2-6 功、功率　动能定理-2021【步步高】高考物理大二轮专题复习与增分策略（通用）皖黑吉陕新蒙晋赣青甘豫宁课件PPT

专题二　能量与动量 知识体系 高考题型1　功　功率的分析与计算 高考题型2　动能定理的应用 专题强化练 内容索引 NEIRONGSUOYIN 第6课时　功、功率　动能定理 1.功的计算 (1)恒力做功一般用功的公式或动能定理求解. (2)变力做功的几种求法 高考题型1　功　功率的分析与计算 方法 以例说法 应用动能定理 用力F把小球从A处缓慢拉到B处，F做功为WF，则有：WF－mgL(1－cos θ)＝0，得WF＝mgL(1－cos θ) 微元法 等效转换法 质量为m的木块在水平面内做圆周运动，运动一周克服摩擦力做功Wf＝Ff·Δx1＋Ff·Δx2＋Ff·Δx3＋…＝Ff(Δx1＋Δx2＋Δx3＋…)＝Ff·2πR 恒力F把物块从A拉到B，绳子对物块做 功W＝F· 平均 力法 　 图象法 　 功率定义法 机车以恒定功率启动时，牵引力做功W＝Pt 弹簧在弹性限度内由伸长x1被继续拉至伸长x2的过程中，克服弹力做功W＝ ·(x2－x1) 一水平拉力F拉着一物体在水平面上运动的位移为x0，图线与横轴所围面积表示拉力所做的功，W＝ 2.功率的计算 (1)明确是求瞬时功率还是平均功率. P＝ 侧重于平均功率的计算，P＝Fvcos α(α为F和速度v的夹角)侧重于瞬时功率的计算. (2)机车启动(F阻不变) ②两种常见情况 a.恒定功率启动：P不变； b.恒定加速度启动：开始阶段a不变. 无论哪种启动方式，最大速度都等于匀速运动时的速度，即vm＝ . 例1　(多选)(2018·全国卷Ⅲ·19)地下矿井中的矿石装在矿车中，用电机通过竖井运送到地面.某竖井中矿车提升的速度大小v随时间t的变化关系如图1所示，其中图线①②分别描述两次不同的提升过程，它们变速阶段加速度的大小都相同；两次提升的高度相同，提升的质量相等.不考虑摩擦阻力和空气阻力.对于第①次和第②次提升过程， A.矿车上升所用的时间之比为4∶5 B.电机的最大牵引力之比为2∶1 C.电机输出的最大功率之比为2∶1 D.电机所做的功之比为4∶5 考题示例 图1 √ √ 由图线②知，加速阶段和减速阶段上升高度和 由于加速阶段加速度相同，故加速时牵引力相同，B项错误； 在加速上升阶段，由牛顿第二定律知， F－mg＝ma，则F＝m(g＋a) 第①次在t0时刻，功率P1＝F·v0， 可知，电机输出的最大功率之比P1∶P2＝2∶1，C项正确； 由动能定理知，两个过程动能变化量相同，克服重力做功相同，故两次电机做功也相同，D项错误. 例2　(2015·全国卷Ⅱ·17)一汽车在平直公路上行驶.从某时刻开始计时，发动机的功率P随时间t的变化如图2所示.假定汽车所受阻力的大小f恒定不变.下列描述该汽车的速度v随时间t变化的图线中，可能正确的是 图2 √ 解析　当汽车的功率为P1时，汽车在运动过程中满足P1＝F1v，因为P1不变，v逐渐增大，所以牵引力F1逐渐减小，由牛顿第二定律得F1－f＝ma1，f不变，所以汽车做加速度减小的加速运动， 当汽车的功率突变为P2时，汽车的牵引力突增为F2，汽车继续加速，由P2＝F2v可知F2减小，又因F2－f＝ma2，所以加速度逐渐减小，直到F2＝f时，速度最大，vm′＝ ，以后匀速运动.综合以上分析可知选项A正确. 1.(2020·浙江杭州二中3月模拟)在外力作用下某物体做直线运动的v－t图象为正弦曲线，如图3所示.从图中可以判断下列说法正确的是 A.在0～t1时间内，外力做正功 B.在0～t1时间内，外力的功率逐渐增大 C.在t2时刻，外力的功率最大 D.在t1～t3时间内，外力做的总功不为零 命题预测 图3 √ 1 2 3 解析　0～t1时间内，由题图可知，物体的速度增大，则动能增大，由动能定理知外力做正功，A正确； v－t图象斜率表示加速度，加速度与外力成正比，则知在0～t1时间内，加速度减小，外力减小，速度增大. 1 2 3 由题图可知，t＝0时刻速度为零，由P＝Fv可知外力的功率为零；t1时刻速度最大但外力为零，外力的功率也为零，可知外力的功率先增大后减小，B错误； t2时刻物体的速度为零，由P＝Fv可知外力的功率为零，C错误； 在t1～t3时间内物体的动能变化量为零，由动能定理可知外力做的总功为零，D错误. 2.(多选)(2020·山东青岛二中期中)如图4甲所示，一个质量m＝2 kg的物块静止放置在粗糙水平地面O处，物块与水平地面间的动摩擦因数μ＝0.5，在水平拉力F作用下物块由静止开始向右运动，经过一段时间后，物块回到出发点O处，取水平向右为速度的正方向，物块运动过程中其速度v随时间t的变化规律如图乙所示，g取10 m/s2.则  A.物块经过4 s回到出发点 B.t＝4.5 s时水平拉