2022-2023年高考物理一轮复习 机械能

——2021高考一轮讲练测专题10、机械能“”,第一部分：考点梳理2021年高考物理一轮复习—【讲】考点风向标考点一、功的理解与计算考点二、功率的理解与计算考点三、机车的两种启动模式考点四、动能定理的应用考点五、动能定理的图像问题考点六、机械能守恒定律的条件及应用考点七、功能关系与能量守恒定律考点八、实验—验证动能定理考点九、实验—验证机械能守恒定律,考点一、功的理解与计算2021年高考物理一轮复习—【讲】1．功的正负的判断方法(1)恒力做功正负的判断：依据力与位移的夹角来判断。(2)曲线运动中做功正负的判断：依据F与v的方向的夹角来判断。0°≤α<90°，力对物体做正功；90°<α≤180°，力对物体做负功；α＝90°，力对物体不做功。,考点一、功的理解与计算2021年高考物理一轮复习—【讲】2．恒力做功的计算方法,考点一、功的理解与计算2021年高考物理一轮复习—【讲】3．合力做功的计算方法方法一：先求合外力F合，再用W合＝F合lcosα求功。适用于F合为恒力的过程。方法二：先求各个力做的功W1、W2、W3…，再应用W合＝W1＋W2＋W3＋…求合外力做的功。,考点一、功的理解与计算2021年高考物理一轮复习—【讲】（典例应用1）如图所示，电梯与水平地面成θ角，一人站在电梯上，电梯从静止开始匀加速上升，达到一定速度后再匀速上升。若以FN表示水平梯对人的支持力，G为人受到的重力，F为电梯对人的静摩擦力，则下列结论正确的是(　　)A．加速过程中F≠0，F、FN、G都做功B．加速过程中F≠0，FN不做功C．加速过程中F＝0，FN、G都做功D．匀速过程中F＝0，FN、G都不做功,考点一、功的理解与计算2021年高考物理一轮复习—【讲】【解析】加速过程中人受力和速度方向如图所示，由力与速度方向之间夹角的关系可判定：FN、F对人做正功，G对人做负功，故A对，B、C均错。匀速运动时，F＝0，FN做正功，G做负功，故D错。【答案】：　A,考点一、功的理解与计算2021年高考物理一轮复习—【讲】,考点一、功的理解与计算2021年高考物理一轮复习—【讲】,考点二、功率的理解与计算2021年高考物理一轮复习—【讲】,考点二、功率的理解与计算2021年高考物理一轮复习—【讲】,考点二、功率的理解与计算2021年高考物理一轮复习—【讲】（典例应用3）(多选)从地面上方同一点向东与向西分别平抛出两个等质量的小物体，抛出速度大小分别为v和2v，不计空气阻力，则两个小物体(　　)A．从抛出到落地重力做的功不同B．从抛出到落地重力做的功相同C．从抛出到落地重力的平均功率不同D．落地时重力做功的瞬时功率相同,考点二、功率的理解与计算2021年高考物理一轮复习—【讲】,考点二、功率的理解与计算2021年高考物理一轮复习—【讲】（典例应用4）某同学进行体能训练，用了100s时间跑上20m高的高楼，试估算他登楼时的平均功率最接近的数值是(　　)A．10W　　　B．100WC．1kWD．10kW,考点二、功率的理解与计算2021年高考物理一轮复习—【讲】,考点二、功率的理解与计算2021年高考物理一轮复习—【讲】方法总结1求力做功的功率时的基本思路方法总结2求瞬时功率时，公式P＝Fv适用于力F的方向与速度v的方向在同一条直线上的情况。如果F与v不同向，可用力F乘以沿F方向的分速度vF(P＝F·vF)，或用速度v乘以沿速度方向的分力Fv(P＝Fv·v)求解。,考点三、机车的两种启动模式2021年高考物理一轮复习—【讲】1．模型一、以恒定功率启动(1)动态过程：,考点三、机车的两种启动模式2021年高考物理一轮复习—【讲】(2)这一过程的Pt图象和vt图象如图所示：,考点三、机车的两种启动模式2021年高考物理一轮复习—【讲】2．模型二　以恒定加速度启动(1)动态过程(2)这一过程的Pt图象和vt图象如图所示：,考点三、机车的两种启动模式2021年高考物理一轮复习—【讲】（典例应用5）(多选)发动机额定功率为80kW的汽车，质量为2×103kg，在水平路面上行驶时汽车所受摩擦阻力恒为4×103N，若汽车在平直公路上以额定功率启动，则下列说法中正确的是(　　)A．