高三物理二輪復習 專題二 能量、動量和原子物理 第2講 功能關(guān)系和能量守恒課件

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1、核心專題突破第一部分第一部分第第2講功能關(guān)系和能量守恒講功能關(guān)系和能量守恒專題二能量、動量和原子物理專題二能量、動量和原子物理欄目導航2年考情回顧年考情回顧熱點題型突破熱點題型突破對點規(guī)范演練對點規(guī)范演練熱點題源預測熱點題源預測逐題對點特訓逐題對點特訓2年考情回顧年考情回顧設問設問方式方式彈簧模型中的機械能守恒彈簧模型中的機械能守恒 例例 (2017江蘇卷，江蘇卷，9題題)(2016全國全國卷卷，21題題)圓周運動中的機械能守恒圓周運動中的機械能守恒 例例 (2016全國卷全國卷，24題題)衛(wèi)星返回過程的功能關(guān)系衛(wèi)星返回過程的功能關(guān)系 例例 (2017全國卷全國卷，24題題)滑塊模型中的功能關(guān)

2、系滑塊模型中的功能關(guān)系 例例 (2017江蘇卷，江蘇卷，3題題)審題審題要點要點要注意分清是什么力做功，是正功是負功，對應哪一種形式能量變化，要注意分清是什么力做功，是正功是負功，對應哪一種形式能量變化，是增加還是減少，綜合確定能量之間轉(zhuǎn)化情況是增加還是減少，綜合確定能量之間轉(zhuǎn)化情況也可以根據(jù)能量之間轉(zhuǎn)化情況，確定什么力做功，是正功還是負功，尤也可以根據(jù)能量之間轉(zhuǎn)化情況，確定什么力做功，是正功還是負功，尤其是可以方便計算變力做功的多少其是可以方便計算變力做功的多少對于應用機械能守恒的問題，一定要判斷是否符合機械能守恒的條件對于應用機械能守恒的問題，一定要判斷是否符合機械能守恒的條件熱點題型突破

3、熱點題型突破題型一題型一機械能守恒定律的應用機械能守恒定律的應用 命題規(guī)律 機械能守恒定律是歷年高考的重點，命題規(guī)律是：(1)判斷系統(tǒng)在某一過程機械能是否守恒；(2)結(jié)合物體的平拋運動，圓周運動等典型運動應用機械能守恒定律；(3)結(jié)合彈簧、桿和繩等相互作用的系統(tǒng)考查機械能守恒定律 方法點撥 1用機械能守恒定律解題的基本步驟 2機械能是否守恒的判斷方法 (1)用做功來判斷：分析物體或系統(tǒng)受力情況(包括內(nèi)力和外力)，明確各力做功的情況，若對物體或系統(tǒng)只有重力或彈力做功，沒有其他力做功或其他力做功的代數(shù)和為零，則機械能守恒 (2)用能量轉(zhuǎn)化來判定：若物體系中只有動能和勢能的相互轉(zhuǎn)化而無機械能與其他形

4、式的能的轉(zhuǎn)化，則物體系機械能守恒 (3)對一些繩子突然繃緊的問題，除非題目特別說明，機械能必定不守恒 1. (2017廣大汕頭一模)(多選)如圖所示，在傾角為30的光滑固定斜面上，放有兩個質(zhì)量分別為1 kg和2 kg的可視為質(zhì)點的小球A和B，兩球之間用一根長L0.2 m的輕桿相連，小球B距水平面的高度h0.1 m斜面底端與水平面之間有一光滑短圓弧相連，兩球從靜止開始下滑到光滑水平面上，g取10 m/s2.則下列說法中正確的是 ()BD突破點撥 (1)“光滑固定斜面”“光滑短圓弧”“光滑水平面”說明A、B兩球不受摩擦力的作用 (2)A、B兩球(含輕桿)組成的系統(tǒng)，從靜止到滑到水平面上的整個過程中

