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1、机械能单元二轮复习策略 机械能部分是力学中的重点以及难点，以二级要求为主。分析历年的高考试卷，与机械能有关的问题在试卷中会多次出现，尤其是动能定理、机械能守恒以及功能关系。这些知识点常常和电磁感应、带电粒子在复合场中的运动问题结合在一起，考查方式灵活，对学生的应用能力有较高的要求。在2009年的试卷中，第9题（多选最后一题）将运动分析与能量转换问题结合在一起；第14题回旋加速器的问题，第15题主要是电磁感应的问题，但这两题在解题过程中需要多次使用动能定理。2010年高考，第8题考查动能定理，第14题则需要使用机械能守恒和动能定理。2011年，第2题D选项涉及到用功能关系判断机械能的变换情况，第
2、4题直接考查动能定理，第15题同样需要多次使用动能定理，第14题可以用牛顿运动定理求解，但也可以使用机械能守恒定律。与2011年考试说明相比，其中功和功率的计算升为二级要求，这一点应当注意，比如汽车的启动问题中两种启动方式的理解与应用。在二轮复习中，要重视对基本概念和规律的应用，在掌握动能定理、能量守恒的基础上，加大与牛顿运动定律、带电粒子的运动、电磁感应等核心内容的综合训练，还要密切关注联系生活、生产实际、现代科技及能源环保的问题。经过一轮复习后，学生对各章节的知识点已经有了更为全面的认识，二轮复习主要是提高综合运用的能力，在复习中应该注意以下几个方面：一.抓基础：1.进一步理解机车启动的两
3、种方式，强化对动能定理、功能关系和机械能守恒定律的理解，(1) 机车以恒定功率启动过程中牵引力是变力，发动机做的功只能用WPt计算，而以恒定加速度启动时，发动机的功率在不断增大，所以发动机做的功只能用WFl计算。(2) PFv中的F仅是机动车的牵引力，而非机动车所受合力。同时还要注意匀加速过程的最大速度v1和全程的最大速度vm的区别及求解方法。2.对动能定理的理解(1)动能定理中“外力”指作用在物体上包含重力在内的所有外力。求功的代数和时要注意功的正、负。(2)不论物体做什么形式的运动，其受力如何，动能定理总是适用的。(3)动能定理表达式中的“”表示一种因果联系的数值上相等的符号，说明了功是引
4、起物体动能变化的原因。(4)动能定理以单个物体为研究对象，表达式W合Ek是个标量方程式。3.对功能关系和能量守恒定律的理解（1）常见的功能关系（2）对能量转化和守恒定律的进一步理解某种形式能量的减少，一定存在另外形式能量的增加，且减少量与增加量相等。某个物体能量的减少，一定存在别的物体能量的增加，且减少量与增加量相等。机械能守恒定律是有条件的，能量守恒定律是无条件的二探技法：1.功的计算方法恒力的功： WFlcos。变力的功：(1)变力F的功率P恒定，WPt。(2)利用动能定理及功能关系等方法间接求解，即W合Ek 或WE。(3)转换法也叫等效替代，即若某一变力做的功和某一恒力做的功相等，可以通
5、过计算该恒力做的功来求变力做的功。(4)微元法：适用于大小不变、方向总与运动方向相同或相反的变力做功(5)平均力法：如果力的方向不变，大小随位移按线性规律变化时，2.动能定理的应用策略(1)对涉及单个物体的受力、位移及过程始、末速度的问题的分析，尤其不涉及时间时，应优先考虑用动能定理求解。(2)若物体运动包含几个不同过程时，可分段运用动能定理列式，也可以全程列式(当所求解的问题不涉及中间速度时)。(3)应用动能定理解题的思路和一般步骤确定研究对象和物理过程，找出始末状态的速度情况；分析研究对象的受力情况(包括重力)，求出各力做功的代数和，注意求功时，位移必须是相对地面的；确定过程始、末状态的动
