第一部分 专题二 微专题一功和能（专题微讲Word）-【赢在微点·考前顶层设计】2022新教材新高考物理大二轮专题复习

第一部分　专题知识突破篇 专 题 二 动量和能量 ①5个模型：柱体模型、机车启动模型、弹簧模型、人船模型、滑块－木板模型 ②n种情境：以生产、生活、科技、体育运动等为背景命题 ③3个过程：做功过程、能量变化过程、动量变化过程 ④4个常见障碍：研究对象的选取、过程的选取、能量转化的方向及量值关系、临界状态分析 ⑤6种常用方法：等效法、图像法、平均值法、全程法、分段法、微元法 ⑥3种常用思维：守恒思想、转换思想、临界思想 能量观点是高中教材中三大解题观点之一，高考中每年必考，试题有易有难，且命题呈现多样化，有单一知识点的命题，也有多知识点综合命题，经常综合的知识点有：抛体运动、圆周运动、动量守恒定律，电场和磁场情境下的功能关系应用也时常出现在高考试卷中。2022年高考对本专题的考查仍然会有一定的综合性，应特别关注与动量、动力学规律、电磁感应知识的综合应用，试题可能是中等难度的选择题，也可能是稍有难度的计算题。 高考考向1　功和功率 　 1．图解功和功率的计算 2．弄清机车启动问题中的两个速度 (1)机车匀加速启动过程的最大速度v1：由F－Ff＝ma，P＝Fv1解得v1＝。 (2)机车全程的最大速度vm：P＝Fvm，匀速运动时有F＝Ff，则vm＝。 命题角度1　功和功率的计算 【典例1】　 用长为l、不可伸长的细线把质量为m的小球悬挂于O点，将小球拉至悬线偏离竖直方向α角后放手，运动t时间后停在最低点，重力加速度为g，则在时间t内(　　) A．小球重力做功为mgl(1－cos α) B．空气阻力做功为－mglcos α C．小球所受合力做功为mglsin α D．绳拉力做功的功率为 解析　小球从开始运动到停止的过程中，下降的高度为h＝l(1－cos α)，所以小球的重力对小球做功为mgl(1－cos α)，A项正确；在小球运动的整个过程中，重力和空气的阻力对小球做功，根据动能定理WG＋Wf＝0，所以Wf＝－mgl(1－cos α)，故B项错误；小球受到的合外力做功等于小球动能的增加量，所以合外力做功为零，故C项错误；因为绳子的拉力始终与运动的方向垂直，所以绳子的拉力不做功，绳子拉力的功率为0，D项错误。 答案　A 命题角度2　机车的启动问题 【典例2】　(2021·湖北省龙泉中学、宜昌一中联合考试)已知某品牌概念车的质量为m，额定功率为P，运动过程中，汽车所受的阻力大小恒定，若保持额定功率P不变，汽车能达到的最大速度为v。若汽车以的恒定功率启动，从静止开始做加速直线运动，当速度为时，汽车的加速度大小为a1，当速度为时，汽车的加速度大小为a2，则加速度之差a1－a2为(　　) A.　　　B. C.　　　D. 解析　汽车以额定功率启动，当牵引力大小等于阻力大小时，汽车具有最大速度，即v＝。当汽车以的恒定功率启动，速度为时，牵引力F1＝＝，由牛顿第二定律有F1－Ff＝ma1，解得a1＝；速度为时，牵引力F2＝＝，由牛顿第二定律有F2－Ff＝ma2，解得a2＝，则a1－a2＝，故A项正确，B、C、D三项错误。 答案　A 命题预测 1．(2021·浙江省杭州二中仿真模拟)众所周知，运动可以增强自身的体质。当然运动方式多种多样，人们都在选择适合自身的运动，其中有一项健走运动就备受关注。通过手机微信运动的计步功能，我们可以看到运动的步数及排行。研究表明，人步行时重心升降的幅度约为脚跨一步距离的0.1倍。某人下班步行回家，导航地图显示单位离家2 km，花20 min到小区门口，其中含等红灯2 min，微信显示步数为2 995步。他走每一步克服重力所做的功和整个过程他做功的平均功率约为(　　) A．40 J，100 W B．40 J，111 W C．20 J，100 W D．4 J，11 W 解析　人每走一步重心升高h＝×0.1 m≈ m，设人的质量为60 kg，则人克服重力做功W1＝mgh＝40 J。整个过程人做功的平均功率P＝＝ W＝100 W，A项正确。 答案　A 2．(多选)质量为m的汽车在平直路面上启动，启动过程的v－t图像如图所示。从t1时刻起牵引力的功率保持不变，整个运动过程中汽车所受阻力恒为Ff，则(　　) A．0～t1时间内，汽车的牵引力等于m B．t1～t2时间内，汽车的功率等于v1 C．汽车运动的最大速度v2＝v1 D．t1～t2时间内，汽车的平均速度小于 解析　由题图可知，0～t1阶段，汽车做匀加速直线运动，a＝，F1－Ff＝ma，联立得F1＝m＋Ff，A项错误；在t1时刻汽车达到额定功率P＝F1v1＝v1，t1～t2时间内，汽车保持额定功率不变，B项正确；t2时，速度达到最大值v2，此时F2＝Ff，P＝F2v2，v2＝＝v1，C项正确；由v－t图线与t轴所围面积表示位移的大小可知，t1～t2时间内，汽车的平均速度