2018年高考物理二轮复习训练：专题二 功和能 第5讲 功、功率和动能定理自主演练
2018届高考物理二轮复习 专题卷汇编 功和能 专题卷 含
机械能知识网络：单元切块：按照考纲的要求，本章内容可以分成四个单元，即：功和功率；动能、势能、动能定理；机械能守恒定律及其应用；功能关系动量能量综合。
其中重点是对动能定理、机械能守恒定律的理解，能够熟练运用动能定理、机械能守恒定律分析解决力学问题。
难点是动量能量综合应用问题。
§1 功和功率教学目标：理解功和功率的概念，会计算有关功和功率的问题培养学生分析问题的基本方法和基本技能教学重点：功和功率的概念教学难点：功和功率的计算教学方法：讲练结合，计算机辅助教学教学过程：一、功1．功功是力的空间积累效应。
它和位移相对应（也和时间相对应）。
计算功的方法有两种：（1）按照定义求功。
即：W =Fs cos θ。
在高中阶段，这种方法只适用于恒力做功。
当20πθ<≤时F 做正功，当2πθ=时F 不做功，当πθπ≤<2时F 做负功。
这种方法也可以说成是：功等于恒力和沿该恒力方向上的位移的乘积。
（2）用动能定理W =ΔE k 或功能关系求功。
当F 为变力时，高中阶段往往考虑用这种方法求功。
这里求得的功是该过程中外力对物体做的总功（或者说是合外力做的功）。
这种方法的依据是：做功的过程就是能量转化的过程，功是能的转化的量度。
如果知道某一过程中能量转化的数值，那么也就知道了该过程中对应的功的数值。
【例1】 如图所示，质量为m 的小球用长L 的细线悬挂而静止在竖直位置。
在下列三种情况下，分别用水平拉力F 将小球拉到细线与竖直方向成θ角的位置。
在此过程中，拉力F 做的功各是多少？⑴用F 缓慢地拉；⑵F 为恒力；⑶若F 为恒力，而且拉到该位置时小球的速度刚好为零。
可供选择的答案有A.θcos FL B .θsin FL C.()θcos 1-FL D .()θcos 1-mgL【例2】如图所示，线拴小球在光滑水平面上做匀速圆周运动，圆的半径是1m ，球的质量是0.1kg ，线速度v =1m/s ，小球由A 点运动到B点恰好是半个圆周。
高考物理二轮总复习 专项能力训练 专题5 功 功率 动能定理(含解析)
专题5 功功率动能定理(时间:45分钟满分:100分)一、选择题(本题共8小题,每小题8分,共64分。
在每小题给出的四个选项中,只有一个选项符合题目要求)1.(2014·黑龙江大庆质量检测)光滑水平面上质量为m=1 kg的物体在水平拉力F的作用下从静止开始运动,如图甲所示,若力F随时间的变化情况如图乙所示,则下列说法正确的是( )A.拉力在前2 s内和后4 s内做的功之比为1∶1B.拉力在前2 s内和后4 s内做的功之比为1∶3C.拉力在4 s末和6 s末做功的功率之比为2∶3D.拉力在前2 s内和后4 s内做功的功率之比为1∶12.如图所示,一倾角为45°的粗糙斜面与粗糙水平轨道平滑对接,有一质量为m的物体由斜面的A点静止滑下,物体与斜面和地面间的动摩擦因数相同。
已知A距离地面的高度为4 m,当物体滑至水平地面的C点时速度恰好为零,且BC距离为4 m。
若将BC水平轨道抬起,与水平面间夹角为30°,其他条件不变,则物体能沿BD斜面上升的最大高度为( )A.(8-4)mB.(8-2)mC.mD.8 m3.下列各图是反映汽车从静止开始匀加速启动,最后做匀速运动的过程中,其速度随时间以及加速度、牵引力和功率随速度变化的图象,(汽车运动过程中所受阻力恒定)其中不正确的是( )4.物体在合外力作用下做直线运动的v t图象如图所示。
下列表述正确的是( )A.在0~1 s内,合外力做正功B.在0~2 s内,合外力总是做负功C.在1~2 s内,合外力不做功D.在0~3 s内,合外力总是做正功5.(2014·安徽皖南八校联考)如图,一质量为m的小石块从半径为R的圆弧轨道上与圆心等高处A静止释放,经时间t下滑到轨道最低点B时对轨道的压力为2mg,此后水平飞出恰好垂直击中倾角为θ=30°的斜面,空气阻力不计。
则下列关于石块运动的说法中,正确的是( )A.从A到B平均速度为B.石块在圆弧轨道上运动时先超重后失重C.石块在圆弧轨道上运动时克服阻力做的功为D.石块从圆弧轨道飞出到击中斜面的时间为6.在离水平地面h高处将一质量为m的小球水平抛出,在空中运动的过程中所受空气阻力大小恒为F f,落地时小球距抛出点的水平距离为x,速率为v,那么,在小球运动的过程中( )A.重力做的功为mghB.克服空气阻力做的功为F f·C.落地时,重力的瞬时功率为mgvD.重力势能和机械能都逐渐增加7.(2014·重庆八中第一次月考)如图所示,幼儿园的小朋友在做滑梯游戏时,三个小朋友分别经A、B、C三条不同的路径从滑梯的顶端滑到底端。
2018届高三物理二轮复习课件：专题5 功 功率 动能定理
C [设质点到达 N 点的速度为 vN，在 N 点质点受到轨道的弹力为 FN，则 FN－mg＝mRv2N，已知 FN＝F′N＝4mg，则质点到达 N 点的动能为 EkN＝12mv2N＝32mgR. 质点由开始至 N 点的过程，由动能定理得 mg·2R＋Wf＝EkN－0，解得摩擦力做的 功为 Wf＝－21mgR，即克服摩擦力做的功为 W＝－Wf＝12mgR.
(2)由于地面有阻力，虽然 a1＝12a2，但是 F1≠12F2.
