2021年高考物理動(dòng)能定理和能量守恒專題之令狐文艷創(chuàng)作

1、令狐文艷創(chuàng)作弄死我咯,搞了一個(gè)多鐘令狐文艷專題四 動(dòng)能定理與能量守恒（注意大點(diǎn)的字）一、大綱解讀內(nèi)容要求功、功率II動(dòng)能，做功與動(dòng)能改變的關(guān)系II重力勢(shì)能做功與重力勢(shì)能改變的關(guān)系II彈性勢(shì)能I機(jī)械能守恒定律II能量守恒左律II本專題涉及的考點(diǎn)有：功和功率、動(dòng)能和動(dòng)能定理、重力 做功和重力勢(shì)能、彈性勢(shì)能、機(jī)械能守恒定律，都是歷年高考 的必考內(nèi)容，考查的知識(shí)點(diǎn)覆蓋面全，頻率高，題型全。動(dòng)能 定理、機(jī)械能守恒定律是力學(xué)中的重點(diǎn)和難點(diǎn)，用能量觀點(diǎn)解 題是解決動(dòng)力學(xué)問題的三大途徑之一。大綱對(duì)本部分考點(diǎn) 要求為II類有五個(gè)，功能關(guān)系一直都是高考的“重中之重”， 是高考的熱點(diǎn)和難點(diǎn)，涉及這部分內(nèi)容的考題不但

2、題型全、分 值重，而且還常有高考?jí)狠S題。考題的內(nèi)容經(jīng)常與牛頓運(yùn)動(dòng)定 律、曲線運(yùn)動(dòng)、動(dòng)量守恒定律、電磁學(xué)等方面知識(shí)綜合，物理 過程復(fù)雜，綜合分析的能力要求較高，這部分知識(shí)能密切聯(lián)系 生活實(shí)際、聯(lián)系現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)，因此，每年高考的壓軸題，高 難度的綜合題經(jīng)常涉及本專題知識(shí)。它的特點(diǎn)：一般過程復(fù) 雜、難度大、能力要求高。還?？疾榭忌鷮⑽锢韱栴}經(jīng)過分 析、推理轉(zhuǎn)化為數(shù)學(xué)問題，然后運(yùn)用數(shù)學(xué)知識(shí)解決物理問題的令狐文艷創(chuàng)作能力。所以復(fù)習(xí)時(shí)要重視對(duì)基本概念、規(guī)律的理解掌握，加強(qiáng) 建立物理模型、運(yùn)用數(shù)學(xué)知識(shí)解決物理問題的能力。在09年 的高考中要考查學(xué)生對(duì)于生活、生產(chǎn)中的實(shí)際問題要建立相關(guān) 物理模型，靈活運(yùn)用牛頓

3、定律、動(dòng)能定理、動(dòng)量定理及能量轉(zhuǎn) 化的方法提高解決實(shí)際問題的能力。二、重點(diǎn)剖析1、理解功的六個(gè)基本問題（1）做功與否的判斷問題：關(guān)鍵看功的兩個(gè)必要因素，第 一是力；第二是力的方向上的位移。而所謂的“力的方向上的 位移”可作如下理解：當(dāng)位移平行于力，則位移就是力的方向 上的位的位移；當(dāng)位移垂直于力，則位移垂直于力，則位移就 不是力的方向上的位移；當(dāng)位移與力既不垂直又不平行于力， 則可對(duì)位移進(jìn)行正交分解，其平行于力的方向上的分位移仍被 稱為力的方向上的位移。（2）關(guān)于功的計(jì)算問題：W二FS cos a這種方法只適用于恒 力做功。用動(dòng)能定理W二AEk或功能關(guān)系求功。當(dāng)尸為變力 時(shí)，高屮階段往往考慮用

4、這種方法求功。這種方法的依據(jù) 是：做功的過程就是能量轉(zhuǎn)化的過程，功是能的轉(zhuǎn)化的量度。 如果知道某一過程屮能量轉(zhuǎn)化的數(shù)值，那么也就知道了該過程 中對(duì)應(yīng)的功的數(shù)值。（3）關(guān)于求功率問題：= y所求出的功率是時(shí)間才內(nèi)的 平均功率。功率的計(jì)算式：P = FvcqsG ,其中。是力與速度 間的夾角。一般用于求某一時(shí)刻的瞬時(shí)功率。令狐文艷創(chuàng)作令狐文艷創(chuàng)作（4）一對(duì)作用力和反作用力做功的關(guān)系問題：一對(duì)作用 力和反作用力在同一段時(shí)間內(nèi)做的總功可能為正、可能為負(fù)、 也可能為零；一對(duì)互為作用反作用的摩擦力做的總功可能為 零（靜摩擦力）、可能為負(fù)（滑動(dòng)摩擦力），但不可能為正。（5）了解常見力做功的特點(diǎn)：重力做功和路

5、徑無關(guān)，只與 物體始末位置的高度差h有關(guān)衛(wèi)h,當(dāng)末位置低于初位置 時(shí)，W>0,即重力做正功；反之重力做負(fù)功?；瑒?dòng)摩擦力做 功與路徑有關(guān)。當(dāng)某物體在一固定平面上運(yùn)動(dòng)時(shí)，滑動(dòng)摩擦力 做功的絕對(duì)值等于摩擦力與路程的乘積。在兩個(gè)接觸面上因相 對(duì)滑動(dòng)而產(chǎn)生的熱量Q = S,其屮島為滑動(dòng)摩擦力，$相對(duì)為 接觸的兩個(gè)物體的相對(duì)路程。（6）做功意義的理解問題：做功意味著能量的轉(zhuǎn)移與轉(zhuǎn) 化，做多少功，相應(yīng)就有多少能量發(fā)生轉(zhuǎn)移或轉(zhuǎn)化。2. 理解動(dòng)能和動(dòng)能定理（1）動(dòng)能Ek =-mV2是物體運(yùn)動(dòng)的狀態(tài)量，而動(dòng)能的變化2 Ek是與物理過程有關(guān)的過程量。（2）動(dòng)能定理的表述：合外力做的功等于物體動(dòng)能的變 化。（這

