二輪復習專題2第1講功和能課件（85張）

第一部分專題突破方略專題二能量與動量第1講功和能1真題速練?明考情2核心知識?固雙基3命題熱點?巧突破4應用創(chuàng)新?提素養(yǎng)5課時作業(yè)?分層練01真題速練?明考情BC2．(多選)(2020·全國Ⅰ卷)一物塊在高3.0m、長5.0m的斜面頂端從靜止開始沿斜面下滑，其重力勢能和動能隨下滑距離s的變化如圖中直線Ⅰ、Ⅱ所示，重力加速度取10m/s2.則(

)A．物塊下滑過程中機械能不守恒B．物塊與斜面間的動摩擦因數為C．物塊下滑時加速度的大小為6.0m/s2D．當物塊下滑2.0m時機械能損失了12JAB【解析】下滑5m的過程中，重力勢能減少30J，動能增加10J，減小的重力勢能并不等于增加的動能，所以機械能不守恒，A正確；斜面高3m、長5m，則斜面傾角為θ＝37°.令斜面底端為零勢面，則物塊在斜面頂端時的重力勢能mgh＝30J，可得質量m＝1kg，下滑5m過程中，由功能原理，機械能的減少量等于克服摩擦力做的功μmg·cosθ·s＝20J，求得μ＝，B正確；由牛頓第二定律mgsinθ－μmgcosθ＝ma，求得a＝2m/s2，C錯誤；物塊下滑2.0m時，重力勢能減少12J，動能增加4J，所以機械能損失了8J，D選項錯誤．故選AB.3．(多選)(2020·山東高考)如圖所示，質量為M的物塊A放置在光滑水平桌面上，右側連接一固定于墻面的水平輕繩，左側通過一傾斜輕繩跨過光滑定滑輪與一豎直輕彈簧相連．現(xiàn)將質量為m的鉤碼B掛于彈簧下端，當彈簧處于原長時，將B由靜止釋放，當B下降到最低點時(未著地)，A對水平桌面的壓力剛好為零．輕繩不可伸長，彈簧始終在彈性限度內，物塊A始終處于靜止狀態(tài)．以下判斷正確的是 (

)A．M<2mB．2m<M<3mC．在B從釋放位置運動到最低點的過程中，所受合力對B先做正功后做負功D．在B從釋放位置運動到速度最大的過程中，B克服彈簧彈力做的功等于B機械能的減少量ACD【解析】由題意可知B物體可以在開始位置到最低點之間做簡諧振動，故在最低點時有彈簧彈力T＝2mg；對A分析，設繩子與桌面間夾角為θ，則依題意有2mgsinθ＝Mg，故有M<2m，故A正確，B錯誤；由題意可知B從釋放位置到最低點過程中，開始彈簧彈力小于重力，物體加速，合力做正功；后來彈簧彈力大于重力，物體減速，合力做負功，故C正確；對于B，在從釋放到速度最大過程中，B機械能的減少量等于彈簧彈力所做的負功，即等于B克服彈簧彈力所做的功，故D正確．4．(多選)(2019·全國Ⅱ卷)從地面豎直向上拋出一物體，其機械能E總等于動能Ek與重力勢能Ep之和．取地面為重力勢能零點，該物體的E總和Ep隨它離開地面的高度h的變化如圖所示．重力加速度取10m/s2.由圖中數據可得 (

)A．物體的質量為2kgB．h＝0時，物體的速率為20m/sC．h＝2m時，物體的動能Ek＝40JD．從地面至h＝4m，物體的動能減少100JAD5．(2019·全國Ⅲ卷)從地面豎直向上拋出一物體，物體在運動過程中除受到重力外，還受到一大小不變、方向始終與運動方向相反的外力作用．距地面高度h在3m以內時，物體上升、下落過程中動能Ek隨h的變化如圖所示．重力加速度取10m/s2.該物體的質量為 (

