2025届高考物理热点题型归类专题11功和功率及动能定理的理解与应用讲义+变式演练.docx

专题11功和功率及动能定理的理解与应用

目录

TOC\o1-3\h\u题型一恒力做功的分析和计算 1

题型二变力做功的分析和计算 3

类型1微元法计算变力做功 4

类型2图像法计算变力做功 5

类型3等效转换法求变力做功 7

类型4平均力法求变力做功 8

类型5应用动能定理求变力做功 9

题型三功率的分析和计算 11

类型1功率的分析和计算 11

类型2功率和功综合问题的分析和计算 13

题型四机车启动问题 14

类型1恒定功率启动 15

类型2恒加速度启动问题 17

题型五动能定理的理解 19

题型六动能定理的基本应用 21

题型七动能定理与图像的“数形结合” 23

类型1Ek－x(W－x)图像问题 23

类型2F－x图像与动能定理的结合 24

类型3其他图像与动能定理的结合 26

题型八动能定理在多过程、往复运动问题中的应用 28

类型1运用动能定理解决多过程问题 28

类型2动能定理在往复运动问题中的应用 29

题型一恒力做功的分析和计算

【解题指导】1．判断力是否做功及做正、负功的方法

判断根据

适用情况

根据力和位移方向的夹角判断

常用于恒力做功的判断

根据力和瞬时速度方向的夹角判断

常用于质点做曲线运动

根据功能关系或能量守恒定律判断

常用于变力做功的判断

2.计算功的方法

(1)恒力做的功

直接用W＝Flcosα计算或用动能定理计算。

(2)合力做的功

方法一：先求合力F合，再用W合＝F合lcosα求功，尤其适用于已知质量m和加速度a的情况。

方法二：先求各个力做的功W1、W2、W3…，再应用W合＝W1＋W2＋W3＋…求合力做的功。

方法三：利用动能定理，合力做的功等于物体动能的变化。

【例1】质量为1kg的物块仅在水平恒力F作用下由静止沿水平方向做加速运动，已知物块从静止开始运动了距离L后的4s内前进了16m，且物块从静止开始运动了距离9L后的4s内前进了32m，则下列说法正确的是（）

A．距离L为4m

B．物块从静止开始运动距离9L时，力F对其做的功为18J

C．物块从静止开始运动距离4L时，动量大小为

D．物块从静止开始运动距离4L后的6s末的动能为60J

【变式演练1】如图所示，倾角为的斜面固定在水平桌面上，用平行斜面向上的推力将位于斜面底端的滑块推到斜面顶端，推力做的功至少为。已知物块与斜面间的动摩擦因数为，，，若用水平向左的推力将物块推到顶端，推力做的功至少为（????）

A． B． C． D．

【变式演练2】一质点在恒力F的作用下做直线运动，前一半路程从静止开始在粗糙水平面上运动，后一半路程进入光滑水平面继续运动，两阶段末速度分别为v1、v2，所用时间分别为t1、t2，恒力F的冲量分别为I1、I2，恒力F做的功分别为W1、W2，则（???）

A． B． C． D．W2=W1

【变式演练3】某人（视为质点）在空乘逃生演练时，从倾斜滑垫上端A点由静止滑下，经过转折点B后进入水平滑垫，最后停在水平滑垫上的C点，A点在水平地面上的射影为点，该过程简化示意图如图所示。已知人与倾斜滑垫和水平滑垫间的动摩擦因数均为，、B两点间的距离为，B、两点间的距离为，人的质量为，重力加速度大小为，不计人通过转折点B时的机械能损失，下列说法正确的是（）

A．人与倾斜滑垫间因摩擦产生的热量大于

B．人与倾斜滑垫间因摩擦产生的热量为

C．人从A点运动到点的过程中克服摩擦力做的功为

D．因为倾斜滑垫的倾角未知，所以不能求出人从A点运动到C点的过程中克服摩擦力做的功

题型二变力做功的分析和计算

【解题指导】求变力做功的五种方法

方法

以例说法

微元法

质量为m的木块在水平面内做圆周运动，运动一周克服摩擦力做功Wf＝Ff·Δx1＋Ff·Δx2＋Ff·Δx3＋…＝Ff(Δx1＋Δx2＋Δx3＋…)＝Ff·2πR

等效

转换法

恒力F把物块从A拉到B，绳子对物块做功W＝F·(eq\f(h,sinα)－eq\f(h,sinβ))

图像法

一水平拉力拉着一物体在水平面上运动的位移为x0，图线与横轴所围面积表示拉力所做的功，W＝eq\f(F0＋F1,2)x0

平均

值法

当力与位移为线性关系，力可用平均值eq\x\to(F)＝eq\f(F1＋F2,2)表示，代入功的公式得W＝eq\f(kΔx,2)·Δx

应用动

能定理

用力F把小球从A处缓慢拉到B处，F做功为WF，则有：WF－mgL(1－cosθ)＝0，得WF＝mgL(1－cosθ)

类型1微元法计算变力做功

【例1】水平桌面