高考物理二輪復(fù)習(xí) 專題三 功和能 第12課時 動力學(xué)和能量守恒的綜合應(yīng)用課件1

1、第第12課時動力學(xué)和能量守恒的綜合應(yīng)用課時動力學(xué)和能量守恒的綜合應(yīng)用知識點能量守恒定律與能源知識點能量守恒定律與能源(c/d)1.下列說法不正確的是下列說法不正確的是()a.力對物體做了多少功，物體就有多少能力對物體做了多少功，物體就有多少能b.物體在速度增大時，其機械能可能在減小物體在速度增大時，其機械能可能在減小c.滑動摩擦力做功時，一定會引起機械能的轉(zhuǎn)化滑動摩擦力做功時，一定會引起機械能的轉(zhuǎn)化d.一個物體的能量增加，必定有別的物體能量減少一個物體的能量增加，必定有別的物體能量減少答案答案a2.(2016浙江諸暨中學(xué)期末浙江諸暨中學(xué)期末)質(zhì)量為質(zhì)量為m的物體，由靜止開始下落，的物體，由靜止

2、開始下落，由于阻力的作用，下落的加速度為由于阻力的作用，下落的加速度為0.8g。在物體下落。在物體下落h的過的過程中，下列說法正確的是程中，下列說法正確的是()a.物體的重力勢能增加了物體的重力勢能增加了0.8mghb.物體的重力勢能減少了物體的重力勢能減少了0.8mghc.物體克服阻力做功物體克服阻力做功0.8mghd.物體的重力勢能減少了物體的重力勢能減少了mgh解析一個物體重力勢能的變化量僅與高度的變化有關(guān)，與物解析一個物體重力勢能的變化量僅與高度的變化有關(guān)，與物體的運動狀態(tài)無關(guān)，所以物體下落體的運動狀態(tài)無關(guān)，所以物體下落h的過程中，物體的重力勢的過程中，物體的重力勢能減少了能減少了mg

3、h。故。故a、b均錯誤；均錯誤；d正確；由于物體下落的加速正確；由于物體下落的加速度是度是0.8g。由牛頓第二定律得。由牛頓第二定律得mgfma，得，得fmgma0.2mg，物體克服阻力做功，物體克服阻力做功wfh0.2mgh，故，故c錯誤。錯誤。答案答案d3. (如圖如圖1)蹦床是青少年喜歡的一種體育活動，蹦床邊框用彈簧蹦床是青少年喜歡的一種體育活動，蹦床邊框用彈簧固定有彈性網(wǎng)角，運動員從最高點落下直至最低點的過程中，固定有彈性網(wǎng)角，運動員從最高點落下直至最低點的過程中，空氣阻力大小恒定，則運動員空氣阻力大小恒定，則運動員()圖圖1a.剛接觸網(wǎng)面時，動能最大剛接觸網(wǎng)面時，動能最大b.機械能一

4、直減少機械能一直減少c.重力勢能的減少量等于彈性勢能的增加量重力勢能的減少量等于彈性勢能的增加量d.重力做功等于克服空氣阻力做功重力做功等于克服空氣阻力做功解析當運動員受到的彈力、阻力、重力三力的合力為零時加解析當運動員受到的彈力、阻力、重力三力的合力為零時加速度為零，動能最大，速度為零，動能最大，a錯誤；在此過程中除重力外，運動員錯誤；在此過程中除重力外，運動員受到的彈力和阻力一起做負功，所以運動員的機械能減小，受到的彈力和阻力一起做負功，所以運動員的機械能減小，b正確；全過程由功能關(guān)系知正確；全過程由功能關(guān)系知mghw阻阻ep彈彈，所以，所以c、d錯誤。錯誤。答案答案b4.一顆子彈以某一水

