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1、专题六 能量观点解题,专题六能量观点解题,专题六 主干知识整合,动能的变化,总功,专题六 主干知识整合,4动能定理建立的是外力做的总功和物体动能变化之间的一个双向关系：既可以由总功求物体动能的变化，又可以由动能的变化求功，这是求解变力做功的一个常用途径 5动能定理通常适用于单个物体，如果涉及物体组或系统，可以先分别对系统内每一个物体应用动能定理，然后再联立求解 6如果物体在某个运动过程中包含有几个不同运动性质的运动阶段(如加速、减速阶段)，此时可以分段应用动能定理，也可以对全程应用动能定理，一般对全程列式更简单,专题六 主干知识整合,二、机械能守恒定律 在只有_(或系统内的弹力)_的情况下，_
2、(或弹性势能)和_发生相互转化，系统总的机械能保持不变 1适用条件：从做功的角度看，只有重力(或系统内的弹力)做功；从能量转化和转移的角度看，系统内只有重力势能(或弹性势能)和动能发生相互转化，且系统与外界无能量转移对“只有重力(或系统内弹力)做功”在具体问题的分析中要特别注意以下几种情况：,重力,做功,重力势能,动能,专题六 主干知识整合,可以对系统的受力进行整体分析，如果有除重力以外的其他力对系统做了功，则系统的机械能不守恒； 当系统内的物体或系统与外界发生碰撞时，如果题目没有说明“不计机械能的损失”或“碰撞属于完全弹性碰撞”，系统机械能不守恒； 如果系统内部发生“爆炸”，则系统机械能不守
3、恒； 当系统内部有细绳产生瞬间拉紧的作用时，系统机械能不守恒,专题六 主干知识整合,2三种表述： 系统初、末态机械能相等，即 _； 系统动能增量等于势能增量的负值，即 _； 系统一部分机械能的增量等于另一部分机械能增量的负值，即 _. 3由机械能守恒定律推导，我们可以得到如下结论：除重力和弹簧弹力以外的力做的功等于物体机械能的变化(功能原理)，这是分析机械能变化问题的捷径,专题六 主干知识整合,三、能量守恒定律 能量既不会消灭，也不会创生，它只会从一种_ 转化为 _，或者从一个 _转移到_，而在转化和转移的过程中，能量的总量保持不变，这就是能量守恒定律 1两种表述：系统初、末态总能量相等，即_
4、；系统中某几种能量的增加等于其他能量的减少，即_.,形式,其他形式,物体,另一个物体,专题六 主干知识整合,2能量守恒是自然界普遍存在的自然规律，而我们研究的问题往往是一个或几个研究对象(或几个物体构成的系统)，所以能量守恒定律在不同条件下有不同的表现，例如只有重力或弹簧弹力做功时就表现为机械能守恒定律 3由此拓展开来，对一个研究对象，如果只有电场力对其做功，则研究对象的动能与电势能之和保持不变，因为只有这两种能量相互转化其他情况以此类推,专题六 主干知识整合,4能量转化是与做功紧密联系在一起的，力做功的同时必然伴随着能量的转化，而且功与能量转化的量值相等这一等量关系不仅提供了一条求功的途径，
5、而且涉及功与能的其他物理量也可在这一等量关系中求出在力学问题中，经常涉及以下几种能量转化的等量关系： 合外力所做的功或外力所做功的代数和等于物体动能的变化动能定理； 除重力和弹簧弹力以外的力做的功等于物体机械能的变化功能原理； 重力或弹力对物体所做的功与重力势能或弹性势能的变化数值相等； 两物体间滑动摩擦力对物体系所做的功(即滑动摩擦力与物体间相对路程的乘积)与物体系增加的内能数值相等,专题六 要点热点探究,探究一动能定理及其应用,专题六 要点热点探究,(1)物体第一次通过C点时轨道对物体的支持力N的大小； (2)要使物体不从斜面顶端飞出，斜面的长度LAB至少要多长； (3)若斜面足够长，物体
