第四章 机械能及其守恒定律 高考强化-【高中必刷题】2023-2024学年新教材高中物理必修第二册同步课件（粤教版2019）

物理 必修第二册YJ 04 第四章高考强化 刷真题 1.[山东2023·4]《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（　B　） A. B. C. D.nmgωRH B 考点1 功和功率的计算 稻壳儿 解析 以n个水筒为研究对象，水筒在筒车上均匀排布，单位长度上有n个，则筒车对长度l内的水筒中流入稻田的水做的总功W＝60%nlmgH＝，做这些功所用时间t＝＝，做功的功率为P＝＝，B正确. 考点1 功和功率的计算 稻壳儿 方法总结 量纲分析法 因为水筒中只有60%的水被输送灌入稻田，因此功率中必然含有，A、D排除，对比B、C两个选项，只差一个ω，可通过量纲分析快速解题.n的单位为个/m，mg的单位为N， ωR的单位为m/s，H的单位为m，将这些单位代入B选项可得，最终单位为N·m/s＝W，W是功率的单位，B正确. 考点1 功和功率的计算 稻壳儿 一题多解 常规解法 水轮外缘的线速度为v＝ωR，时间Δt内转过水轮最高点的长度为s＝ωRΔt，转过的水筒个数为N＝ns＝nωRΔt，上升到H处的水的质量为M＝Nm＝nmωRΔt，对输送到最高点的水做的功为W＝ηMgH＝，则功率P＝＝，B正确.　 考点1 功和功率的计算 稻壳儿 2.[湖北2023·4]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（　D　） A. B. C. D. D 考点1 功和功率的计算 稻壳儿 解析 设额定功率为P1的动车受到的阻力大小为f1，额定功率为P2的动车受到的阻力大小为f2，则有P1＝f1v1，P2＝f2v2，当将它们编成动车组后，每节动车运行时受到的阻力与编组前相等，有P1＋P2＝（f1＋f2）vm，解得该动车组在铁轨上能达到的最大速度为vm＝，D正确. 考点1 功和功率的计算 稻壳儿 关键点拨 解答本题的关键是知道动车以最大速度运行时，动车的牵引力等于阻力. 考点1 功和功率的计算 稻壳儿 3.[江苏2023·11]滑块以一定的初速度沿粗糙斜面从底端上滑，到达最高点B后返回到底端.利用频闪仪分别对上滑和下滑过程进行拍摄，频闪照片示意图如图所示.与图乙中相比，图甲中滑块（　C　） A.受到的合力较小 B.经过A点的动能较小 C.在A、B之间的运动时间较短 D.在A、B之间克服摩擦力做的功较小 C 考点1 功和功率的计算 稻壳儿 解析 对滑块上滑、下滑过程受力分析，如图1、2所示，由牛顿第二定律可得，上滑阶段有F合1＝mgsin α＋f＝ma1，下滑阶段有F合2＝mgsin α－f＝ma2，则F合1＞F合2，a1＞a2，由x＝at2可知，滑块上滑过程的时间小于下滑过程的时间，根据频闪仪每隔相等时间拍下一个影像可知，题图甲为上滑过程，题图乙为下滑过程，A错误；在同一高度处，由能量守恒定律和摩擦力做功可知，上滑时的动能较大，B错误；A、B之间位移大小相等，上滑过程的平均速度较大，用时较短，C正确；由Wf＝fx可知，上滑和下滑过程在A、B之间克服摩擦力做的功一样多，D错误. 图1 图2 考点1 功和功率的计算 稻壳儿 4.[山东2023·8]质量为M的玩具动力小车在水平面上运动时，牵引力F和受到的阻力f均为恒力.如图所示，小车用一根不可伸长的轻绳拉着质量为m的物体由静止开始运动.当小车拖动物体行驶的位移为S1时，小车达到额定功率，轻绳从物体上脱落.物体继续滑行一段时间后停下，其总位移为S2.物体与地面间的动摩擦因数不变，不计空气阻力.小车的额定功率P0为（　A　） A. B. C. D. A 考点1 功和功率的计算 稻壳儿 解析 第一阶段，小车在恒定牵引力作用下拉动物体运动，对小车和物体组成的整体，由动能定理有（F－f－μmg）S1＝（m＋M）－0，第二阶段，轻绳从物体上脱落，物体做匀减速直线运动，由动能定理有－μmg（S2－S1）＝0－m，联立解得v0＝，在第一阶段的末时刻，小车达到额定功率，可知小车的额定功率P0＝Fv0＝，A正确. 考点1 功和功率的计算 稻壳儿 一题多解 动力学角度 设物体与水平面之间的滑动摩擦力大小为f'，由于f'、F和f均为恒力，故第一阶段小车和物体做匀加速直线运动，设小车位移为S1时，速度为v1，则对物体和小车组成的整体受力分析有F－f－f'＝（m＋M）a1，＝2a1S1，P0＝Fv1.第二阶