2020高考物理二輪復(fù)習(xí) 600分沖刺 專題二 能量與動(dòng)量 第6講 功能關(guān)系和能量守恒課件

1、專題整合突破 第一部分 專題二能量與動(dòng)量 第6講功能關(guān)系和能量守恒 1體 系 認(rèn) 知 感 悟 真 題 2聚 焦 熱 點(diǎn) 備 考 通 關(guān) 3復(fù) 習(xí) 練 案 課 時(shí) 跟 蹤 體系認(rèn)知 感悟真題 1. (多選)(2019全國(guó)卷，18)從地面豎直向上拋出一物 體，其機(jī)械能E總等于動(dòng)能Ek與重力勢(shì)能Ep之和。取地面 為重力勢(shì)能零點(diǎn)，該物體的E總和Ep隨它離開(kāi)地面的高度h 的變化如圖所示。重力加速度取10 m/s2。由圖中數(shù)據(jù)可 得() A物體的質(zhì)量為2 kg Bh0時(shí)，物體的速率為20 m/s Ch2 m時(shí)，物體的動(dòng)能Ek40 J D從地面至h4 m，物體的動(dòng)能減少100 J AD 2(2019天津，3

2、)如圖所示，在水平向右的勻強(qiáng)電場(chǎng)中 ，質(zhì)量為m的帶電小球，以初速度v從M點(diǎn)豎直向上運(yùn)動(dòng)， 通過(guò)N點(diǎn)時(shí)，速度大小為2v，方向與電場(chǎng)方向相反，則小 球從M運(yùn)動(dòng)到N的過(guò)程() B BC C 聚焦熱點(diǎn) 備考通關(guān) 1用機(jī)械能守恒定律解題的基本步驟 機(jī)械能守恒的判斷及應(yīng)用機(jī)械能守恒的判斷及應(yīng)用 核核 心心 知知 識(shí)識(shí) 2機(jī)械能是否守恒的判斷方法 (1)用做功來(lái)判斷：分析物體或系統(tǒng)受力情況(包括內(nèi)力和 外力)，明確各力做功的情況，若對(duì)物體或系統(tǒng)只有重力 或彈力做功，沒(méi)有其他力做功或其他力做功的代數(shù)和為零 ，則機(jī)械能守恒。 (2)用能量轉(zhuǎn)化來(lái)判定：若物體系中只有動(dòng)能和勢(shì)能的相互 轉(zhuǎn)化而無(wú)機(jī)械能與其他形式的能的

3、轉(zhuǎn)化，則物體系機(jī)械能 守恒。 (3)對(duì)一些繩子突然繃緊的問(wèn)題，除非題目特別說(shuō)明，機(jī)械 能必定不守恒。 【典例1】(2019江西四校聯(lián)考 )如圖所示，質(zhì)量mB3.5 kg的物 體B通過(guò)一輕彈簧固連在地面上， 彈簧的勁度系數(shù)k100 N/m，一 輕繩一端與物體B連接，繞過(guò)無(wú)摩 擦的兩個(gè)輕質(zhì)小定滑輪O1、O2后 ，另一端與套在光滑直桿頂端的 、質(zhì)量mA1.6 kg的小球A連接。 已知直桿固定，桿長(zhǎng)L為0.8 m， 且與水平面的夾角37，初始 時(shí)使小球A靜止不動(dòng)，與A端相連 的繩子保持水平，此時(shí)繩子中的 張力F為45 N。已知AO10.5 m ，重力加速度g取10 m/s2， sin370.6，cos

4、370.8， 繩子不可伸長(zhǎng)?，F(xiàn)將小球A 從靜 止釋放，則： 典典 例例 探探 究究 (1)在釋放小球A之前彈簧的形變量； (2)若直線CO1與桿垂直，求物體A運(yùn)動(dòng)到C點(diǎn)的過(guò)程中繩 子拉力對(duì)物體A所做的功； (3)求小球A運(yùn)動(dòng)到底端D點(diǎn)時(shí)的速度。 應(yīng)用機(jī)械能守恒定律解題時(shí)的三點(diǎn)注意 (1)要注意研究對(duì)象的選取 研究對(duì)象的選取是解題的首要環(huán)節(jié)，有的問(wèn)題選單個(gè)物體 (實(shí)為一個(gè)物體與地球組成的系統(tǒng))為研究對(duì)象機(jī)械能不守 恒，但選此物體與其他幾個(gè)物體組成的系統(tǒng)為研究對(duì)象， 機(jī)械能卻是守恒的。如圖所示，單獨(dú)選物體A機(jī)械能減少 ，但由物體A、B二者組成的系統(tǒng)機(jī)械能守恒。 (2)要注意研究過(guò)程的選取 有些問(wèn)題

