《2018年高考物理二轮复习专题整合高频突破专题二功和能动量和能量1动能定理机械能守恒定律功能关系的应用课件》由会员分享，可在线阅读，更多相关《2018年高考物理二轮复习专题整合高频突破专题二功和能动量和能量1动能定理机械能守恒定律功能关系的应用课件（56页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、第1讲 动能定理 机械能守恒定律 功能关系的应用,-2-,网络构建,要点必备,-3-,网络构建,要点必备,1.恒力做功的公式:W=Flcos 。 2.机车启动两类模型中的关键方程:P=Fv,F-Ff=ma。 3.动能定理的表达式: 4.机械能守恒定律的表达式: (1)守恒的观点:Ek1+Ep1=Ek2+Ep2。 (2)转化的观点:Ep=-Ek。 (3)转移的观点:EA增=EB减。 5.常见的力学中功能关系: (1)合外力做功与动能的关系:W合=Ek。 (2)重力做功与重力势能的关系:WG=-Ep。 (3)弹力做功与弹性势能的关系:W弹=-Ep。 (4)除重力以外其他力做功与机械能的关系:W其他
2、=E机。 (5)滑动摩擦力做功与内能的关系:Ffl相对=E内。,-4-,1,2,3,4,1.(多选)(2015全国卷)如图,滑块a、b的质量均为m,a套在固定竖直杆上,与光滑水平地面相距h,b放在地面上。a、b通过铰链用刚性轻杆连接,由静止开始运动。不计摩擦,a、b可视为质点,重力加速度大小为g。则( ) A.a落地前,轻杆对b一直做正功 B.a落地时速度大小为 C.a下落过程中,其加速度大小始终不大于g D.a落地前,当a的机械能最小时,b对地面的压力大小为mg,BD,-5-,1,2,3,4,考点定位:机械能守恒定律 运动的合成与分解 命题能力点:侧重考查理解能力+分析综合能力 解题思路与方
3、法:本题主要是理解a、b两物体沿杆的分速度相等:vacos =vbsin ;b的速度最大,此时杆对b作用力为0也是解题的关键。,-6-,1,2,3,4,2.(2015全国卷)一汽车在平直公路上行驶。从某时刻开始计时,发动机的功率P随时间t的变化如图所示。假定汽车所受阻力的大小Ff恒定不变。下列描述该汽车的速度v随时间t变化的图线中,可能正确的是( ),A,-7-,1,2,3,4,考点定位:机车问题 命题能力点:侧重考查理解能力 解题思路与方法:0t1和t1t2时间内汽车的功率保持不变,在t1时刻功率突然变大,但速度不突变。,-8-,1,2,3,4,3.(多选)(2016全国卷)如图,小球套在光
4、滑的竖直杆上,轻弹簧一端固定于O点,另一端与小球相连。现将小球从M点由静止释放,它在下降的过程中经过了N点。已知在M、N两点处,弹簧对小球的弹力大小相等,且ONMOMN 。在小球从M点运动到N点的过程中,( ) 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,BCD,-9-,1,2,3,4,解析 如图所示,小球沿杆下滑要经过弹簧处于压缩状态的M点,压缩量最大点P,原长处Q点和伸长状态N点,根据题意可知M点和N点弹簧形变量相同,从M到P,弹力方向向左上,做负功,P到Q,
5、弹力方向向左下,做正功,从Q到N,弹力方向向右上,做负功,弹力对小球应先做负功,再做正功,后做负功,A选项错误;在P点弹力方向与杆垂直,在Q点,弹力为零,这两个点加速度等于重力加速度,B选项正确;在P点弹簧长度最短,弹力方向与杆垂直,即弹力方向与小球速度方向垂直,故弹力的功率为零,C选项正确;从M点到N点,小球和弹簧组成的系统机械能守恒,M、N两点的弹性势能相等,故重力势能差等于动能的变化,即小球到达N点时的动能,D选项正确。,-10-,1,2,3,4,考点定位:牛顿第二定律 能量守恒定律 命题能力点:侧重考查理解能力+分析综合能力 解题思路与方法:解题时要认真分析物体的受力情况,尤其是弹力变