6、里的合外力指物體受到的所有外力的合力，包括重 力）。農(nóng)達(dá)式為【倫=* wv22 - + 卩2 = Ek動(dòng)能定理也可以表述為：外力對(duì)物體做的總功等于物體動(dòng) 能的變化。實(shí)際應(yīng)用時(shí)，后一種表述比較好操作。不必求合 力，特別是在全過程的各個(gè)階段受力有變化的情況下，只要把 各個(gè)力在各個(gè)階段所做的功都按照代數(shù)和加起來，就可以得到令狐文艷創(chuàng)作令狐文艷創(chuàng)作總功。 不管是否恒力做功，也不管是否做直線運(yùn)動(dòng)，該定理都成 立； 對(duì)變力做功，應(yīng)用動(dòng)能定理要更方便、更迅捷。 動(dòng)能為標(biāo)量，但£ 斗陽(yáng)-卜肝仍有正負(fù)，分別表動(dòng)能的 增減。3. 理解勢(shì)能和機(jī)械能守恒定律（1）機(jī)械能守恒定律的兩種表述 在只有重力做功的情

7、形下，物體的動(dòng)能和重力勢(shì)能發(fā)生相 互轉(zhuǎn)化，但機(jī)械能的總量保持不變。 如果沒有摩擦和介質(zhì)阻力，物體只發(fā)生動(dòng)能和重力勢(shì)能的 相互轉(zhuǎn)化時(shí)，機(jī)械能的總量保持不變。（2）對(duì)機(jī)械能守恒定律的理解 機(jī)械能守恒定律的研究對(duì)象一定是系統(tǒng)，至少包括地球在 內(nèi)。通常我們說“小球的機(jī)械能守恒”其實(shí)一定也就包括地球 在內(nèi)，因?yàn)橹亓?shì)能就是小球和地球所共有的。另外小球的動(dòng) 能中所用的u,也是相對(duì)于地面的速度。 當(dāng)研究對(duì)象（除地球以外）只有一個(gè)物體時(shí)，往往根據(jù)是否 “只有重力做功”來判定機(jī)械能是否守恒；當(dāng)研究對(duì)象（除地球以外）由多個(gè)物體組成時(shí)，往往根據(jù)是否“沒有摩擦和介質(zhì) 阻力”來判定機(jī)械能是否守恒。 “只有重力做功”不等

8、于“只受重力作用” o在該過程中，令狐文艷創(chuàng)作物體可以受其它力的作用，只要這些力不做功。（3）系統(tǒng)機(jī)械能守恒的表達(dá)式有以下三種：系統(tǒng)初態(tài)的機(jī)械能等于系統(tǒng)末態(tài)的機(jī)械能即:E切=E木或 mgh + -mv2 = mgh' + -mv,2 或 Ep + Ek = E； + E；2 2 系統(tǒng)重力勢(shì)能的減少量等于系統(tǒng)動(dòng)能的增加量，即：-AEP = AEk 或£/> + 生=° 若系統(tǒng)內(nèi)只有A、B兩物體，則A物體減少的機(jī)械能等于B 物體增加的機(jī)械能，即：-或廠04. 理解功能關(guān)系和能量守恒定律（1）做功的過程是能量轉(zhuǎn)化的過程，功是能的轉(zhuǎn)化的量 度。功是一個(gè)過程量，它和一段

9、位移（一段時(shí)間）相對(duì)應(yīng)；而 能是一個(gè)狀態(tài)量，它與一個(gè)時(shí)刻相對(duì)應(yīng)。兩者的單位是相同的（J）,但不能說功就是能，也不能說“功變成了能”。（2）要研究功和能的關(guān)系，突出“功是能量轉(zhuǎn)化的量度”這一基本概念。物體動(dòng)能的增量由外力做的總功來量度，即：h=AEK; 物體重力勢(shì)能的增量由重力做的功來量度，即：=-；物體機(jī)械能的增量由重力以外的其他力做的功來量度，即：當(dāng)時(shí)，說明只有重力做功，所以系統(tǒng)的機(jī)械能守恒；一對(duì)互為作用力反作用力的摩擦力做的總功，用來量度該過程系統(tǒng)由于摩擦而減小的機(jī)械能，也就是系統(tǒng)增加的內(nèi)能。0 = 相對(duì)，其屮忌為滑動(dòng)摩擦令狐文艷創(chuàng)作令狐文艷創(chuàng)作力，S相對(duì)為接觸物的相對(duì)路程。三、考點(diǎn)透視考

10、點(diǎn)1:平均功率和瞬時(shí)功率例1、物體m從傾角為a的固定的光滑斜面由靜止開始下滑，斜面高為h,當(dāng)物體滑至斜面底端時(shí)，重力做功的功率為A.B.丄mg sin a 麗2C 7gj2gsina D mgy/2ghsina令狐文艷創(chuàng)作解析：由于光滑斜面，物體m下滑過程屮機(jī)械能守恒，滑至底端是的瞬時(shí)速度u =2gh ,根據(jù)瞬時(shí)功率P = FvcosO o由圖1可知，F(xiàn)*的夾角& = 90。-“則滑到底端時(shí)重力的功率是P = mgsina 麗,故C選項(xiàng)正確。答案：C點(diǎn)撥：計(jì)算功率時(shí)，必須弄清是平均功率還是瞬時(shí)功率， 若是瞬時(shí)功率一定要注意力和速度Z間的夾角。瞬時(shí)功率 P = FvcosO（ 8為F ,

