高考物理新课标专用版冲刺大二轮讲义专题二 能量与动量 第4课时.docx

1、高考物理新课标专用版冲刺大二轮讲义专题二 能量与动量 第4课时复习备考建议1能量观点是高中物理三大观点之一，是历年高考必考内容；或与直线运动、平抛运动、圆周运动结合，或与电场、电磁感应结合，或与弹簧、传送带、板块连接体等结合；或借助选择题单独考查功、功率、动能定理、功能关系的理解，或在计算题中考查动力学与能量观点的综合应用，难度较大2对于动量问题，可以只在选择题中出现，考查动量守恒定律、动量定理的基本应用，也可在计算题中出现，特别是动量与动力学、能量结合、综合性强、难度高，应加大训练第4课时功和功率功能关系考点功、功率的分析与计算1恒力功的计算(1)单个恒力的功 WFlcos.(2)合力为恒力

2、的功先求合力，再求WF合lcos .WW1W2.2变力功的计算(1)若力大小恒定，且方向始终沿轨迹切线方向，可用力的大小跟路程的乘积计算(2)力的方向不变，大小随位移线性变化可用Wlcos 计算(3)Fl图象中，功的大小等于“面积”(4)求解一般变力做的功常用动能定理3功率的计算(1)P，适用于计算平均功率；(2)PFv，若v为瞬时速度，则P为瞬时功率；若v为平均速度，则P为平均功率注意：力F与速度v方向不在同一直线上时功率为Fvcos .例1(多选)(2019山西晋中市适应性调研)如图1甲所示，足够长的固定光滑细杆与地面成一定倾角，在杆上套有一个光滑小环，沿杆方向给环施加一个拉力F，使环由静

3、止开始运动，已知拉力F及小环速度v随时间t变化的规律如图乙、丙所示，重力加速度g取10 m/s2.则以下判断正确的是()图1A小环的质量是1 kgB细杆与地面间的倾角是30C前3 s内拉力F的最大功率是2.25 WD前3 s内拉力对小环做功5.75 J答案AD解+析由速度时间图象得到环先匀加速上升，然后匀速运动，由题图可得：第1 s内，a m/s20.5 m/s2，加速阶段：F1mgsin ma；匀速阶段：F2mgsin 0，联立以上三式解得：m1 kg，sin 0.45，故A正确，B错误；第1 s内，速度不断变大，拉力的瞬时功率也不断变大，第1 s末，PFv150.5 W2.5 W；第1 s

4、末到第3 s末，PFv14.50.5 W2.25 W，即拉力的最大功率为2.5 W，故C错误；从速度时间图象可以得到，第1 s内的位移为0.25 m,13 s内的位移为1 m，前3 s内拉力做的功为：W50.25 J4.51 J5.75 J，故D正确变式训练1.(2019河南名校联盟高三下学期2月联考)如图2所示，ad、bd、cd是竖直面内三根固定的光滑细杆，a、b、c、d位于同一圆周上，a点为圆周的最高点，d点为最低点每根杆上都套着一个质量相等的小滑环(图中未画出)，三个滑环分别从a、b、c处由静止释放，用P1、P2、P3依次表示各滑环从静止滑到d过程中重力的平均功率，则()图2AP1P2P

5、2P3CP3P1P2 DP1P2P3答案B解+析对小滑环b受力分析，受重力和支持力，将重力沿杆的方向和垂直杆的方向正交分解，根据牛顿第二定律得，小滑环做初速度为零的匀加速直线运动的加速度为agsin (为杆与水平方向的夹角)，由数学知识可知，小滑环的位移x2Rsin ，所以t，t与无关，即t1t2t3，而三个环重力做功W1W2W3，所以有：P1P2P3，B正确2.(多选)(2019福建龙岩市期末质量检查)如图3所示，在竖直平面内有一条不光滑的轨道ABC，其中AB段是半径为R的圆弧，BC段是水平的一质量为m的滑块从A点由静止滑下，最后停在水平轨道上C点，此过程克服摩擦力做功为W1.现用一沿着轨道

