專題四能量與動(dòng)量1/42定位

五年考情分析Ⅰ卷T14(動(dòng)量守恒定律)T24(機(jī)械能、功效關(guān)系)T20(電場(chǎng)中能量轉(zhuǎn)化)T25(動(dòng)能定理、平拋運(yùn)動(dòng)、多過程中能量轉(zhuǎn)化和守恒)T35(2)(動(dòng)量定理)T17(功、動(dòng)能定理應(yīng)用)T21(機(jī)械能守恒定律條件)T35(2)(動(dòng)量守恒定律)T25(動(dòng)能定理、能量守恒在復(fù)合場(chǎng)中應(yīng)用)T35(2)(動(dòng)量守恒定律)T16(動(dòng)能定理在電場(chǎng)中應(yīng)用)T21(功率、v-t圖像)T35(2)(動(dòng)量守恒定律)2/42Ⅱ卷T15(動(dòng)量守恒定律)T17(機(jī)械能守恒定律、平拋運(yùn)動(dòng))T19(天體橢圓運(yùn)動(dòng)、機(jī)械能守恒)T25(動(dòng)能定理在電場(chǎng)中應(yīng)用)T16(動(dòng)能定理、圓周運(yùn)動(dòng))T19(功、牛頓第二定律應(yīng)用)T21(功、功率、能量轉(zhuǎn)化)T25(功效關(guān)系)T35(2)(動(dòng)量守恒和能量守恒)T17(功率恒定條件下汽車運(yùn)動(dòng))T21(桿彈力做功、系統(tǒng)機(jī)械能守恒)T24(動(dòng)能定理在電場(chǎng)中應(yīng)用)T35(2)(動(dòng)量守恒定律)T15(機(jī)械能守恒定律、平拋運(yùn)動(dòng))T16(功、動(dòng)能定理)T17(機(jī)械能守恒定律、圓周運(yùn)動(dòng))T25(電磁感應(yīng)中能量轉(zhuǎn)化和守恒)T35(2)(驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律試驗(yàn))T24(動(dòng)能定理在電場(chǎng)中應(yīng)用)T35(2)(動(dòng)量守恒定律)3/42Ⅲ卷T16(功效關(guān)系)T20(動(dòng)量、動(dòng)量定理)T20(動(dòng)能定理、圓周運(yùn)動(dòng))T24(動(dòng)能定理、能量守恒定律應(yīng)用)T35(2)(動(dòng)量守恒和能量守恒)專題定位本專題處理是機(jī)械能守恒、功效關(guān)系,動(dòng)量和動(dòng)量守恒.高考對(duì)本專題考查頻率極高,選擇題與計(jì)算題都可能出現(xiàn),難度多為中低級(jí).主要題型有:功效關(guān)系與圖像問題結(jié)合,能量守恒、牛頓運(yùn)動(dòng)定律、曲線運(yùn)動(dòng)及電磁學(xué)綜合,以碰撞為模型與彈簧結(jié)合問題等.整體法與隔離法、圖像法、轉(zhuǎn)換法、類比思想和守恒思想是用到主要思想方法.應(yīng)考提議熟練利用動(dòng)能定理處理綜合問題,注意和圖像相關(guān)題型,提升利用能量觀點(diǎn)處理電、磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)問題能力,抓住動(dòng)力學(xué)、能量和動(dòng)量三條根本.4/42第1講功效關(guān)系在力學(xué)中應(yīng)用5/42整合突破實(shí)戰(zhàn)6/42整合

網(wǎng)絡(luò)關(guān)鍵點(diǎn)重溫【網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建】7/42【關(guān)鍵點(diǎn)重溫】1.功(1)恒力做功:W=

.

(2)變力做功:①用

求解;②用F-x圖線與x軸所圍“

”求解.2.功率Flcosα動(dòng)能定理面積(2)瞬時(shí)功率:P=Fvcosα.(3)機(jī)車開啟兩類模型中關(guān)鍵方程:P=F·v,F-f=ma.8/424.系統(tǒng)機(jī)械能守恒三種表示式E1=E29/42突破熱點(diǎn)考向聚焦熱點(diǎn)考向一力學(xué)中幾個(gè)主要功效關(guān)系應(yīng)用【關(guān)鍵提煉】1.力學(xué)中幾個(gè)功效關(guān)系.(1)合外力做功與動(dòng)能關(guān)系:W合=ΔEk.(2)重力做功與重力勢(shì)能關(guān)系:WG=-ΔEp.(3)彈力做功與彈性勢(shì)能關(guān)系:W彈=-ΔEp.(4)除重力以外其它力做功與機(jī)械能關(guān)系:W其它=ΔE機(jī).(5)滑動(dòng)摩擦力做功與內(nèi)能關(guān)系:fl相對(duì)=ΔE內(nèi).2.分清是什么力做功,而且分析該力做正功還是做負(fù)功;依據(jù)功效之間對(duì)應(yīng)關(guān)系,判定能轉(zhuǎn)化形式,確定能量之間轉(zhuǎn)化情況.10/42【典例1】(·遼寧大連模擬)如圖所表示,質(zhì)量為m物體(可視為質(zhì)點(diǎn))以某一速度從A點(diǎn)沖上傾角為30°斜面,其運(yùn)動(dòng)加速度為g,此物體在斜面上上升最大高度為h,則在這個(gè)過程中物體(