)A．2kg

B．1.5kgC．1kg

D．0.5kgC【解析】對上升過程，由動能定理，－(F＋mg)h＝Ek－Ek0，得Ek＝Ek0－(F＋mg)h，即F＋mg＝12N；下落過程，(mg－F)(H－h(huán))＝Ek，即mg－F＝k′＝8N，聯(lián)立兩公式，得到m＝1kg，故C正確．6．(2021·全國甲卷)如圖，一傾角為θ的光滑斜面上有50個減速帶(圖中未完全畫出)，相鄰減速帶間的距離均為d，減速帶的寬度遠小于d；一質量為m的無動力小車(可視為質點)從距第一個減速帶L處由靜止釋放．已知小車通過減速帶損失的機械能與到達減速帶時的速度有關．觀察發(fā)現(xiàn)，小車通過第30個減速帶后，在相鄰減速帶間的平均速度均相同．小車通過第50個減速帶后立刻進入與斜面光滑連接的水平地面，繼續(xù)滑行距離s后停下．已知小車與地面間的動摩擦因數為μ，重力加速度大小為g.(1)求小車通過第30個減速帶后，經過每一個減速帶時損失的機械能；(2)求小車通過前30個減速帶的過程中在每一個減速帶上平均損失的機械能；(3)若小車在前30個減速帶上平均每一個損失的機械能大于之后每一個減速帶上損失的機械能，則L應滿足什么條件？【解析】

(1)由題意知，小車通過第30個減速帶后，在相鄰減速帶間的平均速度均相同，可知小車通過每一個減速帶時損失的機械能等于相鄰兩個減速帶之間重力勢能的減少量，即ΔE＝mgdsinθ.〔命題趨勢〕功和功率的判斷和計算、動能定理的應用是高考的重點，經常與直線運動、曲線運動等綜合起來進行考查，以選擇題和計算題考查較多，各種難度都可能出現(xiàn)；功能關系和能量守恒是高考的重點，更是高考的熱點，高考試題往往結合圖像與電場、磁場以及典型的運動情境相聯(lián)系，多以選擇題和計算題的形式考查．常用到的思想方法有：微元法、圖像法、轉換法、能量守恒思想、全過程法和分段法．02核心知識?固雙基1．幾種力做功的特點(1)重力、彈簧彈力、靜電力做功與路徑無關．(2)摩擦力做功的特點①單個摩擦力(包括靜摩擦力和滑動摩擦力)可以做正功，也可以做負功，還可以不做功．“必備知識”解讀②相互作用的一對靜摩擦力做功的代數和等于零，在靜摩擦力做功的過程中，只有機械能的轉移，沒有機械能轉化為其他形式的能；相互作用的一對滑動摩擦力做功的代數和不為零，且總為負值．在一對滑動摩擦力做功的過程中，不僅有相互摩擦的物體間機械能的轉移，還有部分機械能轉化為內能，轉化為內能的量等于系統(tǒng)機械能的減少量，等于滑動摩擦力與相對位移的乘積．③摩擦生熱是指滑動摩擦生熱，靜摩擦不會生熱．2．幾個重要的功能關系(1)重力的功等于重力勢能的減少量，即WG＝－ΔEp.(2)彈力的功等于彈性勢能的減少量，即W彈＝－ΔEp.(3)合力的功等于動能的變化，即W＝ΔEk.(4)重力和系統(tǒng)內彈簧彈力之外的其他力的功等于機械能的變化，即W其他＝ΔE.(5)系統(tǒng)內一對滑動摩擦力做的功是系統(tǒng)內能改變的量度，即Q＝Ff·x相對．“關鍵能力”構建03命題熱點?巧突破考點一功和功率問題B2．(多選)(2021·廣東高考)長征途中，為了突破敵方關隘，戰(zhàn)士爬上陡峭的山頭，居高臨下向敵方工事內投擲了榴彈．戰(zhàn)士在同一位置先后投出甲、乙兩顆質量均為m的手榴彈．手榴彈從投出的位置到落地點的高度差為h，在空中的運動可視為平拋運動，軌跡如圖所示，重力加速度為g，下列說法正確的有