汽车的加速度和速度都逐渐增加B．汽车匀速行驶时，所受的牵引力为零C．汽车的最大速度为20m/sD．当汽车速度为5m/s时，其加速度为6m/s2,考点三、机车的两种启动模式2021年高考物理一轮复习—【讲】,考点三、机车的两种启动模式2021年高考物理一轮复习—【讲】（典例应用6）在上【例】中若汽车从静止开始以恒定的加速度做匀加速直线运动，其加速度为2m/s2，当汽车的输出功率达到额定功率后，保持功率不变直到汽车匀速运动，求：(1)汽车匀加速运动的时间。(2)汽车启动后第2s末时发动机的实际功率。,考点三、机车的两种启动模式2021年高考物理一轮复习—【讲】,考点四、动能定理的应用2021年高考物理一轮复习—【讲】1．动能定理公式中“＝”的意义等号表明合力做功与物体动能变化的三个关系,考点四、动能定理的应用2021年高考物理一轮复习—【讲】2．应用动能定理解题的步骤(1)选取研究对象，明确它的运动过程。(2)分析研究对象的受力情况和各力的做功情况：(3)明确物体在过程始末状态的动能Ek1和Ek2。(4)列出动能定理的方程W合＝Ek2－Ek1及其他必要的解题方程进行求解。,考点四、动能定理的应用2021年高考物理一轮复习—【讲】,考点四、动能定理的应用2021年高考物理一轮复习—【讲】,考点四、动能定理的应用2021年高考物理一轮复习—【讲】,考点四、动能定理的应用2021年高考物理一轮复习—【讲】,考点四、动能定理的应用2021年高考物理一轮复习—【讲】方法总结用好动能定理的“5个”突破突破①——研究对象的选取动能定理适用于单个物体，当题目中出现多个物体时可分别将单个物体取为研究对象，应用动能定理。突破②——研究过程的选取应用动能定理时，选取不同的研究过程列出的方程是不相同的。因为动能定理是个过程式，选取合适的过程往往可以大大简化运算。,考点四、动能定理的应用2021年高考物理一轮复习—【讲】突破③——受力分析运用动能定理时，必须分析清楚物体在过程中的全部受力情况，找出哪些力不做功，哪些力做功，做多少功，从而确定出外力的总功，这是解题的关键。突破④——位移的计算应用动能定理时，要注意有的力做功与路程无关，只与位移有关，有的力做功却与路程有关。突破⑤——初、末状态的确定动能定理的计算式为标量式，v为相对同一参考系的速度，所以确定初、末状态动能时，必须相对于同一参考系而言。,考点四、动能定理的应用2021年高考物理一轮复习—【讲】（典例应用8）如图，一半径为R的半圆形轨道竖直固定放置，轨道两端等高，质量为m的质点自轨道端点P由静止开始滑下，滑到最低点Q时，对轨道的正压力为2mg，重力加速度大小为g。质点自P滑到Q的过程中，克服摩擦力所做的功为(　　),考点四、动能定理的应用2021年高考物理一轮复习—【讲】,考点四、动能定理的应用2021年高考物理一轮复习—【讲】（典例应用9）如图所示，轻质弹簧一端固定，另一端与质量为m、套在粗糙竖直固定杆A处的圆环相连，弹簧水平且处于原长。圆环从A处由静止开始下滑，经过B处的速度最大，到达C处的速度为零，AC=h。圆环在C处获得一竖直向上的速度v，恰好能回到A；弹簧始终在弹性限度之内，重力加速度为g，则圆环（）,考点四、动能定理的应用2021年高考物理一轮复习—【讲】,考点五、动能定理的图像问题2021年高考物理一轮复习—【讲】（1）．力学中图象所围“面积”的意义,考点五、动能定理的图像问题2021年高考物理一轮复习—【讲】2.解决物理图象问题的基本步骤,考点五、动能定理的图像问题2021年高考物理一轮复习—【讲】(典例应用10)宇航员在某星球表面做了如下实验，实验装置如图甲所示，竖直平面内的光滑轨道由斜轨道AB和圆弧轨道BC组成。