5、只有重力做功，故機械能守恒 (3)A球、B球都在斜面上下滑的過程中，兩球各自的機械能都守恒B球剛滑到水平面到A球剛滑到水平面的過程中，B球的機械能增加，A球的機械能減少 【變式考法】 在上述題1中，系統(tǒng)下滑的整個過程中桿的彈力對A球做多少功？A球機械能如何變化？ 2(2017江蘇卷)(多選)如圖所示，三個小球A、B、C的質(zhì)量均為m，A與B、C間通過鉸鏈用輕桿連接，桿長為L.B、C置于水平地面上，用一輕質(zhì)彈簧連接，彈簧處于原長現(xiàn)A由靜止釋放下降到最低點，兩輕桿間夾角由60變?yōu)?20.A、B、C在同一豎直平面內(nèi)運動，彈簧在彈性限度內(nèi)，忽略一切摩擦，重力加速度為g.則此下降過程中()ABD (1)機

6、械能守恒定律的三種表達式機械能守恒定律的三種表達式守恒觀點：守恒觀點：Ek1Ep1Ek2Ep2；轉(zhuǎn)化觀點：轉(zhuǎn)化觀點：EpEk；轉(zhuǎn)移觀點：轉(zhuǎn)移觀點：EA增增EB減減(2)判斷機械能是否守恒的三個注意判斷機械能是否守恒的三個注意必須準確地選擇系統(tǒng)，在此基礎上分析內(nèi)力和外力的做功情況，判斷系統(tǒng)機必須準確地選擇系統(tǒng)，在此基礎上分析內(nèi)力和外力的做功情況，判斷系統(tǒng)機械能是否守恒；械能是否守恒；當研究對象當研究對象(除地球以外除地球以外)只有一個物體時，往往根據(jù)是否只有一個物體時，往往根據(jù)是否“只有重力做功只有重力做功”來判定機械能是否守恒；來判定機械能是否守恒；當研究對象當研究對象(除地球以外除地球以外)

7、由多個物體組成時，往往根據(jù)是否由多個物體組成時，往往根據(jù)是否“沒有摩擦和介沒有摩擦和介質(zhì)阻力質(zhì)阻力”來判定機械能是否守恒來判定機械能是否守恒題型二題型二功能關(guān)系的應用功能關(guān)系的應用 命題規(guī)律 功能關(guān)系是歷年高考的重點和熱點，是必考的命題特點是：(1)功和能量變化的對應關(guān)系的應用；(2)對滑動摩擦做功與產(chǎn)生內(nèi)能(熱量)關(guān)系的應用；(3)結(jié)合力和運動關(guān)系，功和能關(guān)系，考查學生的綜合分析能力 方法點撥 1常見的功能關(guān)系各種力做功各種力做功對應能的變化對應能的變化規(guī)律規(guī)律合力的功合力的功動能變化動能變化動能定理：動能定理：W合合Ek2Ek1重力的功重力的功重力勢能變化重力勢能變化重力做功與重力勢能的變

8、化：重力做功與重力勢能的變化：WGEp彈簧彈力的功彈簧彈力的功彈簧勢能變化彈簧勢能變化彈力做功與彈性勢能的變化：彈力做功與彈性勢能的變化：W彈彈Ep只有重力、彈只有重力、彈簧彈力的功簧彈力的功不引起機械能變化不引起機械能變化機械能守恒定律：機械能守恒定律：E0非重力和非重力和彈力的功彈力的功機械能變化機械能變化功能原理：功能原理：W其他其他E電場力的功電場力的功電勢能變化電勢能變化電場力做功與電勢能的變化：電場力做功與電勢能的變化：W電電Ep滑動摩擦滑動摩擦力的功力的功內(nèi)能變化內(nèi)能變化滑動摩擦力做功引起系統(tǒng)內(nèi)能增加：滑動摩擦力做功引起系統(tǒng)內(nèi)能增加：E內(nèi)內(nèi)Ffl(l為相對位移或路程為相對位移或路

