专题01 功和机械能（考点串讲）-2024-2025学年高一物理下学期期末考点大串讲（鲁科版）

GREEN BUSINESS 专题01 功和机械能 物理 高一下期末大串讲·鲁科版 01 知识导图·思维引航 知识导图·思维引航 02 核心精讲·题型突破 精准划分题型以把握命题规律，深入掌握考试动态与趋势 4 考点一  功和功率的计算 核心精讲·题型突破 核心精讲 知识点一 功的计算 1．功的公式：W＝_____________，其中F、l、α分别为__________、位移的大小、________________。 2．功是____量。在国际单位制中，功的单位是______，符号是____。 Flcos α 力的大小 力与位移的夹角 标 焦耳 J 3.总功的计算：当一个物体在几个力的共同作用下发生一段位移时，这几个力对物体所做的总功等于： (1)各个力分别对物体所做功的________。 (2)这几个力的______对物体所做的功。 代数和 合力 5 考点一  功和功率的计算 核心精讲·题型突破 核心精讲 知识点二 功率的计算 1.物理意义:描述力对物体　　　　　　　　　　。  2.公式 (1) ,P为时间t内的　　　　　　　　;  (2)P=Fvcos α,若v为平均速度,则P为　　 　;若v为瞬时速度,则P为　　　　　　　　　　　   做功的快慢 平均功率 平均功率 瞬时功率 6 1．（23-24高一下·山东日照·期末）如图所示，一辆货车在水平公路上做匀速直线运动，车厢内放置一质量为m的箱子，与车厢保持相对静止。货车突然遇到紧急情况刹车，当货车和箱子均停止时，箱子相对车厢向前滑行的距离为x、已知箱子与车厢间的动摩擦因数为μ，重力加速度为g，下列说法中正确的是（　　） A．货车对箱子做的功为-μmgx B．箱子对货车做的功为-μmgx C．合外力对箱子做的功为-μmgx D．箱子与车厢间因摩擦而产生的热量为μmgx 考点一  功和功率的计算 核心精讲·题型突破 真题研析 恒力功的计算 考法01 D 7 2．（23-24高一下·四川成都·期末）狗拉雪橇是中国北方冰雪旅游的重要项目之一。如图所示，雪地犬水平拉着质量为80kg的雪橇（包括人和内部物品）在水平雪面做半径为24m的匀速圆周运动，速度大小为3m/s，雪橇与雪面间的动摩擦因数为0.05，重力加速度取10m/s2，下列说法正确的是（　　） A．雪橇受到狗的拉力为40N B．雪橇做匀速圆周运动的向心力为40N C．狗拉雪橇的拉力功率为120W D．狗拉着雪橇转过一周，雪橇克服地面摩擦力做功为 考点一  功和功率的计算 核心精讲·题型突破 真题研析 变力功的计算 考法02 C 8 3．（23-24高一下·湖南郴州·期末）一质量为m的木块静止在光滑的水平地面上，从t=0开始，将一个大小为3F的水平恒力作用在该木块上，在0~t这段时间内该恒力做功的平均功率是（　　） A． B． C． D． 考点一  功和功率的计算 核心精讲·题型突破 真题研析 平均功率的计算 考法03 C 9 4．（23-24高一下·江西抚州·期末）如图所示，在离地面同一高度有质量相同的二个小球、，球以速度水平抛出，球做自由落体运动，不计空气阻力（　　） A．二球落地时，重力的功率相同 B．二球落地时，球重力的功率更大 C．从抛出到落地过程，球重力的功率更大 D．从抛出到落地过程，球重力的功率更大 考点一  功和功率的计算 核心精讲·题型突破 真题研析 瞬时功率的计算 考法04 A 10 5．（23-24高一下·湖北十堰·期末）在2024年国际举联泰国世界杯赛中，中国举重队收获11金9银7铜。某选手在训练时将质量为140kg的杠铃举高1.8m，其中举起用了2s，在最高处维持了3s，放下用了0.5s，在杠铃落地前手已放开。取重力加速度大小，则下列说法正确的是（　　） A．选手在向上举起杠铃的过程中对杠铃做的功小于2520J B．选手维持杠铃在最高点的过程中对杠铃做的功为0 C．选手放下杠铃的过程中重力对杠铃做功的平均功率为1260W D．整个过程中重力对杠铃做功的平均功率约为458W 考点一  功和功率的计算 核心精讲·题型突破 命题预测 B 11 6．