C [根据 x＝v＋2v0t 得，两过程的位移关系 x1＝21x2，根据加速度的定义 a＝ v－t v0，得两过程的加速度关系为 a1＝a22.由于在相同的粗糙水平地面上运动，故 两过程的摩擦力大小相等，即 f1＝f2＝f，根据牛顿第二定律 F－f＝ma 得，F1－ f1＝ma1，F2－f2＝ma2，所以 F1＝12F2＋12f，即 F1>F22.根据功的计算公式 W＝Fl， 可知 Wf1＝12Wf2，WF1>14WF2，故选项 C 正确，选项 A、B、D 错误．]
【解题关键】 关键语句
图8
(1)求 P 第一次运动到 B 点时速度的大小； (2)求 P 运动到 E 点时弹簧的弹性势能； (3)改变物块 P 的质量，将 P 推至 E 点，从静止开始释放．已知 P 自圆弧轨 道的最高点 D 处水平飞出后，恰好通过 G 点．G 点在 C 点左下方，与 C 点水平 相距27R、竖直相距 R.求 P 运动到 D 点时速度的大小和改变后 P 的质量．
1．高考考查特点 (1)本考点命题角度为功的定义式的理解及应用，机车启动模型的分析． (2)理解公式 W＝F·s cos α，P＝F·v，F－f＝ma，P＝fvm 及机车启动的两种 方式是解题的关键．
2．解题的常见误区及提醒 (1)应用公式 W＝F·s cos α 时，忘掉公式仅用于恒力做功的条件． (2)机车启动问题中要分清匀加速启动还是恒定功率启动． (3)匀加速过程的末速度不是机车启动的最大速度． (4)恒定功率启动中功的计算可用 W＝P·t 计算．
-高考物理二轮复习 专题限时训练5 功、功率、动能定理-人教版高三全册物理试题
专题限时训练5 功、功率、动能定理时间：45分钟一、单项选择题1．(2018·全国名校联考)如下列图，静止在水平地面上的物体，受到一水平向右的拉力F 作用，F 是随时间先逐渐增大后逐渐减小的变力，力F 的大小随时间的变化如表所示，表格中的F fm 为物体与地面间的最大静摩擦力，设滑动摩擦力等于最大静摩擦力，如此( C )t (时刻) 0 1 s 2 s 3 s 4 s F (数值)F fm 2F fmF fmA.第2 s 末物体的速度最大B ．第2 s 末摩擦力的功率最大C ．第3 s 末物体的动能最大D ．在0～3 s 时间内，拉力F 先做正功后做负功解析：在0～1 s 时间内，物体所受水平拉力小于最大静摩擦力，物体静止；在1～3 s 时间内，物体受到的拉力大于最大静摩擦力，物体一直做加速运动，3 s 末物体的速度达到最大，动能最大，故A 、B 项错误，C 项正确；拉力F 始终与位移方向一样，一直做正功，故D 项错误．2．(2018·济宁模拟)如下列图的竖直轨道，其圆形局部半径分别是R 和R2，质量为m的小球通过这段轨道时，在A 点时刚好对轨道无压力，在B 点时对轨道的压力为mg .如此小球由A 点运动到B 点的过程中摩擦力对小球做的功为( A )A ．－mgRB ．－98mgRC ．－54mgRD ．－43mgR解析：在A 处对小球由牛顿第二定律得mg ＝m v 2AR，v A ＝gR ，在B 处对小球由牛顿第二定律得mg ＋F N ＝m v 2BR2，又F N ＝mg ，解得v B ＝gR ，小球由A 到B 的过程由动能定理得mg (2R－2×R 2)＋W f ＝12mv 2B －12mv 2A ，解得W f ＝－mgR ，故A 正确．3．(2018·江西师大附中模拟)如下列图，竖直放置的等螺距螺线管高为h ，该螺线管是用长为l 的硬质直管(内径远小于h )弯制而成．一光滑小球从上端管口由静止释放，关于小球的运动，如下说法正确的答案是( C )A ．小球到达下端管口时的速度大小与l 有关B ．小球到达下端管口时重力的功率为mg 2ghC ．小球到达下端的时间为2l2ghD ．小球在运动过程中受管道的作用力大小不变解析：在小球到达下端管口的过程中只有重力做功，故根据动能定理可知mgh ＝12mv 2，解得v ＝2gh ，小球到达下端管口时的速度大小与h 有关，与l 无关，故A 错误；到达下端管口的速度为v ＝2gh ，速度沿管道的切线方向，故重力的瞬时功率为P ＝mg 2gh cos θ，θ为小球到达下端管口时速度方向与重力方向的夹角，故B 错误；小球在管内下滑的加速度为a ＝gh l ，设下滑所需时间为t ，如此l ＝12at 2，t ＝2la＝2l2gh，故C 正确；小球运动速度越来越大，做的是螺旋圆周运动，根据F n ＝mv 2R可知，支持力越来越大，故D 错误．4．一物体静止在粗糙水平地面上．现用一大小为F 1的水平拉力拉动物体，经过一段时间后其速度变为v .假设将水平拉力的大小改为F 2，物体从静止开始经过同样的时间后速度变为2v .对于上述两个过程，用W F 1、W F 2分别表示拉力F 1、F 2所做的功，W f1、W f2分别表示前后两次抑制摩擦力所做的功，如此( C )A ．W F 2>4W F 1，W f2>2W f1B ．W F 2>4W F 1，W f2＝2W f1C ．W F 2<4W F 1，W f2＝2W f1D ．W F 2<4W F 1，W f2<2W f1解析：根据x ＝v ＋v 02t 得，两过程的位移关系x 1＝12x 2，根据加速度的定义a ＝v －v 0t得，两过程的加速度关系为a 1＝a 22.由于在一样的粗糙水平地面上运动，故两过程的摩擦力大小相等，即f 1＝f 2＝f ，根据牛顿第二定律得，F 1－f 1＝ma 1，F 2－f 2＝ma 2，所以F 1＝12F 2＋12f ，即F 1>F 22.