06 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课件（老教材）

第一阶段 突破核心　升华思维 专题二　能量与动量 1 第1讲　功与能 真题情境 考情分析 高考定位 素养目标 高考命题对本讲内容考查较多，以选择题形式常考查功(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，题目难度较大，综合性较强。 1．掌握功、功率的计算方法。 2．掌握两类机车启动问题的分析计算方法。 3．理解动能定理，掌握动能定理的应用方法。 4．熟悉常见功能转化关系及能量守恒定律。 5．掌握利用机械能守恒定律和能量守恒定律分析多过程、多物体问题的方法。 2023·全国乙卷T21　2023·全国甲卷T24　2022·全国甲卷T14　2022·全国乙卷T16　2021·全国甲卷T24　2020·全国Ⅰ卷T20 3 01 02 突破点二　机械能守恒定律的应用 突破点一　功与功率　动能定理 03 突破点三　功能关系及能量守恒定律的应用 索引 第1讲　功与能 考向1　功与功率 1．功 (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．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)。 突破点一　功与功率　动能定理 突破点二 专题限时集训 突破点一 突破点三 第1讲　功与能 5 3．机车启动问题 (1)机车启动模型中的两个最大速度 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＝。 (2)机车启动模型中的关键方程：P＝F·v，F－F阻＝ma，vm＝，Pt－F阻x＝ΔEk。 突破点二 专题限时集训 突破点一 突破点三 第1讲　功与能 [典例1]　(多选)(2023·山东省济南市高三阶段性检测)质量为m的物体从距地面H高处由静止开始自由下落，经历时间t，则下列说法中正确的是(　　) A．t秒内重力对物体做功为mg2t2 B．t秒内重力的平均功率为mg2t C．秒末重力的瞬时功率与t秒末重力的瞬时功率之比为1∶2 D．前秒内重力做功的平均功率与后秒内重力做功的平均功率之比为1∶3 √ √ √ 突破点二 专题限时集训 突破点一 突破点三 第1讲　功与能 ACD　[物体从静止开始自由下落，t秒内物体下落h＝gt2，Wt＝mgh＝mg2t2，故A正确；P＝＝＝mg2t，故B错误；从静止开始自由下落，前秒末与后秒末的速度之比为1∶2(因v＝gt∝t)，又有P＝Fv＝mgv∝v，故前秒末与后秒末功率瞬时值之比为P1∶P2＝1∶2，C正确；前秒与后秒下落的位移之比为1∶3，则重力做功之比为1∶3，故重力做功的平均功率之比为1∶3，D正确。] 考向2　动能定理 1．对动能定理的理解 (1)动能定理表达式W＝ΔEk中，W表示所有外力做功的代数和，ΔEk为所研究过程的末动能与初动能之差，且物体的速度均是相对地面的速度。 (2) 2．应用动能定理解题的思维流程 突破点二 专题限时集训 突破点一 突破点三 第1讲　功与能 [典例2]　(2023·天津市和平区高三3月检测)如图所示AB和CDO都是处于竖直平面内的光滑圆弧形轨道，OA处于水平位置。AB是半径为R＝1 m的圆周轨道，CDO是半径为r＝0.5 m的半圆轨道，最高点O处固定一个竖直弹性挡板(可以把小球弹回，不损失能量，图中没有画出)，D为CDO轨道的中点。BC段是水平粗糙轨道，与圆弧形轨道平滑连接。已知BC段水平轨道长L＝2 m，与小球之间的动摩擦因数μ＝0.2。现让一个质量为m＝1 kg的小球从A点的正上方距水平线OA高H的P处从静止自由落下。(g取10 m/s2) (1)当H＝2 m时，求此时小球第一次到达D点对轨道的 压力大小； (2)为使小球仅仅与弹性挡板碰撞一次，且小球不会脱 离CDO轨道，求H的取值范围。 突破点二 专题限时集训 突破点一 突破点三 第1讲　功与能 [解析]　(1)设小球第一次到达D的速度为vD，对小球从P到D点的过程，根据动能定理得mg(H＋r)－μmgL＝－0 在D点轨道对小球的支持力FN提供向心力，则有FN＝m 联立解得FN＝84 N 由牛顿第三定律得，小球对轨道的压力为 F′N＝FN＝84 N。 (2)为使小球仅仅与挡板碰撞一次，且小球不会脱离CDO轨道，H最小时必须满足小球能上升到O点，由动能定理得mgHmin－μmgL＝－0 在O点有mg＝m 代入数据解得Hmin＝0.65 m 仅