05 第1阶段 专题2 第1讲 功与能-【提分教练】2024年新高考物理二轮总复习讲义（新教材）

　功与能 【高考定位】　高考命题常以选择题形式考查功(变力做功)、功率、机车启动模型、机械能守恒的判断及功能关系的简单分析与计算；计算题形式常与直线运动、平抛运动、圆周运动及电磁学知识相结合，考查动力学、机械能守恒及功能关系的综合应用。特别要关注与实际生活相联系的多过程问题，具备多物体、多过程的分析综合能力。 突破点一　功与功率　动能定理 考向1　功与功率 1．求功的方法 (1)恒力做功：W＝Fl cos α(α为F与l之间的夹角)。 (2)变力做功：①微元法；②F-x图线的“面积”；③转换法；④利用平均力；⑤动能定理等方法求解。 2．两个功率 (1)平均功率：P＝。 (2)瞬时功率：P＝Fv cos α(α为F与v的夹角)。 3．机车启动三个关键 (1)机车启动匀加速过程中的最大速度v1(此时机车输出的功率最大)： 由F牵－F阻＝ma，P＝F牵v1，可求出v1＝。 (2)全程的最大速度vmax(此时F牵＝F阻)：由P＝F阻vmax，可求出vmax＝。 (3)机车启动模型中的关键方程：P＝F牵v，F牵－F阻＝ma，vmax＝，Pt－F阻x＝ΔEk。 [典例1]　(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 [听课记录]　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 考向2　动能定理 1．应用动能定理解题的思维流程 2．应用动能定理解题的“三个提醒” (1)动能定理往往用于单个物体的运动过程，由于不牵扯加速度及时间，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有几个运动性质不同的小过程(如加速、减速的过程)，此时可以分段考虑，也可以对全过程考虑，但若能对整个过程利用动能定理列式，则可使问题简化。 [典例2]　(2023·安徽省合肥市高三一模)物流公司用滑轨装运货物，如图所示。长5 m、倾角为37°的倾斜滑轨与长5.5 m的水平滑轨平滑连接，有一质量为1 kg的货物从倾斜滑轨顶端由静止开始下滑。已知货物与两段滑轨间的动摩擦因数均为，sin 37°＝0.6，空气阻力不计，重力加速度g取10 m/s2。求： (1)货物滑到倾斜滑轨末端的速度大小； (2)货物从开始下滑经过4 s，克服摩擦力所做的功为多少。 [听课记录]　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 1．(2023·湖北卷)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． D　[分析可知，两动车在平直铁轨上受到的阻力分别为f1＝、f2＝，编成动车组后，动车组的总功率P＝P1＋P2，动车组受到的总阻力f＝f1＋f2，又因为vm＝，联立解得vm＝，A、B、C错误，D正确。] 2．(2023·山东省泰安市3月质检)如图所示，竖直固定放置的斜面DE与一光滑的圆弧轨道ABC相切，C为切点，圆弧轨道的半径为R，斜面的倾角为θ。现有一质量为m的滑块从D点无初速度下滑，滑块可在斜面和圆弧轨道之间做往复运动。已知圆弧轨道的圆心O与A、D在同一水平