根据功的计算公式W ＝Fl ，可知W f1＝12W f2，W F 1>14W F 2，应当选项C 正确，选项A 、B 、D 错误．5．(2018·保定模拟)一物体放在粗糙程度一样的水平面上，受到水平拉力的作用，由静止开始沿直线运动，物体的加速度a 和速度的倒数1v的关系如下列图．物体的质量为m ＝1kg ，不计空气阻力，重力加速度g 取10 m/s 2，如下说法正确的答案是( A )A ．物体与水平面之间的动摩擦因数为0.1B ．物体速度为1.5 m/s 时，加速度大小为2 m/s 2C ．拉力的最大功率为6 WD ．物体匀加速运动的时间为1 s解析：由图象可知物体速度为0～1 m/s 过程中做加速度为2 m/s 2的匀加速直线运动，在速度为1～3 m/s 过程中，拉力以恒定的功率拉动物体，由牛顿第二定律得P v－F f ＝ma ，从图中代入数据得，13P －F f ＝0，P －F f ＝2，解得P ＝3 W ，F f ＝1 N ，故C 错误；又F f ＝μmg ，解得物体与水平面之间的动摩擦因数μ＝0.1，故A 正确；将P ＝3 W ，F f ＝1 N ，m ＝1 kg ，v ＝1.5 m/s 代入P v－F f ＝ma ，解得a ＝1 m/s 2，即物体速度为1.5 m/s 时，加速度大小为1 m/s 2，故B 错误；从图象可知物体速度为0～1 m/s 过程中做加速度为2 m/s 2的匀加速直线运动，匀加速的时间为t ＝va ′＝0.5 s ，故D 错误． 6．(2018·山东临沂市一模)如图甲所示，质量m ＝2 kg 的小物体放在长直的水平地面上，用水平细线绕在半径R ＝0.5 m 的薄圆筒上．t ＝0时刻，圆筒由静止开始绕竖直的中心轴转动，其角速度随时间的变化规律如图乙所示，小物体和地面间的动摩擦因数μ＝0.1，重力加速度g 取10 m/s 2，如此( D )A ．小物体的速度随时间的变化关系满足v ＝4tB ．细线的拉力大小为2 NC ．细线拉力的瞬时功率满足P ＝4tD ．在0～4 s 内，细线拉力做的功为12 J解析：根据题图乙可知，圆筒匀加速转动，角速度随时间变化的关系式为：ω＝t ，圆周边缘线速度与物体前进速度大小一样，根据v ＝ωR 得：v ＝ωR ＝0.5t ，故A 错误；物体运动的加速度a ＝Δv Δt ＝0.5t t ＝0.5 m/s 2，根据牛顿第二定律得：F －μmg ＝ma ，解得：F ＝2×0.5 N＋0.1×2×10 N＝3 N ，故B 错误；细线拉力的瞬时功率P ＝Fv ＝3×0.5t ＝1.5t ，故C 错误；物体在4 s 内运动的位移：x ＝12at 2＝12×0.5×42m ＝4 m ，在0～4 s 内，细线拉力做的功为：W ＝Fx ＝3×4 J＝12 J ，故D 正确．二、多项选择题7．(2018·中山二模)在距水平地面10 m 高处，以10 m/s 的速度水平抛出一质量为1 kg 的物体，物体落地时的速度为16 m/s ，取g ＝10 m/s 2，如此如下说法正确的答案是( BC )A ．抛出时人对物体做功为150 JB ．自抛出到落地，重力对物体做功为100 JC ．飞行过程中物体抑制阻力做功22 JD ．物体自抛出到落地时间为 2 s解析：根据动能定理，抛出时人对物体做的功W 1＝12mv 21＝50 J ，选项A 错误；自抛出到落地，重力对物体做功W G ＝mgh ＝100 J ，选项B 正确；根据动能定理有mgh －W f ＝E k2－E k1，得物体抑制阻力做的功W f ＝mgh －12mv 22＋12mv 21＝22 J ，选项C 正确；由于空气阻力的影响，物体不做平抛运动，竖直分运动不是自由落体运动，无法求解物体运动的时间，选项D 错误．8．如下列图，AB 为半径R ＝0.50 m 的四分之一圆弧轨道，B 端距水平地面的高度h ＝0.45 m ．一质量m ＝1.0 kg 的小滑块从圆弧道A 端由静止释放，到达轨道B 端的速度v ＝2.0m/s.忽略空气的阻力．取g ＝10 m/s 2.如此如下说法正确的答案是( BC )A ．小滑块在圆弧轨道B 端受到的支持力大小F N ＝16 NB ．小滑块由A 端到B 端的过程中，抑制摩擦力所做的功W ＝3 JC ．小滑块的落地点与B 点的水平距离x ＝0.6 mD ．小滑块的落地点与B 点的水平距离x ＝0.3 m解析：小滑块在B 端时，根据牛顿第二定律有F N －mg ＝m v 2R，解得F N ＝18 N ，A 错误；根据动能定理有mgR －W ＝12mv 2，解得W ＝mgR －12mv 2＝3 J ，B 正确；小滑块从B 点做平抛运动，水平方向上x ＝vt ，竖直方向上h ＝12gt 2，解得x ＝v ·2hg＝0.6 m ，C 正确，D 错误．9．如下列图，竖直平面内有一个半径为R 的半圆形轨道OQP ，其中Q 是半圆形轨道的中点，半圆形轨道与水平轨道OE 在O 点相切，质量为m 的小球沿水平轨道运动，通过O 点后进入半圆形轨道，恰好能够通过最高点P ，然后落到水平轨道上，不计一切摩擦阻力，如下说法正确的答案是(g 为重力加速度)( ABD )A ．小球落地时的动能为52mgRB ．小球落地点离O 点的距离为2RC ．小球运动到半圆形轨道最高点P 时，向心力恰好为零D ．小球到达Q 点的速度大小为3gR解析：小球恰好能够通过P 点，由mg ＝m v 20R得v 0＝gR .小球从P 点至落地过程，根据动能定理得mg ·2R ＝12mv 2－12mv 20，解得12mv 2＝2.5mgR ，A 正确；由平抛运动知识得t ＝4R g，落地点与O 点距离x ＝v 0t ＝2R ，B 正确；小球在P 处时重力提供向心力，C 错误；小球从Q到P ，由动能定理得－mgR ＝12m (gR )2－12mv 2Q ，解得v Q ＝3gR ，D 正确．