《高考物理二轮复习 第一部分 （专题突破+破译命题密码）专题五 功和能课件》由会员分享，可在线阅读，更多相关《高考物理二轮复习 第一部分 （专题突破+破译命题密码）专题五 功和能课件（55页珍藏版）》请在装配图网上搜索。
1、1下列关于功和机械能的说法，正确的是下列关于功和机械能的说法，正确的是()A在有阻力作用的情况下，物体重力势能的减少不等于重力在有阻力作用的情况下，物体重力势能的减少不等于重力 对物体所做的功对物体所做的功B合力对物体所做的功等于物体动能的改变量合力对物体所做的功等于物体动能的改变量C物体的重力势能是物体与地球之间的相互作用能，其大小物体的重力势能是物体与地球之间的相互作用能，其大小 与势能零点的选取有关与势能零点的选取有关D运动物体动能的减少量一定等于其重力势能的增加量运动物体动能的减少量一定等于其重力势能的增加量解析：解析：选选 重力势能的减少量恒等于重力对物体所作的重力势能的减少量恒等于
2、重力对物体所作的功，与有无阻力作用无关，功，与有无阻力作用无关，A错；由动能定理可知，合力对错；由动能定理可知，合力对物体所做的功等于物体动能的变化量，物体所做的功等于物体动能的变化量，B对；物体的重力势能对；物体的重力势能是物体与地球相互作用能，势能大小与零势能点的选取有关，是物体与地球相互作用能，势能大小与零势能点的选取有关，C对；在只有重力做功的前提下才可满足物体动能的减少量对；在只有重力做功的前提下才可满足物体动能的减少量等于物体重力势能的增加量，等于物体重力势能的增加量，D错。错。BC图图512如图如图51所示，细线的一端所示，细线的一端固定于固定于O点，另一端系一小球。在水平拉力点
3、，另一端系一小球。在水平拉力作用下，小球以恒定速率在竖直平面内由作用下，小球以恒定速率在竖直平面内由A点运动到点运动到B点。在此过程中拉力的瞬时功率点。在此过程中拉力的瞬时功率变化情况是变化情况是 ()A逐渐增大逐渐增大B逐渐减小逐渐减小C先增大，后减小先增大，后减小 D先减小，后增大先减小，后增大解析：解析：选选 小球从小球从A到到B在竖直平面内做匀速圆周运动，在竖直平面内做匀速圆周运动，动能不变，重力势能增加得越来越快，故拉力的瞬时功率动能不变，重力势能增加得越来越快，故拉力的瞬时功率逐渐增大。逐渐增大。A3如图如图52所示，可视为质点所示，可视为质点的小球的小球A、B用不可伸长的细软轻线
4、连接，跨用不可伸长的细软轻线连接，跨过固定在地面上半径为过固定在地面上半径为R的光滑圆柱，的光滑圆柱，A的质的质量为量为B的两倍。当的两倍。当B位于地面时，位于地面时，A恰与圆柱恰与圆柱轴心等高。将轴心等高。将A由静止释放，由静止释放，B上升的最大高度是上升的最大高度是 ()A2R B5R/3C4R/3 D2R/3图图52C4如图如图53所示，质量所示，质量为为m的小物块在粗糙水平桌面上做直的小物块在粗糙水平桌面上做直线运动，经距离线运动，经距离l后以速度后以速度v飞离桌面，飞离桌面，最终落在水平地面上。已知最终落在水平地面上。已知l1.4 m，v3.0 m/s，m0.10 kg，物块与桌面间
5、的动摩擦因数，物块与桌面间的动摩擦因数0.25，桌面高，桌面高h0.45 m。不计空气阻气，重力加速度。不计空气阻气，重力加速度g取取10 m/s2。求：。求：(1)小物块落地点距飞出点的水平距离小物块落地点距飞出点的水平距离s；(2)小物块落地时的动能小物块落地时的动能Ek；(3)小物块的初速度大小小物块的初速度大小v0。图图53答案：答案：(1)0.90 m(2)0.90 J(3)4.0 m/s 由以上高考试题可以看出，本专题的高频考点主要集中由以上高考试题可以看出，本专题的高频考点主要集中在功和功率的计算、动能定理、机械能守恒定律、功能关系在功和功率的计算、动能定理、机械能守恒定律、功能