5、研究對(duì)象的運(yùn)動(dòng)過(guò)程分幾個(gè)階段，有的階段機(jī)械 能守恒，而有的階段機(jī)械能不守恒。因此，在應(yīng)用機(jī)械能 守恒定律解題時(shí)要注意過(guò)程的選取。 (3)要注意機(jī)械能守恒表達(dá)式的選取 1(多選)(2019遼寧省鞍山市模擬)如圖所示，固定的光 滑豎直桿上套一個(gè)滑塊A，與滑塊A連接的細(xì)線繞過(guò)光滑 的輕質(zhì)定滑輪連接滑塊B，細(xì)線不可伸長(zhǎng)，滑塊B放在粗 糙的固定斜面上，連接滑塊B的細(xì)線和斜面平行，滑塊A 從細(xì)線水平位置由靜止釋放(不計(jì)輪軸處的摩擦)，到滑塊 A下降到速度最大(A未落地，B未上升至滑輪處)的過(guò)程中( ) A滑塊A和滑塊B的加速度大小一直相等 B滑塊A減小的機(jī)械能等于滑塊B增加的機(jī)械能 C滑塊A的速度最大時(shí)，

6、滑塊A的速度大于B的速度 D細(xì)線上張力對(duì)滑塊A做的功等于滑塊A機(jī)械能的變化量 類類 題題 演演 練練 CD 解析兩滑塊與繩構(gòu)成繩連接體，沿繩 方向的加速度相等，則A的分加速度等于 B的加速度；故A錯(cuò)誤；繩連接體上的一 對(duì)拉力做功不損失機(jī)械能，但B受到的斜 面摩擦力對(duì)B做負(fù)功，由能量守恒可知滑 塊A減小的機(jī)械能等于滑塊B增加的機(jī)械 能和摩擦生熱之和；B錯(cuò)誤；繩連接體沿 繩的速度相等，則A沿繩的分速度等于B 的運(yùn)動(dòng)速度，如圖所示，即滑塊A的速度 大于B的速度；故C正確；對(duì)A受力分析可 知，除重力外，只有細(xì)線的張長(zhǎng)對(duì)滑塊做 功，由功能原理可知，細(xì)線上張力對(duì)滑塊 A做的功等于滑塊A機(jī)械能的變化量，故D

7、 正確。 功是能量轉(zhuǎn)化的量度，是能量轉(zhuǎn)化的標(biāo)志 幾個(gè)重要功能關(guān)系的應(yīng)用幾個(gè)重要功能關(guān)系的應(yīng)用 核核 心心 知知 識(shí)識(shí) 功功能量轉(zhuǎn)化能量轉(zhuǎn)化 重力做功重力做功重力所做的功等于物體重力勢(shì)能的變化量重力所做的功等于物體重力勢(shì)能的變化量 彈力做功彈力做功彈力所做的功等于物體彈性勢(shì)能的變化量彈力所做的功等于物體彈性勢(shì)能的變化量 電場(chǎng)力做功電場(chǎng)力做功電場(chǎng)力所做的功等于物體電勢(shì)能的變化量電場(chǎng)力所做的功等于物體電勢(shì)能的變化量 合外力做功合外力做功合外力的功等于物體動(dòng)能的變化量合外力的功等于物體動(dòng)能的變化量(動(dòng)能定理動(dòng)能定理) 【典例2】(多選)(2019河北省衡水市模擬)如圖所示， 質(zhì)量為2 kg的物體沿傾角

8、為30的固定斜面減速上滑，減 速的加速度大小為7 m/s2，重力加速度g取10 m/s2，上滑 2 m時(shí)速度仍沿斜面向上，在此過(guò)程中() A物體的重力勢(shì)能增加40 J B物體的機(jī)械能減少20 J C物體的動(dòng)能減少28 J D系統(tǒng)的內(nèi)能增加8 J CD 典典 例例 探探 究究 解析上滑2 m過(guò)程中物體克服重力做功W mgLsin3020 J，A錯(cuò)誤；根據(jù)牛頓二定律： mgsin30fma，f4 N，在此過(guò)程中WffL8 J，故系統(tǒng)的機(jī)械能減少8 J，內(nèi)能增加8 J，B錯(cuò)誤、D正 確；合外力為Fma14 N，合外力做功表征動(dòng)能的變化 ，合外力做功為FL28 J，故動(dòng)能減少28 J，C正確 。 2(

