2025屆高考物理二輪總復(fù)習(xí)第一編專(zhuān)題2能量與動(dòng)量第1講動(dòng)能定理機(jī)械能守恒定律功能關(guān)系的應(yīng)用課件

第一講動(dòng)能定理、機(jī)械能守恒定律、功能關(guān)系的應(yīng)用通覽知識(shí)明要點(diǎn)研學(xué)考點(diǎn)提能力目錄索引0102突破熱點(diǎn)聚素養(yǎng)03通覽知識(shí)明要點(diǎn)研學(xué)考點(diǎn)提能力考點(diǎn)一功和功率的分析與計(jì)算高考風(fēng)向標(biāo)考點(diǎn)考題明細(xì)考查頻度功和功率的分析與計(jì)算2024山東卷,7;2024北京卷,10;2024海南卷,1;2023新課標(biāo)卷,15;2023湖北卷,9;2023遼寧卷,3;2023山東卷,4;2023江蘇卷,11;2022廣東卷,9;2022浙江6月選考,13全國(guó)卷:3年1考地方卷:3年9考命題角度1功和功率

高考中側(cè)重考查概念理解和公式應(yīng)用例1(多選)(2022廣東卷)如圖所示,載有防疫物資的無(wú)人駕駛小車(chē),在水平MN段以恒定功率200W、速度5m/s勻速行駛,在斜坡PQ段以恒定功率570W、速度2m/s勻速行駛。已知小車(chē)總質(zhì)量為50kg,lMN=lPQ=20m,PQ段的傾角為30°,重力加速度g取10m/s2,不計(jì)空氣阻力。下列說(shuō)法正確的有(

)A.從M到N,小車(chē)牽引力大小為40NB.從M到N,小車(chē)克服摩擦力做功800JC.從P到Q,小車(chē)重力勢(shì)能增加1×104JD.從P到Q,小車(chē)克服摩擦力做功700J答案

ABD解析

小車(chē)從M到N,根據(jù)P1=F1v1,解得F1=40

N,選項(xiàng)A正確。從M到N,小車(chē)克服摩擦力做功Wf=W1=F1lMN=800

J,選項(xiàng)B正確。從P到Q,小車(chē)重力勢(shì)能增加ΔEp=mglPQsin

θ=5

000

J,選項(xiàng)C錯(cuò)誤。從P到Q,牽引力所做功為W2=

=5

700

J,重力勢(shì)能增加量為5

000

J,動(dòng)能不變,根據(jù)功能關(guān)系,小車(chē)克服摩擦力做功為700

J,選項(xiàng)D正確。例2(2023山東卷)《天工開(kāi)物》中記載了古人借助水力使用高轉(zhuǎn)筒車(chē)往稻田里引水的場(chǎng)景。引水過(guò)程簡(jiǎn)化如下:兩個(gè)半徑均為R的水輪,以角速度ω勻速轉(zhuǎn)動(dòng)。水筒在筒車(chē)上均勻排布,單位長(zhǎng)度上有n個(gè),與水輪間無(wú)相對(duì)滑動(dòng)。每個(gè)水筒離開(kāi)水面時(shí)裝有質(zhì)量為m的水,其中的60%被輸送到高出水面H處灌入稻田。當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣葹間,則筒車(chē)對(duì)灌入稻田的水做功的功率為(

)B解析

由題知,水筒在筒車(chē)上均勻排布,單位長(zhǎng)度上有n個(gè),且每個(gè)水筒離開(kāi)水面時(shí)裝有質(zhì)量為m的水,其中的60%被輸送到高出水面H處灌入稻田,則水輪轉(zhuǎn)一圈灌入農(nóng)田的水的總質(zhì)量為m總=2πRnm×60%=1.2πRnm,則水輪轉(zhuǎn)一圈灌入稻田的水克服重力做的功W=1.2πRnmgH,筒車(chē)對(duì)灌入稻田的水命題角度2機(jī)車(chē)啟動(dòng)的兩類(lèi)問(wèn)題近幾年高考中常結(jié)合動(dòng)車(chē)的情境以選擇題形式考查例3(2023湖北卷)兩節(jié)動(dòng)車(chē)的額定功率分別為P1和P2,在某平直鐵軌上能達(dá)到的最大速度分別為v1和v2?，F(xiàn)將它們編成動(dòng)車(chē)組,設(shè)每節(jié)動(dòng)車(chē)運(yùn)行時(shí)受到的阻力在編組前后不變,則該動(dòng)車(chē)組在此鐵軌上能達(dá)到的最大速度為(