（23-24高一下·广东广州·期末）图甲、乙分别是生活中常见的台阶式扶梯和倾斜式扶梯，两扶梯的倾角θ相同，某质量为m的同学先后站在两扶梯上，随扶梯以速度v匀速上升，重力加速度大小为g。下列说法正确的是（    ） A．甲图中人所受的支持力对人做正功 B．两图中人所受重力的瞬时功率均为mgv C．甲图中人所受的摩擦力对人做正功 D．乙图中人所受的摩擦力做功的瞬时功率为mgvcosθ 考点一  功和功率的计算 核心精讲·题型突破 命题预测 A 12 考点二  机车启动问题 核心精讲·题型突破 核心精讲 知识点一 两种启动方式比较   以恒定功率启动 以恒定加速度启动 P－t图像与v－t图像 运动规律 OA段：做加速度逐渐减小的变加速直线运动； AB段：做速度为vm的匀速直线运动 OA段：以加速度a做匀加速直线运动； AB段：做加速度逐渐减小的变加速直线运动； BC段：做速度为vm的匀速直线运动 13 考点二  机车启动问题 核心精讲·题型突破 核心精讲 知识点一 两种启动方式比较 14 考点二  机车启动问题 核心精讲·题型突破 核心精讲 知识点二 几个物理量的求法 15 考点二  机车启动问题 核心精讲·题型突破 核心精讲 知识点二 几个物理量的求法 16 7．（23-24高一下·山东枣庄·期末）某品牌汽车的质量，发动机的额定功率，沿平直路面运动时所受阻力的大小不变。若汽车以额定功率由静止启动，运动过程中能达到的最大速度，当汽车的速度时，其加速度的大小为（    ） A． B． C． D． 考点二  机车启动问题 核心精讲·题型突破 真题研析 以恒定功率启动 考法01 C 17 8．（23-24高一上·江苏无锡·期末）一辆“复兴号”模型小机车在水平路面上由静止启动，在前5s内做匀加速直线运动，5s末达到额定功率，之后保持以额定功率运动，其v−t图像如图所示。已知汽车的质量为m=1×103kg，汽车受到地面的阻力为车重力的0.1倍，g取10m/s2，则以下说法正确的是（　　） A．汽车在前5s内的牵引力为4×103N B．汽车速度为25m/s时的加速度为3m/s2 C．汽车的额定功率为120kW D．汽车的最大速度为150m/s 考点二  机车启动问题 核心精讲·题型突破 真题研析 以恒定加速度启动 考法02 B 18 9．（23-24高一下·河北保定·期末）在汽车的设计研发中，需要测试发动机的性能。某次测试过程中，汽车在平直路面上由静止启动到最大速度阶段，输出功率与速度的关系图如图所示。经时间t汽车的速度增大到，再经过时间2t汽车达到最大速度。已知汽车的质量为m，汽车启动过程中所受阻力大小恒为f。则（　　） A． B． C． D． 考点二  机车启动问题 核心精讲·题型突破 命题预测 A 19 考点二  机车启动问题 核心精讲·题型突破 命题预测 A 10．（23-24高一下·江苏南通·期末）如图所示，电瓶车在水平路面上以功率匀速行驶．某时刻将电瓶车的功率增大为并保持不变．则功率变化前后电瓶车的速度v随时间t变化的图像可能是（    ） 20 考点三  动能定理及其应用 核心精讲·题型突破 核心精讲 知识点一 动能定理 21 考点三  动能定理及其应用 核心精讲·题型突破 核心精讲 知识点二 应用动能定理解题的步骤 22 考点三  动能定理及其应用 核心精讲·题型突破 真题研析 用动能定理求变力做功 考法01 11．（23-24高一下·上海闵行·期末）一个质量为m的小球用长为L的细线悬挂于O点。小球在水平力F的作用下，从平衡位置P缓慢移到Q点，细线偏离竖直方向的角度为θ，如图所示。则力F做的功为（　　） A．FLsinθ B．FLcosθ C．mgL（1-cosθ） D．FLtanθ C 23 12．（23-24高一下·广西·期末）如图所示，两个斜面体固定在水平面上并用一小段平滑的圆弧衔接于O点。现将一可视为质点的物体由P点无初速释放，经过一段时间，物体运动到右侧斜面体的最高点Q，该过程中物体在两斜面体上的位移均为L，物体与两斜面体的动摩擦因数均为，物体通过O点时没有机械能的损失，重力加速度为g，已知，，，假设最大静摩擦力等于滑动摩擦力。