2019届高考物理二轮专题复习专题四能量和动量第1讲功能关系在力学中的应用课件.ppt

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1、专题四 能量和动量,高考领航,真题剖析,备考跨越,高考领航 过真题 做笔记,真题在线,1.(2018全国卷,14)如图,某同学用绳子拉动木箱,使它从静止开始沿粗糙水平路面运动至具有某一速度.木箱获得的动能一定( ) A.小于拉力所做的功 B.等于拉力所做的功 C.等于克服摩擦力所做的功 D.大于克服摩擦力所做的功,A,解析:由题意知,W拉-W克=Ek-0,则W拉Ek,选项A正确,B错误;W克与Ek的大小关系不确定,选项C,D错误.,内容排查: 动能 动能定理,2.(2018全国卷,18)如图,abc是竖直面内的光滑固定轨道,ab水平,长度为2R;bc是半径为R的四分之一圆弧,与ab相切于b点.

2、一质量为m的小球,始终受到与重力大小相等的水平外力的作用,自a点处从静止开始向右运动.重力加速度大小为g.小球从a点开始运动到其轨迹最高点,机械能的增量为( )A.2mgR B.4mgR C.5mgR D.6mgR,C,内容排查: 恒力的功 动能定理 运动的合成和分解 机械能的变化,心得笔记:,3.(2018全国卷,15)高空坠物极易对行人造成伤害.若一个50 g的鸡蛋从一居民楼的25层坠下,与地面的碰撞时间约为2 ms,则该鸡蛋对地面产生的冲击力约为( ) A.10 N B.102 N C.103 N D.104 N,C,内容排查: 动能定理 动量定理 牛顿第三定律,心得笔记:,4.(201

3、8全国卷,19)(多选)地下矿井中的矿石装在矿车中,用电机通过竖井运送到地面.某竖井中矿车提升的速度大小v随时间t的变化关系如图所示,其中图线分别描述两次不同的提升过程,它们变速阶段加速度的大小都相同;两次提升的高度相同,提升的质量相等.不考虑摩擦阻力和空气阻力.对于第次和第次提升过程( ) A.矿车上升所用的时间之比为45 B.电机的最大牵引力之比为21 C.电机输出的最大功率之比为21 D.电机所做的功之比为45,AC,内容排查: 速度图像 牛顿运动定律 功和功率,心得笔记:,5.(2018海南卷,5)如图,用长为l的轻绳悬挂一质量为M的沙箱,沙箱静止.一质量为m的弹丸以速度v水平射入沙箱

4、并留在其中,随后与沙箱共同摆动一小角度.不计空气阻力.对子弹射向沙箱到与其共同摆过一小角度的过程( ) A.若保持m,v,l不变,M变大,则系统损失的机械能变小 B.若保持M,v,l不变,m变大,则系统损失的机械能变小 C.若保持M,m,l不变,v变大,则系统损失的机械能变大 D.若保持M,m,v不变,l变大,则系统损失的机械能变大,C,内容排查: 动量守恒定理 非弹性碰撞 碰撞中机械能的损失,心得笔记:,真题剖析 析真题 得技法,第1讲 功能关系在力学中的应用,考向一 力学中几个重要功能关系的应用,【典例1】 (2018永州一模)如图所示,一质量为m的小球固定于轻质弹簧的一端,弹簧的另一端固

5、定于O点,将小球拉至A处,弹簧恰好无形变,由静止释放小球,当小球运动到O点正下方的竖直高度差为h的B点时,速度大小为v,已知重力加速度为g,下列说法正确的是( ),D,1.力学中几种功能关系,规律总结,2.运用功能关系分析问题的基本思路 (1)选定研究对象或系统,弄清物理过程; (2)分析受力情况,看有什么力在做功,弄清系统内有多少种形式的能在参与转化; (3)仔细分析系统内各种能量的转化情况、变化数量.,【预测练1】 (2018静安区一模)火箭的回收再利用已成为航天事业的发展趋势.若火箭在返回地面前的某段运动,可看成先匀速后减速的直线运动.最后火箭降落在地面上,不计火箭质量的变化.则( )

