做直线运动的物体，也适用于做动量与能量的物体．2．动能定理既适用于恒力做功，也适用于变力做功；力既可以同时作用，也可以分段作用；力可以是各种性质的力．3．如果在某个运动过程中包含有几个不同运动性质的阶段(如加速、减速阶段)，可以分段应用动能定理，也可以对全程应用动能定理，一般对全程列式更简单．-1-4．因为动能定理中功和动能均与参考系的选取有关，所以动能定理也与参考系的选取有关．在中学物理中一般取地面为参考系．5．动能定理建立的是外力做的总功和物体动能变化之间的一个双向关系：既可以由总功求物体动能的变化，又可以由动能的变化求总功．它是求解变力做功的有效方法．6．动能定理通常适用于单个物体或可看成单个物体的系统．如果涉及系统，因为要考虑内力做的功，所以要十分慎重．在中学阶段可以先分别对系统内每一个物体应用动能定理，然后再联立求解．-1-

例3

如图2－5－3所示，质量为m的物体A以速度v0在平台上运动，滑到与平台等高、质量为M的静止小车B上．小车B在光滑水平地面上，物体A与B之间的动摩擦因数为μ.不计A的体积，为使A在小车B上不致滑出，试问小车B的长度L至少为多少？-1--1--1-变式题

如图2－5－4所示，在水平桌面的边角处有一轻质光滑的定滑轮K，一条不可伸长的轻绳绕过K分别与物块A、B相连，A、B的质量分别为mA、mB.开始时系统处于静止状态．现用一水平恒力F拉物块A，使物块B上升．已知当B上升距离为h时，B的速度为v.求此过程中物块A克服摩擦力所做的功．(重力加速度为g)-1--1-【备选理由】通过本题加强对本专题知识在现代科技、生活与生产中的应用的了解，灵活掌握发动机类问题的实际应用．1．2011年3月，以法、美为首的多国部队空袭了利比亚．美国空军在往返利比亚的过程中，美军战机进行了空中加油．空中加油的过程大致如下：首先是加油机和受油机必须按照预定时间在预定地点会合，然后受油机和加油机实施对接，对接成功后，加油系统根据信号自动接通油路．加油完毕后，受油机根据加油机的指挥进行脱离，整个加油过程便完成了(如图所示)．在加、受油机加油过程中，若加油机和受油机均保持匀速运动，且运动时所受阻力与重力成正比，则(

)-1-A．加油机和受油机不一定是相对静止的B．加油机和受油机的速度可能不相等C．加油机向受油机供油，受油机质量增大，必须减小发动机的输出功率D．加油机向受油机供油，加油机质量减小，必须减小发动机的输出功率-1-【解析】

D加油过程中应保持加油机和受油机间的相对距离不变，选项A、B均错误；加油机向受油机供油，加油机质量减小，受油机质量增大，因所受阻力与重力成正比，欲保持匀速运动，加油机应逐渐适当减小发动机的输出功率，受油机则逐渐适当增大发动机的输出功率．-1-2．某兴趣小组设计了如图所示的玩具轨道，其中“2008”四个等高数字用内壁光滑的薄壁细圆管弯成，固定在竖直平面内(所有数字均由圆或半圆组成，圆半径比细管的内径大得多)，底端与水平地面相切．弹射装置将一个小物体(可视为质点)以va＝5m/s的水平初速度由a点弹出，从b点进入轨道，依次经过“8002”后从P点水平抛出．小物体与地面ab段间的动摩擦因数μ＝0.3，不计其他机械能损失．已知ab段长L＝1.5m，数字“0”的半径R＝0.2m，小物体质量m＝0.01kg，g＝10m/s2.求