9、程) 2.功能關(guān)系的選用原則 (1)在應用功能關(guān)系解決具體問題的過程中，若只涉及動能的變化用動能定理分析 (2)只涉及重力勢能的變化用重力做功與重力勢能變化的關(guān)系分析 (3)只涉及機械能變化用除重力和彈力之外的力做功與機械能變化的關(guān)系分析 (4)只涉及電勢能的變化用電場力做功與電勢能變化的關(guān)系分析 (5)只涉及彈性勢能的變化用彈力做功與彈性勢能變化的關(guān)系分析 (1)小球的初速度v0； (2)小球第二次通過C點時對軌道的壓力FC； (3)小球第二次通過C點后在CD段上運動的總路程s.突破點撥 (1)沿軌道完成一周運動，恰好到達軌道最高點的速度最小必須為零 (2)回到B點時最小速度為零 (3)小球

10、第二次通過C點，做圓周運動 【變式考法】 上述考題1中，小球在運動過程中最終損失的機械能是多少？答案答案 338 J 2(2017海南五校模擬)(多選)如圖所示，一絕緣輕彈簧的上端固定在傾角為的光滑斜面頂端，下端連接一質(zhì)量為m、帶正電荷的滑塊，空間存在沿斜面向上的勻強電場，開始時彈簧處于原長狀態(tài)，滑塊恰好處于平衡狀態(tài)現(xiàn)給滑塊一沿斜面向上的初速度v，滑塊到達最高點時，彈簧的壓縮量為x，若彈簧始終處于彈性限度內(nèi)，在滑塊開始運動到到達最高點的過程中，下列說法正確的是()AC 3(2017全國卷)一質(zhì)量為8.00104 kg的太空飛船從其飛行軌道返回地面飛船在離地面高度1.60105m處以7.5010

11、3 m/s的速度進入大氣層，逐漸減慢至速度為100 m/s時下落到地面取地面為重力勢能零點，在飛船下落過程中，重力加速度可視為常量，大小取為9.8 m/s2.(結(jié)果保留2位有效數(shù)字) (1)分別求出該飛船著地前瞬間的機械能和它進入大氣層時的機械能； (2)求飛船從離地面高度600 m處至著地前瞬間的過程中克服阻力所做的功，已知飛船在該處的速度大小是其進入大氣層時速度大小的2.0%. 答案 2.41012 J(2)9.7108 J功能關(guān)系的應用功能關(guān)系的應用“五注意五注意”(1)分清是什么力做功，并且分析該力做正功還是做負功；根據(jù)功能之間的對應分清是什么力做功，并且分析該力做正功還是做負功；根據(jù)

12、功能之間的對應關(guān)系，判定能的轉(zhuǎn)化形式，確定能量之間的轉(zhuǎn)化情況關(guān)系，判定能的轉(zhuǎn)化形式，確定能量之間的轉(zhuǎn)化情況(2)也可以根據(jù)能量之間的轉(zhuǎn)化情況，確定是什么力做功，尤其可以方便計算變也可以根據(jù)能量之間的轉(zhuǎn)化情況，確定是什么力做功，尤其可以方便計算變力做功的多少力做功的多少(3)功能關(guān)系反映了做功和能量轉(zhuǎn)化之間的對應關(guān)系，功是能量轉(zhuǎn)化的量度和原功能關(guān)系反映了做功和能量轉(zhuǎn)化之間的對應關(guān)系，功是能量轉(zhuǎn)化的量度和原因，在不同問題中的具體表現(xiàn)不同因，在不同問題中的具體表現(xiàn)不同(4)一對相互作用的靜摩擦力做功代數(shù)和為一對相互作用的靜摩擦力做功代數(shù)和為0，不改變系統(tǒng)機械能，不改變系統(tǒng)機械能(5)一對相互作用的滑