6、关系的应用等几个方面，难度中等，本专题知识还常与曲线运动、的应用等几个方面，难度中等，本专题知识还常与曲线运动、电场、磁场、电磁感应相联系进行综合考查，复习时应多注电场、磁场、电磁感应相联系进行综合考查，复习时应多注意这些知识的综合训练和应用。意这些知识的综合训练和应用。1必须精通的几种方法必须精通的几种方法(1)功功(恒力功、变力功恒力功、变力功)的计算方法的计算方法(2)机车启动问题的分析方法机车启动问题的分析方法(3)机械能守恒的判断方法机械能守恒的判断方法(4)子弹打木块、传送带等，模型中内能增量的计算方法。子弹打木块、传送带等，模型中内能增量的计算方法。2必须明确的易错易混点必须明确
7、的易错易混点(1)公式公式WFlcos 中，中，l不一定是物体的位移不一定是物体的位移(2)混淆平均功率和瞬时功率；计算瞬时功率时，直接应用混淆平均功率和瞬时功率；计算瞬时功率时，直接应用公式公式WFv，漏掉了，漏掉了F与与v之间的夹角之间的夹角(3)功、动能、重力势能都是标量，但都有正负，正负号的功、动能、重力势能都是标量，但都有正负，正负号的意义不同意义不同(4)机车启动时，在匀加速阶段的最大速度并不是机车所能机车启动时，在匀加速阶段的最大速度并不是机车所能达到的最大速度达到的最大速度(5)E内内Ffl相对相对中中l相对相对为相对滑动的两物体间相对滑行路径为相对滑动的两物体间相对滑行路径的
8、总长度的总长度答案答案B (1)计算功时，要注意分析受力情况和能量转化情况，分清计算功时，要注意分析受力情况和能量转化情况，分清是恒力的功还是变力的功，选用合适的方法进行计算。是恒力的功还是变力的功，选用合适的方法进行计算。 (2)计算功率时，要明确是求瞬时功率还是平均功率，若求计算功率时，要明确是求瞬时功率还是平均功率，若求瞬时功率应明确是哪一时刻或位置，若求平均功率则应明确是瞬时功率应明确是哪一时刻或位置，若求平均功率则应明确是哪段时间内的平均功率。哪段时间内的平均功率。 (3)对于图象问题要首先看懂图象的物理意义，根据图象求对于图象问题要首先看懂图象的物理意义，根据图象求出加速度、位移并
9、明确求哪个力的功或功率，是合力的功率还出加速度、位移并明确求哪个力的功或功率，是合力的功率还是某个力的功率。是某个力的功率。1如图如图54所示，物体受到水平推力所示，物体受到水平推力F的作用的作用在粗糙水平面上做直线运动。通过力传感在粗糙水平面上做直线运动。通过力传感器和速度传感器监测到推力器和速度传感器监测到推力F、物体速度、物体速度v随时间随时间t变化的规律如图变化的规律如图55所示。取所示。取g10 m/s2。则。则()图图54图图55C 例例2如图如图56所示，用轻质细绳悬所示，用轻质细绳悬挂一质量为挂一质量为m0.5 kg的小圆球，圆球套在的小圆球，圆球套在可沿水平方向移动的框架槽内
10、，框架槽竖可沿水平方向移动的框架槽内，框架槽竖直放置在水平面上。自细绳静止在竖直位直放置在水平面上。自细绳静止在竖直位置开始，框架槽在水平力置开始，框架槽在水平力F20 N的恒力作的恒力作用下移至图中位置，此时细绳与竖直方向的夹角为用下移至图中位置，此时细绳与竖直方向的夹角为30，绳长绳长L0.2 m，不计一切摩擦，不计一切摩擦，g取取10 m/s2。图图56(1)求水平力求水平力F做的功；做的功；(2)若不计框架槽的质量，求小球在此位置的速度的大小；若不计框架槽的质量，求小球在此位置的速度的大小；(3)若框架槽的质量为若框架槽的质量为0.2 kg，求小球在此位置的速度的大小。，求小球在此位置