10．如图甲所示，小物块静止在倾角θ＝37°的粗糙斜面上．现对物块施加一个沿斜面向下的推力F ，力F 的大小随时间t 的变化情况如图乙所示，物块的速率v 随时间t 的变化规律如图丙所示，sin37°＝0.6，cos37°＝0.8，重力加速度g 取10 m/s 2.如下说法正确的答案是( AD )A ．物块的质量为1 kgB ．物块与斜面间的动摩擦因数为0.7C ．0～3 s 时间内力F 做功的平均功率为0.32 WD ．0～3 s 时间内物块抑制摩擦力做的功为5.12 J解析：由速度图象知在1～3 s 时间内，物块做匀加速直线运动，如此0.8 N ＋mg sin θ－μmg cos θ＝ma ，a ＝0.8－03－1 m/s 2＝0.4 m/s 2.在3～4 s 时间内，物块匀速运动，受力平衡，如此μmg cos θ－mg sin θ＝0.4 N ，解得m ＝1 kg ，μ＝0.8，选项A 正确，B 错误；0～1 s 时间内，物块静止，力F 不做功，1～3 s 时间内，力F ＝0.8 N ，物块的位移x ＝12×0.4×22m ＝0.8 m,0～3 s 内力F 做功的平均功率为Fx t 3＝0.8×0.83W ＝0.213 W ，选项C 错误；0～3 s时间内物块抑制摩擦力做的功为μmg cos θ·x ＝5.12 J ，选项D 正确．三、计算题11．下表是一辆电动车的局部技术指标，其中的额定车速是指电动车满载的情况下，在平直道路上以额定功率匀速行驶时的速度. 额定车速 18 km/h 电源输出电压 ≥36 V 整车质量 40 kg 充电时间 6～8 h载重80 kg电动机的额定输出功率 180 W电源136 V/12 Ah电动机的额定工作电压/电流36 V/6 A请根据表中的数据，完成如下问题(g 取10 m/s 2)．(1)在行驶的过程中，电动车受到的阻力是车重(包括载重)的k 倍，假定k 是定值，试推算k 的大小；(2)假设电动车以额定功率行驶，求速度为3 m/s 时的加速度是多少？解析：(1)由表可得到P 出＝180 W ，车速v ＝18 km/h ＝5 m/s ，由P 出＝Fv ，匀速直线运动时有F ＝f ，其中f ＝k (M ＋m )g ，解得k ＝0.03.(2)当车速v ′＝3 m/s 时，牵引力F ′＝P 出v ′，由牛顿第二定律知F ′－k (M ＋m )g ＝(m ＋M )a ，解得a ＝0.2 m/s 2.答案：(1)0.03 (2)0.2 m/s 212．(2018·常州模拟)高速连续曝光照相机可在底片上重叠形成多个图像．现利用这架照相机对某款家用汽车的加速性能进展研究，如图为汽车做匀加速直线运动时三次曝光的照片，图中汽车的实际长度为4 m ，照相机每两次曝光的时间间隔为2.0 s ．该汽车的质量为1 000 kg ，额定功率为90 kW ，汽车运动过程中所受的阻力始终为1 500 N.(1)求该汽车的加速度．(2)假设汽车由静止开始以此加速度做匀加速运动，如此匀加速运动状态能保持多长时间？(3)汽车所能达到的最大速度是多少？(4)假设该汽车从静止开始运动，牵引力不超过3 000 N ，求汽车运动2 400 m 所用的最短时间(汽车已经达到最大速度)．解析：(1)由图可得汽车在第1个2 s 时间内的位移x 1＝9 m ，第2个2 s 时间内的位移x 2＝15 m汽车的加速度a ＝Δx T2＝1.5 m/s 2.(2)由F －F f ＝ma 得，汽车牵引力F ＝F f ＋ma ＝(1 500＋1 000×1.5) N＝3 000 N汽车做匀加速运动的末速度v ＝P 额F ＝90×1033×103m/s ＝30 m/s匀加速运动保持的时间t 1＝v a ＝301.5s ＝20 s.(3)汽车所能达到的最大速度v m ＝P 额F f ＝90×1031.5×103m/s ＝60 m/s.(4)由(1)、(2)知匀加速运动的时间t 1＝20 s ， 运动的距离x 1′＝vt 12＝302×20 m＝300 m所以，以额定功率运动的距离x 2′＝(2 400－300) m ＝2 100 m对以额定功率运动的过程，有P 额t 2－F f x 2′＝12m (v 2m －v 2)解得t 2＝50 s所以所求时间为t 总＝t 1＋t 2＝(20＋50) s ＝70 s. 答案：(1)1.5 m/s 2(2)20 s (3)60 m/s (4)70 s。
2018届高考物理二轮专题复习文档：“功和功率 动能定理”学前诊断 Word版含解析
“功和功率 动能定理”学前诊断1.[考查功的大小计算]如图所示，质量m ＝1 kg 、长L ＝0.8 m 的均匀矩形薄板静止在水平桌面上，其右端与桌子边缘相平，板与桌面间的动摩擦因数为μ＝0.4。
现用F ＝5 N 的水平力向右推薄板，使它翻下桌子，力F 做的功至少为(g 取10 m/s 2)( )A ．1 JB ．1.6 JC ．2 JD ．4 J 解析：选B 在薄板没有翻转之前，薄板与水平面之间的摩擦力f ＝μmg ＝4 N 。
力F做的功用来克服摩擦力消耗的能量，而在这个过程中薄板只需移动的距离为L 2，则做的功至少为W ＝f ×L 2＝1.6 J ，所以B 正确。
2．[考查平均功率与瞬时功率的分析与计算]如图所示，某质点运动的v -t 图像为正弦曲线。