13、動摩擦力做功代數(shù)和小于一對相互作用的滑動摩擦力做功代數(shù)和小于0，系統(tǒng)機械能減小，轉(zhuǎn)化為內(nèi)，系統(tǒng)機械能減小，轉(zhuǎn)化為內(nèi)能能 題型三題型三能量守恒定律的應用能量守恒定律的應用 命題規(guī)律 能量守恒定律是高考命題的熱點，命題規(guī)律是：(1)能量守恒定律結(jié)合動力學知識考查力學綜合問題；(2)能量守恒定律應用于電場和磁場及電磁感應現(xiàn)象考查力電綜合問題 方法點撥 1對能量守恒定律的理解 (1)內(nèi)容：能量既不會憑空產(chǎn)生，也不會憑空消失，它只能從一種形式轉(zhuǎn)化為另一種形式，或者從一個物體轉(zhuǎn)移到別的物體，在轉(zhuǎn)化和轉(zhuǎn)移的過程中，能量的總量保持不變 (2)兩種理解：某種形式的能量減小，一定存在其他形式的能量增加，且減少量和

14、增加量一定相等；某物體的能量減少，一定存在其他物體的能量增加，且減少量和增加量一定相等 2應用能量轉(zhuǎn)化與守恒定律解題的步驟 (1)明確研究對象和研究過程，了解對應的受力情況和運動情況 (2)分析有哪些力做功，相應的有多少形式的能參與了轉(zhuǎn)化，如動能、勢能(包括重力勢能、彈性勢能、電勢能)、內(nèi)能等 (3)明確哪種形式的能量增加，哪種形式的能量減小，并且列出減小的能量E減和增加的能量E增的表達式 (4)列出能量轉(zhuǎn)化守恒關(guān)系式E減E增，求解未知量，并對結(jié)果進行討論 1. (2016陜西西安質(zhì)檢)如圖所示，固定斜面的傾角30 ，物體A與斜面之間的動摩擦因素為，輕彈簧下端固定在斜面底端，彈簧處于原長時上端

15、位于C點用一根不可伸長的輕繩跨過輕質(zhì)光滑的定滑輪連接物體A和B，滑輪右側(cè)繩子與斜面平行，A的質(zhì)量為2m，B的質(zhì)量為m，初始時物體A到C點的距離為L.現(xiàn)給A、B一初速度v0使A開始沿斜面向下運動，B向上運動，物體A將彈簧壓縮到最短后又恰好能彈到C點已知重力加速度為g，不計空氣阻力，整個過程中，輕繩始終處于伸直狀態(tài)，求： (1)物體A向下運動剛到C點時的速度； (2)彈簧的最大壓縮量； (3)彈簧中的最大彈性勢能 突破點撥 (1)物體A將彈簧壓縮到最短時，彈簧的壓縮量最大，其彈性勢能也最大 (2)物體A將彈簧壓縮到最短后又恰好能彈到C點，物體的速度應為零 【變式考法】 在上述題1中，A和B系統(tǒng)在從

16、開始壓縮彈簧到返回C的過程中的機械能的減小量是多少？ 2(2017湖北八校聯(lián)考二)(多選)如圖所示，一半徑為R，粗糙程度處處相同的半圓形軌道豎直固定放置，直徑POQ水平軌道上的A點離PQ的距離為R，一質(zhì)量為m的質(zhì)點自P點上方某處由靜止開始下落，從P點進入軌道后剛好能到達Q點并能再次返回經(jīng)過N點，已知質(zhì)點第一次滑到軌道最低點N時速率為v1，第一次到達A點時速率為v2，選定N點所在的水平面為重力勢能的零勢能面，則()BCAv1v2C從從N到到Q的過程中，動能與勢能相等的點在的過程中，動能與勢能相等的點在A點上方，從點上方，從Q到到N的過程中，動能與勢能相等的點在的過程中，動能與勢能相等的點在A點下

17、方點下方D從從N到到Q的過程中，動能與勢能相等的點在的過程中，動能與勢能相等的點在A點下方，從點下方，從Q到到N的過程中，動能與勢能相等的點在的過程中，動能與勢能相等的點在A點上方點上方 3(2017湖南衡陽聯(lián)考)如圖所示，有一固定在水平地面的光滑平臺平臺右端B與靜止的水平傳送帶平滑相接，傳送帶長L4 m有一個質(zhì)量為m0.5 kg，帶電量為q103 C的絕緣滑塊，放在水平平臺上，平臺上有一根輕質(zhì)彈簧左端固定，右端與滑塊接觸但不連接現(xiàn)將滑塊緩慢向左移動壓縮彈簧，且彈簧始終在彈性限度內(nèi)在彈簧處于壓縮狀態(tài)時，若將滑塊由靜止釋放，滑塊最后恰能到達傳送帶右端C點已知滑塊與傳送帶間的動摩擦因數(shù)為0.20(

