功和功率、动能及动能定理
1.近几年对本部分内容的考查,在选择题部分主要考查功和功率、动能定理的理解和计算,计算题侧重于动力学、电磁学等主干知识和典型模型相结合进行综合考查,难度较大。
2.注意要点:
(1)分析机车启动问题时,抓住两个关键,一是汽车的运动状态,即根据牛顿第二定律找出牵引力与加速度的关系;二是抓住功率的定义式,即牵引力与速度的关系。
(2)利用动能定理求做功,对物体运动过程要求不严格,只要求得运动物体初末状态的速度即可。但列动能定理方程要规范,注意各功的正负号问题。
典例1.(2019?全国III卷?17)从地面竖直向上抛出一物体,物体在运动过程中除受到重力外,还受到一大小不变、方向始终与运动方向相反的外力作用。距地面高度h在3 m以内时,物体上升、下落过程中动能Ek随h的变化如图所示。重力加速度取10 m/s2。该物体的质量为( )
A.2 kg B.1.5 kg C.1 kg D.0.5 kg
典例2. (2018?全国III卷?19)地下矿井中的矿石装在矿车中,用电机通过竖井运送至地面。某竖井中矿车提升的速度大小v随时间t的变化关系如图所示,其中图线①②分别描述两次不同的提升过程,它们变速阶段加速度的大小都相同;两次提升的高度相同,提升的质量相等。不考虑摩擦阻力和空气阻力。对于第①次和第②次提升过程( )
A.矿车上升所用的时间之比为4∶5
B.电机的最大牵引力之比为2∶1
C.电机输出的最大功率之比为2∶1
D.电机所做的功之比为4∶5
1.如图所示,两个完全相同的小球分别从水平地面上A点和A点正上方的O点抛出,O点抛出小球做平抛运动,A点斜抛出的小球能达到的最高点与O点等高,且两球同时落到水平面上的B点,关于两球的运
动,下列说法正确的是( )
A.两小球应该是同时抛出
B.两小球着地速度大小相等
C.两小球着地前瞬间时刻,重力的瞬时功率相等
D.两小球做抛体运动过程重力做功相等
2.(多选)在粗糙水平面上的物体受到水平拉力的作用,在0~6 s内其速度与时间的图象和该拉力的功率与时间的图象分别如图甲、乙所示。下列说法正确的是( )
A.0~6 s内拉力做功为70 J
B.0~6 s内物体的位移大小为36 m
C.滑动摩擦力的大小 N
D.合力在0~6 s内做的功大于0~2 s内做的功
3.(多选)在倾角为θ的光滑固定斜面上有两个用轻弹簧连接的物块A和B,它们的质量分别为m和2m,弹簧的劲度系数为k,C为一固定挡板,系统处于静止状态。现用一沿斜面方向的恒力拉物块A使之沿斜面向上运动,当B刚离开C时,A的速度为v,加速度为a,且方向沿斜面向上。设弹簧始终处于弹性限度内,重力加速度为g,则( )
A.当B刚离开C时,A发生的位移大小为
B.从静止到B刚离开C的过程中,物块A克服重力做功为
C.B刚离开C时,恒力对A做功的功率为(2mgsin θ+ma)v
D.当A的速度达到最大时,B的加速度大小为a