5、平速度擊中了靜止在光滑水平面上的木塊，一顆子彈以某一水平速度擊中了靜止在光滑水平面上的木塊，并從中穿出，對于這一過程，下列說法正確的是并從中穿出，對于這一過程，下列說法正確的是()a.子彈減少的機械能等于木塊增加的機械能子彈減少的機械能等于木塊增加的機械能b.子彈和木塊組成的系統(tǒng)機械能的損失量大于系統(tǒng)產(chǎn)生的熱子彈和木塊組成的系統(tǒng)機械能的損失量大于系統(tǒng)產(chǎn)生的熱量量c.子彈減少的機械能等于木塊增加的動能與木塊增加的內(nèi)能子彈減少的機械能等于木塊增加的動能與木塊增加的內(nèi)能之和之和d.子彈減少的動能等于木塊增加的動能與子彈和木塊增加的子彈減少的動能等于木塊增加的動能與子彈和木塊增加的內(nèi)能之和內(nèi)能之和解析

6、子彈射穿木塊的過程中，由于相互間摩擦力的作用使得解析子彈射穿木塊的過程中，由于相互間摩擦力的作用使得子彈的動能減少，木塊獲得動能，同時兩者產(chǎn)生熱量，且系統(tǒng)子彈的動能減少，木塊獲得動能，同時兩者產(chǎn)生熱量，且系統(tǒng)產(chǎn)生的熱量在數(shù)值上等于系統(tǒng)機械能的損失，選項產(chǎn)生的熱量在數(shù)值上等于系統(tǒng)機械能的損失，選項a、b、c均均錯。錯。答案答案 d疑難點一功能關(guān)系的理解和應(yīng)用疑難點一功能關(guān)系的理解和應(yīng)用1.做功的過程就是能量轉(zhuǎn)化的過程，不同形式的能量發(fā)生相互轉(zhuǎn)做功的過程就是能量轉(zhuǎn)化的過程，不同形式的能量發(fā)生相互轉(zhuǎn)化是通過做功來實現(xiàn)的；功是能量轉(zhuǎn)化的量度，功和能的關(guān)化是通過做功來實現(xiàn)的；功是能量轉(zhuǎn)化的量度，功和能的

7、關(guān)系體現(xiàn)在不同的力做功，對應(yīng)不同形式的能轉(zhuǎn)化，且做功的系體現(xiàn)在不同的力做功，對應(yīng)不同形式的能轉(zhuǎn)化，且做功的多少與能量轉(zhuǎn)化的多少在數(shù)值上相等，解題時必須明確哪些多少與能量轉(zhuǎn)化的多少在數(shù)值上相等，解題時必須明確哪些力做的功等于哪種能量的增加量或減少量。力做的功等于哪種能量的增加量或減少量。2.相互作用的一對靜摩擦力做功的代數(shù)和為零，在靜摩擦力做功相互作用的一對靜摩擦力做功的代數(shù)和為零，在靜摩擦力做功的過程中，只有機械能的轉(zhuǎn)移的過程中，只有機械能的轉(zhuǎn)移(靜摩擦力起著傳遞機械能的作靜摩擦力起著傳遞機械能的作用用)，不產(chǎn)生內(nèi)能。，不產(chǎn)生內(nèi)能。3.相互作用的一對滑動摩擦力做功的代數(shù)和相互作用的一對滑動摩擦

8、力做功的代數(shù)和wffs(s為兩個為兩個物體之間的相對位移物體之間的相對位移)，在一對滑動摩擦力做功的過程中機械，在一對滑動摩擦力做功的過程中機械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，產(chǎn)生的內(nèi)能等于滑動摩擦力與相對位移的乘能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，產(chǎn)生的內(nèi)能等于滑動摩擦力與相對位移的乘積，積，qfs?！揪殹揪?】 如圖如圖2所示，一張薄紙板放在光滑水平面上，其右端放所示，一張薄紙板放在光滑水平面上，其右端放有小木塊，小木塊與薄紙板的接觸面粗糙，原來系統(tǒng)靜止。有小木塊，小木塊與薄紙板的接觸面粗糙，原來系統(tǒng)靜止。現(xiàn)用水平恒力現(xiàn)用水平恒力f向右拉薄紙板，小木塊在薄紙板上發(fā)生相對滑向右拉薄紙板，小木塊在薄紙板上發(fā)生相對滑動，直到從薄紙板上