从图像可以判断( )A ．质点做曲线运动B ．在t 1时刻，合外力的功率最大C ．在t 2～t 3时间内，合外力做负功D ．在0～t 1和t 2～t 3时间内，合外力的平均功率相等解析：选D 质点运动的v -t 图像描述的是质点的直线运动，选项A 错误；在t 1时刻，加速度为零，合外力为零，合外力功率的大小为零，选项B 错误；由题图可知，在t 2～t 3时间内，物体的速度增大，动能增大，由动能定理可知，合外力做正功，故C 错误；在0～t 1和t 2～t 3时间内，动能的变化量相同，故合外力的功相等，则合外力的平均功率相等，选项D 正确。
3．[考查机车的启动与牵引问题][多选]我国高铁技术处于世界领先水平。
和谐号动车组是由动车和拖车编组而成，提供动力的车厢叫动车，不提供动力的车厢叫拖车。
假设动车组各车厢质量均相等，动车的额定功率都相同，动车组在水平直轨道上运行过程中阻力与车重成正比。
某列车组由8节车厢组成，其中第1、5节车厢为动车，其余为拖车，则该动车组( )A ．启动时乘客受到车厢作用力的方向与车运动的方向相反B ．做匀加速运动时，第5、6节与第6、7节车厢间的作用力之比为3∶2C ．进站时从关闭发动机到停下来滑行的距离与关闭发动机时的速度成正比D ．与改为4节动车带4节拖车的动车组最大速度之比为1∶2解析：选BD 启动时，乘客的加速度向前，车厢对人的作用力方向向前，与车运动的方向相同，选项A 错误。
2018届高考物理二轮复习专题卷汇编能量守恒定律专题卷含答案
能量能守恒定律（一）、知识网络观点：力和力的方向上的位移的乘积F 与L 同向：W=FL功公式F 与L 不一样向：W=FLcosα机 功和功率械观点：功跟达成功所用的时间的比值 能守功率(均匀功率)P=W/t 定 公式律P=Fv (刹时功率)动能定理:FL=mv 22/2-mv 12/2动能和势能机械能机械能守恒定律：EP1+Ek1=EP2+Ek2考证机械能守恒定律人类利用能源的历史 能量守恒定律能源功是能量转变的量能源耗散(1) （二）、重点内容解说机车起动的两种过程一恒定的功率起动α<90,W 为正α=90,W=0α>90,W 为负机车以恒定的功率起动后，若运动过程所受阻力f 不变,因为牵引力F=P/v 随v 增大,F 减小.依据牛顿第二定律a=(F-f)/m=P/mv-f/m,当速度v 增大时,加快度a 减小，其运动情况是做加快度减小的加快运动。
直至F=F'时,a 减小至零,今后速度不再增大，速度达到最大值而做匀速运动，做匀速直线运动的速度是v m =P/f,下边是这个动向过程的简单方框图 速度v 当a=0时a=(F-f)/m 即F=f 时 保持v m 匀速F =P/v v 达到最大v m变加快直线运动匀速直线运动这一过程的v-t 关系以下图车以恒定的加快度起动由a=(F-f)/m 知,当加快度a 不变时,发动机牵引力 F 恒定,再由P=F ·v 知,F 必定,发动机实质输出功P 随v 的增大而增大,但当增大到额定功率此后不再增大 ,今后,发动机保持额定功率不变 ,连续增大,牵引力减小,直至F=f 时,a=0,车速达到最大值v=P额/f,今后匀速运动m在P 增至P 额以前,车匀加快运动,其连续时间为 t 0=v 0/a=P 额/F ·a=P 额/(ma+F ’)a(这个 v 0必然小于 v m ,它是车的功率增至P 额之时的刹时速度 )计算时,先计算出在P 增至P 额以后,为加快度减小的加快运动,直至达到v m .下边是这个动向过程的方框图.匀加快直线运动 变加快直线运动匀速直线运动vvm注意:中的仅是机车的牵引力,而非车辆所受的协力,这一点在计算题目中极易犯错.实质上,飞机’轮船’火车等交通工具的最大行驶速度遇到自己发动机额定功率P 和运动阻力f 两个要素的共同限制,此中运动阻力既包含摩擦阻力,也包含空气阻力,并且阻力会跟着运动速度的增大而增大.所以,要提升各样交通工具的最大行驶速度,除想方法提升发动机的额定功率外,还要想方法减小运动阻力,汽车等交通工具外型的流线型设计不仅为了雅观,更是出于减小运动阻力的考虑 .动能定理（1） 内容：协力所做的功等于物体动能的变化（2）表达式：W=E-E= 22。
2018届高考物理二轮复习 专题卷汇编 功和能 专题卷 含
功和能开心自测题一 ：如图所示，演员正在进行杂技表演。
由图可估算出他将一只鸡蛋抛出的过程中对鸡蛋所做的功最接近于（ ）A ．0.3JB ．3JC ．30JD ．300J题二：一蹦极运动员身系弹性蹦极绳从水面上方的高台下落，到最低点时距水面还有数米距离。
假定空气阻力可忽略，运动员可视为质点，下列说法正确的是（ ）A. 运动员到达最低点前重力势能始终减小B. 蹦极绳张紧后的下落过程中，弹性力做负功，弹性势能增加C. 蹦极过程中，运动员、地球和蹦极绳所组成的系统机械能守恒D. 蹦极过程中，重力势能的改变与重力势能零点的选取有关题三：如图，一长为的轻杆一端固定在光滑铰链上，另一端固定一质量为的小球。
一水平向右的拉力作用于杆的中点，使杆以角速度匀速转动，当杆与水平方向成60°时，拉力的功率为（ ）A ．B ． 2mgL ωC ．12mgL ωD ． 6mgL ω 考点梳理与金题精讲功W=Flcoα平均功率瞬时功率P=Fv cosα功是能量转化的量度W G=－ΔE pW弹=－ΔE p弹W总=ΔE kW非=ΔE机一、功（1）一个物体受到力的作用，如果在力的方向上发生一段位移，这个力就对物体做了功。
做功的两个不可缺少的因素是：作用在物体上的力和物体在力的方向上发生的位移。
（2）力对物体所做的功，等于力的大小、位移的大小、力与位移夹角的余弦这三者的乘积。
功的计算公式，功的单位是焦耳，符号J，功是标量。
（3）功有正负，其正负由cosα决定。
当0°≤α＜90°时，力对物体做正功；当90°＜α≤180°时，力对物体做负功（通常说成物体克服这个力做功）；当α= 90°时，力对物体不做功。
