专题05 功 功率和动能定理（原卷版）-【高频考点解密】2024年高考物理二轮复习高频考点追踪与预测（江苏专用）

这是一份专题05 功 功率和动能定理（原卷版）-【高频考点解密】2024年高考物理二轮复习高频考点追踪与预测（江苏专用），共19页。
TOC \ "1-3" \h \u \l "_Tc1897" \l "_Tc21503" 01专题网络·思维脑图 PAGEREF _Tc1897 \h 1
\l "_Tc30828" 02考情分析·解密高考 PAGEREF _Tc30828 \h 2
\l "_Tc8576" 03高频考点·以考定法 PAGEREF _Tc8576 \h 2
\l "_Tc32096" PAGEREF _Tc32096 \h 2
\l "_Tc16924" 一、功和功率的计算 PAGEREF _Tc16924 \h 2
\l "_Tc4543" 二、机车启动问题 PAGEREF _Tc4543 \h 2
\l "_Tc5243" 三、动能定理的应用 PAGEREF _Tc5243 \h 3
\l "_Tc5577" PAGEREF _Tc5577 \h 4
\l "_Tc6666" PAGEREF _Tc6666 \h 5
\l "_Tc18100" 考向1：常见力做功的综合计算 PAGEREF _Tc18100 \h 5
\l "_Tc24224" 考向2：机车的启动 PAGEREF _Tc24224 \h 6
\l "_Tc7823" 考向3：动能定理在变速运动中的应用 PAGEREF _Tc7823 \h 7
\l "_Tc25433" 考向4：动能定理在传送带问题中的应用 PAGEREF _Tc25433 \h 8
04核心素养·难点突破 \l "_Tc29736" PAGEREF _Tc29736 \h 9
\l "_Tc7526" 05创新好题·轻松练 PAGEREF _Tc7526 \h 14
\l "_Tc25373" 新情境：动能定理在生产、生活中的应用 PAGEREF _Tc25373 \h 14
一、功和功率的计算
二、机车启动问题
1．以恒定功率启动
(1)动态过程
(2)这一过程的P­t图像和v­t图像如图所示：
2．以恒定加速度启动
(1)动态过程
(2)这一过程的P­t图像和v­t图像如图所示：
三、动能定理的应用
1. 应用动能定理时的注意事项
（1）合力做功是物体动能变化的原因和量度。
（2）动能定理中的位移和速度必须相对于同一个惯性系。
2．应用动能定理解题的分析步骤
注：多过程中的往复运动问题一般应用动能定理求解。
3．应用动能定理时常见的三个误区
（1）公式W＝ eq \f(1,2)mv eq \\al(2,2)－ eq \f(1,2)mv eq \\al(2,1)中W应是总功，方程为标量方程，不能在某方向上应用。
（2）功的计算过程中，易出现正、负功判断错误及遗漏某些力做功的现象。
（3）多过程问题中，不善于挖掘题目中的隐含条件，运动物体的过程分析易出现错误。
【典例1】（2023·山东·统考高考真题）《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（ ）

A．2nmgω2RH5B．3nmgωRH5C．3nmgω2RH5D．nmgωRH
【典例2】（2023·江苏·统考高考真题）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（ ）

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
【典例3】（2023·山东·统考高考真题）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．2F2(F−f)S2−S1S1(M+m)S2−MS1 B．2F2(F−f)S2−S1S1(M+m)S2−mS1C．2F2(F−f)S2−S1S2(M+m)S2−MS1D．2F2(F−f)S2−S1S2(M+m)S2+mS1
【典例4】（2023·湖北·统考高考真题）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（ ）
A．P1v1+P2v2P1+P2B．P1v2+P2v1P1+P2C．P1+P2v1v2P1v1+P2v2D．P1+P2v1v2P1v2+P2v1
【典例5】（2020·江苏·统考高考真题）如图所示，一小物块由静止开始沿斜面向下滑动，最后停在水平地面上。斜面和地面平滑连接，且物块与斜面、物块与地面间的动摩擦因数均为常数。该过程中，物块的动能Ek与水平位移x关系的图象是（ ）
A．B．C．D．
考向1：常见力做功的综合计算
1.（多选）（2023·黑龙江哈尔滨·哈尔滨三中校考模拟预测）如图甲所示，一足够长的水平传送带以某一恒定速率顺时针转动，一根轻弹簧一端与竖直墙而连接，另一端与物块不栓接。物块将弹簧压缩一段距离后置于传送带最左端无初速度释放，物块向右运动受到的摩擦力f随位移x的关系如图乙所示，x0为已知量，则下列说法正确的是（ ）

A．工件在传送带上先加速，后减速B．工件向右运动2x0后与弹簧分离
C．弹簧劲度系数k=f02x0D．整个过程中摩擦力对物块做功W=0.75f0x0
2.（多选）（2024·湖南株洲·统考一模）如图，质量为m 的电动遥控玩具车在竖直面内沿圆周轨道内壁以恒定速率v运动，已知圆轨道的半径为R，玩具车所受的摩擦阻力为玩具车对轨道压力的k倍，重力加速度为g， P、Q为圆轨道上同一竖直方向上的两点，不计空气阻力，运动过程中，玩具车（ ）

A．在最低点与最高点对轨道的压力大小之差为6mg
B．通过 P、Q两点时对轨道的压力大小之和为2mv2R
C．由最低点到最高点克服摩擦力做功为kπmv²
D．由最低点到最高点电动机做功为2kπmv²+2mgR
考向2：机车的启动
3.（多选）（2024·四川成都·成都七中校考一模）某兴趣小组对一辆遥控小车的性能进行研究。他们让这辆小车在水平的直轨道上由静止开始运动，并将小车运动的全过程记录下来，通过处理转化为v-t图像，如图所示（除2s~10s时间段图像为曲线外，其余时间段图像均为直线）。已知在小车运动的过程中，2s~14s时间段内小车的功率保持不变，在14s末停止遥控而让小车自由滑行，小车的质量为1kg，可认为在整个运动过程中小车所受到的阻力大小不变。则下列选项正确的是（ ）
A．小车在0-10s内为恒定功率启动
B．小车所受到的阻力为1.5N
C．小车额定功率为6W
D．小车在变加速运动过程中位移为39m
4.（多选）（2024·广东惠州·统考二模）2023年9月26日，广汕高铁惠州南站首趟动车G6413以额定功率P在平直轨道上加速启动，若该动车的质量为m，受到的阻力f保持不变，其出站过程的速度—时间图像如图所示。则该动车在0~t₀时间内（ ）
A．做变加速直线运动B．牵引力做功W=12mvm2
C．最大速度vm=PfD．平均速度y