(

)A．甲在空中的運動時間比乙的長B．兩手榴彈在落地前瞬間，重力的功率相等C．從投出到落地，每顆手榴彈的重力勢能減少mghD．從投出到落地，每顆手榴彈的機械能變化量為mghBC【解析】甲、乙兩顆手榴彈豎直方向下落的高度相同，由平拋運動的特點可知，它們的運動時間相等，A錯誤；落地前瞬間，PG＝mgvy＝mg2t，由于運動時間相等，故重力的瞬時功率相等，B正確；從投出到落地，重力做功為mgh，故重力勢能減少mgh，C正確；從投出到落地過程中只有重力做功，手榴彈的機械能守恒，D錯誤．C考點二動能定理典例1(1)求過山車過F點時的速度大??；(2)求從B點到F點的整個運動過程中摩擦力對過山車做的功；(3)過山車過D點時發(fā)現(xiàn)圓弧軌道EF有故障，為保證乘客安全，立即觸發(fā)制動裝置，使過山車不能到達EF段并保證不再下滑③，設觸發(fā)制動裝置后，最大靜摩擦力等于滑動摩擦力，則過山車受到的摩擦力至少為多大？【規(guī)范審題】①確定F點的速度②求其做功時，要應用動能定理③條件是摩擦力大于或等于DE段重力的分力該過程中，物塊的動能Ek與水平位移x關系的圖像是 (

)AA3．(2021·東北三省四校一模)從地面豎直向上拋出一個質量為1kg的小球，其上升和下降過程中的動能—位移圖像如圖所示．其中E0為豎直上拋的初動能，空氣阻力大小恒定，g取10m/s2，結合圖像信息可判斷下列說法中正確的是 (

)A．該圖像取豎直向下方向為位移的正方向B．小球拋出后，上升的最大高度為60mC．空氣阻力的大小為1.5ND．初動能E0的大小為540JD4．(2021·湖南高考)“復興號”動車組用多節(jié)車廂提供動力，從而達到提速的目的．總質量為m的動車組在平直的軌道上行駛．該動車組有四節(jié)動力車廂，每節(jié)車廂發(fā)動機的額定功率均為P，若動車組所受的阻力與其速率成正比(F阻＝kv，k為常量)，動車組能達到的最大速度為vm.下列說法正確的是 (

)A．動車組在勻加速啟動過程中，牽引力恒定不變B．若四節(jié)動力車廂輸出功率均為額定值，則動車組從靜止開始做勻加速運動【答案】

C (多選)(2021·重慶實驗外國語模擬)如圖所示，帶有擋板的光滑斜面固定在水平地面上，斜面傾角θ＝30°，質量均為2kg的AB兩物體用輕彈簧拴接在一起，彈簧的勁度系數為5N/cm，質量為4kg的物體C用細線通過光滑的輕質定滑輪與物體B連接，開始時A、B均靜止在斜面上，A緊靠在擋板處，用手托住C，使細線剛好被拉直，考點三機械能守恒定律的應用考向1輕繩連接的機械能守恒問題典例2現(xiàn)把手拿開，讓C由靜止開始運動，從C開始運動到A剛要離開擋板的過程中，下列說法正確的是(物體C未觸地，g取10m/s2) (

)A．初狀態(tài)彈簧的壓縮量為2cmB．末狀態(tài)彈簧的伸長量為2cmC．物體B、C組成的系統(tǒng)機械能守恒D．物體C克服繩的拉力所做的功為0.8JABD考向2輕桿連接的系統(tǒng)機械能守恒問題典例3C (多選)(2021·江蘇蘇州模擬)蹦床屬于體操運動的一種，運動員從蹦床反彈起來后在空中進行各種技巧表演，素有“空中芭蕾”之稱．蹦床運動可簡化為物塊壓縮彈簧的過程，如圖所示．一根輕質彈簧被豎直固定在地面上，一物塊從彈簧正上方某高處自由下落，物塊與彈簧上端B處接觸(但不粘連)后繼續(xù)向下壓縮彈簧，將彈簧壓縮至A點位置后，物塊又被彈簧彈回．考向3彈簧連接的系統(tǒng)機械能守恒問題典例4以A點為物塊運動的起點及重力勢能的零點，則下列描述物塊從A點反彈向上運動過程中彈簧的彈力F、物塊的機械能E隨位移x的變化的圖像可能正確的是 (

