专题突破3 功能关系的应用-2021【创新设计】新高考物理二轮专题复习（江苏）配套word

专题三　功能关系的应用 热点追踪　(难度偏难，命题指数★★★★★。复习目标：保本冲重) 2018 2019 2020 功与能 T4：竖直抛出的小球运动过程中的Ek－t图象问题 T7：弹簧滑块组合中的功、能关系问题 T14(2)：机械能守恒定律 T8：与弹簧相关的功能关系问题 T1：计算汽车发动机输出功率 T8：小物块在斜面平面上滑动时对应的Ek－x图象 T22：机械能守恒定律在“鼓形轮”中的应用 重要考点 功和功率、动能、动能定理、机械能守恒定律、能量守恒定律、多过程问题 重要方法 图象法、估算法、模型法、临界与极值法等 要点再现 1.(2020·新沂市润新学校2月检测)“健身弹跳球”是近期流行的一项健身器材。小学生在玩弹跳球时双脚站在如图1所示的水平跳板上，用力向下压弹跳球后，弹跳球能和人一起跳离地面。某弹跳球安全性能指标要求反弹高度不超过15 cm，请估算该弹跳球一次反弹过程最多能对小学生做的功最接近于(　　) 图1 A.0.6 J B.6 J C.60 J D.600 J 解析　一名小学生的质量大约40 kg，从地面起跳至最大高度处，重力势能增加mgh＝60 J，根据功能关系可知弹跳球一次反弹过程最多能对小学生做的功等于小学生增加的重力势能为60 J，选项C正确，A、B、D错误。 答案　C 2.[2020·苏、锡、常、镇四市调研(一)]我国高铁舒适、平稳、快捷。设列车高速运行时所受的空气阻力与车速成正比，高铁分别以300 km/h和350 km/h的速度匀速运行时克服空气阻力的功率之比为(　　) A.6∶7 B.7∶6 C.36∶49 D.49∶36 解析　列车高速运行时所受的空气阻力与车速成正比，则f＝kv，则克服阻力的功率为P＝fv＝kv2，所以高铁分别以300 km/h和350 km/h的速度匀速运行时克服空气阻力的功率之比为，故选项A、B、D错误，C正确。 )＝,kv＝ 答案　C 3.(多选)(2020·南通市模拟)如图2，某质点沿直线运动的v－t图象为余弦曲线，从图中可以判断(　　) 图2 A.在0～ t1时间内，合力逐渐减小 B.在0～ t 2时间内，合力做正功 C.在t1～ t2时间内，合力的功率先增大后减小 D.在t2～ t4时间内，合力做的总功为零 解析　v－t图线斜率表示加速度，在0～ t1时间内，加速度增大，由牛顿第二定律可知，合力增大，故A项错误；由动能定理知0～t2时间内，动能增量为0，即合力做功为0，故B项错误；t1时刻，F最大，v＝0，F的功率为0，t2时刻F＝0，速度最大，F的功率为0，t1～t2时间内，合力的功率先增大后减小，故C项正确；由动能定理知t2～t4时间内，动能增量为0，即合力做功为0，故D项正确。 答案　CD 4.(2020·江苏卷)如图3所示，一小物块由静止开始沿斜面向下滑动，最后停在水平地面上。斜面和地面平滑连接，且物块与斜面、物块与地面间的动摩擦因数均为常数。该过程中，物块的动能Ek与水平位移x关系的图象是(　　) 图3 解析　在斜面上，物块受竖直向下的重力、沿斜面向上的滑动摩擦力以及垂直斜面向上的支持力，设物块的质量为m，斜面的倾角为θ，物块沿斜面下滑的距离对应的水平位移为x，由动能定理有mgsin θ·＝Ek－0, 解得Ek＝(mgtan θ－μ1mg)x，即在斜面上时物块的动能与水平位移成正比，B、D项均错误；在水平面上，物块受竖直向下的重力、竖直向上的支持力以及水平向左的滑动摩擦力，由动能定理有－μ2mg(x－x0)＝Ek－Ek0，解得Ek＝Ek0－μ2mg(x－x0)，其中Ek0为物块滑到斜面底端时的动能，x0为物块沿斜面下滑到底端时对应的水平位移，即在水平面上物块的动能与水平位移为一次函数关系，且为减函数，A项正确，C项错误。－μ1mgcos θ· 答案　A 　功、功率的计算 1.功的计算 (1)功的定义式W＝Flcos α，适宜求恒力做功。 (2)变力做功的计算 ①用动能定理W＝求功 mv－mv ②用F－l图象所围的面积求功 ③用平均力求功(力与位移呈线性关系，如弹簧的弹力) ④利用W＝Pt求功 2.功率的计算 (1)P＝，适用于计算平均功率； (2)P＝Fvcos α，若v为瞬时速度，P为瞬时功率；若v为平均速度，P为平均功率。 【例1】 (2020·启东市初考)如图4所示，质量为m的小球(可视为质点)用长为L的细线悬挂于O点，自由静止在A位置。现用水平力F缓慢地将小球从A拉到B位置而静止，细线与竖直方向夹角为θ＝60°，此时细线的拉力为F1，然后放手让小球从静止返回到A点时细线的拉力为F2，重力加速度大小为g，则(　　) 图4 A.F1＝F2＝2mg B.从A到B，拉力F做功为F1L C.从B到A的