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2021高考物理二轮复习专题2能量与动量第1讲功和能课件
2021高考物理二轮复习专题2能量与动量第1讲功和能课件
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专题二 能量与动量第1讲 功和能 01考情速览·明规律 高考命题点命题轨迹情境图动能定理的应用2020Ⅲ卷252019Ⅲ卷17Ⅱ卷25 高考命题点命题轨迹情境图动能定理的应用2018Ⅰ卷14、18Ⅱ卷142017Ⅱ卷17Ⅱ卷24 高考命题点命题轨迹情境图动能定理的应用2016Ⅱ卷16Ⅲ卷20Ⅲ卷24 高考命题点命题轨迹情境图机械能守恒定律和能量守恒定律的应用2020Ⅰ卷20Ⅱ卷25 高考命题点命题轨迹情境图机械能守恒定律和能量守恒定律的应用2019Ⅰ卷212018Ⅲ卷25Ⅲ卷17 高考命题点命题轨迹情境图机械能守恒定律和能量守恒定律的应用2017Ⅰ卷24Ⅲ卷162016Ⅰ卷25Ⅱ卷25Ⅱ卷21 02核心知识·提素养 1.几种力做功的特点(1)重力、弹簧弹力、静电力做功与路径无关.(2)摩擦力做功的特点①单个摩擦力(包括静摩擦力和滑动摩擦力)可以做正功,也可以做负功,还可以不做功.“物理观念”构建 ②相互作用的一对静摩擦力做功的代数和总等于零,在静摩擦力做功的过程中,只有机械能的转移,没有机械能转化为其他形式的能;相互作用的一对滑动摩擦力做功的代数和不为零,且总为负值.在一对滑动摩擦力做功的过程中,不仅有相互摩擦的物体间机械能的转移,还有部分机械能转化为内能,转化为内能的量等于系统机械能的减少量,等于滑动摩擦力与相对位移的乘积.③摩擦生热是指滑动摩擦生热,静摩擦不会生热. 2.几个重要的功能关系(1)重力的功等于重力势能的减少量,即WG=-ΔEp.(2)弹力的功等于弹性势能的减少量,即W弹=-ΔEp.(3)合力的功等于动能的变化,即W=ΔEk.(4)重力(或系统内弹簧弹力)之外的其他力的功等于机械能的变化,即W其他=ΔE.(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Q=Ff·x相对. 1.思想方法(1)守恒的思想、分解思想;(2)守恒法、转化法、转移法.2.模型建构(1)功和功率的求解①功的求解:W=Flcosα用于恒力做功,变力做功可以用动能定理或者图像法来求解.“科学思维”展示 (2)动能定理的应用技巧若运动包括几个不同的过程,可以全程或者分过程应用动能定理.(3)碰撞中的“三看”和“三想”①看到“弹性碰撞”,想到“动量守恒与机械能守恒”.②看到“非弹性碰撞”,想到“动量守恒但机械能有损失”.③看到“完全非弹性碰撞或者碰后连体”,想到“动量守恒,机械能损失最大”. 03命题热点·巧突破 1.(2020·江苏高考真题)质量为1.5×103kg的汽车在水平路面上匀速行驶,速度为20m/s,受到的阻力大小为1.8×103N.此时,汽车发动机输出的实际功率是()A.90kWB.30kWC.36kWD.300kW【解析】汽车匀速行驶,则牵引力与阻力平衡F=f=1.8×103N,汽车发动机的功率P=Fv=1.8×103×20W=36kW,故选C.考点一 功和功率的计算考向1功和功率的分析与计算C 2.(2020·上海静安区一模)某人用长绳将一重物从井口送到井下,前二分之一时间物体匀速下降,后二分之一时间物体匀减速下降,到达井底时速度恰好为0,两段时间重物克服拉力做的功分别为W1和W2,则()A.W1>W2B.W1=W2C.W1<2W2D.W1=2W2C A 【解析】小球从开始运动到停止的过程中,下降的高度为h=l(1-cosα),所以小球的重力对小球做功为mgl(1-cosα).所以A选项是正确的;在小球运动的整个过程中,重力和空气的阻力对小球做功,根据动能定律:WG+Wf=0所以Wf=-mgl(1-cosα),故B错误;小球受到的合外力做功等于小球动能的增加量,所以合外力做功为零,故C错误;因为绳子的拉力始终与运动的方向垂直,所以绳子的拉力不做功.