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，B版）

第一讲　功、功率、动能定理 第一部分 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 1．功的计算 考点一　功、功率的分析与计算 恒力做功 用功的定义式W＝Fs cos α求功。 变力做功   (1)用动能定理W＝ mv22－ mv12求功。   (2)用F-s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s＝ 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。 　 　(2023·广东茂名统考二模)“广湛”高铁将茂名到广州的通行时间缩短至2小时。假设动车启动后沿平直轨道行驶，发动机功率恒定，行车过程中受到的阻力恒为f、已知动车质量为m，最高行驶速度为vm，下列说法正确的是 A．动车启动过程中所受合外力不变 B．动车发动机功率为fvm C．从启动到最大速度过程中，动车平均速度为 D．从启动到最大速度过程中，动车牵引力做功为 mvm2 例1 √ 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．(多选)(2023·茂名高三预测)汽车在平直公路上以速度v0匀速行驶，发动机功率为P，牵引力为F0，t1时刻，司机减小了油门，使汽车的功率立即减小一半，并保持该功率继续行驶，到t2时刻，汽车又恢复了匀速直线运动(设整个过程中汽车所受的阻力不变)。在下列选项中能正确反映汽车牵引力F、汽车速度v在这个过程中随时间t的变化规律的是 √ √ 应用动能定理解题的思维流程 　　 考点二　动能定理 　 　如图所示，一小物块由静止开始沿斜面向下滑动，最后停在水平地面上。斜面和地面平滑连接，且物块与斜面、物块与地面间的动摩擦因数均为常数。该过程中，物块的动能Ek与水平位移x关系的图像是 例2 √ 角度1　动能定理的一般应用 在斜面上，物块受竖直向下的重力、沿斜面向上的滑动 摩擦力以及垂直斜面向上的支持力，设物块的质量为m， 斜面的倾角为θ，物块沿斜面下滑的距离对应的水平位移 为x，由动能定理有mg sin θ· －μ1mg cos θ· ＝Ek－0，解得Ek＝ (mg tan θ－μ1mg)x，即在斜面上时物块的动能与水平位移成正比，B、D错误；在水平地面上，物块受竖直向下的重力、竖直向上的支持力以及水平向左的滑动摩擦力，由动能定理有－μ2mg(x－x0)＝Ek－Ek0，解得Ek＝Ek0－μ2mg(x－x0)，其中Ek0为物块滑到斜面底端时的动能，x0为物块沿斜面下滑到底端时的距离对应的水平位移，即在水平地面上物块的动能与水平位移为一次函数关系，且为减函数，A正确，C错误。 　 　(2023·广州高三统考)在竖直平面内的玩具“过山车”滑梯由三段线型轨道平滑连接而成，第一段为粗糙直轨道AB，第二段为内壁光滑、外壁粗糙的圆轨道BCD，半径R＝0.2 m，与直轨道相切于B点。第三段为水平直轨道C′E，呈粗糙段、光滑段交替排列，每段都为L＝0.25 m，粗糙段的动摩擦因 数为μ2＝ ，直轨道C′E与圆轨道相切于C′点，C′点与C略错开，如图所示。 OG为圆轨道的水平半径，小球中间有孔，孔径略大于线型轨道的直径，现将小球穿在轨道上，在直轨道上距离B点x处由静止开始释放。当x＝0.4 m时，小球只能滑到G点，已知直轨道AB与水平面成θ＝37°，小球可视为