《2019总复习高中物理课件：第六章 碰撞与动量守恒第五章 能力课-pptx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《2019总复习高中物理课件：第六章 碰撞与动量守恒第五章 能力课-pptx（39页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、能力课功能关系能量守恒定律,热考点功能关系的理解和应用,1.力学中常见的功能关系,2.应用功能关系解决具体问题应注意以下三点 (1)若只涉及动能的变化用动能定理。 (2)只涉及重力势能的变化，用重力做功与重力势能变化的关系分析。 (3)只涉及机械能变化，用除重力和弹簧的弹力之外的力做功与机械能变化的关系分析。,A.弹力对小球先做正功后做负功 B.有两个时刻小球的加速度等于重力加速度 C.弹簧长度最短时，弹力对小球做功的功率为零 D.小球到达N点时的动能等于其在M、N两点的重力势能差,图1,答案BCD,【变式训练1】(2017江苏泰州模拟)一个系统的机械能增大，究其原因，下列推测正确的是() A
2、.可能是重力对系统做了功 B.一定是合外力对系统做了功 C.一定是系统克服合外力做了功 D.可能是摩擦力对系统做了功 解析只有重力做功，系统的机械能守恒，选项A错误；除重力、弹力之外的力做正功时，系统机械能增加，做负功时则减少，故选项B、C错误；如果摩擦力对系统做正功，则系统机械能增加，故选项D正确。 答案D,【变式训练2】(多选)如图2所示，质量相同的两物体a、b，用不可伸长的轻绳跨接在同一光滑的轻质定滑轮两侧，a在水平桌面的上方，b在水平粗糙桌面上。初始时用力压住b使a、b静止，撤去此压力后，a开始运动，在a下降的过程中，b始终未离开桌面。在此过程中(),A.a的动能小于b的动能 B.两物
3、体机械能的变化量相等 C.a的重力势能的减小量等于两物体总动能的增加量 D.绳的拉力对a所做的功与对b所做的功的代数和为零,图2,解析轻绳两端沿绳方向的速度分量大小相等，故可知a的速度等于b的速度沿绳方向的分量，a的动能比b的动能小，选项A正确；因为b与地面有摩擦力，运动时有热量产生，所以该系统机械能减少，故选项B、C错误；轻绳不可伸长，两端分别对a、b做功大小相等，符号相反，选项D正确。 答案AD,【变式训练3】(2017全国卷，24)一质量为8.00104 kg的太空飞船从其飞行轨道返回地面。飞船在离地面高度1.60105 m 处以7.5103 m/s的速度进入大气层，逐渐减慢至速度为10
4、0 m/s时下落到地面。取地面为重力势能零点，在飞船下落过程中，重力加速度可视为常量，大小取为9.8 m/s2(结果保留2位有效数字)。 (1)分别求出该飞船着地前瞬间的机械能和它进入大气层时的机械能； (2)求飞船从离地面高度600 m处至着地前瞬间的过程中克服阻力所做的功，已知飞船在该处的速度大小是其进入大气层时速度大小的2.0%。,式中，m和v0分别是飞船的质量和着地前瞬间的速率。 由式和题给数据得Ek04.0108 J 设地面附近的重力加速度大小为g，飞船进入大气层时的机械能为,式中，vh是飞船在高度1.6105 m处的速度大小。由式和题给数据得 Eh2.41012 J,由功能关系得