11、的速度的大小。答案答案(1)2 J(2)2.73 m/s(3)2.40 m/s1.应用动能定理解题的基本步骤应用动能定理解题的基本步骤2应用动能定理解题时需注意的问题应用动能定理解题时需注意的问题(1)动能定理适用于物体做直线运动，也适用于曲线运动；动能定理适用于物体做直线运动，也适用于曲线运动；适用于恒力做功，也适用于变力做功，力可以是各种性质的力，适用于恒力做功，也适用于变力做功，力可以是各种性质的力，既可以同时作用，也可以分段作用。只要求出在作用过程中各既可以同时作用，也可以分段作用。只要求出在作用过程中各力做功的多少和正负即可。这正是动能定理解题的优越性所在。力做功的多少和正负即可。这
12、正是动能定理解题的优越性所在。(2)动能定理是计算物体的位移或速率的简捷方法，当题目动能定理是计算物体的位移或速率的简捷方法，当题目中涉及到力和位移时可优先考虑动能定理。中涉及到力和位移时可优先考虑动能定理。(3)若物体运动的过程中包含几个不同过程，应用动能定理若物体运动的过程中包含几个不同过程，应用动能定理时，可以分段考虑，也可以把全过程作为一个整体来处理。时，可以分段考虑，也可以把全过程作为一个整体来处理。2质量质量m1 kg的物体，在水平拉力的物体，在水平拉力F(拉力方拉力方向与物体初速度方向相同向与物体初速度方向相同)的作用下，沿粗的作用下，沿粗糙水平面运动，经过位移糙水平面运动，经过
13、位移4 m时，拉力时，拉力F停停止作用，运动到位移是止作用，运动到位移是8 m时物体停止，运时物体停止，运动过程中动过程中Ekx的图线如图的图线如图57所示。所示。(g取取10 m/s2)求：求：(1)物体的初速度多大？物体的初速度多大？(2)物体和水平面间的动摩擦因数为多大？物体和水平面间的动摩擦因数为多大？(3)拉力拉力F的大小。的大小。图图57答案：答案：(1)2 m/s(2)0.25(3)4.5 N图图58(1)当弹簧恢复原长时，物块当弹簧恢复原长时，物块B的速度大小；的速度大小；(2)物块物块A刚离开挡板时，物块刚离开挡板时，物块B的动能。的动能。思考点拨思考点拨(1)系统机械能包括
14、弹性势能、重力势能和动能，系统机械能包括弹性势能、重力势能和动能，相互作用过程中机械能守恒；相互作用过程中机械能守恒；(2)物块物块A刚要离开挡板时弹簧对物刚要离开挡板时弹簧对物块块A的拉力等于物块的拉力等于物块A的重力沿斜面向下的分力。的重力沿斜面向下的分力。答案答案(1)2 m/s(2)3.6 J机械能守恒定律的三种表达式及用法机械能守恒定律的三种表达式及用法(1)守恒观点：守恒观点：Ek1Ep1Ek2Ep2或或E1E2，运用此法，运用此法求解只有一个物体求解只有一个物体(实际是单个物体与地球组成的系统实际是单个物体与地球组成的系统)的问题的问题较方便，注意选好参考平面；较方便，注意选好参
15、考平面；(2)转化观点：转化观点：EpEk，此法的优点是不用选取参考，此法的优点是不用选取参考平面；平面；(3)转移观点：转移观点：E增增E减减，此法适用于求解两个或两个，此法适用于求解两个或两个以上物体以上物体(实际是两个或两个以上物体与地球组成的系统实际是两个或两个以上物体与地球组成的系统)的问的问题。题。3荡秋千一直是小朋友们喜爱的运动项目，荡秋千一直是小朋友们喜爱的运动项目，秋千上端吊环之间不断磨损，承受拉力逐秋千上端吊环之间不断磨损，承受拉力逐渐减小。如图渐减小。如图59所示，一质量为所示，一质量为m的小的小朋友在吊绳长为朋友在吊绳长为l的秋千上，如果小朋友从的秋千上，如果小朋友从与