11、 v的夾角）F ,卩有夾角時(shí)，應(yīng)注意從圖 中標(biāo)明，防止錯(cuò)誤?？键c(diǎn)2：機(jī)車起動(dòng)的問例2質(zhì)量匸4.0x10嘆g的汽車，發(fā)動(dòng)機(jī)的額定功率為 p = 40AW,汽車從靜止以a=Q.5m/s2的加速度行駛,所受阻力 巧=2.0x10吶，則汽車勻加速行駛的最長(zhǎng)時(shí)間為多少？汽車可 能達(dá)到的最大速度為多少？解析：汽車從靜止開始，以恒定加速度白做勻加速直線運(yùn)動(dòng).令狐文艷創(chuàng)作汽車勻加速行駛時(shí)，設(shè)汽車發(fā)動(dòng)的牽引力為F,汽車勻加 速運(yùn)動(dòng)過程的末速度為卩，汽車勻加速運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為f根據(jù)牛頓 第二定律：F-Ff =ma由于發(fā)動(dòng)機(jī)的功率：p = Fv根據(jù)運(yùn)動(dòng)學(xué)公式:v = 由式得：2 = 205a(Ff + ma)當(dāng)汽車加速

12、度為零時(shí)，汽車有最大速度 ,貝心 %=#=20皿點(diǎn)撥：汽車的速度達(dá)到最大時(shí)，一定是機(jī)車的加速度為 零，弄清了這一點(diǎn)，利用平衡條件就很容易求出機(jī)車的最大速 度。汽車勻加速度運(yùn)動(dòng)能維持多長(zhǎng)時(shí)間，一定是機(jī)車功率達(dá)到 額定功率的時(shí)間，弄清了這一點(diǎn)，利用牛頓第二定律和運(yùn)動(dòng)學(xué) 公式就很容易求出機(jī)車勻加速度運(yùn)動(dòng)能維持的時(shí)間?？键c(diǎn)3：動(dòng)能定理的應(yīng)用例3如圖2所示，斜面足夠長(zhǎng)，其傾角為a ,質(zhì)量為m的滑 塊，距擋板P為幾，以初速度沿斜面上滑，滑塊與斜面間的 動(dòng)摩擦因數(shù)為U ,滑塊所受摩擦力小于滑塊沿斜面方向的重力 分力，若滑塊每次與擋板相碰均無機(jī)械能損失，求滑塊在斜面 上經(jīng)過的總路程為多少？解析：滑塊在滑動(dòng)過程

13、中，要克服摩擦力做功，其機(jī)械能不斷減少；又因?yàn)榛瑝K所受摩擦力小于滑塊沿斜面方向的重力分令狐文艷創(chuàng)作力，所以最終會(huì)停在斜面底端。在整個(gè)過程中，受重力、摩擦力和斜面支持力作用，其中支持 力不做功。設(shè)其經(jīng)過和總路程為L(zhǎng),對(duì)全過程，由動(dòng)能怎理得:mgS。sin“"gcosaL = 0-m2sin a + mv得：L= 匚“WgCOSG點(diǎn)撥：物體在某個(gè)運(yùn)動(dòng)過程屮包含有幾個(gè)運(yùn)動(dòng)性質(zhì)不同的 小過程(如加速、減速的過程)，此時(shí)可以分段考慮，也可以 對(duì)全過程考慮，但如能對(duì)整個(gè)過程利用動(dòng)能定理列式則使問題簡(jiǎn)化?？键c(diǎn)4:會(huì)用0 =qs相対解物理問令狐文艷創(chuàng)作例4如圖4-2所示，小車的質(zhì)量為M ,后端放一質(zhì)

14、量為加的鐵塊，鐵塊與小車之間的動(dòng)摩擦系數(shù)為，它們一起以速度卩沿 光滑地面向右運(yùn)動(dòng)，小車與右側(cè)的墻壁發(fā)生碰撞且無能量損失，設(shè)小車足夠長(zhǎng)，則小車被彈回向左運(yùn)動(dòng)多遠(yuǎn)與鐵塊停止相 對(duì)滑動(dòng)？鐵塊在小車上相對(duì)于小車滑動(dòng)多遠(yuǎn)的距離？解析：小車反彈后與物體組成一個(gè)系統(tǒng)滿足動(dòng)量守恒，規(guī) 定小車反彈后的方向作向左為正方向，設(shè)共同速度為人，貝歸Mv 一 niv = (M + m)vx解得鈴二hM +2以車為對(duì)彖，摩擦力始終做負(fù)功，設(shè)小車對(duì)地的位移為令狐文艷創(chuàng)作令狐文艷創(chuàng)作則:系統(tǒng)損耗機(jī)械能為：HE = Q = JS卅2枷$“(M +m)g點(diǎn)撥：兩個(gè)物體相互摩擦而產(chǎn)生的熱量Q （或說系統(tǒng)內(nèi)能 的增加量）等于物體Z間滑

15、動(dòng)摩擦力f與這兩個(gè)物體間相對(duì)滑 動(dòng)的路程的乘積，即Q = FfiiS.利用這結(jié)論可以簡(jiǎn)便地解答高 考試題屮的“摩擦生熱”問題。四、熱點(diǎn)分析熱點(diǎn)1：動(dòng)能定理例1、半徑R = 20w的豎直放置的圓軌道與水平直軌道相連接。 如圖6所示。質(zhì)量為亠50g的小球A以一定的初速度由直軌道 向左運(yùn)動(dòng)，并沿圓軌道的內(nèi)壁沖上去，如果A經(jīng)過N點(diǎn)時(shí)的速 度V, =4m/sA經(jīng)過軌道最高點(diǎn)M時(shí)對(duì)軌道的壓力為0.5N,取g = 10/n/52 求：小球A從N到M這一段過程中克服阻力做的功W.解析：解析：小球運(yùn)動(dòng)到M點(diǎn)時(shí)，速度為，軌道對(duì)球的作用令狐文艷創(chuàng)作力為N, 由向心力公式可得:N + mg=m器即： = 2m/ s從

