高考物理 增分策略二 2 功和能課件.ppt

增分策略 2016年高考物理 二 功和能 2 機械能守恒定律 功能關(guān)系 1 在同一位置以相同的速率把三個小球分別沿水平 斜向上 斜向下方向拋出 不計空氣阻力 則落在同一水平地面時的速度大小 a 一樣大b 水平拋的最大c 斜向上拋的最大d 斜向下拋的最大解析 三個不同過程中 都是只有重力做功 由機械能守恒可知 三個小球落地速度大小一樣大 答案 a 1 請畫出f隨x變化的示意圖 并根據(jù)f x圖象求物塊沿x軸從o點運動到位置x的過程中彈力所做的功 2 物塊由x1向右運動到x3 然后由x3返回到x2 在這個過程中 a 求彈力所做的功 并據(jù)此求彈性勢能的變化量 b 求滑動摩擦力所做的功 并與彈力做功比較 說明為什么不存在與摩擦力對應的 摩擦力勢能 的概念 主要題型 選擇題 計算題 知識熱點 1 單獨命題 對重力勢能變化 彈性勢能變化的分析 對機械能守恒定律的理解及應用 對功能關(guān)系的理解及應用 2 交匯命題 結(jié)合機械能守恒定律和動力學方法解決多過程問題 結(jié)合能量守恒和動力學方法解決多過程問題 物理方法 守恒法 模型法 分析推理法 命題趨勢 2016年高考可能既有對本專題內(nèi)容的單獨考查 也有與曲線運動 電磁學等內(nèi)容相結(jié)合的綜合考查 對本專題單獨考查的題目多為選擇題和計算題 1 機械能守恒定律的應用 第二步 審問題 明確解題思路 1 求解v1和v2的關(guān)系 選兩個運動過程 分別由機械能守恒判斷 2 求解t1和t2的關(guān)系 由小球沿管道m(xù)pn運動到n點與沿管道m(xù)qn運動到n點的動能變化確定小球沿兩個路徑運動的平均速率關(guān)系 再由小球沿兩個運動軌跡的路程相等求解 或畫出v t圖象分析 用機械能守恒定律解題的基本思路 1 如圖甲所示 傾角為 的光滑斜面體固定在水平面上 勁度系數(shù)為k的輕彈簧 一端固定在斜面底端 另一端與質(zhì)量為m的小滑塊接觸但不拴接 現(xiàn)用沿斜面向下的力f推滑塊至離地高度h0處 彈簧與斜面平行 撤去力f 滑塊沿斜面向上運動 其動能ek和離地高度h的變化關(guān)系如圖乙所示 圖中h2對應圖線的最高點 h3到h4范圍內(nèi)圖線為直線 其余部分為曲線 重力加速度為g 則 1 求小球拋出時的速度v0的大小和到達b的速度 2 求小球經(jīng)過軌道最低點c時對軌道的壓力fc 3 小球能否到達軌道最高點d 若能到達 試求對d點的壓力fd 若不能到達 試說明理由 2 功能關(guān)系的應用 第二步 審問題 明確解題思路求用水平向右的拉力f將m拉至右端 拉力f至少做的功 選小木塊與木板組成的系統(tǒng)為研究對象 緩慢拉動時 系統(tǒng)動能不變 只增加系統(tǒng)的內(nèi)能 由功能關(guān)系求解 解析 緩慢拉動時 拉力f做功最少 根據(jù)功能關(guān)系 拉力做的功等于系統(tǒng)產(chǎn)生的內(nèi)能 所以w mgl b正確 答案 b 功能關(guān)系的應用 三注意 1 分清是什么力做功 并且分析該力做正功還是做負功 根據(jù)功能之間的對應關(guān)系 判定能的轉(zhuǎn)化形式 確定能量之間的轉(zhuǎn)化情況 2 也可以根據(jù)能量之間的轉(zhuǎn)化情況 確定是什么力做功 尤其可以方便計算變力做功的多少 3 功能關(guān)系反映了做功和能量轉(zhuǎn)化之間的對應關(guān)系 功是能量轉(zhuǎn)化的量度和原因 在不同問題中的具體表現(xiàn)不同 答案 bd 4 如圖所示 甲 