高考物理二轮复习专题二能量与动量第一讲功、功率和动能定理课件

(共47张PPT)
专题二　能量与动量
第一讲　功、功率和动能定理
要点1　功和功率
1．知能网络
2．易混易错
(1)区分机车启动问题中的两个速度
(2)发生相对滑动的两物体间的一对滑动摩擦力做的总功(负功)等于转化的内能的相反数，即Q＝Fs相，s相是两物体相对滑动的路程。
(3)注意将摩擦力做的功和摩擦生热区分开，求摩擦力做的功时，位移是受力物体对地的位移，而摩擦生热计算式中s是两物体相对滑动的路程。
要点2　动能定理
1．知能网络
2．方法技巧
(1)动能定理既适用于直线运动，也适用于曲线运动，既适用于恒力做功，也适用于变力做功。
(2)应用动能定理的关键是写出各力做功的代数和，不要漏掉某个力做的功，同时要注意各力做功的正、负。
(3)动能定理表达式是一个标量式，在某个方向上应用动能定理是没有依据的。
热点题型1　功、功率的分析和计算
[例1] (2025·湖北随州测试)质量为2 kg的物体在水平面上沿直线运动，所受阻力大小恒定。经某点开始沿运动方向的水平拉力F与运动距离x的关系如图所示，0～3 m物体做匀速直线运动。下列对图示过程的说法正确的是(　　)
C
A．在x＝5 m处物体加速度的大小为3 m/s2
B．0～7 m内，阻力对物体做功为28 J
C．0～7 m内，拉力对物体做功为40 J
D．0～7 m内，合力对物体做功为68 J
解析：
变力做功的求法
[例2] (经典高考题)小明用额定功率为1 200 W、最大拉力为300 N的提升装置，把静置于地面的质量为20 kg的重物竖直提升到高为85.2 m的平台，先加速再匀速，最后做加速度大小不超过5 m/s2的匀减速运动，到达平台速度刚好为零，则提升重物的最短时间为(g取10 m/s2) (　　)
A．13.2 s B．14.2 s C．15.5 s D．17.0 s
C
解析：
解析：
机车启动的两种模型
情境 恒定功率启动 恒定加速度启动
图像
描述
特点 (1)功率：恒定
(2)速度：先变加速，最终匀速 (1)功率：先增大，后恒定
(2)速度：先匀加速，后变加速，最终匀速
练1 (2025·云南卷)如图所示，中老铁路国际旅客列车从云南某车站由静止出发，沿水平直轨道逐渐加速到144 km/h，在此过程中列车对座椅上的一高中生所做的功最接近 (　　)
A．4×105 J B．4×104 J
C．4×103 J D．4×102 J
B
解析：
练2 (2023·辽宁卷)如图(a)所示，从高处M点到地面N点有 Ⅰ 、 Ⅱ 两条光滑轨道。两个相同小物块甲、乙同时从M点由静止释放，沿不同轨道滑到N点，其速率v与时间t的关系如图(b)所示。由图可知，两物块在离开M点后、到达N点前的下滑过程中 (　　)
A．甲沿 Ⅰ 下滑且同一时刻甲的动能比乙的大
B．甲沿 Ⅱ 下滑且同一时刻甲的动能比乙的小
C．乙沿 Ⅰ 下滑且乙的重力功率一直不变
D．乙沿 Ⅱ 下滑且乙的重力功率一直增大
B
解析：
由题图(b)可知小物块甲做匀加速直线运动，小物块乙做加速度减小的加速运动，结合题图(a)可知，小物块甲沿轨道 Ⅱ 下滑，小物块乙沿轨道 Ⅰ 下滑，A错误；由题图(b)可知，两物块在离开M点后、到达N点前的下滑过程中，同一时刻物块乙的速度大于物块甲的速度，则同一时刻甲的动能比乙的小，B正确；小物块乙由静止释放的瞬间速度为零，则重力功率为0，小物块乙滑到轨道 Ⅰ 底端的瞬间，速度方向与重力方向垂直，则小物块乙的重力功率为0，但在下滑过程，小物块乙的重力做的功不为0，则小物块乙的重力的瞬时功率先增大后减小，C、D错误。
热点题型2　动能定理的综合应用
应用动能定理解题的思维流程