9、2019河南省許昌市模擬)空間有一勻強(qiáng)電場(chǎng)，一質(zhì)量 為m的帶電微粒由靜止釋放后，其運(yùn)動(dòng)方向與豎直向下的 方向間的夾角為60，加速度大小等于重力加速度g，不 計(jì)空氣阻力。以下說(shuō)法中正確的是() A 微粒所受電場(chǎng)力大小有可能等于1.5mg B 運(yùn)動(dòng)過(guò)程中微粒的機(jī)械能增大 C 運(yùn)動(dòng)過(guò)程中微粒的機(jī)械能守恒 D 運(yùn)動(dòng)過(guò)程中微粒的電勢(shì)能不變 類類 題題 演演 練練 B 解析以帶電微粒為研究的對(duì)象， 由題意知，其受力如圖： 由于運(yùn)動(dòng)方向與豎直向下的方向間 的夾角為60，加速度大小等于重 力加速度g，則平行四邊形OACB是 兩個(gè)等邊三角形組成，所以F電mg ，A錯(cuò)誤；由圖可知，運(yùn)動(dòng)的方向與 電場(chǎng)力之間的夾角也

10、是60，所以 運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中電場(chǎng)力做正功，帶電 微粒的電勢(shì)能減小，機(jī)械能增大，B 正確C、D錯(cuò)誤。 1應(yīng)用能量轉(zhuǎn)化與守恒定律解題的步驟 (1)明確研究對(duì)象和研究過(guò)程，了解對(duì)應(yīng)的受力情況和運(yùn)動(dòng) 情況。 (2)分析有哪些力做功，相應(yīng)的有多少形式的能參與了轉(zhuǎn)化 ，如動(dòng)能、勢(shì)能(包括重力勢(shì)能、彈性勢(shì)能、電勢(shì)能)、內(nèi) 能等。 (3)明確哪種形式的能量增加，哪種形式的能量減小，并且 列出減小的能量E減和增加的能量E增的表達(dá)式。 (4)列出能量轉(zhuǎn)化守恒關(guān)系式E減E增，求解未知量，并 對(duì)結(jié)果進(jìn)行討論。 能量守恒定律的綜合應(yīng)用能量守恒定律的綜合應(yīng)用 核核 心心 知知 識(shí)識(shí) 2當(dāng)涉及摩擦力做功時(shí)，機(jī)械能不守恒，一般

11、應(yīng)用能量 的轉(zhuǎn)化和守恒定律，特別注意摩擦產(chǎn)生的內(nèi)能QFfx相對(duì) ，x相對(duì)為相對(duì)滑動(dòng)的兩物體間相對(duì)滑動(dòng)路徑的總長(zhǎng)度 【典例3】(2019安徽省模擬)如圖所示，水平面右端放 一質(zhì)量m0.1 kg小物塊，給小物塊一v04 m/s的初速度 使其向左運(yùn)動(dòng)，運(yùn)動(dòng)d1 m后將彈簧壓至最緊，反彈回到 出發(fā)點(diǎn)時(shí)物塊速度大小v12 m/s。若水平面與一長(zhǎng)L3 m的水平傳送帶平滑連接，傳送帶以v210 m/s的速度順 時(shí)針勻速轉(zhuǎn)動(dòng)。傳送帶右端又與一豎直平面內(nèi)的光滑圓軌 道的底端平滑連接，圓軌道半徑R0.8 m。當(dāng)小物塊進(jìn)入 圓軌道時(shí)會(huì)觸發(fā)閉合裝置將圓軌道封閉。(g10 m/s2， sin530.8，cos530.6)求： 典典 例例 探探 究究 (1)小物塊與水平面間的動(dòng)摩擦因數(shù)1； (2)彈簧具有的最大彈性勢(shì)能Ep； (3)要使小物塊進(jìn)入豎直圓軌道后不脫離軌道，傳送帶與物 塊間的動(dòng)摩擦因數(shù)2應(yīng)滿足的條件。 能量守恒定律的應(yīng)用技巧 (1)若過(guò)程只有動(dòng)能和勢(shì)能的相互轉(zhuǎn)化，應(yīng)首先考慮應(yīng)用機(jī) 械能守恒定律。 (2)若過(guò)程涉及摩擦力做功，一般應(yīng)考慮應(yīng)用動(dòng)能定理或能 量守恒定律。 (3)若過(guò)程涉及電勢(shì)能和機(jī)械能之間的轉(zhuǎn)化，應(yīng)考慮應(yīng)用能 量守恒定律。 (4)無(wú)論運(yùn)用哪種形式的功能關(guān)系，都應(yīng)遵照下列步驟： 確定始末狀態(tài)； 分析哪種形式的能量增加，哪種形式的能量減少，是什 么力做功所致； 列出能量的增加量和