)A.重力勢(shì)能增加了mghB.重力勢(shì)能增加了mghC.動(dòng)能損失了mghD.機(jī)械能損失了mghA11/42【預(yù)測(cè)練習(xí)1】(多項(xiàng)選擇)如圖所表示,質(zhì)量為m小球套在傾斜放置固定光滑桿上,一根輕質(zhì)彈簧一端懸掛于O點(diǎn),另一端與小球相連,彈簧與桿在同一豎直平面內(nèi),將小球沿桿拉到彈簧水平位置由靜止釋放,小球沿桿下滑,當(dāng)彈簧位于豎直位置時(shí),小球速度恰好為零,此時(shí)小球下降豎直高度為h,若全過程中彈簧一直處于伸長(zhǎng)狀態(tài)且處于彈性程度范圍內(nèi),以下說法正確是(

)A.彈簧與桿垂直時(shí),小球速度最大B.彈簧與桿垂直時(shí),小球動(dòng)能與重力勢(shì)能之和最大C.小球下滑至最低點(diǎn)過程中,彈簧彈性勢(shì)能增加量小于mghD.小球下滑至最低點(diǎn)過程中,彈簧彈性勢(shì)能增加量等于mghBD

12/42解析:光滑桿沒有摩擦力做功,桿彈力和運(yùn)動(dòng)方向垂直,也不做功,那么整個(gè)過程只有彈簧彈力和小球重力做功,二者組成系統(tǒng)機(jī)械能守恒,分析小球受力,在沿桿方向一個(gè)是本身重力分力,另外一個(gè)是彈力沿桿方向分力,當(dāng)彈簧與桿垂直時(shí),沿桿方向沒有彈簧分力,只有重力沿桿向下分力,說明小球在沿桿向下加速,所以速度不是最大,選項(xiàng)A錯(cuò)誤;因?yàn)槿^程彈簧一直處于伸長(zhǎng)狀態(tài),那么彈簧與桿垂直時(shí)彈簧伸長(zhǎng)量最小,彈性勢(shì)能最小,依據(jù)小球和彈簧組成系統(tǒng)機(jī)械能守恒,此時(shí)小球機(jī)械能最大,即動(dòng)能和重力勢(shì)能之和最大,選項(xiàng)B正確;從初位置到末位置,小球速度都是零,故動(dòng)能不變,重力勢(shì)能減小mgh,依據(jù)系統(tǒng)機(jī)械能守恒,彈簧彈性勢(shì)能增加mgh,選項(xiàng)D正確,C錯(cuò)誤.13/42熱點(diǎn)考向二動(dòng)力學(xué)規(guī)律和動(dòng)能定理綜合應(yīng)用【關(guān)鍵提煉】1.對(duì)單個(gè)物體動(dòng)能增量判斷宜采取動(dòng)能定理,而對(duì)物體系統(tǒng)動(dòng)能增量大小判斷則應(yīng)考慮應(yīng)用能量守恒定律.2.動(dòng)能定理表示式是一個(gè)標(biāo)量式,在某個(gè)方向上應(yīng)用動(dòng)能定理是沒有依據(jù).3.物體在某個(gè)運(yùn)動(dòng)過程中包含有幾個(gè)運(yùn)動(dòng)性質(zhì)不一樣小過程(如加速、減速過程),此時(shí)能夠分段考慮,也能夠?qū)θ^程考慮,但若能對(duì)整個(gè)過程利用動(dòng)能定理列式則可使問題簡(jiǎn)化.14/42【典例2】(·全國(guó)Ⅱ卷,24)為提升冰球運(yùn)動(dòng)員加速能力,教練員在冰面上與起跑線距離s0和s1(s1<s0)處罰別放置一個(gè)擋板和一面小旗,如圖所表示.訓(xùn)練時(shí),讓運(yùn)動(dòng)員和冰球都位于起跑線上,教練員將冰球以初速度v0擊出,使冰球在冰面上沿垂直于起跑線方向滑向擋板;冰球被擊出同時(shí),運(yùn)動(dòng)員垂直于起跑線從靜止出發(fā)滑向小旗.訓(xùn)練要求當(dāng)冰球抵達(dá)擋板時(shí),運(yùn)動(dòng)員最少抵達(dá)小旗處.假定運(yùn)動(dòng)員在滑行過程中做勻加速運(yùn)動(dòng),冰球抵達(dá)擋板時(shí)速度為v1.重力加速度大小為g.求