)AD (2021·湖南郴州模擬)滑板運動是極限運動的鼻祖，許多極限運動項目均有滑板項目延伸而來，如圖是滑板運動的軌道．BC和DE是兩段光滑的圓弧型軌道，BC的圓心為O點，圓心角θ＝60°，且與水平軌道CD垂直，滑板與水平軌道間的動摩擦因數μ＝0.2.考點四功能關系與能量守恒定律典例5某運動員從軌道上的A點以v＝3m/s的速度水平滑出，在B點剛好沿著軌道的切線方向滑入圓弧軌道BC，經CD軌道后沖上DE軌道，到達E點時速度減為零，然后返回．已知運動員和滑板的總質量為m＝60kg，B、E兩點與水平軌道CD的豎直高度分別為h＝2m和H＝2.5m．(g＝10m/s2)求：(1)運動員從A點運動到B點的過程中，到達B點時的速度大小vB；(2)水平軌道CD的長度L；(3)通過計算說明，第一次返回時，運動員能否回到B點？如能，求出回到B點時速度的大小．如果不能，求出最后停止的位置距C點的距離．【答案】

(1)6m/s

(2)6.5m

(3)6m(3)運動員能到達左側的最大高度為h′，從B到第一次返回左側最高處，由動能定理得mgH－μmgL－mgh′＝0解得h′＝1.2m<2m故運動員不能回到B點，全過程由能量守恒定律得mgH＝μmgs解得總路程s＝12.5m即運動員最后停止的位置距C點的距離為x＝12.5m－6.5m＝6m〔考向預測〕1．(2021·江蘇泰州學情檢測)質量為m的物體在豎直向上的恒定拉力F的作用下，由靜止開始向上運動高度h，所受空氣阻力恒為f，重力加速度為g，此過程中下列說法正確的是 (

)A．物體的動能增加了(F－mg－f)hB．物體的重力勢能減小了mghC．物體的機械能減少了fhD．物體的機械能增加了FhA【解析】根據動能定理得ΔEk＝(F－mg－f)h，A正確；重力做負功，重力勢能增加了mgh，B錯誤；機械能的變化等于非重力做功，即ΔE＝(F－f)h，即物體的機械能增加了(F－f)h，CD錯誤．BC3．(2021·廣東東莞模擬)如圖所示，質量為m的物體靜止在地面上，物體上面連著一個輕彈簧，用手拉住彈簧上端向上移動H，將物體緩緩提高h，拉力F做功WF，不計彈簧的質量，已知重力加速度為g，則下列說法正確的是

(

)A．重力做功－mgh，重力勢能減少mghB．彈力做功－WF，彈性勢能增加WFC．重力勢能增加mgh，彈性勢能增加FHD．重力勢能增加mgh，彈性勢能增加WF－mghD【解析】由題知重物緩慢上升h，則重力做功為WG＝－mgh，重力勢能增加mgh，整個過程，根據功能關系有WF＋W彈＋WG＝0，解得W彈＝mgh－WF，故彈性勢能增加ΔEp＝－W彈＝WF－mgh，故選D.04應用創(chuàng)新?提素養(yǎng)應用創(chuàng)新一娛樂生活類1．(多選)(2021·陜西銅川模擬)蕩秋千是兒童喜愛的一項體育娛樂活動，在蕩秋千過程中蘊藏著不少有趣的物理知識．某同學在一次蕩秋千過程中，用力的傳感器測量秋千拉繩的拉力隨時間的變化關系．已知該秋千的兩根拉繩平行，秋千及拉繩的質量可以忽略不計．不計空氣阻力，重力加速度取10m/s2，則下列說法正確的是 (

)A．t1～t4時間內，秋千蕩起的幅度越來越小B．該同學的質量約30kgC．在t3時刻，秋千繩子與豎直方向夾角為60°D．該同學和秋千組成的系統(tǒng)機械能守恒BC【解析】由圖可知t1～t4時間內拉力的最大值逐漸增大，所以秋千蕩起的幅度越來越大，故A錯誤；由圖可知，小明的重力為G＝mg＝150×2＝300N，該秋千的兩根拉繩平行，秋千及拉繩的質量可以忽略不計，所以小明的質量約為30kg，故B正確；由圖示圖像可知，小孩(包括秋千)的重力G＝mg＝300N，在最高點，繩子的最小拉力F＝75N，由2F＝mgcosθ，可得θ＝60°，則小孩所達到的最高位置對應的秋千繩子與豎直方向夾角為60°，故C正確；因秋千蕩起的幅度越來越大，則該同學和秋千組成的系統(tǒng)有人的內能和機械能的轉化，即系統(tǒng)的機械能不守恒，故