)答案

D拓展衍生1.(2023新課標(biāo)卷)無(wú)風(fēng)時(shí),雨滴受空氣阻力的作用在地面附近會(huì)以恒定的速率豎直下落。一質(zhì)量為m的雨滴在地面附近以速率v下落高度h的過(guò)程中,克服空氣阻力做的功為(重力加速度大小為g)(

)答案

B解析

雨滴速率不變,動(dòng)能不變,根據(jù)動(dòng)能定理,重力做功為mgh,雨滴克服阻力做功為mgh,選項(xiàng)B正確。2.(多選)如圖甲所示,一物塊前端有一滑輪,輕繩的一端系在右方固定處,水平穿過(guò)滑輪,另一端用拉力F拉住,拉力F大小如圖乙所示,前10s內(nèi)物塊的v-t圖像如圖丙所示,保持拉力F與水平方向之間的夾角θ=60°不變,當(dāng)用拉力F拉繩使物塊前進(jìn)時(shí),下列說(shuō)法正確的是(

)A.0~5s內(nèi)拉力F做的功為75JB.3s末拉力F的功率為9WC.5~10s內(nèi)摩擦力大小為6ND.5~10s內(nèi)拉力F做的功為150JCD解析

由圖乙可得,0~5

s內(nèi)拉力大小F1=6

N,由圖丙可得0~5

s內(nèi)物塊的位移為s1=×5×5

m=12.5

m,則0~5

s內(nèi)拉力F做的功為W1=F1s1+F1s1cos

θ,解得W1=112.5

J,A錯(cuò)誤;由圖丙可知,3

s末物塊的速度為v1=3

m/s,3

s末拉力F的功率為P1=F1v1+F1v1cos

θ,解得P1=27

W,B錯(cuò)誤;5~10

s內(nèi),物塊做勻速運(yùn)動(dòng),則有Ff=F2+F2cos

θ=6

N,C正確;由圖乙可得,5~10

s內(nèi)拉力大小為F2=4

N,由圖丙可得,5~10

s內(nèi)物塊的位移為25

m,則5~10

s內(nèi)拉力F做的功為W2=F2s2+F2s2cos

θ,解得W2=150

J,D正確。3.(2021湖南卷)“復(fù)興號(hào)”動(dòng)車(chē)組用多節(jié)車(chē)廂提供動(dòng)力,從而達(dá)到提速的目的?？傎|(zhì)量為m的動(dòng)車(chē)組在平直的軌道上行駛。該動(dòng)車(chē)組有四節(jié)動(dòng)力車(chē)廂,每節(jié)車(chē)廂發(fā)動(dòng)機(jī)的額定功率均為P,若動(dòng)車(chē)組所受的阻力與其速率成正比(F阻=kv,k為常量),動(dòng)車(chē)組能達(dá)到的最大速度為vm。下列說(shuō)法正確的是(

)A.動(dòng)車(chē)組在勻加速啟動(dòng)過(guò)程中,牽引力恒定不變B.若四節(jié)動(dòng)力車(chē)廂輸出功率均為額定值,則動(dòng)車(chē)組從靜止開(kāi)始做勻加速運(yùn)動(dòng)C解析

動(dòng)車(chē)組勻加速啟動(dòng)過(guò)程中,根據(jù)牛頓第二定律,有F-kv=ma,因?yàn)榧铀俣萢不變,速度v改變,所以牽引力F改變,選項(xiàng)A錯(cuò)誤。由四節(jié)動(dòng)力車(chē)廂輸出功率均為額定值,可得4P=Fv,F-kv=ma',考點(diǎn)二動(dòng)能定理的理解及應(yīng)用高考風(fēng)向標(biāo)考點(diǎn)考題明細(xì)考查頻度動(dòng)能定理的理解及應(yīng)用2024安徽卷,2;2023新課標(biāo)卷,20;2023全國(guó)乙卷,21;2023山東卷,8;2022全國(guó)甲卷,14;2022湖北卷,5全國(guó)卷:3年3考地方卷:3年3考命題角度1動(dòng)能定理在圖像問(wèn)題中的應(yīng)用高考中常結(jié)合W-x圖像或Ek-x圖像以選擇題的形式考查三步突破動(dòng)能定理應(yīng)用中的圖像問(wèn)題例4(多選)(2023新課標(biāo)卷)一質(zhì)量為1kg的物體在水平拉力的作用下,由靜止開(kāi)始在水平地面上沿x軸運(yùn)動(dòng),出發(fā)點(diǎn)為x軸零點(diǎn),拉力做的功W與物體坐標(biāo)x的關(guān)系如圖所示。物體與水平地面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為0.4,重力加速度大小取10m/s2。下列說(shuō)法正確的是(