题四：放在光滑水平面上的静止物体，在水平恒力F1的作用下，移动了距离l，如果拉力改为和水平面成30º的恒力F2，移动的距离为2l，已知拉力F1和F2对物体所做的功相等，则F1和F2的大小的比为（）A．2：1 B．2：1 C．3：1 D．3：1二、功率（1）功率是表示力做功快慢程度的物理量，功跟完成这些功所用时间的比叫做功率。
2018届高考物理二轮专题复习课件：专题二 能量与动量第五讲 活用三大观点破解力学计算题 精品
12mv2＋mg(3x0sin 30°)＝12mvA2
⑧
A 与 B 碰撞的过程中动量守恒，得：mvA＝2mvB ⑨ A 与 B 碰撞结束后到 O 的过程中机械能守恒，得：12·2mvB2
＋Ep＝12·2mvO2＋2mg·x0sin 30°
⑩
由于 A 与 B 不粘连，到达 O 点时，滑块 B 开始受到弹簧
3．已知条件的隐蔽性 对于运动学中一些常见的隐含条件要非常清楚。 4．物理模型的新颖性 要求能将新颖情境还原为基本模型。
二、解答力学计算题的三大观点
三大观点
对应规律
牛顿第二定律
动力学观点
匀变速直线 运动规律
能量观点 动量观点
动能定理 功能关系 机械能守恒定律 能量守恒定律 动量定理 动量守恒定律
④
C 点相对于 O 点的高度，如图所示：
h＝R＋Rcos 30°＋2x0sin 30°
＝
＋ 2
3 x0
⑤
物块从 O 到 C 的过程中机械能守恒，得：
12mvO2＝mgh＋12mvC2
⑥
联立④⑤⑥得：vO＝B 碰撞后共同的速度为 vB，碰撞前 A 的速度为 vA，
物块 A 从 P 到与 B 碰撞前的过程中机械能守恒，得：
在 B 点，有：N1＋mg＝mRvB2 解得：N1＝40 N 根据牛顿第三定律知，物块对轨道的压力大小为 40 N，方 向竖直向上。 (2)对物块，从 A 点到第二次到达 B 点，由动能定理得， －μmg·2L－mg·2R＝12mvB′2－12mv02 在 B 点，有：mg＝mvRB′2 解得：L＝1 m [答案] (1)40 N 方向竖直向上 (2)1 m
第五讲
活用三大观点破解力学计算题
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2018届高考物理二轮专题提升训练(2) 功和能
2018届高考物理三轮专题提升训练二、功和能牢记主干，考场不茫然1．恒力做功的计算式W ＝Fl cos α(α是F 与位移l 方向的夹角)2．恒力所做总功的计算W 总＝F 合l cos α或W 总＝W 1＋W 2＋……3．计算功率的两个公式P ＝W t或P ＝F v cos α。
4．动能定理W 总＝E k2－E k15．机车启动类问题中的“临界点”(1)全程最大速度的临界点为：F f ＝P m v m。
(2)匀加速运动的最后点为P v 1m－F f ＝ma ；此时瞬时功率等于额定功率P 额。
(3)在匀加速过程中的某点有：P 1v 1－F f ＝ma 。
(4)在变加速运动过程中的某点有P m 2－F f ＝ma 2。
6．重力势能E p ＝mgh (h 是相对于零势能面的高度)7．机械能守恒定律的三种表达方式(1)始末状态：mgh 1＋12m v 12＝mgh 2＋12m v 22 (2)能量转化：ΔE k(增)＝ΔE p(减)(3)研究对象：ΔE A ＝－ΔE B8．几种常见的功能关系9．应用动能定理的情况(1)动能定理的计算式为标量式，不涉及方向问题，在不涉及加速度和时间的问题时，可优先考虑动能定理。
(2)动能定理的研究对象是单一物体，或者可以看成单一物体的物体系。
(3)动能定理适用于物体的直线运动，也适用于曲线运动；适用于恒力做功，也适用于变力做功，力可以是各种性质的力，既可以同时作用，也可以分段作用。
(4)若物体运动的过程中包含几个不同过程，应用动能定理时，可以分段考虑，也可以视全过程为一整体来处理。
一、选择题(共10小题，每小题4分，共40分，在每小题给出的四个选项中，1－6小题只有一个选项符合题目要求，7－10小题有多个选项符合题目要求，全部选对的得4分，选不全的得2分，有选错或不答的得0分)1．(2015·河北石家庄质检)有一辆新颖电动汽车，总质量为1000kg。
行驶中，该车速度在14～20m/s范围内保持恒定功率20kW不变。
【高考专题】2018-2019学年物理高考二轮复习专题二功和能七两个概念一个模型破解功和功率问题
以恒定功率启动
以恒定加速度启动
OA 过程 段 分析
以恒定加速度启动 匀加速直线运动，维持时间 t0 OA 运动 加速度减小的加 v1 段 性质 速直线运动 ＝ a F＝F 阻⇒ a＝ 0⇒ 过程 P额 F－F阻 P v↑⇒ F＝ ↓⇒a＝ ↓ AB 分析 F 阻 ＝ v m vm 段 运动 以 vm 做匀速直 加速度减小的加速运动 性质 线运动 P阻 F＝ F 阻⇒ a＝0⇒F 阻＝ ，以 BC 段 vm vm 做匀速直线运动
解析：小球下落过程中，重力做功为 mgL，A 正确；悬线 的拉力始终与速度方向垂直，拉力做功为 0，B 正确；空气阻 力 F 阻大小不变，方向始终与速度方向相反，故空气阻力 F 1 做功为－F 阻 ·πL，C 错误，D 正确。 2
答案：ABD
阻
功率的分析与计算
[例 2] (2017· 邳州模拟)质量为 m＝2 kg 的物体沿水平面向 右做直线运动，t＝0 时刻受到一个水平向左的恒力 F，如图甲所 示，此后物体的 vt 图像如图乙所示，取水平向右为正方向， g 取 10 m/s2，则 ( )
从能量角度看