16、N到M點(diǎn)由動(dòng)能定理:-mg - 27? - Wf = -mv -2 2即： Wt = /nvy 一 inv -mg x2R = 0.1 J2 2答案：wf =0.1 J反思：應(yīng)用動(dòng)能定理解題時(shí)，要選取一個(gè)過程，確定兩個(gè) 狀態(tài)，即初狀態(tài)和末狀態(tài)，以及與過程對(duì)應(yīng)的所有外力做功的 代數(shù)和.由于動(dòng)能定理中所涉及的功和動(dòng)能是標(biāo)量，無需考慮 方向.因此，無論物體是沿直線還是曲線運(yùn)動(dòng)，無論是單一運(yùn) 動(dòng)過程還是復(fù)雜的運(yùn)動(dòng)過程，都可以求解.熱點(diǎn)2：機(jī)械能守恒定律例2、如圖7所示，在長(zhǎng)為L(zhǎng)的輕桿中點(diǎn)A和端點(diǎn)B各固 定一質(zhì)量均為m的小球，桿可繞無摩擦的軸0轉(zhuǎn)動(dòng)，使桿從水 平位置無初速釋放擺下。求當(dāng)桿轉(zhuǎn)到豎直位置時(shí)，

17、輕桿對(duì)A、B兩球分別做了多少功？?¥=-_OO:AB芒6圖7 本題簡(jiǎn)介：本題考查學(xué)生對(duì)機(jī)械能守恒的條件的理解，并且機(jī) 械能守恒是針對(duì)A、水兩球組成的系統(tǒng)，單獨(dú)對(duì)/I或$球來說 機(jī)械能不守恒.單獨(dú)對(duì)A或E球只能運(yùn)用動(dòng)能定理解決。令狐文艷創(chuàng)作令狐文艷創(chuàng)作解析：設(shè)當(dāng)桿轉(zhuǎn)到豎直位置時(shí)，A球和B球的速度分別為5和 v.o如果把輕桿、地球、兩個(gè)小球構(gòu)成的系統(tǒng)作為研究對(duì)象， 那么由于桿和小球的相互作用力做功總和等于零，故系統(tǒng)機(jī)械 能守恒。若取B的最低點(diǎn)為零重力勢(shì)能參考平面，可得： 2mgL =+ mv； + 如gL 乙乙乙又因A球?qū)球在各個(gè)時(shí)刻對(duì)應(yīng)的角速度相同，故V, = 2v, 由式得=袴片=

18、怦.根據(jù)動(dòng)能定理，可解出桿對(duì)A、B做的功。對(duì)于 A 有:WA + mgL = mv 一 0 , 即：= -0.2mgL2 2對(duì)于 B 有：WR + mgL = inv -0 ,艮卩： = 0.2mgL.2答案:= -0.2mgL、 I匕=0.2mgL反思：繩的彈力是一定沿繩的方向的，而桿的彈力不一定 沿桿的方向。所以當(dāng)物體的速度與桿垂直時(shí)，桿的彈力可以對(duì) 物體做功。機(jī)械能守恒是針對(duì)A. B兩球組成的系統(tǒng)，單獨(dú)對(duì) 系統(tǒng)屮單個(gè)物體來說機(jī)械能不守恒.單獨(dú)對(duì)單個(gè)物體研究只能 運(yùn)用動(dòng)能定理解決。學(xué)生要能靈活運(yùn)用機(jī)械能守恒定律和動(dòng)能 定理解決問題。.熱點(diǎn)3：能量守恒定律例3、如圖4-4所示，質(zhì)量為M,長(zhǎng)為

19、L的木板（端點(diǎn)為A. B,中點(diǎn)為0）在光滑水平面上以仏的水平速度向右運(yùn)動(dòng)， 把質(zhì)量為加、長(zhǎng)度可忽略的小木塊置于端（對(duì)地初速度為“(M + tn)gL答案:“(M + m)gL 冬 (2“(M +m)gL令狐文艷創(chuàng)作0）,它與木板間的動(dòng)摩擦因數(shù)為"，問卩。在什么范圍內(nèi)才能使小木塊停在次/之間？圖44本題簡(jiǎn)介：本題是考查運(yùn)用能量守恒定律解決問題，因?yàn)?有滑動(dòng)摩擦力做功就有一部分機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能。在兩個(gè)接觸 面上因相對(duì)滑動(dòng)而產(chǎn)生的熱量0 =斥活相對(duì)，其中爲(wèi)為滑動(dòng)摩擦 力，s相對(duì)為接觸物的相對(duì)路程。解析：木塊與木板相互作用過程中合外力為零，動(dòng)量守恒. 設(shè)木塊、木板相對(duì)靜止時(shí)速度為V,則（+的

20、卩二燃 能量守恒定律得：護(hù)怎詁M/+如臚+0厶厶乙滑動(dòng)摩擦力做功轉(zhuǎn)化為內(nèi)能：Q = I叫s-<s<L®2由式得：Vb的范圍應(yīng)是：2(M + m)gL反思：只要有滑動(dòng)摩擦力做功就有一部分機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi) 能，轉(zhuǎn)化的內(nèi)能：Q =>其屮F滑為滑動(dòng)摩擦力，S相對(duì)為接觸物的相對(duì)路程。五、能力突破1. 作用力做功與反作用力做功例1下列是一些說法中，正確的是（）A. 一質(zhì)點(diǎn)受兩個(gè)力作用且處于平衡狀態(tài)（靜止或勻令狐文艷創(chuàng)作令狐文艷創(chuàng)作速），這兩個(gè)力在同一段時(shí)間內(nèi)的沖量一定相同；B. 一質(zhì)點(diǎn)受兩個(gè)力作用且處于平衡狀態(tài)（靜止或勻 速），這兩個(gè)力在同一段時(shí)間內(nèi)做的功或者都為零，或者大小 相