)A.在x=1m時(shí),拉力的功率為6WB.在x=4m時(shí),物體的動(dòng)能為2JC.從x=0運(yùn)動(dòng)到x=2m,物體克服摩擦力做的功為8JD.從x=0運(yùn)動(dòng)到x=4m的過(guò)程中,物體的動(dòng)量最大為2kg·m/s答案

BC命題角度2動(dòng)能定理在多過(guò)程和往復(fù)運(yùn)動(dòng)問(wèn)題中的應(yīng)用這類(lèi)問(wèn)題在高考中常結(jié)合拋體運(yùn)動(dòng)或圓周運(yùn)動(dòng)以計(jì)算題的形式考查應(yīng)用動(dòng)能定理解題應(yīng)注意的三個(gè)問(wèn)題(1)動(dòng)能定理往往用于單個(gè)物體的運(yùn)動(dòng)過(guò)程,由于不涉及加速度及時(shí)間,比動(dòng)力學(xué)研究方法要簡(jiǎn)捷。(2)動(dòng)能定理表達(dá)式是一個(gè)標(biāo)量式,在某個(gè)方向上應(yīng)用動(dòng)能定理是沒(méi)有依據(jù)的。(3)物體在某個(gè)運(yùn)動(dòng)過(guò)程中包含幾個(gè)運(yùn)動(dòng)性質(zhì)不同的小過(guò)程(如加速、減速的過(guò)程),此時(shí)可以分段考慮,也可以對(duì)全過(guò)程考慮,但若能對(duì)整個(gè)過(guò)程利用動(dòng)能定理列式則可使問(wèn)題簡(jiǎn)化。例5

某遙控賽車(chē)軌道如圖所示,賽車(chē)從起點(diǎn)A出發(fā),沿?cái)[放在水平地面上的直軌道AB運(yùn)動(dòng)L=10m后,從B點(diǎn)進(jìn)入半徑R=0.1m的光滑豎直圓軌道,經(jīng)過(guò)一個(gè)完整的圓周后進(jìn)入粗糙的、長(zhǎng)度可調(diào)的、傾角θ=30°的斜直軌道CD,最后在D點(diǎn)速度方向變?yōu)樗胶箫w出(不考慮經(jīng)過(guò)軌道中C、D兩點(diǎn)的機(jī)械能損失)。已知賽車(chē)質(zhì)量m=0.1kg,通電后賽車(chē)以額定功率P=1.5W工作,賽車(chē)與AB軌道、CD軌道間的動(dòng)摩擦因數(shù)分別為μ1=0.3和μ2=,重力加速度g取10m/s2。(1)求賽車(chē)恰好能過(guò)圓軌道最高點(diǎn)P時(shí)的速度vP的大小。(2)若要求賽車(chē)能沿圓軌道做完整的圓周運(yùn)動(dòng),求賽車(chē)通電的最短時(shí)間。(3)已知賽車(chē)在水平直軌道AB上運(yùn)動(dòng)時(shí)一直處于通電狀態(tài)且最后階段以恒定速率運(yùn)動(dòng),進(jìn)入圓軌道后關(guān)閉電源,選擇CD軌道合適的長(zhǎng)度,可使賽車(chē)從D點(diǎn)飛出后落地的水平位移最大,求此最大水平位移,并求出此時(shí)CD軌道的長(zhǎng)度。解題指導(dǎo)【審題】讀取題干獲取信息物理關(guān)系光滑豎直圓軌道豎直圓軌道沒(méi)有摩擦力Ff=0最后在D點(diǎn)速度方向變?yōu)樗胶箫w出從D點(diǎn)向右做平拋運(yùn)動(dòng)平拋運(yùn)動(dòng)規(guī)律賽車(chē)以額定功率P=1.5