则下列说法正确的是（　　）。 A． B．物体运动到Q点后，物体在右侧斜面体上静止 C．若将右侧斜面体水平放置，物体静止时到O点的距离为 D．若将右侧斜面体水平放置，物体静止时到O点的距离为 考点三  动能定理及其应用 核心精讲·题型突破 真题研析 动能定理在多过程中的应用 考法02 C 24 13．（22-23高一下·内蒙古包头·期末）如图所示三个高度相同的固定轨道，倾角，丙图左侧为圆弧轨道，三个质量均为m的小物块A、B、C从各自倾斜轨道上的最高点由静止释放，最后都停在水平面上，整个运动过程中物块A、B、C相对各自起点的水平位移分别为、、（、、在图中未标出）。已知3个小物块与倾斜轨道、水平轨道间的动摩擦因数相同，且通过轨道拼接处无机械能损失，下列选项中正确的是（    ）   A． B． C． D． 考点三  动能定理及其应用 核心精讲·题型突破 命题预测 B 25 14．（23-24高一下·浙江丽水·期末）有一段粗糙轨道AB长为S，第一次物块以初速度v0由A出发，向右运动达到B时速度为v1，第二次物块以初速度v0由B出发向左运动。以A为坐标原点，物块与地面的摩擦力f随x的变化如图，已知物块质量为m，下列说法正确的是（　　） A．物块在第一次运动中做匀减速直线运动 B．f-x图像的斜率为 C．第二次能到达A点，且花费时间较第一次长 D．两次运动中，在距离A点处摩擦力功率大小相等 考点三  动能定理及其应用 核心精讲·题型突破 命题预测 C 26 考点四  机械能守恒定律 核心精讲·题型突破 核心精讲 知识点一 机械能守恒定律 1.内容：在只有______或______做功的物体系统内，动能与势能可以相互转化，而总的机械能__________。 2.表达式：Ek2＋Ep2＝Ek1＋Ep1。 3.机械能守恒条件：只有______或弹力做功。 重力 弹力 保持不变 重力 27 考点四  机械能守恒定律 核心精讲·题型突破 核心精讲 知识点二 守恒的判断方法 1.做功分析法(常用于单个物体) 2.能量分析法(常用于多个物体组成的系统) 28 考点四  机械能守恒定律 核心精讲·题型突破 核心精讲 知识点三 用机械能守恒定律解题的基本思路 29 15．（23-24高一下·辽宁锦州·期末）把质量是m的小球放在竖立的弹簧上，并把小球往下按至A的位置，如图甲所示。迅速松手后，弹簧把小球弹起，小球升至最高位置C（图乙），途中经过位置B时弹簧正好处于自由状态。弹簧的质量和空气的阻力均可忽略，以下说法正确的是（　　） A．在B点时，小球的动能最大 B．小球由A到C的过程中机械能守恒 C．小球和弹簧组成的系统由A到C的过程中机械能守恒 D．由A到B的过程中，小球重力势能和弹簧弹性势能之和一直减小 考点四  机械能守恒定律 核心精讲·题型突破 真题研析 单个物体的机械能守恒问题 考法01 C 30 16．（23-24高一下·海南省直辖县级单位·期末）如图所示，圆心在O点、半径为R的光滑圆弧轨道竖直固定在水平桌面上，与的夹角为，轨道最低点A与桌面相切，一足够长的轻绳两端分别系着质量为和的两小球（均可视为质点），挂在圆弧轨道光滑边缘C的两边，开始时位于C点，然后从静止释放，则下列说法正确的是（    ） A．在由C点下滑到A点的过程中两球速度大小始终相等 B．在由C点下滑到A点的过程中，机械能守恒 C．若恰好能沿圆弧下滑到A点，则 D．在由C点下滑到A点的过程中，重力对做功功率不断减少 考点四  机械能守恒定律 核心精讲·题型突破 真题研析 多个物体的机械能守恒问题 考法02 C 31 17．（23-24高一下·重庆·期中）如图所示，在竖直平面内有一半径为R的固定半圆轨道BC，与两个竖直轨道AB和CD相切，轨道均光滑。现有长也为R的轻杆，两端固定质量分别为、m的小球a、b（可视为质点），用某装置控制住小球a，使轻杆竖直且小球b与B点等高，然后由静止释放。b球能到达的最大高度h为（　　） A． B． C． D． 