18、g取10 m/s2)求： (1)滑塊到達B點時的速度vB及彈簧儲存的最大彈性勢能Ep； (2)若傳送帶以3.0 m/s的速度沿順時針方向勻速轉(zhuǎn)動，釋放滑塊的同時，在BC之間加水平向右的勻強電場E5102 N/C.滑塊從B運動到C的過程中，摩擦力對它做的功； (3)若撤去彈簧及所加電場，兩輪半徑均為r0.9 m，傳送帶順時針勻速轉(zhuǎn)動的角速度為0，滑塊以傳送帶的速度從B點滑上傳送帶，恰好能由C點水平飛出，求0的大小現(xiàn)讓滑塊從B點以5 m/s速度滑上傳送帶，求這一過程中滑塊與傳送帶間產(chǎn)生的內(nèi)能能量守恒定律的應用技巧能量守恒定律的應用技巧 (1)若過程只有動能和勢能的相互轉(zhuǎn)化，應首先考慮應用機械能守恒

19、定律若過程只有動能和勢能的相互轉(zhuǎn)化，應首先考慮應用機械能守恒定律(2)若過程涉及摩擦力做功，一般應考慮應用動能定理或能量守恒定律若過程涉及摩擦力做功，一般應考慮應用動能定理或能量守恒定律(3)若過程涉及電勢能和機械能之間的轉(zhuǎn)化，應考慮應用能量守恒定律若過程涉及電勢能和機械能之間的轉(zhuǎn)化，應考慮應用能量守恒定律(4)無論運用哪種形式的功能關(guān)系，都應遵照下列步驟：無論運用哪種形式的功能關(guān)系，都應遵照下列步驟：確定始末狀態(tài)；確定始末狀態(tài)；分析哪種形式的能量增加，哪種形式的能量減少，是什么力做功所致；分析哪種形式的能量增加，哪種形式的能量減少，是什么力做功所致；列出能量的增加量和減少量的具體表達式、使列

20、出能量的增加量和減少量的具體表達式、使E 增增E減減熱點題源預測熱點題源預測 動力學和功能觀點的綜合應用考向考向預測預測應用動力學和功能觀點分析力學綜合問題是高考命題的熱點，一般應用動力學和功能觀點分析力學綜合問題是高考命題的熱點，一般是計算題的壓軸題涉及的過程一般是二到三個的多過程的物理情是計算題的壓軸題涉及的過程一般是二到三個的多過程的物理情景，涉及的有彈簧模型，傳送帶模型，圓周運動模型等典型的物理景，涉及的有彈簧模型，傳送帶模型，圓周運動模型等典型的物理模型問題模型問題解題解題關(guān)鍵關(guān)鍵(1)對于多過程分析的關(guān)鍵是：對于多過程分析的關(guān)鍵是：分析多過程問題時要注意對各個運動過程獨分析多過程問

21、題時要注意對各個運動過程獨立分析，不同過程往往通過連接點的速度建立聯(lián)系，有時對整個過程應用能立分析，不同過程往往通過連接點的速度建立聯(lián)系，有時對整個過程應用能量的觀點解決問題會更簡單量的觀點解決問題會更簡單對于涉及滑動摩擦力的過程一定不能用機械對于涉及滑動摩擦力的過程一定不能用機械能守恒定律來求解對于非勻變速直線運動過程，不能用運動學公式求解能守恒定律來求解對于非勻變速直線運動過程，不能用運動學公式求解但可用動能定理、能量守恒定律或功能關(guān)系求解但可用動能定理、能量守恒定律或功能關(guān)系求解(2)解決傳送帶問題的關(guān)鍵點：解決傳送帶問題的關(guān)鍵點：摩擦力的方向及存在階段的判斷摩擦力的方向及存在階段的判斷