W工作以恒定功率運(yùn)動(dòng),牽引力做功可求W=Pt【破題】1.確定賽車(chē)為研究對(duì)象,選取運(yùn)動(dòng)過(guò)程,從“恰好能過(guò)圓軌道最高點(diǎn)P時(shí)的速度”入手,求出臨界速度;2.賽車(chē)共受到牽引力、摩擦力、重力、地面及軌道的彈力,其中牽引力做正功,摩擦力和重力做負(fù)功,彈力不做功;賽車(chē)在A點(diǎn)速度為0,在P點(diǎn)速度為第(1)問(wèn)結(jié)果vP,由動(dòng)能表達(dá)式算出對(duì)應(yīng)動(dòng)能;按照W=ΔEk,即等號(hào)左邊為各力做功的代數(shù)和,等號(hào)右邊為末動(dòng)能減初動(dòng)能列方程,求出通電時(shí)間;3.賽車(chē)在最后過(guò)程做勻速運(yùn)動(dòng),牽引力與滑動(dòng)摩擦力平衡,設(shè)CD軌道的長(zhǎng)度為l,平拋水平位移為x,應(yīng)用平拋規(guī)律和動(dòng)能定理列方程,寫(xiě)出函數(shù)關(guān)系求解。解析

(1)賽車(chē)恰好能通過(guò)圓軌道最高點(diǎn)P時(shí),只受到重力,由重力提供向心力,即解得vP=1

m/s。(2)由(1)小題可知,若要賽車(chē)做完整圓周運(yùn)動(dòng),即賽車(chē)到達(dá)P點(diǎn)的速度至少為1

m/s,設(shè)賽車(chē)通電的最短時(shí)間為t,賽車(chē)從開(kāi)始運(yùn)動(dòng)到P點(diǎn)的全過(guò)程,思維升華

應(yīng)用動(dòng)能定理解題的思維流程

拓展衍生4.(2022江蘇卷)某滑雪賽道如圖所示,滑雪運(yùn)動(dòng)員從靜止開(kāi)始沿斜面下滑,經(jīng)圓弧滑道起跳。將運(yùn)動(dòng)員視為質(zhì)點(diǎn),不計(jì)摩擦力及空氣阻力,此過(guò)程中,運(yùn)動(dòng)員的動(dòng)能Ek與水平位移x的關(guān)系圖像正確的是(

)A解析

設(shè)斜面傾角為θ,不計(jì)摩擦力和空氣阻力,由題意可知運(yùn)動(dòng)員在沿斜面下滑過(guò)程中根據(jù)動(dòng)能定理有Ek=mgxtan

θ,即

=mgtan

θ,下滑過(guò)程中開(kāi)始階段傾角θ不變,Ek-x圖像為一條直線;經(jīng)過(guò)圓弧軌道過(guò)程中θ先減小后增大,即圖像斜率先減小后增大,故A正確。(1)求小物塊到達(dá)D點(diǎn)的速度大小。(2)求B和D兩點(diǎn)的高度差。(3)求小物塊在A點(diǎn)的初速度大小?？键c(diǎn)三機(jī)械能守恒定律的理解及應(yīng)用高考風(fēng)向標(biāo)考點(diǎn)考題明細(xì)考查頻度機(jī)械能守恒定律的理解及應(yīng)用2024江蘇卷,9;2023全國(guó)甲卷,14;2023湖南卷,8;2023湖北卷,14;2023遼寧卷,15;2022全國(guó)乙卷,16;2022浙江6月選考,20全國(guó)卷:3年2考地方卷:3年5考命題角度1單個(gè)物體的機(jī)械能守恒

只有重力做功(1)公式:E1=E2,ΔEk=-ΔEp。

(2)隔離法分析單個(gè)物體的受力情況,利用機(jī)械能守恒定律列式求解。(3)單個(gè)物體機(jī)械能守恒的題目都可以用動(dòng)能定理解答。例6

如圖甲所示,一根質(zhì)量為m、長(zhǎng)度為L(zhǎng)的均勻柔軟細(xì)繩置于光滑水平桌面上,繩子右端恰好處于桌子邊緣,桌面離地面足夠高。由于擾動(dòng),繩從靜止開(kāi)始沿桌邊下滑。當(dāng)繩下落的長(zhǎng)度為x時(shí),加速度大小為a,繩轉(zhuǎn)折處O點(diǎn)的拉力大小為F,桌面剩余繩的動(dòng)能為Ek、動(dòng)量為p,如圖乙所示。則從初態(tài)到繩全部離開(kāi)桌面的過(guò)程中,下列說(shuō)法正確的是(

