专题06 功和功率 动能定理-2024年高考物理二轮热点题型归纳与变式演练（新高考通用）

专题06 功和功率 动能定理 目录 题型一 功和功率的理解和计算 1 题型二 机车启动问题 4 题型三 动能定理及其应用 12 题型四 功能中的图像问题 22 题型一 功和功率的理解和计算 【题型解码】 1.要注意区分是恒力做功，还是变力做功，求恒力的功常用定义式． 2.变力的功根据特点可将变力的功转化为恒力的功(如大小不变、方向变化的阻力)，或用图象法、平均值法(如弹簧弹力的功)，或用W＝Pt求解(如功率恒定的力)，或用动能定理等求解． 【典例分析1】（2023上·福建三明·高三校联考期中）如图所示，同一高度处有4个质量相同且可视为质点的小球，现使小球A做自由落体运动，小球B做平抛运动，小球C做竖直上抛运动，小球D做竖直下抛运动，且小球B、C、D抛出时的初速度大小相同，不计空气阻力。小球从释放或抛出到落地的过程中（    ） A．重力对4个小球做的功相同 B．重力对4个小球做功的平均功率相等 C．落地前瞬间，重力对4个小球的瞬时功率大小关系为 D．重力对4个小球做功的平均功率大小关系为 【提分秘籍】 计算功和功率时应注意的问题 (1)计算功时，要注意分析受力情况和能量转化情况，分清是恒力做功，还是变力做功，恒力做功一般用功的公式或动能定理求解，变力做功用动能定理、转化法或图象法求解。 (2)用图象法求外力做功时应注意横轴和纵轴分别表示的物理意义，若横轴表示位移，纵轴表示力，则可用图线与横轴围成的面积表示功，例如下图甲、乙、丙所示(丙图中图线为圆弧)，力做的功分别为W1＝F1x1、W2＝F2x2、W3＝F3x3。 (3)计算功率时，要明确是求瞬时功率，还是平均功率，若求瞬时功率，应明确是哪一时刻或哪个位置的瞬时功率，若求平均功率应明确是哪段时间内的平均功率；应注意区分公式P＝和公式P＝Fvcosθ的适用范围，P＝计算的是平均功率，P＝Fvcosθ侧重于对瞬时功率的计算。 【突破训练】 1. 图示为一辆配备了登高平台的消防车，其伸缩臂能够在短时间内将承载了3名消防员的登高平台(人与平台的总质量为300 kg)抬升到60m高的灭火位置，此后消防员用水炮灭火。已知水炮的出水量为3m3/min，水离开炮口时的速度为20m/s，水的密度为1.0×103kg/m3，g取10 m/s2。下列说法正确的是(　　) A．使水炮工作的发动机的输出功率为10 kW B．使水炮工作的发动机的输出功率为30 kW C．伸缩臂抬升登高平台过程中所做的功为1.8×104 J D．伸缩臂抬升登高平台过程中所做的功为1.8×105 J 2．如图所示，将完全相同的四个小球1、2、3、4分别从同一高度由静止释放或平抛(图乙)，其中图丙是一倾角为45°的光滑斜面，图丁为光滑圆弧，不计空气阻力，则下列对四种情况下相关物理量的比较正确的是(　　) A．落地时间t1＝t2＝t3＝t4 B．全程重力做功W1＝W2>W3＝W4 C．落地瞬间重力的功率P1＝P2＝P3＝P4 D．全程重力做功的平均功率1＝2>3>4 3.（2023上·内蒙古呼和浩特·高三统考阶段练习）如图所示，半径为R的光滑大圆环固定在竖直平面内，一质量为m的带孔小球穿过大圆环，自大圆环顶端由静止开始自由下滑。已知重力加速度大小为g，则小球自顶端下滑到最低点的过程中（　　）    A．重力做的功等于 B．重力做的功等于 C．重力做功的功率先增大后减小 D．重力做功的功率先减小后增大 题型二 机车启动问题 【题型解码】 分析机车启动问题时，抓住两个关键，一是汽车的运动状态，即根据牛顿第二定律找出牵引力与加速度的关系；二是抓住功率的定义式，即牵引力与速度的关系．综合以上两个关系，即可确定汽车的运动情况． 【典例分析1】．（2023上·山东潍坊·高三统考期中）某物流站点采用如图甲所示装置运送大物件，电动机通过跨过定滑轮的绳子与斜面上的物件相连，电动机启动后以额定功率工作，牵引物件沿斜面上升，时速度达最大值，物件运动的图像如图乙所示。已知斜面倾角为，物件质量为，物件与斜面间的动摩擦因数为，电动机额定功率为，重力加速度大小取，绳子质量不计，则内（　　） A．物件的最大速度是 B．物体沿斜面向上运动了 C．摩擦力对物件做的功为 D．物件机械能的增量 【典例分析2】（2023上·四川成都·高三成都七中校考期中）某摩托车在平直的道路上由静止启动，其运动的速度v与时间t的关系如图甲所示，图乙表示该摩托车牵引力的功率P与时间t的关系。设摩托车在前进过程中所受阻力为车（包括驾驶员和物资）总重力的k倍，在18s末摩托车的速度恰好达到最大。已知摩托车（包括驾驶员和物资）总质量，重力加速度g取。则下列说法正确的是（　　） A．0