2023届高考物理二轮复习导学案：2.1动能定理、机械能守恒定律、功能关系的应用

别 让 行 动 配 不 上 梦 想 做得到和做不到，其实只在一念之间。 D5 使用时间：2023年2月 22—23 二轮复习 物理学案 第D5期 姓名： 学号： 班级： 制作人： 校对人： 2.1动能定理、机械能守恒定律、功能关系的应用 【知识网络建构】 考点一 功和功率的分析与计算 核心归纳 命题角度1　功的计算 (1)恒力做功:W=Fxcos α,W总=F合xcos α或W总=W1+ W2+… (2)变力做功:一般用动能定理或图像法求解。（F-x图像中面积表示功） 命题角度2　功率的计算 (1)平均功率:P=。 (2)瞬时功率:P=Fvcos α。 （力与力方向上的速度的积）   命题角度3　机车启动问题 (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。 (4)无论哪种启动方式,最后达到最大速度时,均满足P=Ffvm,P为机车的额定功率。 例1(命题角度3)(2021湖南卷)“复兴号”动车组用多节车厢提供动力,从而达到提速的目的。总质量为m的动车组在平直的轨道上行驶。该动车组有四节动力车厢,每节车厢发动机的额定功率均为P,若动车组所受的阻力与其速率成正比(F阻=kv,k为常量),动车组能达到的最大速度为vm。下列说法正确的是(　　) A.动车组在匀加速启动过程中,牵引力恒定不变 B.若四节动力车厢输出功率均为额定值,则动车组从静止开始做匀加速运动 C.若四节动力车厢输出的总功率为2.25P,则动车组匀速行驶的速度为vm D.若四节动力车厢输出功率均为额定值,动车组从静止启动,经过时间t达到最大速度vm,则这一过程中该动车组克服阻力做的功为-Pt 素养点拨　机车启动a-图像和F-图像问题 恒定功率启动a-图像 恒定加速度启动F-图像 由F-Ff=ma,P=Fv可得a=,则: (1)斜率k=; (2)纵截距b=-; (3)横截距 ①AB段牵引力不变,做匀加速直线运动; ②BC图线的斜率k表示功率P,可知BC段功率不变,牵引力减小,加速度减小,做加速度减小的加速运动; ③B点横坐标对应匀加速运动的末速度的倒数; ④C点横坐标对应运动的最大速度的倒数,此时牵引力等于阻力 对点训练1.(命题角度2)(2022山东师范大学附中模拟)济南市泉城广场的荷花音乐喷泉是广场的主要景观之一,其中一个喷水管喷出的水柱,从远处看,达到30层楼的高度;靠近看,喷管的直径约为10 cm。水的密度ρ=1.0×103 kg/m3,重力加速度g取10 m/s2,电动机用于给该喷管喷水的功率约为(　　) A.3×104 W B.7.5×104 W C.1.5×105 W D.3×105 W 2.(命题角度1、2)(多选)一个质量为5 kg静止在水平地面上的物体,某时刻受到一个水平方向的恒力F作用,3 s末撤去恒力F,物体继续滑行一段时间停下,物体的运动图像如图所示。重力加速度g取10 m/s2,关于物体的运动下列说法正确的是(　　) A.物体与地面间的动摩擦因数为0.5 B.整个过程恒力F做功625 J C.整个过程恒力F做功的功率为250 W D.恒力F的最大功率为250 W 考点二 动能定理的理解及应用 核心归纳 命题角度1　用动能定理求变力做功 先求动能变化,根据动能定理先确定合力的功或各功的代数和,再求某个变力的功。 命题角度2　动能定理的图像问题 (1)首先看清楚所给图像的种类(如v-t图像、F-x图像、Ek-x图像等)。 (2)挖掘图像信息——利用面积或斜率求出需要的物理量,必要时依据动能定理列式求解。 命题角度3　运用动能定理解决多过程及往复运动问题 (1)建立运动模型。（受力和运动分析） (2)抓住运动过程之间运动参量的联系。 (3)分阶段或全过程列式计算。 (4)对于选定的研究过程,只考虑初、末位置而不用考虑中间过程。（注意摩擦力做功特点） 深化拓展　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体的运动过程,由于不涉及加速度及时间,比动力学研究方法要简捷。 (2)动能定理表达式是一个标量式,在某个方向上应用动能定理是没有依据的。 (3)物体在某个运动过程中包含几个运动性质不同的小过程(如加速、减速的过程),此时可以分段