)D

明確牽連物體間速度和位移的關(guān)系命題角度2多個(gè)物體系統(tǒng)機(jī)械能守恒(1)適用條件:只有重力和系統(tǒng)內(nèi)彈力做功。(2)一般用“轉(zhuǎn)化觀點(diǎn):ΔEp=-ΔEk”或“轉(zhuǎn)移觀點(diǎn):ΔEA增=ΔEB減”列方程求解。(3)應(yīng)用機(jī)械能守恒定律的三點(diǎn)提醒:①分析機(jī)械能是否守恒時(shí),必須明確要研究的系統(tǒng);②系統(tǒng)機(jī)械能守恒時(shí),機(jī)械能一般在系統(tǒng)內(nèi)物體間轉(zhuǎn)移,其中的單個(gè)物體機(jī)械能通常不守恒;③對(duì)于一些繩子突然繃緊、物體間碰撞等情況,除非題目特別說(shuō)明,否則機(jī)械能必定不守恒。例7

如圖所示,在豎直方向上A、B兩物體通過(guò)勁度系數(shù)k=500N/m的輕質(zhì)彈簧相連,A放在水平地面上,B在彈簧上且處于靜止?fàn)顟B(tài)。B、C物體通過(guò)輕質(zhì)細(xì)繩繞過(guò)輕質(zhì)定滑輪相連,C放在固定的光滑斜面上。用手拿住C,ab段的細(xì)繩豎直、cd段的細(xì)繩松弛,現(xiàn)無(wú)初速釋放C,C沿斜面下滑s=

m時(shí),細(xì)繩繃直且cd段與斜面平行,隨后C繼續(xù)沿斜面向下運(yùn)動(dòng),在C整個(gè)下滑過(guò)程中,A始終沒(méi)有離開(kāi)地面,C一直在斜面上。已知B的質(zhì)量為mB=1.0kg,C的質(zhì)量為mC=4.0kg,斜面傾角α=30°,重力加速度g取10m/s2,細(xì)繩與滑輪之間的摩擦不計(jì),不計(jì)空氣阻力。求:(1)細(xì)繩剛繃直(無(wú)拉力)時(shí)C的速度v1;(用根式表示)(2)B的最大速度vm;(3)對(duì)彈簧和物體構(gòu)成的系統(tǒng),當(dāng)彈簧的形變量為x時(shí),彈簧的彈性勢(shì)能Ep=kx2。為使A不離開(kāi)地面,求A的質(zhì)量范圍。B、C的加速度為0時(shí),B的速度最大。設(shè)此時(shí)彈簧的伸長(zhǎng)量為x2,根據(jù)牛頓第二定律,對(duì)B有FT-mBg-kx2=0對(duì)C有mCgsin

α=FT聯(lián)立得x2=2

cmx1=x2,兩個(gè)狀態(tài)彈簧的彈性勢(shì)能相等,從細(xì)繩剛繃直到B、C速度最大的過(guò)程中,由機(jī)械能守恒定律有(3)設(shè)彈簧的伸長(zhǎng)量為x時(shí),B、C的速度為零,此時(shí)彈簧彈力最大。對(duì)B、C及彈簧構(gòu)成的系統(tǒng),從細(xì)繩繃直到B、C速度為零,由機(jī)械能守恒定律有代入數(shù)據(jù)解得x=12

cm要使A不離開(kāi)地面,對(duì)A有kx≤mAg解得mA≥6.0

kg。規(guī)律總結(jié)

應(yīng)用機(jī)械能守恒定律解題的基本思路

拓展衍生6.(2022全國(guó)乙卷)固定于豎直平面內(nèi)的光滑大圓環(huán)上套有一個(gè)小環(huán)。小環(huán)從大圓環(huán)頂端P點(diǎn)由靜止開(kāi)始自由下滑,在下滑過(guò)程中,小環(huán)的速率正比于(