绳子拉力的功率为0.故D错误. BC 5.(2020·重庆八中模拟)一辆汽车质量为1×103kg,额定最大功率为2×104W,在水平路面由静止开始作直线运动,最大速度为v2,运动中汽车所受阻力恒定,其行驶过程中牵引力F与车速的倒数1/v的关系如图所示.则()A.图线AB段汽车匀速运动B.图线BC段汽车做匀加速运动C.整个运动中的最大加速度为2m/s2D.当汽车的速度为5m/s时发动机的功率为2×104W考向2机车启动问题C 6.(2020·哈尔滨一中一模)如图甲为某型号电动平衡车,其体积小,操控新颖方便,深受年轻人的喜爱.当人站在平衡车上沿水平直轨道由静止开始运动,其v-t图像如图所示(除3~10s时间段图像为曲线外,其余时间段图像均为直线).已知人与平衡车质量之和为80kg,3s后功率恒为300W,且整个骑行过程中所受到的阻力不变,结合图像的信息可知() A.0~3s时间内,牵引力做功490JB.3~10s时间内,小车的平均速度大小是4.5m/sC.3~10s时间内,小车克服摩擦力做功1020JD.小车在第2s末与第14s末的功率之比为1∶2【答案】C 考点二 动能定理的应用典例1 (1)求过山车过F点时的速度大小;(2)求从B点到F点的整个运动过程中摩擦力对过山车做的功;(3)过山车过D点时发现圆弧轨道EF有故障,为保证乘客安全,立即触发制动装置,使过山车不能到达EF段并保证不再下滑③,设触发制动装置后,最大静摩擦力等于滑动摩擦力,则过山车受到的摩擦力至少为多大?【规范审题】①确定F点的速度②求其做功时,要应用动能定理③条件是摩擦力大于或等于DE段重力的分力 应用动能定理解题应抓好“一个过程、两个状态、四个关注”(1)一个过程:明确研究过程,确定这一过程研究对象的受力情况和位置变化或位移信息.(2)两个状态:明确研究对象的始、末状态的速度或动能情况,如例题中B点的速度为零,F点的速度可利用动力学求出. (3)四个关注①建立运动模型,判断物体做了哪些运动,如例题中EF段为圆周运动.②分析各个运动过程中物体的受力和运动情况.③抓住运动模型之间的联系纽带,如速度、加速度、位移,确定初、末状态.④根据实际情况分阶段(如例题中选DEF段)或整个过程利用动能定理列式计算. A 2.(2020·江苏高考真题)如图所示,一小物块由静止开始沿斜面向下滑动,最后停在水平地面上.斜面和地面平滑连接,且物块与斜面、物块与地面间的动摩擦因数均为常数.该过程中,物块的动能Ek与水平位移x关系的图像是()A 3.(2019·全国卷Ⅲ)从地面竖直向上抛出一物体,物体在运动过程中除受到重力外,还受到一大小不变、方向始终与运动方向相反的外力作用.距地面高度h在3m以内时,物体上升、下落过程中动能Ek随h的变化如图所示.重力加速度取10m/s2.该物体的质量为()A.2kgB.1.5kgC.1kgD.0.5kgC A 5.(2020·新课标卷Ⅲ)如图,相距L=11.5m的两平台位于同一水平面内,二者之间用传送带相接.传送带向右匀速运动,其速度的大小v可以由驱动系统根据需要设定.质量m=10kg的载物箱(可视为质点),以初速度v0=5.0m/s自左侧平台滑上传送带.载物箱与传送带间的动摩擦因数μ=0.10,重力加速度取g=10m/s2. 【解析】(1)传送带的速度为v=4.0m/s时,载物箱在传送带上先做匀减速运动,设其加速度为a,由牛顿第二定律有:μmg=ma①设载物箱滑上传送带后匀减速运动的距离为x1,由运动学公式有v2-v=-2ax1②联立①②式,代入题给数据得x1=4.5m;③因此,载物箱在到达右侧平台前,速度先减小至v,然后开始做匀速运动,设载物箱从滑上传送带到离开传送带所用的时间为t1,做匀减速运动所用的时间为t2,由运动学公式有v=v0-at2④ 〔典例探秘〕(多选)(2019·课标Ⅱ,18,6分)从地面竖直向上抛出一物体①,其机械能E总等于动能Ek与重力势能Ep之和②.取地面为重力势能零点③,该物体的E总和Ep随它离开地面的高度h的变化如图所示.重力加速度取10m/s2.由图中数据可得()A.