15/42(1)冰球與冰面之間動(dòng)摩擦因數(shù);16/42(2)滿足訓(xùn)練要求運(yùn)動(dòng)員最小加速度.17/42【預(yù)測(cè)練習(xí)2】

(·湖南株洲一模)一質(zhì)量為m鋁球用細(xì)線懸掛靜止在足夠深油槽中[圖(甲)],某時(shí)刻剪斷細(xì)線,鋁球開始在油槽中下沉,經(jīng)過傳感器得到鋁球加速度隨下沉速度改變圖像如圖(乙)所表示,已知重力加速度為g,以下說法正確是(

)A.鋁球剛開始運(yùn)動(dòng)加速度a0=gB.鋁球下沉速度將會(huì)一直增大C.鋁球下沉過程所受到油阻力f=D.鋁球下沉過程機(jī)械能降低等于克服油阻力所做功C

18/4219/42熱點(diǎn)考向三應(yīng)用動(dòng)力學(xué)觀點(diǎn)和能量觀點(diǎn)處理多過程問題【關(guān)鍵提煉】1.當(dāng)包括摩擦力做功時(shí),機(jī)械能不守恒,普通應(yīng)用能轉(zhuǎn)化和守恒定律,尤其注意摩擦產(chǎn)生內(nèi)能Q=fx相對(duì),x相對(duì)為相對(duì)滑動(dòng)兩物體間相對(duì)滑動(dòng)路徑總長(zhǎng)度.2.解題時(shí),首先確定初、末狀態(tài),然后分清有多少種形式能在轉(zhuǎn)化,再分析狀態(tài)改變過程中哪種形式能量降低,哪種形式能量增加,求出降低能量總和ΔE減和增加能量總和ΔE增,最終由ΔE減=ΔE增列式求解.

20/42【典例3】如圖所表示,傾角θ=45°粗糙平直導(dǎo)軌AB與半徑為R光滑圓環(huán)軌道相切,切點(diǎn)為B,整個(gè)軌道處于豎直平面內(nèi).一質(zhì)量為m小滑塊(能夠看做質(zhì)點(diǎn))從導(dǎo)軌上離地面高為h=3RD處無初速度下滑進(jìn)入圓環(huán)軌道.接著小滑塊從圓環(huán)最高點(diǎn)C水平飛出,恰好擊中導(dǎo)軌上與圓心O等高P點(diǎn),不計(jì)空氣阻力,已知重力加速度為g.求:(1)小滑塊運(yùn)動(dòng)到圓環(huán)最高點(diǎn)C時(shí)速度大小;(2)小滑塊運(yùn)動(dòng)到圓環(huán)最低點(diǎn)時(shí)對(duì)圓環(huán)軌道壓力大小;(3)小滑塊在斜面軌道BD間運(yùn)動(dòng)過程中克服摩擦力做功.21/42?審題突破?22/4223/4224/42【拓展延伸】在“典例3”情景中,若圓環(huán)軌道是粗糙,小滑塊從導(dǎo)軌上離地面高為h=3RA點(diǎn)水平飛出,恰好從B點(diǎn)沿切線方向進(jìn)入圓環(huán)軌道,接著恰好經(jīng)過圓環(huán)最高點(diǎn)C,如圖所表示,θ=60°,求:(1)小滑塊在A點(diǎn)時(shí)速度大小;25/42(2)小滑塊在圓環(huán)軌道上運(yùn)動(dòng)過程中克服摩擦力做功.26/42【預(yù)測(cè)練習(xí)3】