21、等符號(hào)相反；C. 在同樣的時(shí)間內(nèi)，作用力和反作用力的功大小不一 定相等，但正負(fù)號(hào)一定相反；D. 在同樣的時(shí)間內(nèi)，作用力和反作用力的功大小不一 定相等，但正負(fù)號(hào)也不一定相反；解析：說法A不正確，因?yàn)樘幱谄胶鉅顟B(tài)時(shí)，兩個(gè)力大 小相等方向相反，在同一段時(shí)間內(nèi)沖量大小相等，但方向相 反。由恒力做功的知識(shí)可知，說法B正確。關(guān)于作用力和反作 用力的功要認(rèn)識(shí)到它們是作用在兩個(gè)物體上，兩個(gè)物體的位移 可能不同，所以功可能不同，說法C不正確，說法D正確。正 確選項(xiàng)是BDo反思：作用力和反作用是兩個(gè)分別作用在不同物體上的 力，因此作用力的功和反作用力的功沒有直接關(guān)系。作用力可 以對(duì)物體做正功、負(fù)功或不做功，反作用

22、力也同樣可以對(duì)物體 做正功、負(fù)功或不做功。2. 機(jī)車的啟動(dòng)問題例2汽車發(fā)動(dòng)機(jī)的功率為60KW,若其總質(zhì)量為5t,在水 平路面上行駛時(shí)，所受的阻力恒為5.0X103N，試求：（1）汽車所能達(dá)到的最大速度。（2）若汽車以0.5m/s2的加速度由靜止開始勻加速運(yùn)動(dòng)，求令狐文艷創(chuàng)作這一過程能維持多長(zhǎng)時(shí)間？解析：（1）汽車在水平路面上行駛，當(dāng)牽引力等于阻力時(shí), 汽車的速度最大，最大速度為務(wù)導(dǎo)鼎42必卜 f 5.0x10*（2）當(dāng)汽車勻加速起動(dòng)時(shí)，由牛頓第二定律知：F-f = ma 而所以汽車做勻加速運(yùn)動(dòng)所能達(dá)到的最大速度為：所以能維持勻加速運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為反思：機(jī)車的兩種起動(dòng)方式要分清楚,但不論哪一種方式起

23、 動(dòng)，汽車所能達(dá)到的最大速度都是汽車沿運(yùn)動(dòng)方向合外力為零 時(shí)的速度,此題中當(dāng)牽引力等于阻力時(shí)，汽車的速度達(dá)到最大； 而當(dāng)汽車以一定的加速度起動(dòng)時(shí)，牽引力大于阻力，隨著速度 的增大，汽車的實(shí)際功率也增大，當(dāng)功率增大到等于額定功率 時(shí)，汽車做勻加速運(yùn)動(dòng)的速度已經(jīng)達(dá)到最大，但這一速度比汽 車可能達(dá)到的最大速度要小。3. 動(dòng)能定理與其他知識(shí)的綜合例3：靜置在光滑水平面上坐標(biāo)原點(diǎn)處的小物塊，在水平 拉力尸作用下，沿x軸方向運(yùn)動(dòng)，拉力尸隨物塊所在位置坐標(biāo) /的變化關(guān)系如圖5所示，圖線為半圓.則小物塊運(yùn)動(dòng)到X。處 時(shí)的動(dòng)能為（）A. 0 B. F（）x0 C.彳尺）兀（）D.彳點(diǎn)解析 由于水平面光滑，所以拉

24、力F即為合外力，F(xiàn)隨位移 X的變化圖象包圍的面積即為F做的功，由圖線可知，半圓的 半徑為：/? = F（）=x0/2設(shè)X。處的動(dòng)能為Ek,由動(dòng)能定理得：W =瓦-0令狐文艷創(chuàng)作令狐文艷創(chuàng)作即：W = Ek,有：E=W = S=¥ = #x耳烤冷恥,Fq= x0/2解得：E,=£x02,所以本題正確選項(xiàng)為C、Doo反思：不管是否恒力做功，也不管是否做直線運(yùn)動(dòng)，該動(dòng) 能定理都成立；本題是變力做功和力與位移圖像相綜合，對(duì)變 力做功應(yīng)用動(dòng)能定理更方便、更迅捷，平時(shí)應(yīng)熟練掌握。4動(dòng)能定理和牛頓第二定律相結(jié)合例4、如圖10所示，某要乘雪橇從雪坡經(jīng)A點(diǎn)滑到B點(diǎn)，接 著沿水平路面滑至C點(diǎn)停

25、止。人與雪橇的總質(zhì)量為70耳。右表 中記錄了沿坡滑下過程中的有關(guān)數(shù)據(jù)，開始時(shí)人與雪橇距水平 路面的高度h = 20,«，請(qǐng)根據(jù)右表屮的數(shù)據(jù)解決下列問題:（1）人與雪橇從A到B的過程中，損失的機(jī)械能為多少？（2）設(shè)人與雪橇在BC段所受阻力恒定，求阻力的大小。（3）人與雪橇從B運(yùn)動(dòng)到C的過程中所對(duì)應(yīng)的距離。（取g = 0m/s2 )位置ABC速度 (m/s)2.012.00時(shí)刻（s）04.010.0p圖10解析：（1）從A到B的過程屮，人與雪橇損失的機(jī)械能為代入數(shù)據(jù)解W：AE = 9.1xlOV令狐文艷創(chuàng)作(2) 人與雪橇在BC段做減速運(yùn)動(dòng)的加速度大小:根據(jù)牛頓第二定律有F了 = ma解

26、得 Ff =i.4x102N(3) 人與雪橇從B運(yùn)動(dòng)到C的過程中由動(dòng)能定得得:代入數(shù)據(jù)解得:5 = 36,/反思：動(dòng)能定理是研究狀態(tài)，牛頓第二定律是研究過程。 動(dòng)能定理不涉及運(yùn)動(dòng)過程中的加速度和時(shí)間，用它來處理問題 要比牛頓定律方便，但要研究加速度就必須用牛頓第二定律。5. 機(jī)械能守恒定律和平拋運(yùn)動(dòng)相結(jié)合例5、小球在外力作用下，由靜止開始從A點(diǎn)出發(fā)做勻加 速直線運(yùn)動(dòng)，到點(diǎn)時(shí)消除外力。然后，小球沖上豎直平面內(nèi) 半徑為斤的光滑半圓環(huán)，恰能維持在圓環(huán)上做圓周運(yùn)動(dòng)，到達(dá) 最高點(diǎn)C后拋出，最后落回到原來的出發(fā)點(diǎn)A處，如圖11所 示，試求小球在段運(yùn)動(dòng)的加速度為多大？解析：本題的物理過程可分三段：從到孤勻加