22、物體能物體能否達到與傳送帶共速的判斷否達到與傳送帶共速的判斷計算產(chǎn)生的熱量，正確確定物體相對傳送帶計算產(chǎn)生的熱量，正確確定物體相對傳送帶滑動的距離滑動的距離弄清能量轉(zhuǎn)化關(guān)系：傳送帶因傳遞物體多消耗的能量等于物弄清能量轉(zhuǎn)化關(guān)系：傳送帶因傳遞物體多消耗的能量等于物體增加的機械能與產(chǎn)生的內(nèi)能之和體增加的機械能與產(chǎn)生的內(nèi)能之和(3)解決彈簧模型問題的關(guān)鍵點：解決彈簧模型問題的關(guān)鍵點：從動力學的角度分析彈簧彈力從動力學的角度分析彈簧彈力Fkx和牛和牛頓第二定律頓第二定律F合合ma.注意彈力是變力，且注意三個位置：自然長度位置，平注意彈力是變力，且注意三個位置：自然長度位置，平衡位置，形變量最大衡位置，形

23、變量最大(伸長最長或縮短最大伸長最長或縮短最大)的位置的位置從功能的角度分析：從功能的角度分析：用好用好W彈彈Epklkl和動能定理或能量守恒定律，要注意研究對象所對和動能定理或能量守恒定律，要注意研究對象所對應過程功的分析及初末態(tài)的能量分析應過程功的分析及初末態(tài)的能量分析失分失分防范防范不理解題述物理情景，不會從中獲取有用信息；不理解題述物理情景，不會從中獲取有用信息；抓不住題設條件中的抓不住題設條件中的關(guān)鍵信息，不能正確選擇研究對象及物理過程；關(guān)鍵信息，不能正確選擇研究對象及物理過程；不能正確列出動力學方不能正確列出動力學方程或功能關(guān)系式；程或功能關(guān)系式；應用數(shù)學知識處理物理問題的能力較差

24、應用數(shù)學知識處理物理問題的能力較差(2)防范措施：防范措施：多練審題基本功，去偽存真，抓關(guān)鍵點；多練審題基本功，去偽存真，抓關(guān)鍵點；仔細研究物理過程找突破仔細研究物理過程找突破口，如隱含條件，臨界條件等；口，如隱含條件，臨界條件等；當涉及恒力及時間時，一般用動力學當涉及恒力及時間時，一般用動力學法；當涉及功、能及位移時一般用功能法法；當涉及功、能及位移時一般用功能法 【預測】 如圖是一皮帶傳輸裝載機械示意圖井下挖掘工將礦物無初速放置于沿圖示方向運行的傳送帶A端，被傳輸?shù)侥┒薆處，再沿一段圓形軌道到達軌道的最高點C處，然后水平拋到貨臺上已知半徑為R0.4 m的圓形軌道與傳送帶在B點相切，O點為圓

25、形軌道的圓心，BO、CO分別為圓形軌道的半徑礦物可視為質(zhì)點，傳送帶與水平面間的夾角37，礦物與傳送帶間的動摩擦因數(shù)0.85，傳送帶勻速運行的速度為傳送帶勻速運行的速度為v06 m/s，傳送帶，傳送帶AB兩點間的長度為兩點間的長度為L40 m若礦物落點若礦物落點D處離最高點處離最高點C點的水平距離為點的水平距離為s2 m，豎直，豎直距離為距離為h1.25 m，礦物質(zhì)量，礦物質(zhì)量m5 kg，sin 370.6，cos 370.8，g10 m/s2，不計空氣阻力求：，不計空氣阻力求：(1)礦物到達礦物到達C點時對軌道的壓力大??；點時對軌道的壓力大?。?2)礦物到達礦物到達B點時的速度大?。稽c時的速度大?。?3)礦物由礦物由A點到達點到達C點的過程中，摩擦力對礦物所做的功點的過程中，摩擦力對礦物所做的功 思維導航 規(guī)范答題適用對象：高中學生制作軟件：Powerpoint2003、 Photoshop cs3運行環(huán)境：WindowsXP以上操作系統(tǒng)