[例3] (求功和功率)(2025·广东卷)如图所示，用开瓶器取出紧塞在瓶口的软木塞时，先将拔塞钻旋入木塞内，随后下压把手，使齿轮绕固定支架上的转轴转动，通过齿轮啮合，带动与木塞相固定的拔塞钻向上运动。从0时刻开始，顶部与瓶口齐平的木塞从静止开始向上做匀加速直线运动，木塞所受摩擦力f随位移大小x的变化关系为f＝f0(1－)，其中f0为常量，h为圆柱形木塞的高，木塞质量为m，底面积为S，加速度为a，齿轮半径为r，重力加速度为g，瓶外气压减瓶内气压为Δp且近似不变，瓶子始终静止在桌面上。(提示：可用fx图线下的“面积”表示f所做的功)求：
(1)木塞离开瓶口的瞬间，齿轮的角速度ω；
(2)拔塞的全过程，拔塞钻对木塞做的功W；
(3)拔塞过程中，拔塞钻对木塞作用力的瞬时功率P随时间t变化的表达式。
答案：
解析：
解析：
解析：
[例4] (多过程问题)(2025·福建卷)如图甲所示，水平地面上有并排放置的A、B两个物块，两物块质量均为0.2 kg，A与地面动摩擦因数为μ＝0.25，B与地面间无摩擦，两物块在外力F的作用下向右前进，F与位移x的变化图如图乙所示，P为圆弧轨道最低点，M为圆弧轨道最高点，圆弧轨道与水平地面平滑连接，初始时水平地面长度大于4 m(g取10 m/s2)。
(1)求0～1 m内F做的功；
(2)x＝1 m时，A与B之间的弹力大小；
(3)要保证B能到达M点，圆弧半径满足的条件。
答案：(1)1.5 J　(2)0.5 N　(3)R≤0.2 m
解析：
解析：
解析：
练3 (2023·江苏卷)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
C
解析：
练4 (2025·云南卷)如图所示，质量为m的滑块(视为质点)与水平面上MN段的动摩擦因数为μ1，与其余部分的动摩擦因数为μ2，且μ1>μ2。第一次，滑块从 Ⅰ 位置以速度v0向右滑动，通过MN段后停在水平面上的某一位置，整个运动过程中，滑块的位移大小为x1，所用时间为t1；第二次，滑块从 Ⅱ 位置以相同速度v0向右滑动，通过MN段后停在水平面上的另一位置，整个运动过程中，滑块的位移大小为x2，所用时间为t2。忽略空气阻力，则 (　　)
A．t1t2
C．x1>x2 D．x1A
解析：
解析：
“函数法”解决特殊图像问题
“函数法”就是根据问题的具体情况，引入变量，用此变量及常量来表示所求目标量，进而把所求的目标量转化为该变量的函数，利用函数的有关知识来求解的方法。
[例] (多选)(2025·安徽安庆模拟)如图甲所示，倾角为30°的斜面固定在水平地面上，一个木块以一定的初速度从斜面底端开始上滑。若斜面足够长，取斜面底端为重力势能的零势能点，已知上滑过程中木块的机械能和动能随位移变化的关系图线如图乙所示，则下列说法正确的是 (　　)
BD
解析：
联系规律，挖掘信息
(1)合力的功改变动能，滑动摩擦力的功改变机械能；图乙中两个图像的斜率代表合力与滑动摩擦力。
(2)从图甲挖掘信息：木块的合力大于滑动摩擦力。
[真题提升1] (经典高考题)某滑雪赛道如图所示，滑雪运动员从静止开始沿斜面下滑，经圆弧滑道起跳。将运动员视为质点，不计摩擦力及空气阻力，此过程中，运动员的动能Ek与水平位移x的关系图像正确的是 (　　)
A
解析：
[真题提升2] (多选)(经典高考题)一个物块以初速度v0自固定斜面底端沿斜面向上运动，一段时间后回到斜面底端。该物体的动能Ek随位移x的变化关系如图所示，图中x0、Ek1、Ek2均已知。根据图中信息可以求出的物理量有 (　　)
A．重力加速度大小
B．物体所受滑动摩擦力的大小
C．斜面的倾角
D．沿斜面上滑的时间
BD
解析：
解析：