5、WEhEk0 式中，W是飞船从高度600 m处至着地瞬间的过程中克服阻力所做的功。 由式和题给数据得W9.7108 J 答案(1)4.0108 J2.41012 J(2)9.7108 J,常考点能量守恒定律的应用,1.对能量守恒定律的理解 (1)转化：某种形式的能量减少，一定存在其他形式的能量增加，且减少量和增加量一定相等。 (2)转移：某个物体的能量减少，一定存在其他物体的能量增加，且减少量和增加量相等。,2.涉及弹簧的能量问题应注意 两个或两个以上的物体与弹簧组成的系统相互作用的过程，具有以下特点： (1)能量变化上，如果只有重力和系统内弹簧弹力做功，系统机械能守恒。 (2)如果系统每个物
6、体除弹簧弹力外所受合外力为零，则当弹簧伸长或压缩到最大程度时两物体速度相同。,(1)物体A向下运动刚到达C点时的速度大小； (2)弹簧的最大压缩量； (3)弹簧中的最大弹性势能。,图3,解析(1)物体A向下运动刚到C点的过程中，对A、B组成的系统应用能量守恒定律可得,可解得v2 m/s。 (2)以A、B组成的系统，在物体A将弹簧压缩到最大压缩量，又返回到C点的过程中，系统动能的减少量等于因摩擦产生的热量，即,其中x为弹簧的最大压缩量解得x0.4 m。,(3)设弹簧的最大弹性势能为Epm 由能量守恒定律可得,解得Epm6 J。 答案(1)2 m/s(2)0.4 m(3)6 J,1.运用能量守恒定
7、律解题的基本思路,2.多过程问题的解题技巧 (1)“合”初步了解全过程，构建大致的运动图景。 (2)“分”将全过程进行分解，分析每个过程的规律。 (3)“合”找到子过程的联系，寻找解题方法。,【变式训练4】(2017浙江杭州模拟)在学校组织的趣味运动会上，某科技小组为大家提供了一个游戏。如图4所示，将一质量为0.1 kg 的钢球放在O点，用弹射装置将其弹出，使其沿着光滑的半环形轨道OA和AB运动。BC段为一段长为L2.0 m的粗糙平面，DEFG为接球槽。圆弧OA和AB的半径分别为r0.2 m、R0.4 m,小球与BC段的动摩擦因数为0.7，C点离接球槽的高度为h1.25 m，水平距离为x0.5
8、 m，接球槽足够大，g取10 m/s2。求：,图4,(1)要使钢球恰好不脱离半环形轨道，钢球在A点的速度大小； (2)钢球恰好不脱离轨道时，在B位置对半环形轨道的压力大小； (3)要使钢球最终能落入槽中，弹射速度v0至少多大？,(2)钢球从A到B的过程由动能定理得,解得FN6 N， 根据牛顿第三定律，钢球在B位置对半环形轨道的压力为6 N。,(3)从C到D钢球做平抛运动，要使钢球恰好能落入槽中，,假设钢球在A点的速度恰为vA2 m/s时，钢球可运动到C点，且速度为vC，从A到C有,故当钢球在A点的速度恰为vA2 m/s时，钢球不可能到达C点，更不可能入槽，要使钢球最终能落入槽中，需要更大的弹射
9、速度，才能使钢球既不脱离轨道，又能落入槽中。当钢球到达C点速度为vC时，v0有最小值，从O到C有,1.两个模型 (1)滑块木板模型。 (2)传送带模型。,常考点与摩擦生热相关的两个物理模型,2.两种摩擦力的做功情况比较,图5,(1)滑块到达B端时，轨道对它支持力的大小； (2)车被锁定时，车右端距轨道B端的距离； (3)从车开始运动到被锁定的过程中，滑块与车上表面间由于摩擦而产生的热量大小。,解析(1)由机械能守恒定律和牛顿第二定律得,则FNB30 N,(2)设m滑上小车后经过时间t1与小车同速，共同速度大小为v， 设滑块的加速度大小为a1，小车的加速度大小为a2 对滑块有：mgma1，vvB
10、a1t1 对于小车：mgMa2，va2t1 解得v1 m/s，t11 s， 因t1t0，故滑块与小车同速后，小车继续向左匀速行驶了0.5 s，则小车右端距B端的距离为,答案(1)30 N(2)1 m(3)6 J,【变式训练5】(多选)如图6所示，水平传送带由电动机带动，并始终保持以速度v匀速运动，现将质量为m的物块由静止释放在传送带上的左端，过一会儿物块能保持与传送带相对静止，设物块与传送带间的动摩擦因数为，对于这一过程，下列说法正确的是(),A.摩擦力对物块做的功为0.5mv2 B.物块对传送带做功为0.5mv2 C.系统摩擦生热为0.5mv2 D.电动机多做的功为mv2,图6,解析对物块运
