专题复习篇 专题2 第1讲　功、功率　动能定理—2021届高三物理二轮新高考复习讲义

　功、功率　动能定理 [建体系·知关联] [析考情·明策略] 考情分析 纵览2020年山东、海南、北京、天津各省市等级考物理试题，集中在正、负功的判断，机车启动为背景的功率的分析与计算，题型以选择题为主；动能定理在多过程问题中的应用等核心知识，题型多为计算题，且有一定的综合性。 素养呈现 1.功、功率的定义表达式 2.机车启动问题 3.理解并应用动能定理 素养落实 1.掌握功、功率的计算方法 2.掌握两类机车启动问题的分析计算方法 3.理解动能定理，掌握动能定理的应用方法 考点1| 功　功率的分析与计算 新储备·等级考提能 1．图解功和功率的计算 2．机车启动问题的两种求解思路 (1)图解机车以恒定功率启动： (2)图解机车以恒定加速度启动： 新案例·等级考评价 [案例1]　(多选)(2020·湖北四校期中联考)一质量为m的物体静止在水平地面上，在水平拉力的作用下开始运动，图甲是在0～6 s内其速度与时间关系图象，图乙是拉力的功率与时间关系图象，g取10 m/s2。下列判断正确的是(　　) 甲　　　　　　乙 A．拉力的大小为4 N，且保持不变 B．物体的质量为2 kg C．0～6 s内物体克服摩擦力做的功为24 J D．0～6 s内拉力做的功为156 J [题眼点拨]　①“图甲”信息：0～2 s内匀加速运动。2～6 s内匀速运动。 ②“拉力功率”：注意P＝Fv中F的含义是F＝f＋ma。 BD　[对物体受力分析，由图甲可知，在0～2 s内物体做匀加速运动，拉力大于滑动摩擦力，在2～6 s内物体做匀速运动，拉力等于滑动摩擦力，因此拉力大小不恒定，选项A错误；在2～6 s内根据功率公式P＝Fv，有F＝eq \f(P,v)＝4 N，故滑动摩擦力f＝F＝4 N，在图甲中，0～2 s内有a＝eq \f(Δv,Δt)＝3 m/s2，由牛顿第二定律可知F′－f＝ma，又P′＝F′v，联立解得m＝2 kg，F′＝10 N，选项B正确；由图甲可知在0～6 s内物体通过的位移为x＝30 m，故物体克服摩擦力做的功为Wf＝fx＝120 J，选项C错误；由动能定理可知W－Wf＝eq \f(1,2)mv2，故0～6 s内拉力做的功W＝eq \f(1,2)mv2＋Wf＝eq \f(1,2)×2×62 J＋120 J＝156 J，选项D正确。] 反思感悟：(1)根据v­t图象可以获得物体的运动速度、加速度、通过的位移等信息，根据P­t图象结合功率公式可以求出力的大小。 (2)恒力做功可以根据功的定义式求解，变力做功一般根据动能定理求解。 [跟进训练] 1．(原创题)2019国际田联钻石联赛上海站男子100米比赛中，中国选手苏炳添以10秒05的成绩获得第五名。苏炳添在比赛中，主要有起跑加速、途中匀速和加速冲刺三个阶段，他的脚与地面间不会发生相对滑动。以下说法正确的是(　　) A．加速阶段地面对人的摩擦力做正功 B．匀速阶段地面对人的摩擦力做功 C．由于人的脚与地面间不发生相对滑动，所以不论加速还是匀速，地面对人的摩擦力始终不做功 D．无论加速还是匀速阶段，地面对人的摩擦力始终做负功 C　[人的脚与地面间的摩擦力是静摩擦力，该力的作用点并没有发生位移，所以地面对人的摩擦力始终不做功，选项C正确。] 2．一辆汽车在平直的公路上由静止开始启动。在启动过程中，汽车牵引力的功率及其瞬时速度随时间的变化情况分别如图甲、乙所示。已知汽车所受阻力恒为重力的eq \f(1,5)，重力加速度g取10 m/s2。下列说法正确的是(　　) 甲　　　　　　乙 A．该汽车的质量为3 000 kg B．v0＝6 m/s C．在前5 s内，阻力对汽车所做的功为25 kJ D．在5～15 s内，汽车的位移大小约为67.19 m D　[由 图象可得，汽车匀加速阶段的加速度a＝eq \f(Δv,Δt)＝1 m/s2，汽车匀加速阶段的牵引力为F＝eq \f(P,v)＝3 000 N，匀加速阶段由牛顿第二定律得F－0.2mg＝ma，解得m＝1 000 kg，A错误；牵引力功率为15 kW时，汽车行驶的最大速度v0＝eq \f(P,0.2mg)＝7.5 m/s，B错误；前5 s内汽车的位移x＝eq \f(1,2)at2＝12.5 m，阻力做功WFf＝－0.2mgx＝－25 kJ，C错误；5～15 s内，由动能定理得Pt－0.2mgs＝eq \f(1,2)mveq \o\al(2,0)－eq \f(1,2)mv2，解得s＝67.187 5 m≈67.19 m，D正确。] 3．(多选)如图所示，半径为R的半圆弧槽固定在水平地面上，槽口向上，槽口直径水平，一个质量为m的物块从P点由静止释放刚好从槽口A点无碰撞地进入槽中，并沿圆弧槽匀速率地滑行到最低点B点，不计物块的大小，P点到A点高度