9、掉下來。上述過程中有關(guān)功和能的說法動，直到從薄紙板上掉下來。上述過程中有關(guān)功和能的說法正確的是正確的是 ()圖圖2a.拉力拉力f做的功等于薄紙板和小木塊動能的增加量做的功等于薄紙板和小木塊動能的增加量b.摩擦力對小木塊做的功一定等于系統(tǒng)中由摩擦產(chǎn)生的熱量摩擦力對小木塊做的功一定等于系統(tǒng)中由摩擦產(chǎn)生的熱量c.離開薄紙板前小木塊可能先做加速運動，后做勻速運動離開薄紙板前小木塊可能先做加速運動，后做勻速運動d.小木塊動能的增加量可能小于系統(tǒng)中由摩擦產(chǎn)生的熱量小木塊動能的增加量可能小于系統(tǒng)中由摩擦產(chǎn)生的熱量解析由功能關(guān)系，拉力解析由功能關(guān)系，拉力f做的功等于薄紙板和小木塊動能的增做的功等于薄紙板和小木

10、塊動能的增加量與系統(tǒng)產(chǎn)生的內(nèi)能之和，選項加量與系統(tǒng)產(chǎn)生的內(nèi)能之和，選項a錯誤；摩擦力對小木塊做的錯誤；摩擦力對小木塊做的功等于小木塊動能的增加量，選項功等于小木塊動能的增加量，選項b錯誤；離開薄紙板前小木塊錯誤；離開薄紙板前小木塊一直在做勻加速運動，選項一直在做勻加速運動，選項c錯誤；對于系統(tǒng)，由摩擦產(chǎn)生的熱錯誤；對于系統(tǒng)，由摩擦產(chǎn)生的熱量量qffl，其中，其中l(wèi)為小木塊相對薄紙板運動的位移，即薄紙為小木塊相對薄紙板運動的位移，即薄紙板的長度。對小木塊，板的長度。對小木塊，ffl木木ek，l木木為小木塊相對地面的位為小木塊相對地面的位移，由于移，由于l木木存在大于、等于或小于存在大于、等于或小

11、于l三種可能，即三種可能，即ek存在大存在大于、等于或小于于、等于或小于q三種可能，選項三種可能，選項d正確。正確。答案答案d易混點二不能正確應(yīng)用機械能守恒定律和能量守恒定律易混點二不能正確應(yīng)用機械能守恒定律和能量守恒定律1.機械能守恒定律反映的是一個系統(tǒng)中只有重力和彈力做功，系機械能守恒定律反映的是一個系統(tǒng)中只有重力和彈力做功，系統(tǒng)內(nèi)物體的重力勢能、彈性勢能和動能可以相互轉(zhuǎn)化，但總統(tǒng)內(nèi)物體的重力勢能、彈性勢能和動能可以相互轉(zhuǎn)化，但總機械能不變。機械能不變。2.能量守恒定律反映的是一個系統(tǒng)除了機械能以外還有其他形式能量守恒定律反映的是一個系統(tǒng)除了機械能以外還有其他形式的能量參與轉(zhuǎn)化，總能量不變

12、。的能量參與轉(zhuǎn)化，總能量不變。3.機械能守恒定律的適用是有條件的，能量守恒定律的適用無條機械能守恒定律的適用是有條件的，能量守恒定律的適用無條件。件?！揪殹揪?】 如圖如圖3所示，一物體質(zhì)量所示，一物體質(zhì)量m2 kg，在傾角，在傾角37的斜的斜面上的面上的a點以初速度點以初速度v03 m/s下滑，下滑，a點距彈簧上端點距彈簧上端b的距離的距離ab4 m。當物體到達。當物體到達b后將彈簧壓縮到后將彈簧壓縮到c點，最大壓縮量點，最大壓縮量bc0.2 m，然后物體又被彈簧彈上去，彈到的最高位置為，然后物體又被彈簧彈上去，彈到的最高位置為d點，點，d點距點距a點點ad3 m。擋板及彈簧質(zhì)量不計，。擋板