6、A.火箭在匀速下降过程中重力做负功,重力势能减小 B.火箭在匀速下降过程中没有力做功,动能不变 C.火箭在减速下降过程中合外力做负功,动能减小 D.火箭在减速下降过程中合力做功,等于火箭机械能的变化,C,解析:火箭在匀速下降过程中重力做正功,重力势能减小,故A错误.火箭在匀速下降过程中重力做正功,阻力做负功,动能不变,故B错误.火箭在减速下降过程中动能减小,由动能定理知合外力做负功,故C正确.火箭在减速下降过程中合力做功等于火箭动能的变化,阻力做功等于机械能的变化,故D错误.,【预测练2】 (2018泸州校级模拟)如图所示,质量为m的物体在水平传送带上由静止释放,传送带由电动机带动,始终保持以

7、速度v匀速运动,物体与传送带间的动摩擦因数为,物体过一会儿能保持与传送带相对静止,对于物体从静止释放到相对静止这一过程,下列说法正确的是( ),D,【预测练3】 (2018安徽三模)(多选)在粗糙的水平面上固定一挡板,一质量不计的弹簧左端固定在挡板上,一可视为质点的质量为m的物块A放在弹簧的右端,初始时刻弹簧为原长,物块与弹簧未连接,某瞬间给物块一向左的初速度,使其将弹簧压缩,经过一段时间弹簧将物块弹开,在整个运动过程中弹簧的最大压缩量为x0.已知物块的初速度大小为v0、物块与水平地面之间的动摩擦因数为.则下列结论正确的是( ),ACD,考向二 动力学规律和动能定理的综合应用,(1)斜面对滑块

8、摩擦力的大小Ff;,解析:(1)由图(乙)可知,当t1=0.14 s时,滑块与弹簧开始分离,此后滑块受重力、斜面的支持力和摩擦力,滑块开始做匀减速直线运动.加速度大小为a1=10 m/s2. 根据牛顿第二定律有mgsin +Ff=ma1, 代入数据解得Ff=4.0 N.,答案:(1)4.0 N,(2)t=0.14 s时滑块与出发点间的距离d;,答案:(2)0.20 m,(3)在00.44 s时间内,摩擦力做的功W.,答案:(3)-1.64 J,【拓展变式】 在“典例2”的情境中,请把(乙)图0.24 s后到滑块再次碰到弹簧的a-t图像补画完整.,答案:见解析,规律总结,1.对于物体受变力作用的

9、力学问题,动能定理是解决问题的重要方法之一. 2.物体在某个运动过程中包含有几个运动性质不同的小过程(如加速、减速的过程),可以分段应用动能定理,也可以对整个过程利用动能定理,但不能在某一方向上应用动能定理.,【预测练4】 (2018广西模拟)小球从地面竖直向上抛出,到达最高点后竖直下落,与地面碰撞后向上反弹会到原高度再次下落,重复上述运动,以抛出点为原点建立竖直向上的一维坐标系,下落速度v及动能Ek随位置坐标y变化的关系图像正确的是( ),C,【预测练5】 (2018衡水三模)质量m=1 kg的物体静止放在粗糙水平地面上.现对物体施加一个随位移变化的水平外力F时物体在水平面上运动.已知物体与

10、地面间的滑动摩擦力与最大静摩擦力相等.若F-x图像如图所示.且45 m内物体匀速运动.x=7 m时撤去外力,取g=10 m/s2,则下列有关描述正确的是( ) A.物体与地面间的动摩擦因数为0.1 B.x=3 m时物体的速度最大 C.撤去外力时物体的速度为 m/s D.撤去外力后物体还能在水平面上滑行3 s,C,考向三 应用动力学观点和能量观点解决多过程问题,(1)求物块第一次向下运动到A点时的速度大小v1; (2)已知弹簧的弹性势能表达式为Ep= kx2(其中x为弹簧的形变量),求物块第一次向下运动过程中的最大速度值v; (3)求物块在A点上方运动的总路程s和总时间t.,审题突破,1.解决力

11、学中的多过程问题,通常利用功能关系,结合物体的运动规律,分状态、分过程分别列出相应的关系式求解. 2.当涉及摩擦力做功时,机械能不守恒,一般应用能的转化和守恒定律,特别注意摩擦产生的内能Q=Ffx相对,x相对为相对滑动的两物体间相对滑动路径的总长度. 3.解题时,首先确定初、末状态,然后分清有多少种形式的能在转化,再分析状态变化过程中哪种形式的能量减少,哪种形式的能量增加,求出减少的能量总和E减和增加的能量总和E增,最后由E减=E增列式求解.,规律总结,【预测练6】 (2018唐山二模)如图位于竖直面内的光滑轨道AB,与半径为R的圆形轨道底部相通,圆形轨道上部有一缺口CDE,D点为圆形轨道最高