如圖所表示,在水平軌道右側(cè)固定半徑為R豎直圓形光滑軌道,水平軌道PQ段鋪設(shè)特殊材料,調(diào)整其初始長(zhǎng)度為l,水平軌道左側(cè)有一輕質(zhì)彈簧左端固定,彈簧處于自然伸長(zhǎng)狀態(tài).可視為質(zhì)點(diǎn)小物塊從軌道右側(cè)A點(diǎn)以初速度v0沖上軌道,經(jīng)過圓形軌道、水平軌道后壓縮彈簧,并被彈簧以原速率彈回.已知R=0.4m,l=2.5m,v0=6m/s,物塊質(zhì)量m=1kg,與PQ段間動(dòng)摩擦因數(shù)μ=0.4,軌道其它部分摩擦不計(jì).取g=10m/s2,求:27/42(1)物塊經(jīng)過圓形軌道最高點(diǎn)B時(shí)對(duì)軌道壓力;答案:(1)40N方向豎直向上28/42(2)物塊從Q運(yùn)動(dòng)到P時(shí)間及彈簧取得最大彈性勢(shì)能;答案:(2)0.5s

8J29/42(3)物塊仍以v0從右側(cè)沖上軌道,調(diào)整PQ段長(zhǎng)度l,當(dāng)l長(zhǎng)度是多少時(shí),物塊恰能不脫離軌道返回A點(diǎn)繼續(xù)向右運(yùn)動(dòng).答案:(3)1m30/42實(shí)戰(zhàn)高考真題演練1.[功效關(guān)系應(yīng)用](·全國(guó)Ⅲ卷,16)如圖,一質(zhì)量為m,長(zhǎng)度為l均勻柔軟細(xì)繩PQ豎直懸掛.用外力將繩下端Q遲緩地豎直向上拉起至M點(diǎn),M點(diǎn)與繩上端P相距l(xiāng).重力加速度大小為g.在此過程中,外力做功為(

)A31/4232/422.[包括彈簧功效關(guān)系綜合應(yīng)用](·全國(guó)Ⅱ卷,21)(多項(xiàng)選擇)如圖,小球套在光滑豎直桿上,輕彈簧一端固定于O點(diǎn),另一端與小球相連.現(xiàn)將小球從M點(diǎn)由靜止釋放,它在下降過程中經(jīng)過了N點(diǎn).已知在M,N兩點(diǎn)處,彈簧對(duì)小球彈力大小相等,且∠ONM<∠OMN<.在小球從M點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到N點(diǎn)過程中(

)A.彈力對(duì)小球先做正功后做負(fù)功B.有兩個(gè)時(shí)刻小球加速度等于重力加速度C.彈簧長(zhǎng)度最短時(shí),彈力對(duì)小球做功功率為零D.小球抵達(dá)N點(diǎn)時(shí)動(dòng)能等于其在M,N兩點(diǎn)重力勢(shì)能差

BCD33/42解析:因?yàn)樵贛,N兩點(diǎn)處彈簧彈力大小相等,且OM<ON,所以M處彈簧處于壓縮狀態(tài),N處彈簧處于伸長(zhǎng)狀態(tài).如圖所表示A,B兩處罰別為彈簧最短與原長(zhǎng)位置,可知小球從M運(yùn)動(dòng)到A處過程,彈力對(duì)小球做負(fù)功;小球從A運(yùn)動(dòng)到B處過程中,彈力對(duì)小球做正功,小球從B運(yùn)動(dòng)到N處過程,彈力對(duì)小球做負(fù)功.選項(xiàng)A錯(cuò)誤;小球受到豎直向下重力、水平方向桿支持力、彈簧彈力三個(gè)力作用,由牛頓第二定律知,當(dāng)彈簧對(duì)小球彈力在豎直方向分力為零時(shí),小球加速度等于重力加速度,可知小球在A,B兩處時(shí)加速度等于重力加速度,選項(xiàng)B正確;彈簧最短即小球在A處時(shí),彈力方向與小球速度方向垂直,故彈力對(duì)小球做功功率為零,選項(xiàng)C正確;在M,N兩點(diǎn)處,彈簧彈力大小相等,則彈簧形變量相等,所以彈簧彈性勢(shì)能大小相等,小球從M運(yùn)動(dòng)到N過程中,小球和彈簧組成系統(tǒng)機(jī)械能守恒,則有EpM-EpN=EkN-0,選項(xiàng)D正確.34/423.[功效關(guān)系應(yīng)用](·全國(guó)Ⅰ卷,24)一質(zhì)量為8.00×104kg太空飛船從其飛行軌道返回地面.飛船在離地面高度1.60×105m處以7.50×103m/s速度進(jìn)入大氣層,逐步減慢至速度為100m/s時(shí)下落到地面.取地面為重力勢(shì)能零點(diǎn),在飛船下落過程中,重力加速度可視為常量,大小取為9.8m/s2.(結(jié)果保留2位有效數(shù)字)(1)分別求出該飛船著地前瞬間機(jī)械能和它進(jìn)入大氣層時(shí)機(jī)械能;35/42答案:(1)4.0×108J

2.4×1012J

36/42答案:(2)9.7×108J(