13、及彈簧質(zhì)量不計，g取取10 m/s2，sin 370.6，求：，求：圖圖3(1)物體與斜面間的動摩擦因數(shù)物體與斜面間的動摩擦因數(shù)；(2)彈簧的最大彈性勢能彈簧的最大彈性勢能epm。答案答案(1)0.52(2)24.4 j疑難點三應(yīng)用動力學(xué)和能量觀點分析直線、平拋和圓周運動疑難點三應(yīng)用動力學(xué)和能量觀點分析直線、平拋和圓周運動組合問題組合問題這類模型一般各階段的運動過程具有獨立性，只要對不同過這類模型一般各階段的運動過程具有獨立性，只要對不同過程分別選用相應(yīng)規(guī)律即可，兩個相鄰的過程連接點的速度是程分別選用相應(yīng)規(guī)律即可，兩個相鄰的過程連接點的速度是聯(lián)系兩過程的紐帶。很多情況下平拋運動末速度的方向是解

14、聯(lián)系兩過程的紐帶。很多情況下平拋運動末速度的方向是解決問題的重要突破口。決問題的重要突破口。【練【練3】 滑板運動是極限運動的鼻祖，許多極限運動項目均由滑板運動是極限運動的鼻祖，許多極限運動項目均由滑板項目延伸而來。如圖滑板項目延伸而來。如圖4所示是滑板運動的軌道，所示是滑板運動的軌道，bc和和de是兩段光滑圓弧形軌道，是兩段光滑圓弧形軌道，bc段的圓心為段的圓心為o點，圓心角為點，圓心角為60，半徑半徑oc與水平軌道與水平軌道cd垂直，水平軌道垂直，水平軌道cd段粗糙且長段粗糙且長8 m。一運動員從軌道上的一運動員從軌道上的a點以點以3 m/s的速度水平滑出，在的速度水平滑出，在b點剛點剛好

15、沿軌道的切線方向滑入圓弧形軌道好沿軌道的切線方向滑入圓弧形軌道bc，經(jīng)，經(jīng)cd軌道后沖上軌道后沖上de軌道，到達軌道，到達e點時速度減為零，然后返回。已知運動員和點時速度減為零，然后返回。已知運動員和滑板的總質(zhì)量為滑板的總質(zhì)量為60 kg，b、e兩點與水平面兩點與水平面cd的豎直高度分的豎直高度分別為別為h和和h，且，且h2 m，h2.8 m，g取取10 m/s2。求：。求：(1)運動員從運動員從a運動到達運動到達b點時的速度大小點時的速度大小vb；(2)軌道軌道cd段的動摩擦因數(shù)段的動摩擦因數(shù)；(3)通過計算說明，第一次返回時，運動員能否回到通過計算說明，第一次返回時，運動員能否回到b點？如

16、能，點？如能，請求出回到請求出回到b點時的速度的大小；如不能，則最后停在何處？點時的速度的大?。蝗绮荒?，則最后停在何處？圖圖4答案答案(1)6 m/s (2)0.125 (3)不能不能 最后停在最后停在d點左側(cè)點左側(cè)6.4 m處處(或或c點右側(cè)點右側(cè)1.6 m處處)疑難點四應(yīng)用動力學(xué)和能量觀點分析傳送帶、滑塊疑難點四應(yīng)用動力學(xué)和能量觀點分析傳送帶、滑塊木板木板模型模型1.方法技巧方法技巧傳送帶、滑塊傳送帶、滑塊木板的問題是和實際聯(lián)系較緊密且較難的物木板的問題是和實際聯(lián)系較緊密且較難的物理模型，是高中階段必須掌握的重要內(nèi)容。解決此類問題的理模型，是高中階段必須掌握的重要內(nèi)容。解決此類問題的關(guān)鍵是

17、對物體進行動態(tài)分析和終態(tài)推斷，靈活巧妙地從能量關(guān)鍵是對物體進行動態(tài)分析和終態(tài)推斷，靈活巧妙地從能量的觀點和力的觀點來揭示其本質(zhì)、特征，列方程聯(lián)立求解。的觀點和力的觀點來揭示其本質(zhì)、特征，列方程聯(lián)立求解。2.解題模板解題模板圖圖5(1)物體從物體從a運動到運動到b共需多少時間？共需多少時間？(2)電動機因傳送該物體多消耗的電能。電動機因傳送該物體多消耗的電能。答案答案(1)2.4 s(2)28 j真題示例真題示例【例【例1】 (201510月浙江學(xué)考月浙江學(xué)考)畫作瀑布如圖所示。有人對畫作瀑布如圖所示。有人對此畫作了如下解讀：水流從高處傾瀉而下，推動水輪機發(fā)電，此畫作了如下解讀：水流從高處傾瀉而