27、速直線運(yùn) 動(dòng)過程；從$沿圓環(huán)運(yùn)動(dòng)到0的圓周運(yùn)動(dòng)，且注意恰能維持在圓環(huán)上做圓周運(yùn)動(dòng)，在最高點(diǎn)滿足重力全部用來提供向心力；令狐文艷創(chuàng)作令狐文艷創(chuàng)作從C回到X的平拋運(yùn)動(dòng)。根據(jù)題意，在C點(diǎn)時(shí)，滿足：=加二 R從E到C過程，由機(jī)械能守恒定律得：丄航=噸2/? +丄加 2 2由、式得阿從C回到A過程，做平拋運(yùn)動(dòng)：水平方向：$ = w豎直方向：2R = -gr乙由、式可得歹2R從£到過程，由勻變速直線運(yùn)動(dòng)規(guī)律得：2血=咗反思：機(jī)械能守恒的條件：在只有重力做功的情形下，物體的 動(dòng)能和重力勢(shì)能發(fā)生相互轉(zhuǎn)化，但機(jī)械能的總量保持不變。平 拋運(yùn)動(dòng)的處理方法：把平拋運(yùn)動(dòng)看作為兩個(gè)分運(yùn)動(dòng)的合動(dòng)動(dòng)： 一個(gè)是水平方

28、向（垂直于恒力方向）的勻速直線運(yùn)動(dòng)，一個(gè)是 豎直方向（沿著恒力方向）的勻加速直線運(yùn)動(dòng)。6. 機(jī)械能的瞬時(shí)損失例6、一質(zhì)量為m的質(zhì)點(diǎn)，系于長(zhǎng)為R的輕繩的一端，繩 的另一端固定在空間的0點(diǎn)，假定繩是不可伸長(zhǎng)的、柔軟且無 彈性的。今把質(zhì)點(diǎn)從0點(diǎn)的正上方離0點(diǎn)的距離為的0】點(diǎn)9以水平的速度佻三際拋出，如圖12所示。試求；(1) 輕繩即將伸直時(shí)，繩與豎直方向的夾角為多少？(2) 當(dāng)質(zhì)點(diǎn)到達(dá)0點(diǎn)的正下方時(shí)，繩對(duì)質(zhì)點(diǎn)的拉力為多解析：其實(shí)質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)可分為三個(gè)過程：第一過程：質(zhì)點(diǎn)做平拋運(yùn)動(dòng)。設(shè)繩即將伸直時(shí)，繩與豎直方向的夾角為0,如圖13所示,則% = Rsin&,第二過程：繩繃直過程。繩棚直時(shí)，繩剛好

29、水平，如圖2 所示.由于繩不可伸長(zhǎng)，故繩繃直時(shí)，損失，質(zhì)點(diǎn)僅有速度V 丄，且=第三過程：小球在豎直平面內(nèi)做圓周運(yùn)動(dòng)。設(shè)質(zhì)點(diǎn)到達(dá)0 點(diǎn)正下方時(shí)，速度為r ,根據(jù)機(jī)械能守恒守律有：設(shè)此時(shí)繩對(duì)質(zhì)點(diǎn)的拉力為T,則聯(lián)立解得：1反思：在繩被拉直瞬時(shí)過程屮有機(jī)械能的瞬時(shí)損失，繩棚 直時(shí)，繩剛好水平，由于繩不可伸長(zhǎng)，其速度的水平分量突 變?yōu)榱?。這時(shí)候存在機(jī)械能的瞬時(shí)損失，即物體的速度突然發(fā) 生改變（物體某個(gè)方向的突然減為零）物理的機(jī)械能一定不守 恒！六、規(guī)律整合1.應(yīng)用動(dòng)能定理解題的步選取研究對(duì)象，明確它的運(yùn)動(dòng)過程。分析研究對(duì)象的受力情況。明確物體受幾個(gè)力的作用，哪些 力做功，哪些力做正功，哪些力做負(fù)功。明確

30、物體的初、末狀態(tài)，應(yīng)根據(jù)題意確定物體的初、末狀 態(tài)，及初、末狀態(tài)下的動(dòng)能。依據(jù)動(dòng)能定理列出方程：E*Ek末-Ek初解方程，得出結(jié)果。友情提醒：動(dòng)能定理適合研究單個(gè)物體，式中陽(yáng)應(yīng)指物 體所受各外力對(duì)物體做功的代數(shù)和，M=Ek末-Ek撫是指物體末 態(tài)動(dòng)能和初態(tài)動(dòng)能Z差。在應(yīng)用動(dòng)能定理解題時(shí)，如果物體在某個(gè)運(yùn)動(dòng)過程中包 含有幾個(gè)運(yùn)動(dòng)性質(zhì)不同的分過程（例如加速、減速過程），此 時(shí)也可分段考慮，也可對(duì)全程考慮，如能對(duì)整個(gè)過程列式，則 可以使問題簡(jiǎn)化，在把各力的功代入公式：令狐文艷創(chuàng)作令狐文艷創(chuàng)作函+肥+ % +氏=-mu； -mu時(shí)，要把它們的數(shù)值連同符號(hào)代 2 2入，解題要分清各過程中各個(gè)力的做功情況