6、方向的力推滑块，使它缓慢地由C点推回到A点，此过程克服摩擦力做功为W2，推力对滑块做功为W，重力加速度为g，则下列关系中正确的是()图3AW1mgR BW2mgRCmgRW2mgR答案AC解+析滑块由A到C的过程，由动能定理可知mgRW10，故A对；滑块由A到B做圆周运动，而在推力作用下从C经过B到达A的过程是一个缓慢的匀速过程，所以从A到B的过程中平均支持力大于从B到A 的平均支持力，那么摩擦力从A到B做的功大于从B到A做的功，而两次经过BC段摩擦力做功相等，故W2W1mgR，故B错；滑块由C到A的过程中，由能量守恒可知，推力对滑块做的功等于滑块重力势能增加量与克服摩擦力所做的功两部分，即W

7、mgRW20，即WW1W2，由于 W2W1mgR，所以mgRW2mgR，故C对，D错考点功能关系的理解和应用1几个重要的功能关系(1)重力做的功等于重力势能的减少量，即WGEp.(2)弹力做的功等于弹性势能的减少量，即W弹Ep.(3)合力做的功等于动能的变化量，即WEk.(4)重力(或系统内弹力)之外的其他力做的功等于机械能的变化量，即W其他E.(5)系统内一对滑动摩擦力做的功是系统内能改变的量度，即QFfx相对2理解(1)做功的过程就是能量转化的过程，不同形式的能量发生相互转化可以通过做功来实现(2)功是能量转化的量度，功和能的关系，一是体现在不同性质的力做功对应不同形式的能转化，二是做功的

8、多少与能量转化的多少在数值上相等3应用(1)分析物体运动过程中受哪些力，有哪些力做功，有哪些形式的能发生变化(2)列动能定理或能量守恒定律表达式例2(多选)(2019全国卷18)从地面竖直向上抛出一物体，其机械能E总等于动能Ek与重力势能Ep之和取地面为重力势能零点，该物体的E总和Ep随它离开地面的高度h的变化如图4所示重力加速度取10 m/s2.由图中数据可得()图4A物体的质量为2 kgBh0时，物体的速率为20 m/sCh2 m时，物体的动能Ek40 JD从地面至h4 m，物体的动能减少100 J答案AD解+析根据题图图像可知，h4 m时物体的重力势能mgh80 J，解得物体质量m2 k

9、g，抛出时物体的动能为Ek0100 J，由公式Ek0mv2可知，h0时物体的速率为v10 m/s，选项A正确，B错误；由功能关系可知Ffh|E总|20 J，解得物体上升过程中所受空气阻力Ff5 N，从物体开始抛出至上升到h2 m的过程中，由动能定理有mghFfhEk100 J，解得Ek50 J，选项C错误；由题图图像可知，物体上升到h4 m时，机械能为80 J，重力势能为80 J，动能为零，即从地面上升到h4 m，物体动能减少100 J，选项D正确变式训练32018年2月13日，平昌冬奥会女子单板滑雪U形池项目中，我国选手刘佳宇荣获亚军，为我国夺得此届冬奥会首枚奖牌如图5为U形池模型，其中A、

10、B为U形池两侧边缘，C为U形池最低点，U形池轨道各处粗糙程度相同运动员(可看成质点)在池边高h处自由下落由左侧进入池中，从右侧飞出后上升的最大高度为，下列说法正确的是()图5A运动员再次进入池中后，能够冲出左侧边缘A然后返回B运动员再次进入池中后，刚好到达左侧边缘A然后返回C由A到C过程与由C到B过程相比，运动员损耗机械能相同D由A到C过程与由C到B过程相比，前一过程运动员损耗机械能较小答案A解+析运动员由h处自由下落，到右侧高度，损失的机械能Emg.运动员受到的摩擦力与正压力成正比，由圆周运动的规律可知，运动员返回时比开始进入时的平均速率要小，平均摩擦力要小，则阻力做功小于mg，故能冲出A点