18、下，推動水輪機發(fā)電，又順著水渠流動，回到瀑布上方，然后再次傾瀉而下，如此又順著水渠流動，回到瀑布上方，然后再次傾瀉而下，如此自動地周而復(fù)始。這一解讀違背了自動地周而復(fù)始。這一解讀違背了()圖圖6a.庫侖定律庫侖定律b.歐姆定律歐姆定律c.電荷守恒定律電荷守恒定律d.能量守恒定律能量守恒定律解析水從高處傾瀉而下，推動水輪機發(fā)電，水減少的重力勢解析水從高處傾瀉而下，推動水輪機發(fā)電，水減少的重力勢能一部分轉(zhuǎn)化為電能，水的機械能減少，水又順著水渠流動，能一部分轉(zhuǎn)化為電能，水的機械能減少，水又順著水渠流動，回到瀑布上方，機械能又變?yōu)樵瓉淼闹?，這違背了能量守恒定回到瀑布上方，機械能又變?yōu)樵瓉淼闹?，這違背了

19、能量守恒定律，律，d選項正確。選項正確。答案答案d【例【例2】 (20164月浙江學(xué)考月浙江學(xué)考)如圖如圖7所示，裝置由一理想彈簧發(fā)所示，裝置由一理想彈簧發(fā)射器及兩個軌道組成。其中軌道射器及兩個軌道組成。其中軌道由光滑軌道由光滑軌道ab與粗糙直軌與粗糙直軌道道bc平滑連接，高度差分別是平滑連接，高度差分別是h10.20 m，h20.10 m，bc水平距離水平距離l1.00 m。軌道。軌道由由ae、螺旋圓形、螺旋圓形efg和和gb三段三段光滑軌道平滑連接而成，且光滑軌道平滑連接而成，且a點與點與f點等高。當彈簧壓縮量為點等高。當彈簧壓縮量為d時，恰能使質(zhì)量時，恰能使質(zhì)量m0.05 kg的滑塊沿軌

20、道的滑塊沿軌道上升到上升到b點；當點；當彈簧壓縮量為彈簧壓縮量為2d時，恰能使滑塊沿軌道時，恰能使滑塊沿軌道上升到上升到c點。點。(已知已知彈簧彈性勢能與壓縮量的平方成正比彈簧彈性勢能與壓縮量的平方成正比)(1)當彈簧壓縮量為當彈簧壓縮量為d時，求彈簧的彈性勢能及滑塊離開彈簧瞬時，求彈簧的彈性勢能及滑塊離開彈簧瞬間的速度大??；間的速度大小；(2)求滑塊與軌道求滑塊與軌道bc間的動摩擦因數(shù)；間的動摩擦因數(shù)；(3)當彈簧壓縮量為當彈簧壓縮量為d時，若沿軌道時，若沿軌道運動，滑塊能否上升到運動，滑塊能否上升到b點？點？請通過計算說明理由。請通過計算說明理由。圖圖7答案答案(1)0.1 j2 m/s(

21、2)0.5(3)見解析見解析沖刺訓(xùn)練沖刺訓(xùn)練1.如圖如圖8所示，勁度系數(shù)為所示，勁度系數(shù)為k的輕質(zhì)彈簧，一端的輕質(zhì)彈簧，一端系在豎直放置、半徑為系在豎直放置、半徑為r的光滑圓環(huán)頂點的光滑圓環(huán)頂點p，另一端連接一套在圓環(huán)上且質(zhì)量為另一端連接一套在圓環(huán)上且質(zhì)量為m的小球。的小球。開始時小球位于開始時小球位于a點，此時彈簧處于原長且點，此時彈簧處于原長且與豎直方向的夾角為與豎直方向的夾角為45，之后小球由靜止，之后小球由靜止沿圓環(huán)下滑，小球運動到最低點沿圓環(huán)下滑，小球運動到最低點b時的速率時的速率為為v，此時小球與圓環(huán)之間的壓力恰好為零，此時小球與圓環(huán)之間的壓力恰好為零，已知重力加速度為已知重力加速