16、吊环水平位置开始下落，运动到最低点与吊环水平位置开始下落，运动到最低点时，吊绳突然断裂，小朋友最后落在地板时，吊绳突然断裂，小朋友最后落在地板上。如果吊绳的长度上。如果吊绳的长度l可以改变，则可以改变，则 ()A吊绳越长，小朋友在最低点越容易断裂吊绳越长，小朋友在最低点越容易断裂B吊绳越短，小朋友在最低点越容易断裂吊绳越短，小朋友在最低点越容易断裂C吊绳越长，小朋友落地点越远吊绳越长，小朋友落地点越远D吊绳长度是吊绳悬挂点高度的一半时，小朋友落地点最远吊绳长度是吊绳悬挂点高度的一半时，小朋友落地点最远图图59D 例例4如图如图510所示，光滑水平面所示，光滑水平面AB与竖直面内的半圆形导轨在与
17、竖直面内的半圆形导轨在B点相切，半圆点相切，半圆形导轨的半径为形导轨的半径为R。一个质量为。一个质量为m的物体将的物体将弹簧压缩至弹簧压缩至A点后由静止释放，在弹力作用点后由静止释放，在弹力作用下物体获得某一向右的速度后脱离弹簧，当它经过下物体获得某一向右的速度后脱离弹簧，当它经过B点进入导点进入导轨的瞬间对轨道的压力为其重力的轨的瞬间对轨道的压力为其重力的8倍，之后向上运动恰能到倍，之后向上运动恰能到达最高点达最高点C。(不计空气阻力不计空气阻力)试求：试求：图图510(1)物体在物体在A点时弹簧的弹性势能；点时弹簧的弹性势能；(2)物体从物体从B点运动至点运动至C点的过程中产生的内能。点的
18、过程中产生的内能。思路点拨思路点拨(1)在圆轨道的在圆轨道的B点和点和C点，物体具有向心加速点，物体具有向心加速度，由牛顿第二定律可写出动力学方程；度，由牛顿第二定律可写出动力学方程；(2)在由在由A点运动到点运动到B点点过程中弹簧弹性势能转化为物体的动能；过程中弹簧弹性势能转化为物体的动能；(3)在由在由B点运动到点运动到C点点的过程中，减小的动能转化为物体的重力势能和内能。的过程中，减小的动能转化为物体的重力势能和内能。几种常用的功能转化关系几种常用的功能转化关系4北京奥运会的闭幕式给我们留下了深刻的北京奥运会的闭幕式给我们留下了深刻的印象。在闭幕式演出中出现了一种新型弹印象。在闭幕式演出
19、中出现了一种新型弹跳鞋叫弹跳跷，主要是由后面的弹簧跳鞋叫弹跳跷，主要是由后面的弹簧(弓弓)和铝件组成，如图和铝件组成，如图511所示。绑在脚上，所示。绑在脚上，能够一步行走两到三米的距离，弹跳高度能够一步行走两到三米的距离，弹跳高度达到一至两米，是青少年中新兴的一种体育运动。一名质量为达到一至两米，是青少年中新兴的一种体育运动。一名质量为m的学生穿着这种鞋从距地面的学生穿着这种鞋从距地面H高处由静止落下，若与水平地高处由静止落下，若与水平地面撞击后反弹能上升到原高度面撞击后反弹能上升到原高度H处，忽略空气阻力和与地面撞处，忽略空气阻力和与地面撞击过程中的机械能损失，则下列说法中正确的是击过程中
20、的机械能损失，则下列说法中正确的是 ()图图511A学生的速度最大时，系统的重力势能和弹性势能的总和最小学生的速度最大时，系统的重力势能和弹性势能的总和最小B学生的速度最大时，系统的重力势能和弹性势能的总和最大学生的速度最大时，系统的重力势能和弹性势能的总和最大C学生下落到最低点时，系统的重力势能最小，弹性势能最大学生下落到最低点时，系统的重力势能最小，弹性势能最大D学生下落到最低点时，系统的重力势能最大，弹性势能最大学生下落到最低点时，系统的重力势能最大，弹性势能最大解析：解析：选选 由题设条件知，系统满足机械能守恒，故学生由题设条件知，系统满足机械能守恒，故学生的速度最大时，动能最大，故系
