第5講功和功率、動能定理高考總復(fù)習(xí)優(yōu)化設(shè)計GAOKAOZONGFUXIYOUHUASHEJI2025構(gòu)建知識體系課程標(biāo)準(zhǔn)考點(diǎn)考情梳理浙江真題問題情境功與功率2021.1,T19滑塊沿斜面運(yùn)動2022.6,T13用提升裝置提升重物2024.6,T5音樂噴泉噴頭噴水動能與動能定理2022.1,T20滑塊在探究裝置上的運(yùn)動2022.6,T19貨物在滑軌上運(yùn)動2023.1,T4游客蹦極2023.1,T18滑塊在游戲裝置上的運(yùn)動2023.6,T3鉛球被水平推出后的運(yùn)動2023.6,T18滑塊在實(shí)驗裝置上的運(yùn)動考點(diǎn)一功和功率統(tǒng)攬主干知識1.功和功率的計算

功的計算(1)恒力做功一般用W=Flcosα;(2)變力做功通常應(yīng)用動能定理、微元法、等效轉(zhuǎn)化法、平均力法、圖像法求解,或者利用恒定功率求功W=Pt功率的計算明確是求瞬時功率還是平均功率

側(cè)重于平均功率的計算,P=Fvcosα(α為F和速度v的夾角)側(cè)重于瞬時功率的計算2.兩種啟動方式比較

研學(xué)選考命題1.(2022浙江6月選考)小明用額定功率為1200W、最大拉力為300N的提升裝置,把靜置于地面的質(zhì)量為20kg的重物豎直提升到高為85.2m的平臺,先加速再勻速,最后做加速度大小不超過5m/s2的勻減速運(yùn)動,到達(dá)平臺的速度剛好為零,g取10m/s2,則提升重物的最短時間為(

)A.13.2s B.14.2s C.15.5s D.17.0sC【解析】

為了以最短時間提升重物,一開始先以最大拉力拉重物向上做勻加速運(yùn)動,當(dāng)功率達(dá)到額定功率時,保持功率不變直到重物達(dá)到最大速度,接著做勻速運(yùn)動,最后以最大加速度做勻減速運(yùn)動,上升至平臺時速度剛好為零,重物在第一階段向上做勻加速運(yùn)動過程,根據(jù)牛頓第二定律可得2.(2024浙江6月選考)一個音樂噴泉噴頭出水口的橫截面積為2×10-4m2,噴水速度約為10m/s,水的密度為1×103kg/m3,則該噴頭噴水的功率約為(

)A.10WB.20WC.100WD.200WC【解析】

設(shè)Δt時間內(nèi)從噴頭流出的水的質(zhì)量為m=ρSv·Δt,Δt時間內(nèi)噴頭對水做的功等于噴出的水的動能增加量,即

,聯(lián)立解得P=100

W,故選C。角度衍生練(多選)如圖所示,古代起重的一個轆轤由兩個直徑不同、固定在同一軸上的圓柱體組成,一根輕繩繞在兩圓柱上,搖把勻速轉(zhuǎn)動時,小圓柱體上繩子下降,大圓柱體上繩子上升,從而提起重物,不計摩擦、滑輪和搖把重力的影響,已知重物重力大小為G,小圓柱和大圓柱體的半徑分別是r和R,搖把轉(zhuǎn)動的半徑為L,搖把勻速轉(zhuǎn)動的角速度為ω,則(

)A.搖把勻速轉(zhuǎn)動時,重物上升的速度為ω(R-r)B.搖把勻速轉(zhuǎn)動時,重物上升克服重力做功的功率為(R-r)C.搖把勻速轉(zhuǎn)動時,作用在搖把上的力最小為(R-r)D.搖把上的力對搖把做的功等于重物動能的增加量BC考點(diǎn)二動能定理統(tǒng)攬主干知識1.動能定理應(yīng)用流程

2.應(yīng)用動能定理注意事項(1)動能定理表達(dá)式是一個標(biāo)量式,在某個方向上應(yīng)用動能定理是沒有依據(jù)的。(2)多過程往復(fù)運(yùn)動問題一般應(yīng)用動能定理求解。研學(xué)選考命題1.(2023浙江6月選考)鉛球被水平推出后的運(yùn)動過程中,不計空氣阻力,下列關(guān)于鉛球在空中運(yùn)動時的加速度大小a、速度大小v、動能Ek和機(jī)械能E隨運(yùn)動時間t的變化關(guān)系中,正確的是(

)D【解析】

由于不計空氣阻力,鉛球被水平推出后只受重力作用,加速度等于重力加速度,不隨運(yùn)動時間改變,故A錯誤;鉛球被水平推出后做平拋運(yùn)動,可知動能與時間不是線性關(guān)系,故C錯誤;由于不計空氣阻力,所以鉛球在運(yùn)動過程中機(jī)械能守恒,故D正確。2.(2022浙江1月選考)如圖所示,處于豎直平面內(nèi)的一探究裝置,由傾角α=37°的光滑直軌道AB、圓心為O1的半圓形光滑軌道BCD、圓心為O2的半圓形光滑細(xì)圓管軌道DEF、傾角也為37°的粗糙直軌道FG組成,B、D和F為軌道間的相切點(diǎn),彈性板垂直軌道固定在G點(diǎn)(與B點(diǎn)等高),B、O1、D、O2和F點(diǎn)處于同一直線上。已知可視為質(zhì)點(diǎn)的滑塊質(zhì)量m=0.1kg,軌道BCD和DEF的半徑R=0.15m,軌道AB長度lAB=3m,滑塊與軌道FG間的動摩擦因數(shù)μ=,滑塊與彈性板作用后,以等大速度彈回,sin37°=0.6,cos37°=0.8?；瑝K開始時均從軌道AB上某點(diǎn)靜止釋放。(g取10m/s2)(1)若釋放點(diǎn)距B點(diǎn)的長度l=0.7m,求滑塊到最低點(diǎn)C時軌道對其支持力FN的大小;(2)設(shè)釋放點(diǎn)距B點(diǎn)的長度為lx,求滑塊第一次經(jīng)F點(diǎn)時的速度v與lx之間的關(guān)系式;(3)若滑塊最終靜止在軌道FG的中點(diǎn),求釋放點(diǎn)距B點(diǎn)長度lx的值?！窘馕觥?/p>

(1)設(shè)滑塊在C點(diǎn)的速度為vC,滑塊釋放運(yùn)動到C點(diǎn)過程,由動能定理可得聯(lián)立解得FN=7

N。而要保證滑塊能到達(dá)F點(diǎn),必須要保證它能到達(dá)DEF最高點(diǎn),當(dāng)小球恰好到達(dá)DEF最高點(diǎn)時,由動能定理有mglxsin

37°-mg(3Rcos

37°+R)=0可解得lx=0.85

m故滑塊第一次經(jīng)F點(diǎn)時速度v與lx之間滿足

,其中0.85

m≤lx≤3

m。角度衍生練(2024浙江高三開學(xué)考試)距水平地面h1處的A點(diǎn),一質(zhì)量為m的小球以初速度大小v被豎直拋下