第六讲　功与功率　动能定理-2026年高考物理总复习课件（含答案解析）

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命题特点1.题型分布:在高考中,能量与动量的内容既会出现在选择题中,也常作为计算题的压轴题出现。选择题一般考查对基本概念和规律的理解,计算题侧重综合应用能力的考查。2.考查重点:主要集中在动量定理、动量守恒定律、机械能守恒定律、能量守恒定律等知识点上。常与力学、电场、磁场、电磁感应等知识相结合,形成多过程的综合问题。
3.模型应用:传送带模型、板块模型、碰撞模型、弹簧模型等是常见的考查模型。通过这些模型,考查学生对物理过程的分析、规律的应用以及数学工具的运用能力。命题趋势1.保持热点地位:预计未来能量与动量仍将是高考的必考内容和热点内容,其在试卷中的分值占比将保持稳定。2.综合程度提高:题目会更加注重知识的综合性和应用性,可能会将能量与动量的知识与更多的物理模块相结合,如与原子物理、热学等知识融合,形成更复杂的物理情境,考查学生的综合分析能力。
3.联系实际生活:命题会越来越多地联系实际生活和现代科技,如体育运动中的碰撞问题、天体运动中的能量转化等,要求学生能够运用所学知识解决实际问题。备考建议1.理解基本概念:深入理解动量、动能、冲量、功等基本概念的内涵和外延,明确它们之间的区别与联系。2.掌握守恒定律:熟练掌握动量守恒定律、机械能守恒定律、能量守恒定律的成立条件和应用方法,能够准确判断系统是否满足守恒条件,并正确运用定律列方程求解。
3.强化模型训练:针对常见的物理模型,如碰撞模型、传送带模型等,进行专项训练,掌握每种模型的特点、分析方法和解题思路。4.提升综合能力:多做综合题,提高对复杂物理过程的分析能力,学会将一个复杂的问题分解为多个简单的子过程,分别运用相应的物理规律进行求解。同时,加强数学工具的运用,如利用三角函数、图像等方法解决物理问题。
1.功的计算(1)恒力做功一般用功的公式或动能定理求解。(2)变力做功通常应用动能定理、微元法、等效转化法、平均力法、图像法求解,或者利用恒定功率求功,即W=Pt。
考点一　功、功率的计算
题型1　功、功率的计算【例1】(2025·山东二模)随着科技的发展,机器狗的应用为生活带来了便利。如图所示,机器狗在泰山进行负重测试,从泰山山脚到目的地用时2 h,爬升高度为1 200 m,已知机器狗及重物总质量为100 kg,重力加速度g取10 m/s2,则机器狗在本次测试中(　　)A.位移大小为1 200 mB.克服重力做功为1.2×106 JC.克服重力做功的平均功率为6×105 WD.所受重力的冲量为0【答案】B
1.应用动能定理解题的步骤图解
考点二　动能定理及应用
2.应用动能定理的四点提醒(1)动能定理往往用于单个物体的运动过程,由于不涉及加速度及时间,比动力学方法要简捷。(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几个运动性质不同的小过程(如加速、减速的过程),对全过程应用动能定理,往往能使问题简化。(4)多过程往复运动问题一般应用动能定理求解。
题型1　动能定理的一般应用【例3】如图所示,一质量为m的质点在半径为R的半球形固定容器中由静止自边缘上的A点滑下,到达最低点B时,它对容器的正压力为2mg,重力加速度为g。则质点自A滑到B的过程中,质点克服摩擦力所做的功为(　　) A.0.3 mgRB.0.4 mgRC.0.5 mgRD.0.6 mgR【答案】C
2.(多选)(2023·山东省实验中学检测)某码头采用斜面运送冷链食品,其简化图如图甲所示,电动机通过绕轻质定滑轮的轻质细绳与放在倾角为θ=30°、足够长的斜面上的物体相连,启动电动机后物体沿斜面上升,在0~6 s时间内物体运动的v-t图像如图乙所示,其中除1~5 s时间段的图像为曲线外,其余时间段的图像均为直线,1 s后电动机的输出功率保持不变。已知物体的质量为2 kg,不计一切摩擦,重力加速度g取10 m/s2。则下列判断正确的是(　　)
A.在0~1 s内电动机所做的功为25 JB.1 s后电动机的输出功率为100 WC.物体的最大速度为5 m/sD.在0~5 s内物体沿斜面向上运动了35 m
专题集训(六)　功　功率　动能定理
1.(2025·重庆模拟)如图所示,两个完全相同的小球A、B,在同一高度处以相同大小的初速度v0分别水平抛出和竖直向上抛出,则(　　)A.两小球落地时的速度相同B.两小球落地时,重力的瞬时功率相同C.从开始运动至落地,重力对两小球做功相同D.从开始运动至落地,重力对两小球做功的平均功率相同