31、。動(dòng)能定理問題的特征動(dòng)力學(xué)和運(yùn)動(dòng)學(xué)的綜合題：需要應(yīng)用牛頓運(yùn)動(dòng)定律和運(yùn) 動(dòng)學(xué)公式求解的問題，應(yīng)用動(dòng)能定理比較簡(jiǎn)便。變力功的求解問題和變力作用的過程問題：變力作用過 程是應(yīng)用牛頓運(yùn)動(dòng)定律和運(yùn)動(dòng)學(xué)公式難以求解的問題，變力的 功也是功的計(jì)算式VV = FScosa難以解決的問題，都可以應(yīng)用動(dòng) 能定理來解決。2. 應(yīng)用機(jī)械能守恒定律解題的基本步驟根據(jù)題意，選取研究對(duì)象。明確研究對(duì)彖的運(yùn)動(dòng)過程，分析研究對(duì)象在過程屮的受 力情況，弄清各力做功的情況，判斷是否符合機(jī)械能守恒的條 件。恰當(dāng)?shù)剡x取參考平面，確定研究對(duì)彖在過程屮初狀態(tài)和 末狀態(tài)的機(jī)械能（包括動(dòng)能和勢(shì)能）O根據(jù)機(jī)械能守恒定律列方程，進(jìn)行求解。友情提醒

32、：1.重力做功和重力勢(shì)能：（1）重力勢(shì)能具有相 對(duì)性，隨著所選參考平面的不同，重力勢(shì)能的數(shù)值也不同。（2） 重力勢(shì)能是標(biāo)量、是狀態(tài)量，但也有正負(fù)。正值表示物體在參 考平面上方，負(fù)值表示物體在參考平面下方。（3）重力對(duì)物體 所做的功只跟始末位置的高度差有關(guān)，而跟物體運(yùn)動(dòng)路徑無 關(guān)。（4）重力對(duì)物體做正功，物體重力勢(shì)能減小，減少的重力令狐文艷創(chuàng)作令狐文艷創(chuàng)作勢(shì)能等于重力所做的功；重力做負(fù)功（物體克服重力做功），重 力勢(shì)能增加，增加的重力勢(shì)能等于克服重力所做的功。即Wc- AEp2.機(jī)械能守恒定律：?jiǎn)蝹€(gè)物體和地球（含彈簧）構(gòu)成的系統(tǒng) 機(jī)械能守恒定律：在只有重力（或）（和）彈簧的彈力做功的 條件下，物

33、體的能量只在動(dòng)能和重力勢(shì)能（彈性勢(shì)能）間發(fā)生 相互轉(zhuǎn)化，機(jī)械能總量不變，機(jī)械能守恒定律的存在條件是： （1）只有重力（或）（和）彈簧的彈力做功；（2）除重力 （或）（和）彈簧的彈力做功外還受其它力的作用，但其它力 做功的代數(shù)和等于零。七、高考預(yù)測(cè)動(dòng)能定理與能量守恒知識(shí)點(diǎn)，在2009年高考中大約占總 分的百分十六左右，對(duì)于動(dòng)能定理與能量守恒可能以單獨(dú)命題 出現(xiàn)，也可以結(jié)合牛頓運(yùn)動(dòng)定律、曲線運(yùn)動(dòng)、動(dòng)量守恒定律、 電磁學(xué)等方面知識(shí)考綜合題?？墒且赃x擇題或計(jì)算題岀現(xiàn)，其 難度系數(shù)是0.6左右，屬于屮等難度題。命題的方向是曲線運(yùn) 動(dòng)、體育運(yùn)動(dòng)和實(shí)際生活聯(lián)系，如對(duì)“嫦娥1號(hào)”探測(cè)器方面 的有關(guān)信息；08年

34、奧運(yùn)會(huì)的相關(guān)的體育項(xiàng)目的分析；08年9 月神七的發(fā)射成功及涉及能量方面的問題；電磁學(xué)和軍事演習(xí) 行動(dòng)等。它們?cè)倥c動(dòng)量守恒定律和電磁學(xué)屮的安培力、洛侖滋 力等結(jié)合考查。命題特點(diǎn)：一般過程復(fù)雜、難度大、能力要求 高。還?？疾榭忌鷮⑽锢韱栴}經(jīng)過分析、推理轉(zhuǎn)化為數(shù)學(xué)問 題，然后運(yùn)用數(shù)學(xué)知識(shí)解決物理問題的能力。令狐文艷創(chuàng)作令狐文艷創(chuàng)作令狐文艷創(chuàng)作八、專題專練 一、選擇題（共10小題，在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中，有的小 題只有一個(gè)選項(xiàng)正確，有的小題有多個(gè)選項(xiàng)正確。全部選對(duì)的得4分，選不全的得2分，有選錯(cuò)的或不答的得0分）1. 一物體在豎直平面內(nèi)做圓勻速周運(yùn)動(dòng)，下列物理量一定 不會(huì)發(fā)生變化的是（）A. 向心力

35、B.向心加速度C.動(dòng)能D.機(jī)械能2. 行駛屮的汽車制動(dòng)后滑行一段距離，最后停下；流星在 夜空屮墜落并發(fā)出明亮的光焰；降落傘在空中勻速下降；條形 磁鐵在下落過程屮穿過閉線圈，線圈中產(chǎn)生電流，上述不同現(xiàn) 象中所包含的相同的物理過程是（）A. 物體克服阻力做功B. 物體的動(dòng)能轉(zhuǎn)化為其他形式的能量C. 物體的勢(shì)能轉(zhuǎn)化為其他形式的能量D. 物體的機(jī)械能轉(zhuǎn)化為其他形式的能量3. 個(gè)質(zhì)量為加的物體，以° = 2g的加速度豎直向下運(yùn)動(dòng)，則在此物體下降高度過程中，物體的（）A. 重力勢(shì)能減少了 2妙B.動(dòng)能增加了2mghC.機(jī)械能保持不變D.機(jī)械能增加T nigh4. 如圖1所示，在勻速轉(zhuǎn)動(dòng)的圓筒內(nèi)壁

