第一部分 专题二 第1讲 功和能（教参word）-（word书稿）2023大二轮【导学教程】新教材新高考物理专题辅导与训练

专题二　动量与能量 第1讲　功和能 [对应学生用书P17]命题点一　功和功率 计算功和功率的注意事项 1．计算力所做的功时，一定要注意是恒力做功还是变力做功。若是恒力做功，可用公式 W＝Flcos α进行计算。若是变力做功，可用以下几种方法进行求解：①W＝Pt，注意P为恒定功率；②微元法；③图像法；④转换研究对象法；⑤动能定理法。 2．对于功率的计算要区分是瞬时功率还是平均功率。P＝只能用来计算平均功率。P＝Fvcos α中的v是瞬时速度时，计算出的功率是瞬时功率；v是平均速度时，计算出的功率是平均功率。 1．(多选)(2022·广东卷)如图所示，载有防疫物资的无人驾驶小车，在水平MN段以恒定功率200 W、速度5 m/s匀速行驶，在斜坡PQ段以恒定功率570 W、速度2 m/s匀速行驶。已知小车总质量为50 kg，MN＝PQ＝20 m，PQ段的倾角为30°，重力加速度g取10 m/s2，不计空气阻力。下列说法正确的有(　　) A．从M到N，小车牵引力大小为40 N B．从M到N，小车克服摩擦力做功800 J C．从P到Q，小车重力势能增加1×104 J D．从P到Q，小车克服摩擦力做功700 J 解析　A．小车从M到N，依题意有P1＝Fv1＝200 W 代入数据解得F＝40 N 故A正确； B．依题意，小车从M到N，因匀速，小车所受的摩擦力大小为f1＝F＝40 N 则摩擦力做功为W1＝－40×20 J＝－800 J 则小车克服摩擦力做功为800 J，故B正确； C．依题意，从P到Q，重力势能增加量为 ΔEp＝mg×Δh＝500 N×20 m×sin30°＝5 000 J 故C错误； D．依题意，小车从P到Q，摩擦力为f2，有 f2＋mgsin30°＝ 摩擦力做功为W2＝－f2×s2，s2＝20 m 联立解得W2＝－700 J 则小车克服摩擦力做功为700 J，故D正确。 故选ABD。 答案　ABD 2．(2022·株洲二模)根据机动车的运动情况，绘制－图像如图所示，已知机动车质量为1.5×103 kg，其在水平路面沿直线行驶，规定初速度v0的方向为正方向，运动过程中所受阻力恒定为1.5×104 N。则以下说法合理的是(　　) A．1秒末机动车牵引力功率为1.8×104 W B．机动车的初速度为20 m/s C．机动车的加速度为8 m/s2 D．机动车在前3秒的位移是24 m 解析　由图像设与的函数关系式为＝k＋b，整理可得x＝kt＋bt2，由运动学公式x＝v0t＋at2知上式中k＝v0＝20 m/s，加速度a＝－8 m/s2，故B正确，C错误。1秒末机车的速度v1＝v0＋at＝12 m/s。根据牛顿第二定律F－f＝ma，P＝Fv1，解得P＝3.6×104 W，故A错误；机车做减速运动经时间t＝＝2.5 s，所以前3秒的位移x＝＝25 m，故D错误。 答案　B 3．(2022·保定一模)如图甲所示，某同学研究水平匀速拉动货物时拉力大小和方向间的关系。他以相同的速度拉动质量为50 kg的货物，拉力方向与水平方向的夹角为θ。已知货物所受阻力与货物对地面的压力成正比，拉力F大小与θ的函数图像如图乙所示，重力加速度g＝10 m/s2，下列说法正确的是(　　) A．货物受到的阻力与货物对地面压力的比值为0.5 B．当θ＝0.25π时，拉力大小为 N C．当θ＝0与θ＝时，对应拉力大小相等 D．当0≤θ<时，可能有两个角度对应拉力的功率相等 解析　设货物受到的阻力与货物对地面压力的比值为μ，对货物根据平衡条件有Fcos θ＝μ(mg－Fsin θ)，解得F＝，由题图乙可知，当θ＝0时，有F＝250 N，代入上式解得μ＝0.5，故A正确；当θ＝0.25π时，拉力大小为F＝＝ N，故B错误；当θ＝时，拉力大小为F＝＝1000(2－) N≠250 N，故C错误；拉力的功率为P＝Fvcos θ＝，tan θ在0≤θ<区间内为单调函数，所以在此区间内不可能有两个角度对应拉力的功率相等，故D错误。 答案　A 【规律总结】 1．机车输出功率：P＝Fv，其中F为机车牵引力。 2．机车匀加速启动过程的最大速度v1(此时机车输出的功率最大)和全程的最大速度vmax(此时F牵＝F阻)求解方法： (1)求v1：由F牵－F阻＝ma，P＝F牵v1可求v1＝。 (2)求vmax：由P＝F阻 vmax，可求vmax＝。 3．解决机车启动问题时的三点注意 (1)分清是匀加速启动还是恒定功率启动。 (2)匀加速启动过程中，机车功率不断增大，最大功率是额定功率。 (3)以额定功率启动的过程中，牵引力不断减小，机车做加速度减小的加速运动，牵引力的最小值等于阻力。 命题点二　动能定理 1．应用动能定理解题步骤 2．应用动能定理解题应注意的三个问题 (1)动能定理往往用于单个物