2.(多选)(2023·新课标)一质量为1 kg的物体在水平拉力的作用下,由静止开始在水平地面上沿x轴运动,出发点为x轴零点,拉力做的功W与物体坐标x的关系如图所示。物体与水平地面间的动摩擦因数为0.4,重力加速度大小取10 m/s2。下列说法正确的是(　　)A.在x=1 m时,拉力的功率为6 WB.在x=4 m时,物体的动能为2 JC.从x=0运动到x=2 m,物体克服摩擦力做的功为8 JD.从x=0运动到x=4 m的过程中,物体的动量最大为2 kg·m/s
3.(2024·浙江6月选考)一个音乐喷泉喷头出水口的横截面积为2×10-4 m2,喷水速度约为10 m/s,水的密度为1×103 kg/m3,则该喷头喷水的功率约为(　　)A.10 WB.20 WC.100 WD.200 W
4.(多选)(2022·广东卷)如图所示,载有物资的无人驾驶小车,在水平MN段以恒定功率 200 W 、速度 5 m/s 匀速行驶,在斜坡PQ段以恒定功率570 W、速度2 m/s 匀速行驶。已知小车总质量为50 kg,MN=PQ=20 m,PQ 段的倾角为30° ,重力加速度g取10 m/s2 ,不计空气阻力。下列说法正确的有 (　　)A. 从M 到 N ,小车牵引力大小为40 NB. 从M到N,小车克服摩擦力做功 800 JC. 从P到Q,小车重力势能增加 1×104 JD. 从P到Q,小车克服摩擦力做功 700 J
5.儿童四轮电动汽车具有高度的仿真性,能很好地培养孩子的操作能力,锻炼孩子肢体的协调性,深受儿童和家长的喜爱,如图甲所示。小明等几位同学利用某品牌的某个型号的一辆小汽车,对其最大功率进行测试。他们由一位同学操控小汽车沿水平直轨道由静止开始运动,3 s后达到最大功率,之后功率保持不变,14 s时解除动力自由滑行,20 s时停止运动,运动过程中的v-t图像如图乙所示(除3~10 s时间段图像为曲线外,其余时间段图像均为直线)。已知人与车总质量为50 kg,且认为整个运动过程中所受到的阻力不变,结合图像的信息可知(　　)
A.整个运动过程中消耗的电能等于克服阻力做的功B.小汽车的最大功率为600 WC.前3 s内牵引力做的功为225 JD.3~10 s内克服阻力做的功为1 425 J
7.(多选)(2023·广东一模)如图所示,高H=0.45 m的桌面上固定一半径同为H的四分之一光滑圆弧轨道AB,轨道末端B与桌面边缘水平相切,地面上的C点位于B点的正下方。将一质量m=0.04 kg的小球由轨道顶端A处静止释放,最终落在水平地面上,整个过程中,小球始终受到水平向左的恒定风力F=0.3 N。取g=10 m/s2,下列说法正确的有(　　) A.小球在B点对轨道的压力为0.6 NB.小球从A点运动到B点的过程中,机械能先增大再减小C.小球从B点抛出到落地过程中,重力对小球做功的瞬时功率不断增大D.小球落地点的位置在C点右边
8.(多选)如图甲所示,一个质量为2 kg的物体(可看成质点)在沿斜面方向的拉力作用下,从倾角θ=30°的光滑斜面底端由静止开始沿斜面向上运动。以斜面底端为坐标原点,沿斜面向上为正方向建立x轴,拉力做的功W与物体位置坐标x的关系如图乙所示。取g=10 m/s2。物体沿斜面向上运动的过程中,下列说法正确的是(　　)A.物体沿斜面向上运动的最大位移xm=22 mB.物体沿斜面向上运动的时间为4.5 sC.在x=5 m处,拉力的功率为100 WD.拉力的最大功率为200 W
(1)48 m　(2)500 N　(3)1 760 W
10.某滑雪运动场设置了如图所示的游乐项目,光滑雪道AB段和光滑竖直圆轨道平滑连接,圆轨道的半径R=4 m,B为圆轨道的最低点。水平粗糙轨道BC两端分别与竖直圆轨道、水平传送带CD平滑相连,传送带以速度v=10 m/s向左匀速运动。一个质量为m=50 kg的滑雪运动员(视为质点)从右侧雪道上的A点由静止滑下,恰能通过竖直圆轨道的最高点。已知运动员与BC段间的动摩擦因数μ1可调节,与传送带CD间的动摩擦因数为μ2=0.36,LBC=12 m,LCD=5 m,所有轨道均在同一竖直面内,重力加速度g=10 m/s2 ,不计空气阻力。
(1)求A点距水平轨道BC的高度h;(2)若要使运动员一直匀加速通过传送带CD,则其与BC段间的动摩擦因数μ1的取值范围为多少?(3)若运动员以最长时间通过传送带,从D点水平飞出落在倾角α=37°的斜坡DE上,求运动员在斜坡上的落点与传送带上表面的竖直高度h'。(sin 37°=0.6)
(1)求拔出时,齿轮的角速度ω;(2)求初始到拔出,开瓶器对木塞做的功W;(3)设经过时间为t,求开瓶器的功率P与t的关系式。