11、，选项A正确，B错误，同理，A到C过程比C到B过程平均速率大，平均摩擦力大，运动员损耗机械能大，故C、D错误4.(多选)(2018安徽安庆市二模)如图6所示，一运动员穿着飞行装备从飞机上跳出后的一段运动过程可近似认为是匀变速直线运动，运动方向与水平方向成53角，运动员的加速度大小为.已知运动员(包含装备)的质量为m，则在运动员下落高度为h的过程中，下列说法正确的是(sin 53，cos 53)()图6A运动员重力势能的减少量为mghB运动员动能的增加量为mghC运动员动能的增加量为mghD运动员的机械能减少了mgh答案CD解+析运动员下落的高度是h，则重力做功：Wmgh，所以运动员重力势能的减

12、少量为mgh，故A错误；运动员下落的高度是h，则飞行的距离：Lh，运动员受到的合外力：F合mamg，动能的增加量等于合外力做的功，即：EkW合F合Lmghmgh，故B错误，C正确；运动员重力势能的减少量为mgh，动能的增加量为mgh，所以运动员的机械能减少了mgh，故D正确考点动能定理的应用1表达式：W总Ek2Ek1.2五点说明(1)W总为物体在运动过程中所受各力做功的代数和(2)动能变化量Ek2Ek1一定是物体在末、初两状态的动能之差(3)动能定理既适用于直线运动，也适用于曲线运动(4)动能定理既适用于恒力做功，也适用于变力做功(5)力可以是各种性质的力，既可以同时作用，也可以分阶段作用3基

13、本思路(1)确定研究对象和研究过程(2)进行运动分析和受力分析，确定初、末速度和各力做功情况，利用动能定理全过程或者分过程列式4在功能关系中的应用(1)对于物体运动过程中不涉及加速度和时间，而涉及力和位移、速度的问题时，一般选择动能定理，尤其是曲线运动、多过程的直线运动等(2)动能定理也是一种功能关系，即合外力做的功(总功)与动能变化量一一对应例3如图7所示，在地面上竖直固定了刻度尺和轻质弹簧，弹簧原长时上端与刻度尺上的A点等高质量m0.5 kg的篮球静止在弹簧正上方，其底端距A点的高度h11.10 m，篮球由静止释放，测得第一次撞击弹簧时，弹簧的最大形变量x10.15 m，第一次反弹至最高点

14、，篮球底端距A点的高度h20.873 m，篮球多次反弹后静止在弹簧的上端，此时弹簧的形变量x20.01 m，弹性势能为Ep0.025 J若篮球运动时受到的空气阻力大小恒定，忽略篮球与弹簧碰撞时的能量损失和篮球形变，弹簧形变在弹性限度范围内，g取10 m/s2.求：图7(1)弹簧的劲度系数；(2)篮球在运动过程中受到的空气阻力的大小；(3)篮球在整个运动过程中通过的路程答案(1)500 N/m(2)0.50 N(3)11.05 m解+析(1)由最后静止的位置可知kx2mg，所以k500 N/m(2)由动能定理可知，在篮球由静止下落到第一次反弹至最高点的过程中mghFfLmv22mv12整个过程动能变化为0，重力做功mghmg(h1h2)1.135 J空气阻力大小恒定，作用距离为Lh1h22x12.273 m故可得Ff0.50 N(3)整个运动过程中，空气阻力一直与运动方向相反根据动能定理有mghWfW弹mv22mv12整个过程动能变化为0，重力做功mghmg(h1x2)5.55 J弹力做功W弹Ep0.025 J则空气阻力做功WfmghW弹5.525 J因WfFfs故解得s11.05 m.变式训练5.(2019全国卷17)从地面竖直向上抛出一物体，物