21、统的重力势能和弹性势能的总的速度最大时，动能最大，故系统的重力势能和弹性势能的总和最小，和最小，A正确，正确，B错误；学生下落到最低点时，动能为零，系错误；学生下落到最低点时，动能为零，系统的重力势能最小，弹性势能最大，统的重力势能最小，弹性势能最大，C正确，正确，D错误。错误。AC以能量为核心的综合应用问题以能量为核心的综合应用问题 1问题表述问题表述 以能量为核心的综合应用问题一般分四类。第一类为单体以能量为核心的综合应用问题一般分四类。第一类为单体机械能守恒问题，第二类为多体系统机械能守恒问题，第三类机械能守恒问题，第二类为多体系统机械能守恒问题，第三类为单体动能定理问题，第四类为多体系
22、统功能关系为单体动能定理问题，第四类为多体系统功能关系(能量定恒能量定恒)问题。多体系统的组成模式：两个或多个叠放在一起的物体，问题。多体系统的组成模式：两个或多个叠放在一起的物体，用细线或轻杆等相连的两个或多个物体，直接接触的两个或多用细线或轻杆等相连的两个或多个物体，直接接触的两个或多个物体。个物体。2解决方案解决方案能量问题的解题工具一般有动能定理，能量守恒定律，机能量问题的解题工具一般有动能定理，能量守恒定律，机械能守恒定律。械能守恒定律。(1)动能定理使用方法简单，只要选定物体和过程，直接列动能定理使用方法简单，只要选定物体和过程，直接列出方程即可，动能定理适用于所有过程；出方程即可
23、，动能定理适用于所有过程；(2)能量守恒定律同样适用于所有过程，分析时只要分析出能量守恒定律同样适用于所有过程，分析时只要分析出哪些能量减少，哪些能量增加，根据减少的能量等于增加的能哪些能量减少，哪些能量增加，根据减少的能量等于增加的能量列方程即可；量列方程即可；(3)机械能守恒定律只是能量守恒定律的一种特殊形式，但机械能守恒定律只是能量守恒定律的一种特殊形式，但在力学中也非常重要。很多题目都可以用两种甚至三种方法求在力学中也非常重要。很多题目都可以用两种甚至三种方法求解，可根据题目情况灵活选取。解，可根据题目情况灵活选取。图图512 物体的多过程运动，需要根据物体受力和基本运动形式，把物体的
24、多过程运动，需要根据物体受力和基本运动形式，把一个复杂的过程分解成多个小过程，即学会疱丁解牛的方法，再一个复杂的过程分解成多个小过程，即学会疱丁解牛的方法，再根据每一个过程的特点列方程联立求解，务必抓住上一个过程的根据每一个过程的特点列方程联立求解，务必抓住上一个过程的末速度为下一个过程的初速度，这是联系相邻两个过程的纽带。末速度为下一个过程的初速度，这是联系相邻两个过程的纽带。物体在每个运动过程中，如果只受重力则列出机械能守恒方程，物体在每个运动过程中，如果只受重力则列出机械能守恒方程，如果只受重力和电场力则列出机械能和电势能的守恒方程，如果如果只受重力和电场力则列出机械能和电势能的守恒方程
25、，如果还有其他力做功则列出动能定理方程，特别指出：如果物体在运还有其他力做功则列出动能定理方程，特别指出：如果物体在运动过程中受到的作用力为变力，则不能应用牛顿第二定律和运动动过程中受到的作用力为变力，则不能应用牛顿第二定律和运动学规律求解，只能应用能量观点求解。学规律求解，只能应用能量观点求解。 例例2固定在竖直平面内的半圆形轨道与固定在竖直平面内的半圆形轨道与竖直轨道平滑连接，竖直轨道的上端有一个大竖直轨道平滑连接，竖直轨道的上端有一个大小可忽略的小定滑轮，半圆形轨道的半径为小可忽略的小定滑轮，半圆形轨道的半径为R，C为轨道的最低点，竖直轨道高也为为轨道的最低点，竖直轨道高也为R，两个质，