力既不是动力，也不 π 当 α＝ 时， 2 不做功 是阻力，力只改变物 物体的动能 不变 cos α＝0，W＝0 体的运动 方向 负功 π 当 <α≤ π 时， 力 是 物 体 运 动 的 阻 2 物体的动能减少 力 cos α<0，W<0 ①一个力对物体做了负功， 往往说成物体克服这个力做了 功(取绝对值)，即力 F 对物体做功－Fl，等效于物体克服 说明 力 F 做功 Fl ②功是标量，没有方向，所以功的正负号不表示方向 ③功的正负号不表示大小，比较做功多少时应取绝对值
学前先做高考题
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第5讲 功、功率和动能定理 1．关于运动物体所受的合外力、合外力做的功及动能变化的关系，下列说法正确的是( ) A．合外力为零，则合外力做功一定为零 B．合外力做功为零，则合外力一定为零 C．合外力做功越多，则动能一定越大 D．动能不变，则物体合外力一定为零 解析：由W＝Flcos α可知，物体所受合外力为零，合外力做功一定为零，但合外力做功为零，可能是α＝90°，故A正确，B错误；由动能定理W＝ΔEk可知，合外力做功越多，动能变化量越大，但动能不一定越大，动能不变，合外力做功为零，但合外力不一定为零，C、D均错误． 答案：A 2．(多选)如图所示，质量相同的甲、乙两个小物块，甲从竖直固定的光滑圆弧轨道顶端由静止滑下，轨道半径为R，圆弧底端切线水平，乙从高为R的光滑斜面顶端由静止滑下．下列判断正确的是( )
A．两物块到达底端时速度相同 B．两物块运动到底端的过程中重力做功相同 C．两物块到达底端时动能相同 D．两物块到达底端时，甲物块重力做功的瞬时功率大于乙物块重力做功的瞬时功率
解析：根据动能定理得mgR＝12mv2，两物块到达底端的动能相等，速度大小相等，但是速度的方向不同，故选项A错误，C正确；两物块运动到底端的过程中，下落的高度相同，重力做功相同，故选项B正确；两物块到达底端的速度大小相等，甲物块重力与速度方向垂直，瞬时功率为零，则乙物块重力做功的瞬时功率大于甲物块重力做功的瞬时功率，故选项D错误． 答案：BC 3.如图所示，一半径为R的半圆轨道竖直固定放置，轨道两端等高；质量为m的质点自轨道端点P由静止开始滑下，滑到最低点Q时，对轨道的正压力为2mg，重力加速度大小为g.质点自P滑到Q的过程中，克服摩擦力所做的功为( )(导学号 57180027) A.14mgR B.13mgR C.12mgR D.π4mgR 解析：在Q点，FN－mg＝mv2R，所以v＝gR，由P到Q根据动能定理得mgR－W＝12mv2，解得W＝12mgR，故C正确．
答案：C 4.如图所示，竖直平面内的轨道Ⅰ和Ⅱ都由两段细直杆连接而成，两轨道长度相等．用相同的水平恒力将穿在轨道最低点B的静止小球，分别沿Ⅰ和Ⅱ推至最高点A，所需时间分别为t1、t2；动能增量分别为ΔEk1、ΔEk2.假定球在经过轨道转折点前后速度的大小不变，且球与Ⅰ、Ⅱ
轨道间的动摩擦因数相等，则( )(导学号 57180028)
A．ΔEk1＞ΔEk2，t1＞t2 B．ΔEk1＝ΔEk2，t1＞t2 C．ΔEk1＞ΔEk2，t1＜t2 D．ΔEk1＝ΔEk2，t1＜t2 解析：两轨道长度相等，球与Ⅰ、Ⅱ轨道间的动摩擦因数相等，用相同的水平恒力使它们到达最高点，则水平恒力做功相等，摩擦力做功相等，重力做功相等，根据动能定理知，动能的增量相等，即ΔEk1＝ΔEk2.作出小球在轨道Ⅰ、Ⅱ上运动的vt图象如图所示，则t1＞t2.故选B.
答案：B 一、单项选择题 1.如图所示，有一长为L、质量均匀分布的长铁链，其总质量为M，下端位于斜面的B端，
斜面长为3L，其中AC段、CD段、DB段长均为L，CD段与铁链的动摩擦因数为32，其余部分均可视为光滑，现用轻绳把铁链沿斜面全部拉到水平面上，人至少要做的功为( )(导学号 57180113) A.113MgL8 B.53MgL＋8MgL4 C.12＋34MgL D.332MgL 解析：拉力做功最小时，铁链重心到达水平面时的速度刚好为零，对从开始拉铁链到铁链的重心到达水平面的过程运用动能定理得WFmin－Mg·52L·sin 60°－μMgcos 60°·L＝0－0，解
得WFmin＝332MgL，故D项正确． 答案：D 2．如图所示，一倾角为45°的粗糙斜面与粗糙水平轨道平滑对接，有一质量为m的物体由斜面的A点静止滑下，物体与斜面和地面间的动摩擦因数相同．已知A距离地面的高度为4 m，当物体滑至水平地面的C点时速度恰好为零，且BC距离为4 m．若将BC水平轨道抬起，与水平面间夹角为30°，其他条件不变，则物体能沿BD斜面上升的最大高度为( )
A．(8－43) m B．(8－23) m C.43 m D．8 m 解析：由A点到C点，利用动能定理可得mgh－μmgcos 45°×2h－μmglBC＝0，解得μ＝0.5，设沿BD斜面上升的最大高度为h′，则由动能定理可得mg(h－h′)－μmgcos 45°×2h－μmg·cos 30°×2h′＝0，解得h′＝(8－43)m，A正确，B、C、D错误．
答案：A 3．(2017·石家庄模拟)质量为m的小球在竖直向上的拉力作用下从静止开始运动，其v-t图象如图所示(竖直向上为正方向，DE段为直线)，已知重力加速度大小为g，下列说法正确的是( )(导学号 57180114)
A．t3～t4时间内，小球竖直向下做匀减速直线运动 B．t0～t2时间内，合力对小球先做正功后做负功 C．0～t2时间内，小球的平均速度一定为v22