6、化情况,结合功的概念及牛顿第二定律来讨论;注意弹簧弹力相等时,无论是压缩状态还是拉伸状态,弹性势能相等。,-11-,1,2,3,4,4.(2017全国卷)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100 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
7、处的速度大小是其进入大气层时速度大小的2.0%。,答案 (1)4.0108 J 2.41012 J (2)9.7108 J,-12-,1,2,3,4,-13-,1,2,3,4,(2)飞船在高度h=600 m处的机械能为,由功能原理得 W=Eh-Ek0 式中,W是飞船从高度600 m处至着地前瞬间的过程中克服阻力所做的功。由式和题给数据得 W=9.7108 J,-14-,1,2,3,4,考点定位:机械能 功能关系 命题能力点:侧重考查理解能力+分析综合能力 解题思路与方法:地面为重力势能零点,飞船在某处的机械能是动能和重力势能的和,由功能关系可知,机械能的减少量就是克服阻力所做的功。,-15-,
8、1,2,3,4,命题规律研究及预测 分析高考试题可以看出,动能定理是高考的重点,经常与直线运动等综合起来进行考查。功能关系也是高考的重点,更是高考的热点。题型一般为选择题或计算题。 在2018年的备考过程中要重视动能定理和功能关系的复习。,-16-,考点一,考点二,考点三,功、功率、机车启动及相关图象问题的分析 题型1 功、功率及相关图象问题(H) 典题1(2017江西南昌模拟)用一根绳子竖直向上拉一个物块,物块从静止开始运动,绳子拉力的功率按如图所示规律变化,已知物块的质量为m,重力加速度为g,0t0时间内物块做匀加速直线运动,t0时刻后功率保持不变,t1时刻物块达到最大速度,则下列说法正确
9、的是( ),D,-17-,考点一,考点二,考点三,-18-,考点一,考点二,考点三,典题2(多选)一质量m=0.5 kg的滑块以某一初速度冲上倾角=37的足够长的斜面,利用传感器测出滑块冲上斜面过程中多个时刻的瞬时速度,并用计算机绘出滑块上滑过程中的v-t图象如图所示。sin 37=0.6,g取10 m/s2,最大静摩擦力等于滑动摩擦力,则( ) A.滑块与斜面间的动摩擦因数=0.5 B.滑块返回斜面底端时的速度为2 m/s C.滑块在上升过程中重力做的功为-25 J D.滑块返回斜面底端时重力的功率为,AD,-19-,考点一,考点二,考点三,-20-,考点一,考点二,考点三,规律方法计算功和
10、功率时应注意的两个问题 1.功的计算 (1)恒力做功(典题2的C选项)一般用功的公式或动能定理求解。 (2)变力做功一般用动能定理或图象法求解,用图象法求外力做功时应注意横轴和纵轴分别表示的物理意义。 2.功率的计算 (1)明确是求瞬时功率还是平均功率。 (2)P= 侧重于平均功率的计算,P=Fvcos (为F和v的夹角)侧重于瞬时功率的计算。要注意P=Fvcos 可理解成力F的瞬时功率等于该力乘以该力方向上的瞬时速度。,-21-,考点一,考点二,考点三,题型2 机车启动及相关图象问题(L) 典题3(多选)(2017湖南衡阳模拟)一辆汽车在平直的公路上运动,运动过程中先保持某一恒定加速度,后保
11、持恒定的牵引功率,其牵引力和速度的图象如图所示。若已知汽车的质量m、牵引力F1和速度v1及该车所能达到的最大速度v3,运动过程中所受阻力恒定,则根据图象所给的信息,下列说法正确的是( ),ABD,-22-,考点一,考点二,考点三,-23-,考点一,考点二,考点三,规律方法解决机车启动问题时的四点注意 (1)分清是匀加速启动还是恒定功率启动。 (2)匀加速启动过程中,机车功率是不断增大的,当功率达到额定功率时匀加速运动速度达到最大,但不是机车能达到的最大速度,但该过程中的最大功率是额定功率。 (3)以额定功率启动的过程中,牵引力是不断减小的,机车做加速度减小的加速运动,牵引力的最小值等于阻力。