22、度為g。下列分析正確的是。下列分析正確的是()圖圖8答案答案d(1)為使小物塊不落在擋板上，求拉力為使小物塊不落在擋板上，求拉力f作用的最長時間；作用的最長時間；(2)若小物塊在水平臺階上運動時，拉力若小物塊在水平臺階上運動時，拉力f一直作用在小物塊上，一直作用在小物塊上，當小物塊過當小物塊過o點時撤去拉力點時撤去拉力f，求小物塊擊中擋板上的位置坐，求小物塊擊中擋板上的位置坐標。標。圖圖93.現(xiàn)代化的生產(chǎn)流水線大大提高了勞動效率，如圖現(xiàn)代化的生產(chǎn)流水線大大提高了勞動效率，如圖10為某工廠為某工廠生產(chǎn)流水線上的水平傳輸裝置的俯視圖，它由傳送帶和轉(zhuǎn)盤生產(chǎn)流水線上的水平傳輸裝置的俯視圖，它由傳送帶和

23、轉(zhuǎn)盤組成。物品從組成。物品從a處無初速、等時間間隔地放到傳送帶上，運處無初速、等時間間隔地放到傳送帶上，運動到動到b處后進入勻速轉(zhuǎn)動的轉(zhuǎn)盤隨其一起運動處后進入勻速轉(zhuǎn)動的轉(zhuǎn)盤隨其一起運動(無相對滑動無相對滑動)，到到c處被取走裝箱。已知處被取走裝箱。已知a、b的距離的距離l9.0 m，物品在轉(zhuǎn)盤，物品在轉(zhuǎn)盤上與轉(zhuǎn)軸上與轉(zhuǎn)軸o的距離的距離r3.0 m、與傳送帶間的動摩擦因數(shù)、與傳送帶間的動摩擦因數(shù)10.25，傳送帶的傳輸速度和轉(zhuǎn)盤上與，傳送帶的傳輸速度和轉(zhuǎn)盤上與o相距為相距為r處的線速度均處的線速度均為為v3.0 m/s，取，取g10 m/s2。問：。問：(1)物品從物品從a處運動到處運動到b處的

24、時間處的時間t；(2)若物品在轉(zhuǎn)盤上的最大靜摩擦力可視為與滑動摩擦力大小相若物品在轉(zhuǎn)盤上的最大靜摩擦力可視為與滑動摩擦力大小相等，則物品與轉(zhuǎn)盤間的動摩擦因數(shù)等，則物品與轉(zhuǎn)盤間的動摩擦因數(shù)2至少為多大；至少為多大；(3)若物品的質(zhì)量為若物品的質(zhì)量為0.5 kg，每輸送一個物品從，每輸送一個物品從a到到c，該流水線，該流水線為此至少多做多少功。為此至少多做多少功。圖圖10答案答案(1)3.6 s(2)0.3(3)4.5 j4.如圖如圖11所示，所示，“蝸牛狀蝸牛狀”軌道軌道oab豎直固定在豎直固定在水平地面水平地面bc上，與地面在上，與地面在b處平滑連接。其處平滑連接。其中，中，“蝸牛狀蝸牛狀”軌道由內(nèi)壁光滑的兩個半圓軌道由內(nèi)壁光滑的兩個半圓軌道軌道oa、ab平滑連接而成，半圓軌道平滑連接而成，半圓軌道oa的的圖圖11半徑半徑r0.6 m，下端，下端o剛好是半圓軌道剛好是半圓軌道ab的圓心。水平地面的圓心。水平地面bc長長xbc7 m，c處是一深坑。一質(zhì)量處是一深坑。一質(zhì)量m0.5 kg的小球，的小球，從從o點沿切線方向以某一速度點沿切線方向以某一速度v0進入軌道進入軌道oa后，沿后，沿oab軌道軌道運動至水平地面。已知小球與水平地面間的動摩擦因數(shù)運動至水平地面。已知小球與水平地面間的動摩擦因數(shù)