D．t3～t4时间内，拉力做的功为m（v3＋v4）2[(v4－v3)＋g(t4－t3)] 解析：根据题意，向上为正方向，故在t3～t4时间内，小球竖直向上做匀减速直线运动，故选项A错误．t0～t2时间内，速度一直增大，根据动能定理可以知道，合力对小球一直做正功，
故选项B错误.0～t2时间内，小球的平均速度等于位移与时间的比值，不一定为v22，故选项C错
误．根据动能定理，在t3～t4时间内：WF－mg·v3＋v42·(t4－t3)＝12mv24－12mv23，整理可得WF＝m（v3＋v4）
2·[(v4－v3)＋g(t4－t3)]，故选项D正确．
答案：D 4．(2017·潍坊模拟)如图所示，水平地面上有一个坑，其竖直截面为半圆，O为圆心，AB为沿水平方向的直径．若在A点以初速度v1沿AB方向平抛一小球，小球将击中坑壁上的最低点D点；若A点小球抛出的同时，在C点以初速度v2沿BA方向平抛另一相同质量的小球并也能击
中D点．已知∠COD＝60°，且不计空气阻力，则( )(导学号 57180115)
A．两小球同时落到D点 B．两小球在此过程中动能的增加量相等 C．在击中D点前瞬间，重力对两小球做功的功率相等 D．两小球初速度之比v1∶v2＝6∶3
解析：根据h＝12gt2得，t＝2hg，两球下降的高度之比为2∶1，则运动的时间之比为2∶1.由几何关系知，两球的水平位移之比为2∶3 ，则两球的初速度之比为6∶3，故D正确，A错误．因为两小球下降的高度不同，重力做功不同，根据动能定理知，动能的增加量不相等，故B错误．两球下落的高度之比为2∶1，则落到D点的竖直速度不相等，根据P＝mgvy可知，重力的瞬时功率不相等，C错误．故选D. 答案：D 二、多项选择题 5．(2017·武汉模拟)小明同学参加中学生跳水比赛， 若他的质量为m, 当他从离水面高为h的跳台上以速度v1起跳，最后以速度v2进入水中， 若不计空气阻力，重力加速度为g，下列 说法正确的是( ) A．小明同学起跳过程中，跳台对他的支持力做功为12mv21
B．小明同学起跳过程中，跳台对他的支持力做功为12mv22 C．小明同学起跳时所做的功等于12mv21 D．小明同学起跳时所做的功等于12mv22－mgh 解析：小明同学起跳过程中，跳台对他的支持力做功为零，选项A、B错误；小明同学起跳时所做的功等于他的动能的增量12mv21，选项C正确；根据机械能守恒定律可知，12mv21＋mgh＝12mv22，
则小明同学起跳时所做的功等于12mv22－mgh，选项D正确；故选CD. 答案：CD 6．(2017·衡阳联考)一辆汽车在平直的公路上运动，运动过程中先保持某一恒定加速度，后保持恒定的牵引功率，其牵引力和速度的图象如图所示．若已知汽车的质量m、牵引力F1和速度v1及该车所能达到的最大速度v3，运动过程中所受阻力恒定，则根据图象所给的信息，下列说法正确的是( )(导学号 57180116)
A．汽车行驶中所受的阻力为F1v1v3 B．汽车匀加速运动的过程中牵引力的冲量大小为mv1v3v3－v1 C．速度为v2时的加速度大小为F1v1mv2 D．若速度为v2时牵引力恰为F12，则有v2＝2v1 解析：根据牵引力和速度的图象以及功率公式P＝Fv得汽车运动中的最大功率为F1v1.汽车所能达到的最大速度时加速度为零，所以此时阻力等于牵引力，所以阻力Ff＝F1v1v3，选项A正确．根
据牛顿第二定律，有恒定加速度时，加速度a′＝F1－Ffm＝F1m－F1v1mv3，加速的时间t＝v1a′＝mv1v3F1（v3－v1），则汽车匀加速运动的过程中牵引力的冲量大小为I＝F1t＝mv1v3
v3－v1
，故选项B正确．速 度为v2时的牵引力是F1v1v2，对汽车受力分析，受重力、支持力、牵引力和阻力，根据牛顿第二定律，速度为v2时加速度大小为a＝F1v1mv2－F1v1mv3，故选项C错误．若速度为v2时牵引力恰为F12，则F1v1
v2
＝F12，则v2＝2v1，选项D正确．故选ABD. 答案：ABD 7．(2017·湖北七市联考)如图所示，倾角为37°的光滑斜面上粘贴有一厚度不计、宽度为d＝0.2 m的橡胶带，橡胶带的上表面与斜面位于同一平面内，其上、下边缘与斜面的上、下边
缘平行，橡胶带的上边缘到斜面的顶端距离为L＝0.4 m，现将质量为m＝1 kg、宽度为d的薄矩形板上边缘与斜面顶端平齐且从斜面顶端静止释放．已知矩形板与橡胶带之间的动摩擦因素为0.5，重力加速度g取10 m/s2，不计空气阻力，矩形板由斜面顶端静止释放下滑到完全离开橡胶带的过程中(此过程矩形板始终在斜面上)，下列说法正确的是( )
A．矩形板受到的摩擦力为Ff＝4 N B．矩形板的重力做功为 WG＝3.6 J C．产生的热量为Q＝0.8 J
D．矩形板的上边缘穿过橡胶带下边缘时速度大小为2355 m/s 解析：矩形板在滑过橡胶带的过程中对橡胶带的正压力是变化的，所以矩形板受到的摩擦力是变化的，故A错误；重力做功WG＝mg(L＋d)sin θ＝3.6 J，所以B正确；产生的热量等于克
服摩擦力做功Q＝2×12μmgcos θ·d＝0.8 J，所以C正确；根据动能定理：WG－Q＝12mv2－0，
解得v＝2355 m/s，所以D正确． 答案：BCD 三、计算题 8．(2017·衡水模拟)一辆汽车的质量为m，其发动机的额定功率为P0，从某时刻起汽车以
速度v0在水平公路上沿直线匀速行驶，此时汽车发动机的输出功率为P04，接着汽车开始沿直线匀
加速行驶，当速度增加到8v05时，发动机的输出功率恰好为P0.如果汽车在水平公路上沿直线行驶中所受到的阻力与行驶速率成正比，求： (1)汽车在水平公路上沿直线行驶所能达到的最大速率vm；