12、(4)无论哪种启动方式,最后达到最大速度时,均满足P=Ffvm,P为机车的额定功率。,-24-,考点一,考点二,考点三,动能定理及机械能守恒定律的理解及应用(H) 解题策略 策略1:研究对象的选择:动能定理的研究对象是单个物体,机械能守恒定律的研究对象是一个系统。 策略2:动能定理和机械能守恒定律的研究过程可以是分过程也可以是全过程。,-25-,考点一,考点二,考点三,典题4(多选)如图所示,在倾角为30的光滑固定斜面上,放有两个质量分别为1 kg和2 kg的可视为质点的小球A和B,两球之间用一根长l=0.2 m的轻杆相连,小球B距水平面的高度h=0.1 m。斜面底端与水平面之间有一光滑短圆弧
13、相连,两球从静止开始下滑到光滑水平面上,g取10 m/s2。则下列说法中正确的是( ) A.下滑的整个过程中A球机械能守恒 B.下滑的整个过程中两球组成的系统机械能守恒 C.两球在光滑水平面上运动时的速度大小为2 m/s D.系统下滑的整个过程中B球机械能的增加量为,BD,-26-,考点一,考点二,考点三,-27-,考点一,考点二,考点三,典题5(多选)(2017湖南衡阳模拟)一质量为m的小球以初动能Ek0从地面竖直向上抛出,已知上升过程中受到阻力作用,图中两条图线分别表示小球在上升过程中动能、重力势能中的某一个与其上升高度之间的关系(以地面为零势能面,h0表示上升的最大高度,图中坐标数据中的
14、k值为常数且满足0k1),则由图可知,下面结论正确的是 ( ),CD,-28-,考点一,考点二,考点三,-29-,考点一,考点二,考点三,思维激活 1.利用动能定理写出物体的动能随高度增加的关系式。 2.用题干中的已知量表示Ek0。,-30-,考点一,考点二,考点三,典题6(2017山东威海模拟)如图,半径R=1.0 m的光滑圆弧轨道ABC与足够长的粗糙轨道CD在C处平滑连接,O为圆弧轨道ABC的圆心,B点为圆弧轨道的最低点,半径OA、OC与OB的夹角分别为53和37,将一个质量m=1.0 kg的物体(视为质点)从A点左侧高为h=0.8 m处的P点水平抛出,恰从A点沿切线方向进入圆弧轨道,已知
15、物体与轨道CD间的动摩擦因数=0.5,重力加速度g取10 m/s2,sin 37=0.6,cos 37=0.8,求:,-31-,考点一,考点二,考点三,(1)物体水平抛出时的初速度大小v0; (2)物体经过B点时受圆弧轨道支持力大小FN; (3)物体在轨道CD上向上运动的最大距离x。,答案 (1)3 m/s (2)3 N (3)1.45 m,-32-,考点一,考点二,考点三,-33-,考点一,考点二,考点三,规律方法1.应用动能定理解题应注意的3个问题 (1)动能定理往往用于单个物体的运动过程,由于不牵扯加速度及时间,比动力学研究方法要简洁。 (2)动能定理表达式是一个标量式,在某个方向上应用
16、动能定理是没有依据的。 (3)物体在某个运动过程中包含有几个运动性质不同的小过程(如加速、减速的过程),此时可以分段考虑,也可以对全过程考虑,但若能对整个过程利用动能定理列式则可使问题简化。,-34-,考点一,考点二,考点三,2.机械能守恒的三种表达形式,-35-,考点一,考点二,考点三,功能关系的理解及应用(H) 解题策略 七种常用的功能关系,-36-,考点一,考点二,考点三,A,-37-,考点一,考点二,考点三,典题8(2017辽宁本溪联考)如图所示,竖直向上的匀强电场中,绝缘轻质弹簧竖直立于水平地面上,一质量为m的带正电小球在外力F的作用下静止于图示位置,小球与弹簧不连接,弹簧处于压缩状态,现撤去F,在小球从静止开始运动到离开弹簧的过程中,重力、电场力、弹簧弹力对小球做功分别为W1、W2、W3,不计空气阻力,则上述过程中( ) A.小球重力势能的增量为W1 B.小球与弹簧组成的系统机械能守恒 C.小球的动能的增量为W1+W2 D.小球机械能的增加量为W2+W3,D,-38-,考点一,