11、用动能定理，摩擦力做的功等于物块动能的增加，即0.5mv2，故选项A正确；传送带的位移是物块位移的两倍，所以物块对传送带做功的绝对值是摩擦力对物块做功的两倍，即为mv2，故选项B错误；电动机多做的功就是传送带克服摩擦力做的功，也为mv2，故选项D正确；系统摩擦生热等于摩擦力与相对位移的乘积，故选项C正确。 答案ACD,动力学观点和能量观点的综合应用,题源：人教版必修2P80T2 游乐场的过山车可以底朝上在圆轨道上运行，游客却不会掉下来(图7.94)。我们把这种情形抽象为图7.95的模型：弧形轨道的下端与竖直圆轨道相接，使小球从弧形轨道上端滚下，小球进入圆轨道下端后沿圆轨道运动。实验发现，只要h
12、大于一定值，小球就可以顺利通过圆轨道的最高点。如果已知圆轨道的半径为R，h至少要等于多大？不考虑摩擦等阻力。,拓展1如图7所示，一固定在竖直平面内的光滑的半圆形轨道ABC，其半径r0.40 m，轨道在C处与动摩擦因数0.20的水平地面相切。在水平地面的D点放一静止的质量m1.0 kg的小物块，现给它施加一水平向右的恒力F，当它运动到C点时，撤去恒力F，结果小物块恰好通过A点。已知CD间的距离x1.0 m，取重力加速度g10 m/s2。求：,(1)小物块通过A点时的速度大小； (2)恒力F的大小。,图7,(2)物体从D向A运动过程中，由动能定理得,又FfFNmg 联立解得F12 N 答案(1)2
13、 m/s(2)12 N,拓展2(2017全国卷，17)如图8所示，半圆形光滑轨道固定在水平地面上，半圆的直径与地面垂直。一小物块以速度v从轨道下端滑入轨道，并从轨道上端水平飞出，小物块落地点到轨道下端的距离与轨道半径有关，此距离最大时，对应的轨道半径为(重力加速度大小为g)(),图8,答案B,拓展3(2016全国卷，25)轻质弹簧原长为2l，将弹簧竖直放置在地面上，在其顶端将一质量为5m的物体由静止释放，当弹簧被压缩到最短时，弹簧长度为l。现将该弹簧水平放置，一端固定在A点，另一端与物块P接触但不连接。AB是长度为5l的水平轨道，B端与半径为l的光滑半圆轨道BCD相切，半圆的直径BD竖直，如图
14、9所示。物块P与AB间的动摩擦因数0.5。用外力推动物块P，将弹簧压缩至长度l，然后放开P开始沿轨道运动，重力加速度大小为g。,(1)若P的质量为m，求P到达B点时速度的大小，以及它离开圆轨道后落回到AB上的位置与B点之间的距离； (2)若P能滑上圆轨道，且仍能沿圆轨道滑下，求P的质量的取值范围。,图9,解析(1)依题意，当弹簧竖直放置，长度被压缩至l时，质量为5m的物体的动能为零，其重力势能转化为弹簧的弹性势能。由机械能守恒定律知，弹簧长度为l时的弹性势能为,设P到达B点时的速度大小为vB，由能量守恒定律得,若P能沿圆轨道运动到D点，其到达D点时的向心力不能小于重力，即P此时的速度大小v应满足,设P滑到D点时的速度为vD，由机械能守恒定律得,vD满足式要求，故P能运动到D点，并从D点以速度vD水平射出。设P落回到轨道AB所需的时间为t，由运动学公式得,P落回到AB上的位置与B点之间的距离为svDt,(2)设P的质量为M，为使P能滑上圆轨道，它到达B点时的速度不能小于零。,要使P仍能沿圆轨道滑回，P在圆轨道的上升高度不能超过半圆轨道的中点C。由机械能守恒定律有,