考点四  机械能守恒定律 核心精讲·题型突破 命题预测 B 32 考点四  功能关系 核心精讲·题型突破 核心精讲 知识点 常见的功能关系 功 能量转化 关系式 重力做功 重力势能的改变 WG＝－ΔEp 弹力做功 弹性势能的改变 WF＝－ΔEp 合力做功 动能的改变 W合＝ΔEk 除重力、系统内弹力以外的其他力做功 机械能的改变 W＝ΔE机 两物体间滑动摩擦力对物体系统做功 内能的改变 Ffx相对＝Q 33 18．（22-23高一下·吉林长春·期末）如图甲所示，大型物流货场广泛地应用传送带搬运货物。与水平面夹角为θ的倾斜传送带以恒定速率运动，皮带始终是绷紧的。将质量为 的货物 （可视为质点） 轻放在传送带的A端，经过1.2s到达传送带的B端。用速度传感器测得货物与传送带的速度ν随时间t变化的图像如图乙所示。最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度，下列说法正确的是 （　　） A．货物从 A 端到 B 端的过程中受到的摩擦力始终不变 B．货物与传送带之间的动摩擦因数为0.4 C．货物从A端到 B 端的过程中，货物与传送带之间因摩擦产生的热量为9.6J D．货物从A 端到 B 端的过程中，货物与传送带之间因摩擦产生的热量为22.4J 考点四  功能关系 核心精讲·题型突破 真题研析 功能关系在传送带模型中的应用 考法01 C 34 19．（23-24高一下·江苏南京·期末）从地面竖直向上抛出一物体，其机械能等于动能与重力势能之和。取地面为重力势能零点，该物体的和随它离开地面的高度h的变化如图所示。重力加速度取。由图中数据可得（　　） A．物体的质量为1kg B．h＝0时，物体的速率为20m/s C．物体上升4m过程中，物体的动能减少了80J D．物体上升2m过程中，克服阻力做功10J 考点四  功能关系 核心精讲·题型突破 真题研析 E-x图像 考法02 D 35 20．（23-24高一下·山东枣庄·期末）某快递公司用于分拣包裹的传输装置如图所示。足够长的水平传送带以的速度顺时针转动，现将一质量的包裹无初速度放在传送带上，一段时间后与传送带达到共速。已知包裹和传送带间的动摩擦因数，重力加速度包裹可以视为质点。在包裹由放上传送带至与传送带达到共同速度的过程中，下列说法正确的是（　　） A．摩擦力对包裹做的功为4.5J B．包裹相对传送带滑动的距离为0.9m C．包裹与传送带间因摩擦产生的热量为2.25J D．摩擦力对包裹做的功大于包裹机械能的增加量 考点四  功能关系 核心精讲·题型突破 命题预测 C 36 21．（23-24高一下·安徽亳州·期末）如图甲所示，倾角为的足够长斜面固定在水平地面上，取沿斜面向上为正方向，一小物块以一定的初速度从底端冲上斜面上滑的过程中小物块的机械能和动能随位移变化的关系图线如图乙所示，已知重力加速度大小，，。则（　　） A．图线①表示小物块的动能随位移变化的关系图线 B．小物块上滑过程中，重力势能增加了800J C．小物块的重力大小为50N D．小物块与斜面间的动摩擦因数为0.5 考点四  功能关系 核心精讲·题型突破 命题预测 C 37 GREEN BUSINESS 汇报：xxx 谢谢 聆听 P= 分析机车启动问题，要抓住两个核心方程：牛顿第二定律方程，F－Ff＝ma联系着力和加速度，P＝Fv联系着力和速度。 (1)机车的最大速度vm的求法。机车最终匀速前进时速度最大，此时牵引力F等于阻力Ff，故vm＝eq \f(P,F)＝eq \f(P,Ff)。 (2)匀加速启动持续时间的求法。牵引力F＝ma＋Ff，匀加速的最后速度vm′＝eq \f(P额,ma＋Ff)，时间t＝eq \f(vm′,a)。 (3)瞬时加速度的求法。据F＝eq \f(P,v)求出牵引力，则加速度a＝eq \f(F－Ff,m)。 表达式：W＝Ek2－Ek1＝eq \f(1,2)mveq \o\al(2,2)－eq \f(1,2)mveq \o\al(2,1) (1)Ek2＝eq \f(1,2)mveq \o\al(2,2)表示这个过程的末动能； Ek1＝eq \f(1,2)mveq \o\al(2,1)表示这个过程的初动能。 (2)W表示这个过程中合力做的功，它等于各力做功的代数和。 $$