2022年高考物理专题复习精品学案―――功能能量守恒.docx
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1、精选学习资料 - - - - - - - - - 学习必备 欢迎下载20XX届高考物理专题复习精品学案【命题趋向】功、能、能量守恒功、能、能量守恒是近几年高考理科综合物理命题的重点、热点和焦点,也是广大考生普遍感到麻烦的难点之一能量守恒贯穿于整个高中物理学习的始终,是联系各部分学问的主线它不仅为解决力学问题开创了一条重要途径,同时也为我们分析问题和解决问题供应了重要依据 守恒思想是物理学中极为重要的思想方法,是物理学讨论的极高境域,是开启物理学大门的金钥匙,同样也是对考生进行方法训练和才能培育的重要方面因此,功、能、能量守恒可谓高考物理的重中之重,常作为压轴题显现在物理试卷中纵观近几年高考理科
2、综合试题,功、能、能量守恒考查的特点是:敏捷性强,难度较大,才能要求高,内容极丰富,多次显现综合运算;题型全, 不论是从内容上看仍是从方法上看都极易满意理科综合试题的要求,常常与牛顿运动定律、圆周运动、电磁学和近代物理学问综合运用,在高考中所占份量相当大从考题逐步趋于稳固的特点来看,我们认为:20XX 年对功、能、能量守恒的考查重点仍放在分析问题和解决问题的才能上因此在其次轮复习中,仍是应在娴熟把握基本概念和规律的同时,留意分析综合才能的培育,训练从能量守恒的角度分析问题的思维方法【考点透视】1功的运算:移. (1)恒力做功的运算一般依据公式 W =FS cos ,留意 S 严格的讲是力的作用
3、点的位(2)将变力做功转化为恒力做功,常见的方法有三种:如力是匀称变化的可用求平均力的方法将变力转化为恒力 . 耗散力(如空气阻力)在曲线运动(或来回运动)过程中,所做的功等于力和路的乘积,不是力和位移的乘积,可将方向变化大小不变的变力转化为恒力来求力所做的功 . 通过相关连点的联系将变力做功转化为恒力做功 . 2摩擦力做功的特点(1)静摩擦力做功的特点静摩擦力可以对物体做正功 ,也可以对物体做负功 ,仍可以不做功 . 在静摩擦力做功的过程中 ,只有机械能的相互转移 静摩擦力起着传递机械能的作用 ,而没有机械能转化为其它形式的能 如:没有内能的产生 . 相互摩擦的系统内 ,一对静摩擦力所做功的
4、总和等于零 . (2)滑动摩擦力做功的特点 滑动摩擦力可以对物体做正功 ,也可以对物体做负功 ,仍可以不做功 . 滑动摩擦力做功的过程中 ,能量的转化有两个方面 :一是相互摩擦的物体之间机械能的转移 ;二是机械能转化为内能 ,转化为内能的量值等于机械能的削减量 . 相互摩擦的系统内 ,一对滑动摩擦力所做功的总和总是负值 ,其肯定值等于滑动摩擦力与相对位移的乘积 ,即恰好等于系统缺失的机械能 ,也等于系统增加的内能 ,表达式为Q=F.滑动 s 相对 . s 为这两个物体间相对移动的路程 . 3机动车的两种特别起动过程分析(1)以恒定的功率起动:机车以恒定的功率起动后,如运动过程中所受阻力 F 不
5、变,由于牵引力 F P,随 v 增大, F 减小,依据牛顿其次定律v名师归纳总结 - - - - - - -第 1 页,共 13 页精选学习资料 - - - - - - - - - aFFPF学习必备欢迎下载a 减小,其,当速度 v 增大时,加速度mmvm运动情形是做加速度减小的加速动,直至 F=F 时,a 减小至零,此后速度不再增大,速度达到最大值而做匀速运动,做匀速直线运动的速度是 vm P,这一过程的 v-t 关系如下列图 . F(2)车以恒定的加速度 a 运动:由 a F F知,当加速度 a 不变时,发动机牵引力 F 恒定,再由 P = Fv 知,F 肯定,m发动机实际输出功率 P 随
6、 v 的增大而增大,但当 P 增大到额定功率以后不再增大,此后,发动机保持额定功率不变,v 连续增大,牵引力 F 减小,直至 F= F 时, a0,车速达到最大值 vm P 额 ,此后匀速运动 .在 P 增至 P 额之前,车匀加速运动,其连续时F间为 t 0 v 0 P 额 P 额(这个 v0 必定小于 v m,它是车的功率增至 P 额之时的a Fa ma F a瞬时速度) .运算时,利用 F - F =ma,先算出 F;再求出 v 0 P 额,F最终依据 v=at 求 t0;在 P 增至 P额之后,为加速度减小的加速运动,直至达到 v m.这一过程的 v/t 关系如下列图:留意: P =Fv
