2013物理动能定理高考题.doc

第一讲 功__功率__动能定理 [以选择题的形式考查，常涉及功的正负判断、功的计算、平均功率与瞬时功率的分析与计算等] [典例]　[多选](2013·聊城模拟)一滑块在水平地面上沿直线滑行，t＝0时速率为1 m/s。从此刻开始在与速度平行的方向上施加一水平作用力F，力F和滑块的速度v随时间的变化规律分别如图2－1－1甲和乙所示，两图中F、v取同一正方向。则(　　) 图2－1－1 A．滑块的加速度为1 m/s2 B．滑块与水平地面间的滑动摩擦力为2 N C．第1 s内摩擦力对滑块做功为－0.5 J D．第2 s内力F的平均功率为3 W [思路点拨]　 (1)滑块在第1 s内和第2 s内所受摩擦力方向不同。 (2)滑块的加速度可由v -t图像求得。 (3)第2 s内F的平均功率可由P＝F求解。 [解析]　由v -t图像可求得滑块的加速度a＝1 m/s2，A正确；设滑块所受的摩擦力大小为Ff，由牛顿第二定律得：1＋Ff＝ma,3－Ff＝ma，可得：Ff＝1 N，B错误；由W＝Fl可得第1 s内摩擦力对滑块做的功W＝－1× J＝－0.5 J，C正确；由＝F可求得第2 s内力F的平均功率为＝3× W＝1.5 W，D错误。 [答案]　AC 一、基础知识要记牢 1．恒力做功的公式：W＝Flcos α 2．功率 (1)平均功率：P＝＝F cos α (2)瞬时功率：P＝Fvcos α 二、方法技巧要用好 利用等效思维法“化变为恒”求变力做功 (1)若力的大小改变，方向不变，且力的大小与物体的位移大小成线性关系，则可用W＝l求此变力的功，其中＝。 (2)若力的方向时刻变化，但力的方向始终与运动方向相同或相反，则可用W＝Fl求此变力的功，其中l为物体运动的路程。 三、易错易混要明了 1．求变力做功问题时，不要轻易使用功的公式进行计算。 2．注意区别平均功率和瞬时功率的计算方法。 3．求力做功的瞬时功率时要注意力和速度的夹角。 1.(2012·江苏高考)如图2－1－2所示，细线的一端固定于O点，另一端系一小球。在水平拉力作用下，小球以恒定速率在竖直平面内由A点运动到B点。在此过程中拉力的瞬时功率变化情况是(　　) A．逐渐增大　　　　　　 　B．逐渐减小 C．先增大，后减小 D．先减小，后增大图2－1－2 解析：选A　小球从A到B在竖直平面内做匀速圆周运动，动能不变，重力势能增加得越来越快，故拉力的瞬时功率逐渐增大。 2．质量分别为2m和m的A、B两物体分别在水平恒力F1和F2的作用下沿水平面运动，撤去F1、F2后受摩擦力的作用减速到停止，其v-t图像如图2－1－3所示，则下列说法正确的是(　　) 图2－1－3 A．F1、F2大小相等 B．F1、F2对A、B做功之比为21 C．A、B受到的摩擦力大小相等 D．全过程中摩擦力对A、B做功之比为12 解析：选C　设A加速时加速度大小为a，则减速时加速度大小为0.5a，B加速时加速度大小为0.5a，减速时加速度大小为a。根据牛顿第二定律，对A：F1－Ff1＝2ma，Ff1＝2m×0.5a。对B：F2－Ff2＝0.5ma，Ff2＝ma。解得F1＝3ma，F2＝1.5ma，Ff2＝Ff1，A错误，C正确。外力F1、F2做功分别为：W1＝F1x1，W2＝F2x2，由图线围成的面积可知x1＝0.5x2，故W1W2＝11，B错误。两物体运动位移相同，故摩擦力做功之比为Ff1xFf2x＝11，D错误。 [常以选择题或计算题的形式考查，一般涉及机车的两种启动方式、牛顿第二定律、动能定理的应用等知识] [典例]　在检测某款汽车性能的实验中，质量为3×103 kg的汽车由静止开始沿平直公路行驶达到的最大速度为40 m/s，利用传感器测得此过程中不同时刻该汽车的牵引力F与对应速度v，并描绘出F-图像(图线ABC为汽车由静止到最大速度的全过程，AB、BO均为直线)。假设该汽车行驶中所受的阻力恒定，根据图线ABC，求： 图2－1－4 (1)该汽车的额定功率； (2)该汽车由静止开始运动，经过35 s达到最大速度40 m/s，求其在BC段的位移。 [破题关键点]　 (1)AB段牵引力恒定不变，汽车做什么规律的运动？此过程中汽车的功率如何变化？ (2)BC段为一条过原点的直线，汽车做什么规律的运动？汽车的功率如何变化？ (3)图中的C点对应汽车的速度达40 m/s，之后汽车做什么规律的运动？能由F-图线得出汽车所受的阻力吗？ [解析]　(1)由图可知： 当最大速度vmax＝vC＝40 m/s时， 牵引力为Fmin＝2 000 N 由平衡条件Ff＝Fmin可得Ff＝2 000 N 由公式P＝Fminvmax得额定功率 P＝8×104 W。 (2)汽车在AB段做匀加速运动，匀加速运动的末速度 vB＝，F＝8 000 N， 得vB＝1