专题2.1 功、功率、动能定理（课件）-【金版新学案】2024高考物理大二轮专题复习与测试（新教材，A版）

第一讲　功、功率、动能定理 专题二　能量与动量 网络构建 命题角度 高考对本讲知识常考查功、功率的分析与计算，动能定理的理解及应用等，常结合有关图像(v-t图像、Ek-h图像等)、抛体运动、圆周运动的知识进行综合考查，试题中等难度居多。 命题形式 高考中本部分内容常联系生产、生活、体育、科技等实际情景命题，常以选择题或计算题的形式呈现。 内容索引 02 01 核心突破　素养提升 高考体验　情景预测 03 专 题 集 训 返回 核心突破　素养提升 考点一　功、功率的分析与计算 1．功的计算 恒力做功 用功的定义式W＝Fl cos α求功。 变力做功 (1)用动能定理W＝ mv22－ mv12求功。 (2)用F-l图像所围的面积求功。 (3)用平均力求功(力与位移呈线性关系，如弹簧的弹力)。 (4)用W＝Pt求功。 (5)用转换法求功：将变力做功转变为恒力做功。 2.功率的计算 (1)P＝ ，适用于计算平均功率。 (2)P＝Fv cos α，若v为瞬时速度，P为瞬时功率；若v为平均速度，P为平均功率。 3．机车启动问题 (1)恒定功率启动 ①v-t图像如图所示。机车先做加速度逐渐减小的加速运动，后做匀速直线运动。 ②常用关系：当F＝F阻时，P＝Fvm＝F阻vm；Pt－F阻x＝ mv2－0。 (2)恒定加速度启动 ①v-t图像如图所示。机车先做匀加速直线运动，当功率达到额定功率后获得匀加速直线运动的最大速度v1。若再加速，应保持额定功率不变做变加速运动，直至达到最大速度vm后做匀速运动。 ②常用关系：F－F阻＝ma，P＝Fv1，P＝F阻vm，v1＝at，其中t为匀加速运动的时间。 例1 (多选)(2023·安徽蚌埠第四次质检)2022年6月10日，中国首款仅靠太阳能驱动的纯电动车“天津号”公开亮相。若该电动车的质量为m，某次试验时由静止沿直线加速行驶，经过时间t恰好达到最大速度，前进的距离为x。若电动车受到的阻力大小恒为Ff，电动机输出功率恒为P，则该过程 A．电动车做匀加速直线运动 B．电动车的加速度逐渐减小 √ √ √ 针对练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 √ 针对练2．(2023·安徽亳州二模)一种升降电梯的原理如图所示，A为电梯的轿厢，B为平衡配重。在某次运行时A(含乘客)、B的质量分别为M＝1 000 kg和m＝800 kg。A、B由跨过轻质滑轮的足够长轻质缆绳连接。电动机通过牵引绳向下拉配重B，使得电梯的轿厢由静止开始向上运动(轿厢A、配重B一直未与滑轮相撞)。电动机输出功率P＝2 kW保持不变。不计空气阻力和摩擦阻力，g＝10 m/s2。在A向上运动过程中，则 √ A．轿厢A先做匀加速直线运动，再做加速度减小的直线运动，最后做匀速直线运动 B．轿厢A能达到的最大速度vm＝0.2 m/s C．轿厢A向上的加速度为a＝2 m/s2时，配重B下端牵引绳上的拉力F＝5 600 N D．轿厢A从静止开始到上升的高度为5 m时(箱体已处于匀速状态)，所用的时间t＝5.25 s 电动机输出功率P＝2 kW保持不变，速度增大时，根据P＝Fv可知牵引力减小，所以轿厢A做加速度减小的加速直线运动，最后做匀速直线运动，故A错误；当轿厢A的速度达到最大时，轿厢A做匀速直线运动，电动机的牵引力为F，则有F＝(M－m)g，又P＝Fvm，代入数据解得vm＝1 m/s，故B错误；当A向上的加速度为a＝2 m/s2时，设A、B之间绳的拉力为FA，重物B下端绳的拉力为FB。分别分析A、B，根据牛顿第二定律得FA－Mg＝Ma，FB＋mg－FA＝ma，联立解得FB＝5 600 N，故C正确；轿厢A从静止开始到上升的高度为5 m时，轿厢箱体已处于匀速状态，对A、B整体，由动能定理得Pt＋mgh－Mgh＝ (M＋m)vm2，代入数据解得t＝5.45 s，故D错误。故选C。 考点二　动能定理 应用动能定理解题的思维流程 例2 √ √ (多选)(2023·安徽亳州二模)一物块以初速度v0自固定斜面底端沿斜面向上运动，一段时间后回到斜面底端。该物体的动能Ek随位移x的变化关系如图所示，图中x0、Ek1、Ek2均已知。根据图中信息可以求出的物理 量有 A．重力加速度的大小 B．物体所受滑动摩擦力的大小 C．斜面的倾角 D．沿斜面上滑的时间 角度1　动能定理的一般应用 例3 某游乐场有一种“双环过山车”，其运行原理可以简化成如图所示的“物块—轨道”模型。AB段和两竖直圆轨道1、2均光滑，圆轨道