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课件网) 第一讲 动能定理、机械能守恒定律、功能关系的应用 通览知识 明要点 研学考点 提能力 目 录 索 引 01 02 突破热点 聚素养 03 通览知识 明要点 研学考点 提能力 考点一 功和功率的分析与计算 高考风向标 考点 考题明细 考查频度 功和功率的分析与计算 2024山东卷,7;2024北京卷,10; 2024海南卷,1;2023新课标卷,15; 2023湖北卷,9;2023辽宁卷,3; 2023山东卷,4;2023江苏卷,11; 2022广东卷,9;2022浙江6月选考,13 全国卷: 3年1考 地方卷: 3年9考 命题角度1 功和功率 高考中侧重考查概念理解和公式应用 例1 (多选)(2022广东卷)如图所示,载有防疫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,lMN=lPQ=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 N B.从M到N,小车克服摩擦力做功800 J C.从P到Q,小车重力势能增加1×104 J D.从P到Q,小车克服摩擦力做功700 J 答案 ABD 解析 小车从M到N,根据P1=F1v1,解得F1=40 N,选项A正确。从M到N,小车克服摩擦力做功Wf=W1=F1lMN=800 J,选项B正确。从P到Q,小车重力势能增加ΔEp=mglPQsin θ=5 000 J,选项C错误。从P到Q,牵引力所做功为W2= =5 700 J,重力势能增加量为5 000 J,动能不变,根据功能关系,小车克服摩擦力做功为700 J,选项D正确。 例2 (2023山东卷)《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( ) B 解析 由题知,水筒在筒车上均匀排布,单位长度上有n个,且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,则水轮转一圈灌入农田的水的总质量为m总=2πRnm×60%=1.2πRnm,则水轮转一圈灌入稻田的水克服重力做的功W=1.2πRnmgH,筒车对灌入稻田的水 命题角度2 机车启动的两类问题 近几年高考中常结合动车的情境以选择题形式考查 例3 (2023湖北卷)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 ( ) 答案 D 拓展衍生 1.(2023新课标卷)无风时,雨滴受空气阻力的作用在地面附近会以恒定的速率竖直下落。一质量为m的雨滴在地面附近以速率v下落高度h的过程中,克服空气阻力做的功为(重力加速度大小为g)( ) 答案 B 解析 雨滴速率不变,动能不变,根据动能定理,重力做功为mgh,雨滴克服阻力做功为mgh,选项B正确。 2.(多选)如图甲所示,一物块前端有一滑轮,轻绳的一端系在右方固定处,水平穿过滑轮,另一端用拉力F拉住,拉力F大小如图乙所示,前10 s内物块的v-t图像如图丙所示,保持拉力F与水平方向之间的夹角θ=60°不变,当用拉力F拉绳使物块前进时,下列说法正确的是( ) A.0~5 s内拉力F做的功为75 J B.3 s末拉力F的功率为9 W C.5~10 s内摩擦力大小为6 N D.5~10 s内拉力F做的功为150 J CD 解析 由图乙可得,0~5 s内拉力大小F1=6 N,由图丙可得0~5 s内物块的位移为s1= ×5×5 m=12.5 m,则0~5 s内拉力F做的功为W1=F1s1+F1s1cos θ,解得W1=112.5 J,A错误;由图丙可知,3 s末物块的速度为v1=3 m/s,3 s末拉力F的功率为P1=F1v1+F1v1cos θ,解得P1=27 W,B错误;5~10 s内,物块做匀速运动,则有f=F2+F2cos θ=6 N,C正确;由图乙可得,5~10 s内拉 ... ...