36、上，有一物體隨圓筒一起轉(zhuǎn)動(dòng)而未滑動(dòng)。當(dāng)圓筒的角速度增大以 后，下列說法正確的是（）A、物體所受彈力增大，摩擦力也增大了B、物體所受彈力增大，摩擦力減小了C、物體所受彈力和摩擦力都減小了D、物體所受彈力增大，摩擦力不變5. 質(zhì)量為m的物體靜止在粗糙的水平地面上，若物體受水 平力F的作用從靜止開始通過位移時(shí)的動(dòng)能為E，當(dāng)物體受 水平力2F作用，從靜止開始通過相同位移，它的動(dòng)能為 E2,貝ij（）A. EfEi B. Ef2E】C. E2>2Ei D. E】<E2<2E】6. 如圖2所示，傳送帶以s的初速度勻速運(yùn)動(dòng)。將質(zhì)量為 BC 二m的物體無初速度放在傳送帶上的A端， 物體將被傳

37、送帶帶到B端，已知物體到達(dá)B端之間已和傳送帶相對(duì)靜止，則下列說法正確的是（）A. 傳送帶對(duì)物體做功為丄7/2B. 傳送帶克服摩擦做功丄心22C. 電動(dòng)機(jī)由于傳送物體多消耗的能量為丄山22D. 在傳送物體過程產(chǎn)生的熱量為丄27利用傳感器和計(jì)算機(jī)可以測(cè)量快速 變化的力的瞬時(shí)值。如圖3屮的右圖是用 這種方法獲得的彈性繩屮拉力隨時(shí)間的變 化圖線。實(shí)驗(yàn)時(shí)，把小球舉高到繩子的懸 點(diǎn)。處，然后放手讓小球自由下落。由此圖線所提供的信 息，以下判斷正確的是（）A. 九時(shí)刻小球速度最大B. 期間小球速度先增大后減小令狐文艷創(chuàng)作C. 廣3時(shí)刻小球動(dòng)能最小D. 盒與力寸刻小球速度一定相同8. 如圖4所示，斜面置于光滑

38、水平地面 上，其光滑斜面上有一物體由靜止沿斜面下 滑，在物體下滑過程屮，下列說法正確的是 ()A. 物體的重力勢(shì)能減少，動(dòng)能增加B. 斜面的機(jī)械能不變C. 斜面對(duì)物體的作用力垂直于接觸面，不對(duì)物體做功D. 物體和斜面組成的系統(tǒng)機(jī)械能守恒9. 如圖5所示，粗糙的水平面上固定一個(gè)點(diǎn)電荷Q,在M點(diǎn)無初速度是放一帶有恒定電量的小物塊，小物塊在Q的電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)到N點(diǎn)嘆0靜止。則從M點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到N點(diǎn)的過程中也'()A. 小物塊所受的電場(chǎng)力逐漸減小B. 小物塊具有的電勢(shì)能逐漸增大C. M點(diǎn)的電勢(shì)一定高于N點(diǎn)的電勢(shì)lm的半圓形軌道，質(zhì)量為2kg的物體自與圓心0等高的A點(diǎn)由靜止開始滑下，通過最低點(diǎn)B時(shí)的速度為

39、3m/s,物體自A令狐文艷創(chuàng)作至B的過程屮所受的平均摩擦力為（）B7NA . OND. 28N二、填空題（共2小題，共18分，把答案填在題中的橫線 上）11. 某一在離地面10m的高處把一質(zhì)量為2kg的小球以 10m/s的速率拋出，小球著地時(shí)的速率為15m/s。g取 10m/s2,人拋球時(shí)對(duì)球做功是J,球在運(yùn)動(dòng)屮克服空氣阻力 做功是J12. 質(zhì)量m=l. 5kg的物塊在水平恒力F作用下，從水平面上 A點(diǎn)由靜止開始運(yùn)動(dòng)，運(yùn)動(dòng)一段距離撤去該力，物塊繼續(xù)滑行 t二2. Os停在B點(diǎn)，已知A、B兩點(diǎn)間的距離s二5.0m,物塊與水 平面間的動(dòng)摩擦因數(shù)u二0. 20,恒力F等于（物塊視為質(zhì)點(diǎn)g取 10m/

40、s2）.三、計(jì)算題（共6小題，共92分，解答下列各題時(shí)，應(yīng)寫出必要的文字說明、表達(dá)式和重要步只寫最后答案的不得分。有數(shù)值計(jì)算的題，答案中必須明確寫出數(shù)值和單位。）13. （12分）某市規(guī)定：卡車在市區(qū)內(nèi)行駛速度不得超過 40km/h, 次一輛卡車在市區(qū)路面緊急剎車后，量得剎車痕跡s二18m,假設(shè)車輪與路面的滑動(dòng)摩擦系數(shù)為0.4。問這輛車是否違章？試通過計(jì)算預(yù)以證明。14. （13分）如圖7所示，在光滑的平臺(tái)上，有一質(zhì)量為m的物體，物體與輕繩的一端相連，輕繩跨過定滑輪（定滑輪的令狐文艷創(chuàng)作令狐文艷創(chuàng)作質(zhì)量和摩擦不計(jì)）另一端被滑輪正下方站在地面上的人拉住， 人與繩的接觸點(diǎn)和定滑輪的高度差為力，若此人以速度向 右勻速前進(jìn)S,求在此過程中人的拉力對(duì)物體所做的功。15. （15分）一半徑R二1米的1/4圓弧導(dǎo)軌與水平導(dǎo)軌相連， 從圓弧導(dǎo)軌頂端A靜止釋放一個(gè)質(zhì)A量m二20克的木塊，測(cè)得其滑至底端B的速度vf3米/秒，以后又沿水平亠 圖8 U導(dǎo)軌滑行BC二3米而停止在C點(diǎn)，如圖8所示，試求（1）圓弧 導(dǎo)軌摩擦力的功；（2） BC段導(dǎo)軌摩擦力的功以及滑動(dòng)摩擦系 數(shù)（取滬10米/秒J16（16分）.如圖9所示，在水平桌面的邊角處有一輕質(zhì)光滑 的定滑輪K, 一條不可伸長(zhǎng)的輕繩繞過