6、 从E点开始下落，直至稳定， 在此过程中系统因摩擦所产 生的热量Q的大小,专题六 要点热点探究,【点拨】(1)本题重点考查动能定理，注意准确对所研究问题涉及的全程列式；(2)注意圆弧轨道光滑而斜面轨道粗糙，并注意与此相关的几何关系；(3)稳定状态是指的“平衡状态”吗？,专题六 要点热点探究,专题六 要点热点探究,【点评】本题中最后提到的稳定状态不是平衡状态，由于圆弧轨道光滑，所以物体最后的稳定状态一定是“以C为中心，B为一侧最高点沿圆弧轨道做往返运动”，这是第(3)问解题的关键,专题六 要点热点探究,专题六 要点热点探究,专题六 要点热点探究,【课标新题借鉴】这是一道典型的牛顿运动定律和运动学
7、结合的题目，题目不难，考核考生能否将所学过的物理知识用于解决实际的物理问题的能力冰壶被运动员抛出后在冰面上的运动可能有两种情况，一种是冰壶在没有被毛刷擦过的冰面上滑动，另一种是冰壶在被运动员用毛刷擦过的冰面上滑动，两种情况下，冰壶都是在做匀减速运动冰壶在冰面上实际的运动情况，既可以先做前一种情况的运动，再在余下的路程上做后一种情况的运动；,专题六 要点热点探究,又可以一会儿做前一种情况的运动，一会儿又做后一种情况的运动，具体做哪种运动完全由运动员根据比赛的具体情况决定考生在理解了上述情况后要建立一个求解此问题的理想模型，如果用功能关系求解，只需理解两种情况下的摩擦力不同，做出下面的假设：即冰壶
8、在未被毛刷擦过的冰面上滑行的距离为S1，所受摩擦力的大小为f1；在被毛刷擦过的冰面上滑行的距离为S2，所受摩擦力的大小为f2；冰壶的初动能全部用来克服摩擦力做功，冰壶停下来的位置应是圆心，这样摩擦力做功的总距离也就确定了，问题得以解决这样就不用去考虑冰壶在冰面上实际的运动情况了这就是解答时的想法,专题六 要点热点探究,当然本题还可以用牛顿定律与运动学的规律结合求解，这就要求考生对实际物理过程进行理想化的假设了，当然把实际的运动简化为先在没有用毛刷擦过的冰面上滑行一段后，剩余的滑行路程全部是在被运动员用毛刷擦过的冰面上完成的为最简单的模型 本题的抽样统计难度为0.438，对物理得分在25分至55
9、分段的考生有很好的区分度有40%的考生得零分，7%的考生得6分，5%的考生得10分，32%的考生得满分,专题六 要点热点探究,探究点二机械能守恒定律及其应用,机械能守恒定律适用于以下情景：不计空气阻力条件下所有的抛体运动(包括平抛、斜抛、上抛、下抛等)；光滑斜面上物体的运动；线球模型在竖直面(或光滑斜面上)的摆动(或圆周运动)；沿竖直光滑内测圆形轨道运动的物体；球杆球模型；球绳球模型；软绳、链条类问题,专题六 要点热点探究,例如图262所示，一质量不计的细线绕过无摩擦的轻质小定滑轮O与质量为5 m的砝码相连，另一端与套在一根固定的光滑的竖直杆上质量为m的圆环相连，直杆上有A、C、B三点，且C为
10、A、B的中点，AO与竖直杆的夹角53，C点与滑轮O在同一水平高度，滑轮与竖直杆相距为L，重力加速度为g，设直杆足够长，圆环和砝码运动过程中不会与其他物体相碰现将圆环由A点静 止开始释放(已知sin53 0.8，cos530.6)，试求： (1)砝码下降到最低点时， 砝码和圆环的速度大小； (2)圆环能下滑的最大距离； (3)圆环下滑到B点时的速度大小,专题六 要点热点探究,专题六 要点热点探究,专题六 要点热点探究,专题六 要点热点探究,【点评】例2属于连接体问题的机械能守恒问题在高考试题中经常出现涉及各种运动项目的能量问题，如跳高、撑杆跳高、跳远、体操、吊环、举重等运动项目的力学原理分析中都
