内容正文:
考点13 功 功率
专题
知识内容
考试要求
必考
加试
功和功率
追寻守恒量-能量
b
功
c
c
功率
c
c
命题规律
1.机械能是高考重点考查内容之一,高考命题既有对机械能的单独考查,也有与曲线运动、电磁学等内容相结合的综合考查,单独考查的题目多为选择题,计算题联系生活实际、现代科学技术,与牛顿运动定律、平抛运动、圆周运动、电磁等知识结合,综合考查在物体多运动过程或多物体运动过程中运用知识的能力、建立物理模型的能力和解决实际问题的能力.
2.考查知识点主要有
(1)功和功率的计算;
(2)对动能定理、机械能守恒定律、功能关系的理解
(3)与牛顿第二定律相结合考查运动情况和功能关系
(3)能量与动量相结合的考查物体运动过程
命题趋势
从近几年高考来看,关于功和功率的考查,多以选择题的形式出现,有时与电场及电磁感应相结合命题。动能定理、能量守恒定律仍将是高考考查的重点,高考题注重与生产、生活、科技相结合,将对相关知识的考查放在一些与实际问题相结合的情景中去,能力要求不会降低。
复习策略
复习时应强化对功、功率、动能、重力势能、弹性势能等基本概念的理解,掌握各种功的计算方法;掌握应用动能定理、机械能守恒定律、能量守恒定律分析与解决相关的力学问题的解题方法.
考向一 功的正负判断和大小计算
(2021·浙江浙江·高三期中)北京奥运会闭幕式演出中出现了一种新型弹跳鞋叫弹跳跷(如图所示)。在表演过程中,一名质量m的演员穿着这种鞋从距地面H高处由静止落下,与水平地面撞击后反弹上升到距地面h高处。假设弹跳鞋对演员的作用力类似于弹簧的弹力,演员和弹跳鞋始终在竖直方向运动,不考虑空气阻力的影响。则该演员( )
A.弹跳跷离开地面时速度最大
B.弹跳跷下落时一接触地面,演员就减速
C.弹跳跷在与地面接触的过程中对演员不做功
D.在向下运动的过程中出现过超重现象
【答案】D
【详解】A.弹跳跷离开地面前先做加速运动后做减速运动,当地面对人和弹跳跷弹力等于人和弹跳跷的重力时,速度最大,A错误;
B.弹跳跷下落接触地面时,重力大于弹力,演员先加速后减速,B错误;
C.弹跳跷在与地面接触的过程中,由于弹跳跷发生形变,演员会继续向下运动,因此弹跳跷对演员做负功,C错误;
D.弹跳跷在与地面接触的过程中先加速后减速,在减速过程中出现超重现象,D正确;
故选D。
1.(2022·浙江·高三专题练习)如图所示,风洞飞行体验可以实现高速风力将人吹起,通过改变风力大小或人体受风面积可以控制人体上升或下降。若一质量m=70kg的游客,从离地高度h1=0.5m的悬浮状态向上运动,到达高度h2=2.5m处时再次悬浮,下列说法正确的是( )
A.此过程中人的机械能增加了约1400J
B.若人悬浮时减小受风面积,将会向上运动
C.上升过程中,人先处于失重状态,后处于超重状态
D.人处于悬浮状态时,为风洞提供动力的电动机不需要做功
【答案】A
【详解】A.此过程中人的机械能增量即为重力势能的增量,约为
A正确;
B.若人悬浮时减小受风面积,则受到的风力减小,将会向下运动。B错误;
C.上升过程中,先加速后减速,所以先超重后失重。C错误;
D.人处于悬浮状态时,因为需要持续吹风,所以为风洞提供动力的电动机需要做功。D错误。
故选A。
2.(2020·浙江·高三月考)如图所示,这是游乐场中名为“摇头飞椅”的设备,其机顶上的“伞盖”可以在不同角度的平面内旋转,在某段时间内,“伞盖”在水平面内稳定旋转,使游客和椅子也在水平面内匀速转动。则“伞盖”保持在水平面内匀速旋转的过程中,下列说法正确的是( )
A.游客所需向心力由重力和绳子的拉力提供
B.游客所受合力做正功
C.若转速变大,游客将受到离心力作用
D.若转速变大,游客将会做离心运动
【答案】D
【详解】A.游客所需向心力由重力和椅子的支持力的合力提供,故A错误;
B.游客所受合力与速度垂直,不做功,故B错误;
CD.若转速变大,根据
可知,当转速n变大时,向心加速度a增大,则所需向心力ma变大,合力小于向心力,则游客将会做离心运动,游客受到重力和椅子的支持力,并没有离心力,故C错误,D正确。
故选D。
考向二 变力做功的计算方法
(2020·浙江·高三月考)光滑水平面上,小物块在水平力F作用下运动,运动过程中速度v与位置坐标x的关系如图所示,所受空气阻力f与速度v的关系满足
,小物块从
到
的运动过程中( )
A.做匀变速直线运动
B.拉力F一直保持不变
C.拉力F做功
D.阻力的冲量大小
【答案】C
【详解】A.由图可知,-5m到0过程中小物块做正向减速运动,则加速度为负方向,0到5m过程中小物块做正向加速运动,则加速度为正方向,可知加速度不恒定,故A错误