12、点,COD=DOE=30,质量为m可视为质点的小球自光滑轨道AB上某点静止下滑,由底部进入圆形轨道,通过不断调整释放位置,直到小球从C飞出后能无碰撞地从E进入左侧轨道,重力加速度为g.下列说法正确的是( ),D,【预测练7】 (2018南通二模)如图所示,半径R=4 m的光滑圆弧轨道BCD与足够长的传送带DE在D处平滑连接,O为圆弧轨道BCD的圆心,C点为圆弧轨道的最低点,半径OB,OD与OC的夹角分别为53和37.传送带以2 m/s的速度沿顺时针方向匀速转动,将一个质量m=0.5 kg的物块(视为质点)从B点左侧高为h=0.8 m处的A点水平抛出,恰从B点沿切线方向进入圆弧轨道.已知物块与轨

13、道DE间的动摩擦因数=0.5,重力加速度g取10 m/s2,sin 37=0.6,cos 37=0.8.求:,(1)物块水平抛出时的初速度大小v0;,答案:(1)3 m/s,(2)物块第一次到达圆弧轨道BCD上的D点对轨道的压力大小;(结果保留3位有效数字),答案:(2)9.13 N,(3)物块第一次在传送带上运动的时间.(结果保留2位有效数字),答案:(3)3.1 s,备考跨越 构网络 练培优,网络构建,培优精练,【培优练1】 (2018合肥三模)(多选)如图所示,一小球套在倾角为37的固定粗糙直杆上,轻弹簧一端与小球相连,另一端固定于水平地面上O点.小球由A点静止释放,它沿杆下滑到达最低点

14、C时速度恰为0.A,C相距0.8 m,B是A,C连线的中点,且到O点的距离最短.小球质量为1 kg,弹簧原长为0.5 m,劲度系数为40 N/m,sin 37=0.6,g取10 m/s2.则小球从A到C过程中,下列说法正确的是( ) A.小球经过B点时的速度最大 B.小球在B点时的加速度为6 m/s2 C.弹簧弹力对小球先做正功后做负功 D.小球从A到C过程中摩擦力做功为4.8 J,BD,D,【培优练2】 (2018宿迁一模)如图所示,滑块以初速度v0滑上表面粗糙的固定斜面,到达最高点后又返回到出发点.则下列能大致描述滑块整个运动过程中的速度v、加速度a、动能Ek、重力对滑块所做的功W与时间t

15、或位移x之间关系的图像是(取初速度方向为正方向)( ),解析:设动摩擦因数为,斜面倾斜角为;对滑块,上滑时有mgsin + mgcos =ma1,下滑时,有mgsin -mgcos =ma2;故上滑时做加速度为a1=g(sin +cos )的匀减速运动;下滑时做加速度为a2=g(sin - cos )的匀加速运动;又有a1a2,故v-t图线斜率上滑时比下滑时大,且都为负值,故A,B错误;由功的定义可知,重力对物块做的功W=-mgxsin ,故D正确;物块运动过程只有重力、摩擦力做功;故由动能定理可得,上滑时Ek-Ek0= -mgxsin -mgxcos ,所以,Ek=Ek0-mg(sin +c

16、os )x;下滑时,有Ek=mg(xmax-x)sin -mg(xmax-x)cos =mg(xmax-x)(sin -cos );故 Ek-x图线的倾斜角下滑时比上滑时小,而动能Ek只为正值,故C错误.,【培优练3】 (2018醴陵市一模)(多选)如图所示,半径为R的光滑圆弧轨道ABC固定在竖直平面内,O是圆心,OC竖直,OA水平,B是最低点,A点紧靠一足够长的平台MN,D点位于A点正上方,DA距离为有限值.现于D点无初速度释放一个大小可以忽略的小球,在A点进入圆弧轨道,从C点飞出后做平抛运动并落在平台MN上,P点是小球落在MN之前轨迹上紧邻MN的一点,不计空气阻力,下列说法正确的是( ) A.只要D点的高度合适,小球可以落在平台MN上任意一点 B.小球由D经A,B,C到P的过程中,其在D点的机械能等于P点的机械能 C.小球从A运动到B的过程中,重力的功率一直增大 D.如果DA距离为h,则小球经过B点时对轨道的压力为3mg+,BD,