26、两个质量分别为量分别为2m和和m的小球的小球A和和B用轻质细线连在一用轻质细线连在一起，所有接触面均光滑，如图起，所有接触面均光滑，如图513所示。开始时用手固定所示。开始时用手固定B、使使A紧靠近滑轮，突然撤去手后，紧靠近滑轮，突然撤去手后，A由静止开始下滑，求由静止开始下滑，求A经过经过C点时的速度。点时的速度。图图513 解析解析对对A、B，从，从A静止释放到运动至静止释放到运动至C点，设点，设A运动至运动至C点时点时A、B的速度分别为的速度分别为v1、v2(关系如图关系如图514所示所示)。图图514 两物体在运动过程中系统机械能守恒的根源在于线两物体在运动过程中系统机械能守恒的根源在
27、于线(杆杆)对对两物体所做的正、负功绝对值相等。抓住线两物体所做的正、负功绝对值相等。抓住线(杆杆)长度不变、通长度不变、通过作图找出线段间关系和边角关系确定物体的位移过作图找出线段间关系和边角关系确定物体的位移(上升、下上升、下降高度降高度)。如果物体速度不沿线。如果物体速度不沿线(杆杆)方向，需将物体速度沿线方向，需将物体速度沿线(杆杆)分解，根据沿线分解，根据沿线(杆杆)方向的速度相等确定两物体速度的大方向的速度相等确定两物体速度的大小关系，再应用系统机械能守恒定律问题便可迎刃而解。小关系，再应用系统机械能守恒定律问题便可迎刃而解。 例例3一轻质细绳一端系一质量一轻质细绳一端系一质量为为
28、m0.05 kg的小球的小球A，另一端挂在光，另一端挂在光滑水平轴滑水平轴O上，上，O到小球的距离为到小球的距离为L0.1 m，小球跟水平面接触，但无相互作用，在球的两侧等距离，小球跟水平面接触，但无相互作用，在球的两侧等距离处分别固定一个光滑的斜面和一个挡板，如图处分别固定一个光滑的斜面和一个挡板，如图515所示，水平所示，水平距离距离s2 m。现有一滑块。现有一滑块B，质量也为，质量也为m，从斜面上滑下，与小，从斜面上滑下，与小球发生碰撞，每次碰后，滑块与小球速度均交换，已知滑块与球发生碰撞，每次碰后，滑块与小球速度均交换，已知滑块与挡板碰撞时不损失机械能，水平面与滑块间的动摩擦因数为挡板
29、碰撞时不损失机械能，水平面与滑块间的动摩擦因数为0.25，若不计空气阻力，并将滑块和小球都视为质点，若不计空气阻力，并将滑块和小球都视为质点，g取取10 m/s2，试问：，试问：图图515 (1)若滑块若滑块B从斜面某一高度从斜面某一高度h处滑下与小球第一次碰撞后，处滑下与小球第一次碰撞后，使小球恰好在竖直平面内做圆周运动，求此高度使小球恰好在竖直平面内做圆周运动，求此高度h； (2)若滑块若滑块B从从h5 m处下滑与小球碰撞后，小球在竖直平处下滑与小球碰撞后，小球在竖直平面内做圆周运动，求小球做完整圆周运动的次数。面内做圆周运动，求小球做完整圆周运动的次数。答案答案(1)0.5 m(2)10
30、次次 滑动摩擦力做功的分析是高中阶段的一个难点，滑动摩滑动摩擦力做功的分析是高中阶段的一个难点，滑动摩擦力做功多与路程擦力做功多与路程(而不是位移而不是位移)有关。有关。(1)当物体在地面当物体在地面(或相或相对地面静止的物体对地面静止的物体)上运动时，物体受到的滑动摩擦力总与运上运动时，物体受到的滑动摩擦力总与运动方向相反，此时摩擦力做功动方向相反，此时摩擦力做功Wfs，其中，其中s为物体运动的为物体运动的路程；路程；(2)当两个物体间有相对滑动时，由于两个物体运动的当两个物体间有相对滑动时，由于两个物体运动的路程不同，因此一对滑动摩擦力做功的代数和不为零，路程不同，因此一对滑动摩擦力做功的代数和不为零，W总总fs，其中，其中s为两物体相对运动的路程。为两物体相对运动的路程。
高考物理二轮复习 第一部分 （专题突破+破译命题密码）专题五 功和能课件
