第二板块 层级Ⅰ微专题Ⅰ-1 功和能（Word教参）-【创新方案】2024年高考物理二轮复习专题辅导与测试（老教材）

第二板块 能量与动量 把脉高考 本板块在高考命题中主要集中在：功和功率、动能定理、机械能守恒定律、动量定理和动量守恒定律等，试题难度中等或偏上。单独命题多以选择题形式呈现，而动能定理、机械能守恒定律、动量守恒定律及能量守恒定律的综合问题，常以计算题的形式呈现，有时甚至以压轴题的形式呈现。命题情境多与生产、生活、体育、娱乐及现代科技相联系。 系统“物理观念”·落实备考基础·保分题目“短平快” 纲举目张·一图串知 | 有哪些知识·知识间有怎么样的联系 学科网（北京）股份有限公司 微专题Ⅰ－1　功和能 命题视角(一)　功和功率 [真题试能力] 1．(2023·湖北高考)两节动车的额定功率分别为P1和P2，在某平直铁轨上能达到的最大速度分别为v1和v2。现将它们编成动车组，设每节动车运行时受到的阻力在编组前后不变，则该动车组在此铁轨上能达到的最大速度为(　 ) A.　　　　　 B. C. D. 解析：选D　由题意可知，两节动车编组前分别有P1＝f1v1，P2＝f2v2，当将它们编组后有P1＋P2＝(f1＋f2)v，联立可得v＝，故选D。 2．(2023·山东高考) 《天工开物》中记载了古人借助水力使用高转筒车往稻田里引水的场景。引水过程简化如下：两个半径均为R的水轮，以角速度ω匀速转动。水筒在筒车上均匀排布，单位长度上有n个，与水轮间无相对滑动。每个水筒离开水面时装有质量为m的水，其中的60%被输送到高出水面H处灌入稻田。当地的重力加速度为g，则筒车对灌入稻田的水做功的功率为(　 ) A. B. C. D．nmgωRH 解析：选B　根据题意可知，水轮转一圈灌入农田的水的总质量为m总＝2πRnm×60%＝1.2πRnm，水轮转一圈灌入稻田的水克服重力做的功W＝1.2πRnmgH，筒车对灌入稻田的水做功的功率P＝，又T＝，联立有P＝，故选B。 [固本提素养] 学科网（北京）股份有限公司 1．正、负功的判断方法 2．功、功率的求解思路 3．解决机车启动问题的两点注意 (1)分清是匀加速启动还是恒定功率启动 ①匀加速启动过程中，机车功率是不断增大的，当功率达到额定功率时匀加速运动速度达到最大，但不是机车能达到的最大速度。 ②以额定功率启动的过程中，牵引力是不断减小的，机车做加速度减小的加速运动，牵引力的最小值等于阻力。 (2)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。 [精练速过关] 1．(2023·陕西西安调研)(多选)如图，定点投篮训练时，篮球两次从出手到进筐在空中的运动轨迹对应a、b两段曲线，不计空气阻力，比较这两次投篮，篮球沿a曲线(　 ) A．进筐时重力的瞬时功率较小 B．进筐时重力的瞬时功率较大 C．克服重力做功的平均功率较小 D．克服重力做功的平均功率较大 解析：选BC　由题图可知，篮球沿a曲线运动时，最大高度较大，抛出时的竖直速度较大，进筐时的竖直速度也较大，根据PG＝Gvy可知，进筐时重力的瞬时功率较大，A错误，B正确；因篮球沿a曲线运动抛出时的竖直速度较大，根据t＝可知，在空中运动的时间较长，而两次篮球投篮的初末位置都相同，则克服重力做功相同，根据P＝可知，篮球沿a曲线运动时克服重力做功的平均功率较小，C正确，D错误。 学科网（北京）股份有限公司 2．“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mvm2－Pt 解析：选C　对动车组由牛顿第二定律有F－F阻＝ma，动车组在匀加速启动过程，即动车组加速度a恒定，但F阻＝kv随速度增大而增大，则牵引力也随速度增大而变大，故A错误；若四节动力车厢输出功率均为额定值，则总功率为4P，由牛顿第二定律有－kv＝ma，故可知加速启动的过程，牵引力减小，阻力增大，则加速度逐渐减小，故B错误；若四节动力车厢输出的总功率为2.25P，则动车组匀速行驶时加速度为零，有＝kv，而以额定功率匀速运动时，有＝kvm，联立解得v＝vm，故C正确；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，由动能定理可知4Pt－WF阻＝mvm2－0，可得动车组克服阻力做的功为WF阻＝4Pt－mvm2，故D错误。 命