)A.它滑過(guò)的弧長(zhǎng)B.它下降的高度C.它到P點(diǎn)的距離D.它與P點(diǎn)的連線掃過(guò)的面積答案

C解析

如圖所示,設(shè)圓環(huán)下降的高度為h,圓環(huán)的半徑為R,圓環(huán)到P點(diǎn)的距離為l,7.如圖所示,半徑為R的光滑圓環(huán)固定在豎直面內(nèi),圓環(huán)的圓心O的正上方B點(diǎn)固定一定滑輪,B點(diǎn)的左側(cè)再固定一定滑輪,輕質(zhì)細(xì)線跨過(guò)兩個(gè)滑輪,一端連接質(zhì)量為m的物塊,另一端連接質(zhì)量也為m的小球,小球套在圓環(huán)上,從圓環(huán)上的A點(diǎn)由靜止開(kāi)始釋放,OA與豎直方向的夾角為53°,且AB正好沿圓環(huán)的切線方向,P點(diǎn)為圓環(huán)的最高點(diǎn),不計(jì)一切摩擦,不計(jì)滑輪、小球以及物塊的大小,重力加速度為g,sin53°=0.8,cos53°=0.6,求:(1)小球釋放瞬間的加速度;(2)小球運(yùn)動(dòng)到P點(diǎn)時(shí)的速度。解析

(1)小球釋放的瞬間,小球和物塊的加速度大小相等,設(shè)加速度大小為a,細(xì)線的拉力的大小為FT,對(duì)小球分析有FT-mgsin

53°=ma對(duì)物塊分析有mg-FT=ma(2)小球從A運(yùn)動(dòng)到P,物塊下降的高度為h=hAB-hBP由于小球由A運(yùn)動(dòng)到P點(diǎn)時(shí),細(xì)線與小球的速度v垂直,則小球沿細(xì)線方向的分速度為0,由關(guān)聯(lián)速度可知物塊的速度為0,小球和物塊組成的系統(tǒng)機(jī)械能守恒,則有考點(diǎn)四功能關(guān)系與能量守恒定律的理解及應(yīng)用高考風(fēng)向標(biāo)考點(diǎn)考題明細(xì)考查頻度功能關(guān)系與能量守恒定律的理解及應(yīng)用

2024浙江1月選考,3;2024海南卷,18;2023全國(guó)乙卷,21;2023浙江1月選考,4;2022廣東卷,9;2022浙江1月選考,12;2022河北卷,9全國(guó)卷:3年1考地方卷:3年6考1.幾種常見(jiàn)的功能關(guān)系

2.應(yīng)用能量守恒定律的兩點(diǎn)注意(1)當(dāng)涉及摩擦力做功,機(jī)械能不守恒時(shí),一般應(yīng)用能量的轉(zhuǎn)化和守恒定律。(2)確定初、末狀態(tài),分析狀態(tài)變化過(guò)程中的能量變化,利用ΔE減=ΔE增列式求解。例8(多選)(2023全國(guó)乙卷)如圖所示,一質(zhì)量為m'、長(zhǎng)為l的木板靜止在光滑水平桌面上,另一質(zhì)量為m的小物塊(可視為質(zhì)點(diǎn))從木板上的左端以速度v0開(kāi)始運(yùn)動(dòng)。已知物塊與木板間的滑動(dòng)摩擦力大小為Ff,當(dāng)物塊從木板右端離開(kāi)時(shí)(

)A.木板的動(dòng)能一定等于FflB.木板的動(dòng)能一定小于FflBD解析

設(shè)物塊滑上木板t0時(shí)間后離開(kāi)木板,在這段時(shí)間內(nèi)物塊在摩擦力的作用下做勻減速直線運(yùn)動(dòng),木板在摩擦力的作用下做勻加速直線運(yùn)動(dòng),它們這段時(shí)間內(nèi)的v-t圖像如圖所示,AB為物塊的v-t圖像,OC為木板的v-t圖像。結(jié)合題意可知梯形OABC的面積表示木板長(zhǎng)度l,三角形OCD的面積表示木板的位移,由圖可知S△OCD<S梯OABC,則木板的位移x1<l。梯形OABD的面積表示物塊的位移,