7、 中的 F 仅是机车的牵引力,而非车辆所受合力,这一点在运算题目时极易出错 . 4动能定理及其应用(1)对动能定理的懂得:W 总是全部外力对物体做的总功,这些力对物体所做功的代数和等于物体动能的增量,即 W 总W 1+W 2+ (代数和).或先将物体的外力进行合成,求出合外力F合后,再用 W总=F合s cos 进行运算 . 由于动能定理中功和能均与参照物的选取有关,所以动能定理也与参照物的选取有关 .中学物理中一般取地球为参照物 . 不论物体做什么形式的运动,受力如何,动能定理总是适用的 . 动能定理是运算物体位移或速率的简捷公式 定理 . .当题目中涉及到位移时可优先考虑动能做功的过程是能量
8、转化的过程,动能定理表达式中的“ ”的意义是一种因果联系的数值上相等的符号, 它并不意味着 “ 功就是动能增量”,也不意味着 “ 功转变成了动能”,而是意味着“ 功引起物体动能的变化”. 动能定理公式两边每一项都是标量,因此动能定理是个标量方程 . 如 E k 2 E k 1,即 W 总 0,合力对物体做正功,物体的动能增加;如 E k 2 E k 1 ,即W 总 0,合力对物体做负功,物体的动能送削减 . (2)应用动能定理应当留意:名师归纳总结 明确讨论对象和讨论过程,找出始、末状态的速度情形. 第 2 页,共 13 页- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - -
9、 - 学习必备 欢迎下载要对物体进行正确的受力分析(包括重力、弹力等),明确各力的做功大小及正、负情形 . 有些力在运动过程中不是始终存在,如物体运动过程中包含几个物理过程,物体运动状态、受力等情形均发生变化,就在考虑外力做功时,必需依据不怜悯形,分别对待 . 如物体运动过程中包含几个不同的物理过程,整体过程,列出动能定理求解 . 5.机械能守恒定律及其应用(1)机械能是否守恒的判定解题时, 可以分段考虑, 也可视为一个物体只受重力,只发生动能和重力势能的相互转化.如自由落体运动,抛体运动等. 只有弹力做功,只发生动能和弹性势能的相互转化.如在光滑水平面运动的物体遇到一个弹簧,和弹簧相互作用的
10、过程中,对物体和弹簧组成的系统来说,机械能守恒 . 物体既受重力,又受弹力,但只有重力和弹力做功,只发生动能、弹性势能、重力势能的相互转化,如自由下落的物体落到竖直的弹簧上和弹簧相互作用的过程 .对物体和弹簧组成的系统来说,机械能守恒 . 除受重力(或弹力)外,受其他力,但其他力不做功,或其他力做功的代数和为零 .如物体在沿斜面拉力 F 的作用下沿斜面对下运动,其拉力的大小与摩擦力的大小相等,在此运动过程中,其机械能守恒,只要满意上述条件,机械能肯定守恒,要切实懂得 . (2)应用机械能守恒定律的解题思路明确讨论对象,即哪些物体参加了动能和势能的相互转化,挑选合适的初态和末态 . 分析物体的受
11、力并分析各个力做功,看是否符合机械能守恒条件 .只有符合条件才能应用机械能守恒定律 . 正确挑选守恒定律的表达式列方程,可分过程列式,也可对全过程列式 . 求解结果说明物理意义 . 【例题解析】例 1、如下列图,木块A 放在木块B 的左端,用恒力F 将木块 A 拉到板 B 的右端;第一次将 B 固定在地面上, F 做功为 W 1,系统产生的热量为Q1;其次次让 B 可以在光滑水平地面上自由滑动,F 做功为 W 2,系统产生的热量为Q2,就有:A B F F 对物A. W 1 W2,Q1 Q2B. W 1W 2,Q1 Q2D. W 1W 2,Q1Q2D. W 1W2,Q1FL 而滑动摩擦力对系统