11、需要利用能量观点，对此类问题的分析要特别注意这样几点： (1)准确选取研究对象，一般是取器械的重心或运动员的重心为研究对象，而且要特别注意该重心的起始高度，如举重问题中杠铃重心的初始高度到举重台面的距离等于杠铃半径,专题六 要点热点探究,(2)运动员在起跳过程中，地面并不对运动员做功，因为地面对运动员的作用点(离地前的脚掌)没有位移，此过程可认为运动员自己对自己的重心做功 (3)要熟悉一些常见体育运动项目的规则和动作要领，这对分析运动员在过程中的做功情况会有帮助如撑杆跳高项目中，运动员在撑杆起跳上升过程中就要通过双臂腰的努力使自己重心升的尽可能高才能取得最佳成绩,专题六 要点热点探究,探究点三
12、能量观点综合应用滑动问题,专题六 要点热点探究,专题六 要点热点探究,例3图264为某生产流水线工作原理示意图足够长的工作平台上有一小孔A，一定长度的操作板(厚度可忽略不计)静止于小孔的左侧，某时刻开始，零件(可视为质点)无初速地放在操作板的中点，同时操作板在电动机带动下向右做匀加速直线运动，直至完全运动到A孔的右侧(忽略小孔对操作板运动的影响)，最终零件运动到A孔时速度恰好为零，并由A孔下落进入下一道工序已知零件与操作板间的动摩擦因数10.05，零件与与工作台间的动摩擦因数20.025，不计操作板与工作台间的摩擦重力加速度g10 m/s2.求：,专题六 要点热点探究,(1)操作板做匀加速直线
13、运动的加速度大小； (2)若操作板长L2m，质量M3 kg，零件的质量m0.5 kg，则操作板从A孔左侧完全运动到右侧的过程中，电动机至少做多少功？,专题六 要点热点探究,【点拨】(1)零件经历几个运动过程？工作台运动情况如何？二者在运动参量上存在哪些关系？(2)此过程中能量转化关系如何？,专题六 要点热点探究,专题六 要点热点探究,专题六 要点热点探究,专题六 要点热点探究,专题六 要点热点探究,专题六 要点热点探究,专题六 要点热点探究,探究点四能量观点综合应用弹簧问题,涉及弹簧的综合问题在高考试题中也屡见不鲜，一般难度较大，甚至作为压轴题出现其特点是出题形式灵活、情景多样，需要考生在平时
14、勤于总结、提炼规律,专题六 要点热点探究,例4,专题六 要点热点探究,端的装卸工又取下m2装上m1，然后重复上述过程若M5 kg，m144 kg，(sin370.6，cos370.8，g10 m/s2)，问： (1)当载货箱和货物m1下滑至刚接触轻弹簧时的速度大小是多少？ (2)若载货箱和货物m2在弹簧的 作用下被弹回到轨道顶端时速 度恰好为零，则m2的质量为多少？,专题六 要点热点探究,【点拨】弹簧在整个过程中不消耗机械能，只作为一个能量转换工具出现注意前、后两个阶段的能量转化关系,专题六 要点热点探究,专题六 要点热点探究,【点评】涉及弹簧的能量问题是高中物理的难点，分析此类问题应注意以下
15、几点： (1)弹簧的弹性势能与弹簧规格和形变程度有关，对同一根弹簧而言，无论是处于伸长状态还是压缩状态，只要形变程度相同，则其储存的弹性势能相同； (2)对同一根弹簧而言，先后经历两次相同的形变过程，则两次过程中弹簧弹性势能的变化相同；,专题六 要点热点探究,专题六 教师备用题,专题六 教师备用题,专题六 教师备用题,专题六 教师备用题,专题六 教师备用题,专题六 教师备用题,专题六 教师备用题,3如图所示，竖直平面内的3/4圆弧形光滑轨道半径为R，A端与圆心O等高，AD为水平面，B点为光滑轨道的最高点且在O的正上方，一个小球在A点正上方由静止释放，自由下落至A点进入圆轨道并恰好能通过B点，最后落到水平面C点处求： (1)释放点距A点的竖直高度； (2)落点C到A点的水平距离,专题六 教师备用题,专题六 教师备用题,专题六 教师备用题,专题六 教师备用题,专题六 教师备用题,专题六 教师备用题,