物体的质量为2kgB.h=0时,物体的速率为20m/sC.h=2m时,物体的动能Ek=40JD.从地面至h=4m,物体的动能减少100J考点三 机械能守恒定律和能量守恒定律的应用典例1AD 【核心考点】本题考查了动能、重力势能和图像等知识,以及理解能力、推理能力,体现了物理观念中能量观念的要素和科学思维中科学推理、科学论证的要素. 【规范审题】 〔考向预测〕1.(2020·重庆八中模拟)把小球放在竖立的轻质弹簧上,并将球向下按至A的位置,如图甲所示.迅速松手后,球被弹起并沿竖直方向运动到最高位置C(图丙),途中经过B的位置时弹簧正好处于自由状态(图乙).不计空气阻力,从A到C的运动过程中() A.球的机械能守恒B.球在B位置加速度最大C.从A到C的过程中,球先加速后减速,在B位置时球动能最大D.从A到C的过程中,球先加速后减速,在B位置时球机械能最大【答案】D【解析】球和弹簧整体机械能守恒,弹簧弹性势能有变化,所以球机械能不守恒,A错误;当球在最低点时,加速度最大,B错误;球在A到C过程中,重力与弹簧弹力二力平衡时动能最大,在B点弹性势能最小,小球机械能最大,故D正确. 2.(多选)(2020·山东省高考真题)如图所示,质量为M的物块A放置在光滑水平桌面上,右侧连接一固定于墙面的水平轻绳,左侧通过一倾斜轻绳跨过光滑定滑轮与一竖直轻弹簧相连.现将质量为m的钩码B挂于弹簧下端,当弹簧处于原长时,将B由静止释放,当B下降到最低点时(未着地),A对水平桌面的压力刚好为零.轻绳不可伸长,弹簧始终在弹性限度内,物块A始终处于静止状态.以下判断正确的是() A.M<2mB.2m<M<3mC.在B从释放位置运动到最低点的过程中,所受合力对B先做正功后做负功D.在B从释放位置运动到速度最大的过程中,B克服弹簧弹力做的功等于B机械能的减少量【答案】ACD 【解析】由题意可知B物体可以在开始位置到最低点之间做简谐振动,故在最低点时有弹簧弹力T=2mg;对A分析,设绳子与桌面间夹角为θ,则依题意有2mgsinθ=Mg,故有M<2m,故A正确,B错误;由题意可知B从释放位置到最低点过程中,开始弹簧弹力小于重力,物体加速,合力做正功;后来弹簧弹力大于重力,物体减速,合力做负功,故C正确;对于B,在从释放到速度最大过程中,B机械能的减少量等于弹簧弹力所做的负功,即等于B克服弹簧弹力所做的功,故D正确. 3.(2020·北京石景山区模拟)将一物体竖直向上抛出,不计空气阻力.用x表示物体运动的路程,t表示物体运动的时间,Ek表示物体的动能,下列图像正确的是()B BC AB5.(多选)(2020·全国课标卷Ⅰ)一物块在高3.0m、长5.0m的斜面顶端从静止开始沿斜面下滑,其重力势能和动能随下滑距离s的变化如图中直线Ⅰ、Ⅱ所示,重力加速度取10m/s2.则()A.物块下滑过程中机械能不守恒B.物块与斜面间的动摩擦因数为0.5C.物块下滑时加速度的大小为6.0m/s2D.当物块下滑2.0m时机械能损失了12J 【解析】下滑5m的过程中,重力势能减少30J,动能增加10J,减小的重力势能并不等于增加的动能,所以机械能不守恒,A正确;斜面高3m、长5m,则斜面倾角为θ=37°.令斜面底端为零势能面,则物块在斜面顶端时的重力势能mgh=30J,可得质量m=1kg,下滑5m过程中,由功能原理,机械能的减少量等于克服摩擦力做的功μmg·cosθ·s=20J,求得μ=0.5,B正确;由牛顿第二定律mgsinθ-μmgcosθ=ma求得a=2m/s2,C错误;物块下滑2.0m时,重力势能减少12J,动能增加4J,所以机械能损失了8J,D选项错误,故选AB.
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高考 - 二轮专题
发布时间:2022-02-22 09:00:24
页数:67
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文章作者:186****3079
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