6、能，以及动能的变化量；利用动能定理列方程求解。要注意方程的左边是功，右边是动能的变化量。3.机械能守恒定律及其应用1）.应注意的问题(1)研究对象的选取。有的问题选单个物体为研究对象，机械能不守恒，但选此物体与其他几个物体组成的系统为研究对象，机械能却是守恒的(2)研究过程的选取。有些问题研究对象的运动过程分几个阶段，有的阶段机械能守恒，而有的阶段机械能不守恒，因此在应用机械能守恒定律解题时要注意过程的选取。(3)表达式的选取。机械能守恒的表达式有三种不同的形式系统初、末态总机械能相等，即E1E2。系统减少的总重力势能Ep减等于系统增加的总动能Ek增，即Ep减Ek增或Ep增Ek减。若系统只有A
7、、B两物体，则A减少的机械能EA减等于B增加的机械能EB增。第一种表达式是从“守恒”的角度反映机械能守恒，解题必须选取参考平面，而后两种表达式都是从“转化”的角度来反映机械能守恒，不必选取参考平面。2）机械能守恒的判定(1)利用机械能的定义判断，分析动能和势能的和是否变化。(2)用做功判断，若物体或系统只有重力做功(或弹簧弹力做功，或有其他力做功但其他力做功的代数和为零)，则机械能守恒。(3)根据能量转化来判断，若系统中只有动能与势能的相互转化，则系统的机械能守恒。(4)对一些绳子突然绷紧，物体间非弹性碰撞等问题机械能一般不守恒，特别说明除外。三研考向1.本单元中除了上述定理之外，还有验证机械
8、能守恒的实验，应当注意纸带的选取、数据处理和误差分析2.考试说明中功和功率的计算升至二级要求，也是需要重点注意的一个细节3.动能定理和功能关系应用范围广，因此要重点训练综合性的问题，比如与带电粒子在电场中的运动结合、电磁感应问题中安培力做功与电能的问题等四提能力对于大部分以达到B等级为目的的考生而言，重点是将基础知识落实并加以一定以中等难度为主的训练。对于需要达到A等级的考生来说，则还要在难度较大的综合问题上多花工夫，多研究历年的高考真题，熟悉高考的命题方式，能熟练运用各种解题方法（如图像法、微元法等），教师在指导学生复习时需要因人而异，既要重视基础也要培养能力。附录：2009年高考：9.如图
9、所示，两质量相等的物块A、B通过一轻质弹簧连接，B足够长、放置在水平面上，所有接触面均光滑。弹簧开始时处于原长，运动过程中始终处在弹性限度内。在物块A上施加一个水平恒力，A、B从静止开始运动到第一次速度相等的过程中，下列说法中正确的有A当A、B加速度相等时，系统的机械能最大B当A、B加速度相等时，A、B的速度差最大C当A、B的速度相等时，A的速度达到最大D当A、B的速度相等时，弹簧的弹性势能最大14.（16分）1932年，劳伦斯和利文斯设计出了回旋加速器。回旋加速器的工作原理如图所示，置于高真空中的D形金属盒半径为R，两盒间的狭缝很小，带电粒子穿过的时间可以忽略不计。磁感应强度为B的匀强磁场与
10、盒面垂直。A处粒子源产生的粒子，质量为m、电荷量为+q ，在加速器中被加速，加速电压为U。加速过程中不考虑相对论效应和重力作用。 （1） 求粒子第2次和第1次经过两D形盒间狭缝后轨道半径之比；（2） 求粒子从静止开始加速到出口处所需的时间t ；（3） 实际使用中，磁感应强度和加速电场频率都有最大值的限制。若某一加速器磁感应强度和加速电场频率的最大值分别为Bm、fm，试讨论粒子能获得的最大动能E。15.（16分）如图所示，两平行的光滑金属导轨安装在一光滑绝缘斜面上，导轨间距为l、 足够长且电阻忽略不计，导轨平面的倾角为，条形匀强磁场的宽度为d，磁感应强度大小为B、方向与导轨平面垂直。长度为2d的