12、做的功等于滑动摩擦力与相对位移的乘积,定律可得,其次次产生的热量Q2= fL 所以此题的正确答案为 B;所以由能量转化和守恒例 2、汽车由静止开头做匀加速直线运动,速度达到 v 0 的过程中的平均速度为 v1;如汽车由静止开头满功率行驶,速度达到 v 0 的过程中的平均速度为 v 2,且两次历时相同,就()A.v 1v 2 B.v1sa,据平均速度的定义vs知 v1v 2. 0.5,斜面t答案 B 评判 利用 v-t 图象解题是一个很好的方法,在v-t 图象上,图象切线斜率表示加速度,图线与横轴构成面积为位移大小. 例 3、如图甲所示,物体在离斜面底端4 m 处由静止滑下,如动摩擦因数均为倾角
13、 37 ,斜面与平面间由一小段圆弧连接,求物体能在水平面上滑行多远?【解析】物体在斜面上受重力mg、支持力 FN1、摩擦力 F1 的作用,沿斜面加速下滑 (因 0.5tan 0.75),到水平面后,在摩擦力 F2 作用下做减速运动,直至停止 . 解法一 对物体在斜面上和平面上时进行受力分析,如下列图,知下滑阶段:FN1mgcos37,故F 1FN1mgcos37由动能定理mgsin37s 1mgcos 37s 11 22 mv 112在水平运动过程中F2FN 2mg由动能定理:mgs 201 22 mv 1由1 、2 式可得名师归纳总结 s 2sin37cos37s 1第 4 页,共 13 页
14、0 6.0 5.0 84m=1.6m. .0 5解法二:物体受力分析同上. - - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 学习必备 欢迎下载物 体 运 动 的 全 过 程 中 , 初 、 末 状 态 速 度 均 为 零 , 对 全 过 程 应 用 动 能 定 理mgsin37s 1mgcos37s 1mgs 20得s 2sin37s 1cos37s 10 6.0 5.0 . 8 4m=1.6m. 0 5.例 4、有一光滑水平板,板的中心有一个小孔,孔内穿入一根光滑轻线,轻线的上端系一质量为 M 的小球,轻线的下端系着质量分别为m1 和 m2 的两个物体,当小球在光
15、滑水平板上沿半径为R 的轨道做匀速率圆周运动时,轻线下端的两个物体都处于静止状态.如将两物体之间的轻线剪断,运动?就小球的线速度为多大时才能再次在水平板上做匀速率圆周【解析】该题用定恒观点和转化观点分别解答如下:解法一(守恒观点)选小球为讨论对象,设小球沿半径为 R 的轨道做匀速率圆周运动时的线速度为 v0,依据牛顿其次定律有2 m 1 m 2 g M v 01R当剪断两物体之间的轻线后,轻线对小球的拉力减小,不足以维护小球在半径为 R 的轨道上连续做匀速率圆周运动,于是小球沿切线方向逐步偏离原先的轨道,同时轻线下端的物体 m1 逐步上升,且小球的线速度逐步减小 .假设物体 m1 上上升度为
16、h,小球的线速度减为 v 时,小球在半径为(R+h)的轨道上再次做匀速率圆周运动,依据牛顿第二定律有m 1gMv2h2R再选小球 M 、物体 m 1 与地球所组的系统为讨论对象,讨论两物体间的轻线剪断后物体m1上升的过程,由于只有重力做功,所以系统的机械能守恒.选小球做匀速率圆周运动的水平面为零势面,设小球沿半径为R 的轨道做匀速率圆周运动时物体m1 到水平板的距离为 H,依据机械能守恒定律有:名师归纳总结 12 Mv 0m 1gH1Mv2m 1gHh 3AL1 L2B第 5 页,共 13 页22以上 1 2 3 三式联立解得:v3 m 1m 2gR3M例 5、 如下列图,轻杆两端各系一质量为
17、m 的小球 A、B,轻O- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 学习必备 欢迎下载杆可绕过 O 的光滑水平轴在竖直面内转动 .A 球到 O 的距离为 L 1,B 球到 O 的距离为 L2,且 L 1 L2,轻杆水平常无初速释放小球 .不计空气阻力,求杆竖直时两球的角速度大小 . 【解析】 设杆竖直时 A、B 两球速度分别为 vA 和 vB,A、B 系统机械能守恒:0 mgL21mvB 2 mgL11mvA 2,又 vA 2 2 L 1,vB L 2,得 2 g 2 L 1 L2 2 . L 1 L 2 例 6、如下列图, 半径 R=0.40m 的光滑半圆环轨
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