乙兩傳送帶 傾斜于水平地面放置 傳送帶上表面以同樣恒定速率v向上運動 現(xiàn)將一質(zhì)量為m的小物體 視為質(zhì)點 輕輕放在a處 小物體在甲傳送帶上到達b處時恰好達到傳送帶的速率v 小物塊在乙傳送帶上到達離b豎直高度為h的c處時達到傳送帶的速率v 已知b處離a處的豎直高度皆為h 則在小物體從a到b的過程中 a 兩種傳送帶對小物體做功相等b 將小物體傳送到b處 兩種傳送帶消耗的電能相等c 兩種傳送帶與小物體之間的動摩擦因數(shù)不同d 將小物體傳送到b處 兩種系統(tǒng)產(chǎn)生的熱量相等 3 能量守恒在力學中的綜合應用 典例3 利用彈簧彈射和皮帶傳動裝置可以將工件運送至高處 如圖所示 已知傳送軌道平面與水平方向成37 角 傾角也是37 的光滑斜面軌道固定于地面且與傳送軌道良好對接 彈簧下端固定在斜面底端 工件與皮帶間的動摩擦因數(shù) 0 25 皮帶傳動裝置順時針勻速轉(zhuǎn)動的速度v 4m s 兩輪軸心相距l(xiāng) 5m b c分別是傳送帶與兩輪的切點 輪緣與傳送帶之間不打滑 現(xiàn)將質(zhì)量m 1kg的工件放在彈簧上 用力將彈簧壓縮至a點后由靜止釋放 工件離開斜面頂端滑到皮帶上的b點時速度v0 8m s ab間的距離x 1m 工件可視為質(zhì)點 g取10m s2 sin37 0 6 cos37 0 8 求 1 彈簧的最大彈性勢能 2 工件沿傳送帶上滑的時間 3 若傳送裝置順時針勻速轉(zhuǎn)動的速度v可在v 4m s的范圍內(nèi)調(diào)節(jié) 試推導工件滑動到c點時的速度vc隨速度v變化的關(guān)系式 1 解決功能關(guān)系問題應該注意的兩個方面 1 分析清楚是什么力做功 并且清楚該力做正功 還是做負功 根據(jù)功能之間的一一對應關(guān)系 判定能的轉(zhuǎn)化形式 確定能量之間轉(zhuǎn)化多少 2 也可以根據(jù)能量之間的轉(zhuǎn)化情況 確定是什么力做功 尤其可以方便計算變力做功的多少 2 利用模型思維法求解傳送帶問題傳送帶是生產(chǎn) 生活實際中應用較廣泛的一種傳動裝置 所涉及的問題能從力和能量兩個角度很好地培養(yǎng)提升學生分析綜合能力 在高考命題中曾多次出現(xiàn) 應值得關(guān)注 1 傳送帶模型的兩種類型 水平傳送帶 傾斜傳送帶 可分為向上傳送和向下傳送兩種情況 2 命題角度 動力學角度 如求物體在傳送帶上運動的時間 物體在傳送帶上能達到的速度 物體相對傳送帶滑過的位移等 能量的角度 求傳送帶對物體所做的功 物體和傳送帶由于相對滑動而產(chǎn)生的熱量 因放上物體而使電動機多消耗的電能等 3 方法總結(jié) 傳送帶模型題的分析流程 1 開始階段所受的摩擦力為多大 2 共經(jīng)歷多長時間 3 在圖乙中準確作出物塊所受摩擦力隨位移變化的函數(shù)圖像 4 摩擦力做的總功是多少 1 貨物到達圓軌道最低點b時對軌道的壓力 2 貨物沿皮帶向上滑行多遠才能相對皮帶靜止 3 皮帶將貨物由a運送到b需對貨物做多少功 系統(tǒng)機械能守恒類問題 易誤警示 應用機械能守恒定律解決問題時 經(jīng)常因為守恒的條件分析不清 或分析錯誤而導致解題出錯 比如 不能確定做功的彈力是否是系統(tǒng)內(nèi)彈力 從而造成應用錯誤 對于單個物體 不能確定除重力之外的其他力是否做功 導致應用出錯 常見誤區(qū) 防范措施 1 要熟練掌握機械能守恒的條件 尤其是系統(tǒng)機械能守恒 2 要正確區(qū)分做功的彈力是否為系統(tǒng)內(nèi)的彈力 3 要靈活應用功能關(guān)系 尤