11、绝缘杆将导体棒和正方形的单匝线框连接在一起组成“”型装置，总质量为m，置于导轨上。导体棒中通以大小恒为I的电流（由外接恒流源产生，图中未图出）。线框的边长为d（d l），电阻为R，下边与磁场区域上边界重合。将装置由静止释放，导体棒恰好运动到磁场区域下边界处返回，导体棒在整个运动过程中始终与导轨垂直。重力加速度为g。求：（1）装置从释放到开始返回的过程中，线框中产生的焦耳热Q； （2）线框第一次穿越磁场区域所需的时间t1 ； （3）经过足够长时间后，线框上边与磁场区域下边界的最大距离m 。2010年高考： 8.如图所示，平直木板AB倾斜放置，板上的P点距A端较近，小物块与木板间的动摩擦因数由A到
12、B逐渐减小，先让物块从A由静止开始滑到B。然后，将A着地，抬高B，使木板的倾角与前一过程相同，再让物块从B由静止开始滑到A。上述两过程相比较，下列说法中一定正确的有A 物块经过P点的动能，前一过程较小B 物块从顶端滑到P点的过程中因摩擦产生的热量，前一过程较少C物块滑到底端的速度，前一过程较大D物块从顶端滑到底端的时间，前一过程较长14. (16分)在游乐节目中，选手需要借助悬挂在高处的绳飞越到水面的浮台上，小明和小阳观看后对此进行了讨论。如图所示，他们将选手简化为质量m=60kg的指点， 选手抓住绳由静止开始摆动，此事绳与竖直方向夹角=，绳的悬挂点O距水面的高度为H=3m.不考虑空气阻力和绳
13、的质量，浮台露出水面的高度不计，水足够深。取中立加速度， ，（1） 求选手摆到最低点时对绳拉力的大小F；（2） 若绳长l=2m, 选手摆到最高点时松手落入手中。设水碓选手的平均浮力，平均阻力，求选手落入水中的深度；（3） 若选手摆到最低点时松手， 小明认为绳越长，在浮台上的落点距岸边越远；小阳认为绳越短，落点距岸边越远，请通过推算说明你的观点。2011年高考：2如图所示，固定的水平长直导线中通有电流I，矩形线框与导线在同一竖直平面内，且一边与导线平行。线框由静止释放，在下落过程中A穿过线框的磁通量保持不变B线框中感应电流方向保持不变C线框所受安掊力的全力为零D线框的机械能不断增大4如图所示，演
14、员正在进行杂技表演。由图可估算出他将一只鸡蛋抛出的过程中对鸡蛋所做的功最接近于A0.3JB3J C30JD300J14(16分)如图所示，长为L、内壁光滑的直管与水平地面成30角固定放置。将一质量为m的小球固定在管底，用一轻质光滑细线将小球与质量为M=km的小物块相连，小物块悬挂于管口。现将小球释放，一段时间后，小物块落地静止不动，小球继续向上运动，通过管口的转向装置后做平抛运动，小球在转向过程中速率不变。(重力加速度为g)(1)求小物块下落过程中的加速度大小；(2)求小球从管口抛出时的速度大小；(3)试证明小球平抛运动的水平位移总小于15(16分)某种加速器的理想模型如题15-1图所示：两块
15、相距很近的平行小极板中间各开有一小孔a、b，两极板间电压uab的变化图象如图15-2图所示，电压的最大值为U0、周期为T0，在两极板外有垂直纸面向里的匀强磁场。若将一质量为m0、电荷量为q的带正电的粒子从板内a孔处静止释放，经电场加速后进入磁场，在磁场中运动时间T0后恰能再次从a 孔进入电场加速。现该粒子的质量增加了。(粒子在两极板间的运动时间不计，两极板外无电场，不考虑粒子所受的重力)(1)若在t=0时刻将该粒子从板内a孔处静止释放，求其第二次加速后从b孔射出时的动能；(2)现在利用一根长为L的磁屏蔽管(磁屏蔽管置于磁场中时管内无磁场，忽略其对管外磁场的影响)，使题15-1图中实线轨迹(圆心为O)上运动的粒子从a孔正下方相距L处的c孔水平射出，请在答题卡图上的相应位置处画出磁屏蔽管；(3)若将电压uab的频率提高为原来的2倍，该粒子应何时由板内a孔处静止开始加速，才能经多次加速后获得最大动能？最大动能是多少？
教科版高三物理复习材料：机械能单元二轮复习策略