由圖可知S梯OABD>S梯OABC,則物塊的位移x2>l。此過(guò)程中對(duì)木板由動(dòng)能定理得Ffx1=Ek1-0,所以當(dāng)物塊從右端離開(kāi)木板時(shí)木板的動(dòng)能拓展衍生8.(多選)(2024山東臨沂高三期中)如圖所示,絕緣粗糙斜面體固定在水平地面上,斜面所在空間存在平行于斜面向上的勻強(qiáng)電場(chǎng),電場(chǎng)強(qiáng)度為E,輕彈簧一端固定在斜面頂端,另一端連接一不計(jì)質(zhì)量的絕緣薄板。一帶正電的滑塊,從斜面上的P點(diǎn)處由靜止釋放后,沿斜面向上運(yùn)動(dòng),并能壓縮彈簧至R點(diǎn)(圖中未標(biāo)出),然后返回。則(

)A.滑塊從P點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到R點(diǎn)的過(guò)程中,其機(jī)械能增量等于靜電力與彈簧彈力做功之和B.滑塊從P點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到R點(diǎn)的過(guò)程中,電勢(shì)能的減少量大于重力勢(shì)能和彈簧彈性勢(shì)能的增加量之和C.滑塊返回能到達(dá)的最低位置在P點(diǎn)的上方D.滑塊最終停下時(shí),克服摩擦力所做的功等于電勢(shì)能的減少量與重力勢(shì)能增加量之差BC解析

滑塊從P點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到R點(diǎn)的過(guò)程中,除重力外還有靜電力、彈簧彈力與摩擦力對(duì)滑塊做功,由功能原理知其機(jī)械能的增量等于靜電力、彈簧彈力與摩擦力做功之和,A錯(cuò)誤;滑塊從P點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到R點(diǎn)的過(guò)程中,滑塊動(dòng)能增量為0,重力勢(shì)能、彈性勢(shì)能增加,還有摩擦產(chǎn)生熱量,由能量守恒知電勢(shì)能的減少量大于重力勢(shì)能和彈簧彈性勢(shì)能的增加量之和,B正確;由動(dòng)能定理知在滑塊上升過(guò)程中(qE-mgsin

θ-μmgcos

θ)x-W彈=0,下滑過(guò)程中滑塊運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中,由于摩擦力做功,滑塊的機(jī)械能與電勢(shì)能的和逐漸減小,所以滑塊最終停下時(shí),克服摩擦力所做的功等于電勢(shì)能的減少量與重力勢(shì)能增加量、彈性勢(shì)能增加量之差,D錯(cuò)誤。突破熱點(diǎn)聚素養(yǎng)模型建構(gòu)經(jīng)典物理模型:牽連體系統(tǒng)模型求解這類(lèi)問(wèn)題的關(guān)鍵是找出兩物體的速度關(guān)系,按兩物體連接方式和速度關(guān)系一般可分為如下三種:考向分析高考試題中,常常出現(xiàn)兩個(gè)由輕繩或輕桿連接在一起的物體所組成的連接體系統(tǒng),用以考查運(yùn)動(dòng)的合成與分解、機(jī)械能守恒定律應(yīng)用或功能關(guān)系。案例探究典例(2024江蘇常州高三學(xué)業(yè)水平檢測(cè))如圖所示,輕桿上端可繞光滑鉸鏈O在豎直平面內(nèi)自由轉(zhuǎn)動(dòng)。小球A固定在輕桿末端。用細(xì)繩連接小球B,繩的另一端穿過(guò)位于O點(diǎn)正下方小孔P與A相連。用沿繩斜向上的拉力作用于小球A,使桿保持水平,撤去拉力,小球A、B帶動(dòng)輕桿繞O點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)。已知小球A、B的質(zhì)量均為m,桿長(zhǎng)為L(zhǎng),OP等于2L,重力加速度為g,忽略一切阻力。(1)桿保持水平時(shí),求輕桿對(duì)小球A拉力的大小;(2)運(yùn)動(dòng)過(guò)程中,求兩小球速度大小相等時(shí)的速度大小;(3)運(yùn)動(dòng)過(guò)程中,求兩小球速度大小相等時(shí)細(xì)繩對(duì)小球A的拉力大小。解析

(1)小球A受力分析如圖所示可知由FT、G以及F和FT繩的合力所構(gòu)成的矢量三角形恰與△OPA相似,(2)小球A繞O點(diǎn)做圓周運(yùn)動(dòng),速度方向沿圓周軌跡切線方向,又因小球A、B通過(guò)細(xì)繩連接在一起,兩者沿繩方向的分速度相等,故兩小球速度大小相等時(shí),細(xì)繩與小球A的圓周軌跡相切,如