将质量m＝0.2kg的小球，从轨道AB上高H处的某点由静止释放，用力传感器测出小球经过C点时对轨道的压力大小为F，改变H的大小，可测出F随H的变化关系如图乙所示，求：(1)圆轨道的半径。(2)星球表面的重力加速度。(3)作出小球经过C点时动能随H的变化关系EkH图象。,考点五、动能定理的图像问题2021年高考物理一轮复习—【讲】,考点五、动能定理的图像问题2021年高考物理一轮复习—【讲】,考点六、机械能守恒定律的条件及应用2021年高考物理一轮复习—【讲】1．机械能守恒的条件只有重力或弹力做功，可以从以下四个方面进行理解：(1)物体只受重力或弹力作用。(2)存在其他力作用，但其他力不做功，只有重力或弹力做功。(3)其他力做功，但做功的代数和为零。(4)存在相互作用的物体组成的系统只有动能和势能的相互转化，无其他形式能量的转化,考点六、机械能守恒定律的条件及应用2021年高考物理一轮复习—【讲】2．“两法”判断机械能是否守恒,考点六、机械能守恒定律的条件及应用2021年高考物理一轮复习—【讲】(典例应用11)忽略空气阻力，下列物体运动过程中满足机械能守恒的是(　　)A．电梯匀速下降B．物体由光滑斜面顶端滑到斜面底端C．物体沿着粗糙斜面匀速下滑D．拉着物体沿光滑斜面匀速上升,考点六、机械能守恒定律的条件及应用2021年高考物理一轮复习—【讲】【解析】电梯匀速下降，说明电梯处于平衡状态，并不是只有重力做功，故A错误；物体在光滑斜面上，受重力和支持力的作用，但是支持力的方向和物体运动的方向垂直，支持力不做功，只有重力做功，故B正确；物体沿着粗糙斜面匀速下滑，物体受力平衡，摩擦力和重力都要做功，所以机械能不守恒，故C错误；拉着物体沿光滑斜面匀速上升，物体受力平衡，拉力和重力都要做功，所以机械能不守恒，故D错误。【答案】B,考点六、机械能守恒定律的条件及应用2021年高考物理一轮复习—【讲】（典例应用12）(多选)如图所示，质量分别为m和2m的两个小球a和b，中间用轻质杆相连，在杆的中点O处有一固定转动轴，把杆置于水平位置后释放，在b球顺时针摆动到最低位置的过程中(　　)A．b球的重力势能减少，动能增加，b球机械能守恒B．a球的重力势能增加，动能也增加，a球机械能不守恒C．a球、b球组成的系统机械能守恒D．a球、b球组成的系统机械能不守恒,考点六、机械能守恒定律的条件及应用2021年高考物理一轮复习—【讲】【解析】：b球从水平位置下摆到最低点的过程中，a球升至最高点，重力势能增加，动能也增加，机械能增加。由于a、b系统只有重力做功，则系统机械能守恒，既然a球机械能增加，b球机械能一定减小。可见，杆对a球做了正功，杆对b球做了负功。所以，本题正确答案为B、C。【答案】：BC,考点七、功能关系及能量守恒定律2021年高考物理一轮复习—【讲】1.功与对应能量的变化关系,考点七、功能关系及能量守恒定律2021年高考物理一轮复习—【讲】2.应用能量守恒定律的两条基本思路(1)某种形式的能量减少，一定存在其他形式的能量增加，且减少量与增加量一定相等；(2)某个物体的能量减少，一定存在其他物体的能量增加，且减少量与增加量一定相等。,考点七、功能关系及能量守恒定律2021年高考物理一轮复习—【讲】(典例应用13(多选)如图所示，一根原长为L的轻弹簧，下端固定在水平地面上，一个质量为m的小球，在弹簧的正上方从距地面高度为H处由静止下落压缩弹簧。若弹簧的最大压缩量为x，小球下落过程受到的空气阻力恒为Ff，则小球从开始下落至最低点的过程(　　)A．小球动能的增量为零B．小球重力势能的增量为mg(H＋x－L)C．弹簧弹性势能的增量为(mg－Ff)(H＋x－L)D．系统机械能减小FfH。,考点七、功能关系及能量守恒定律,考点七、功能关系及能量守恒定律2021年高考物理一轮复习—【讲】(典例应用14)韩晓鹏是我国首位在冬奥会雪上项目夺冠的运动员。他在一次自由式滑雪空中技巧比赛中沿“助滑区”保持同一姿态下滑了一段距离，重力对他做功1900J，他克服阻力做功100J。韩晓鹏在此过程中(　　)A．动能增加了1900JB．动能增加了2000JC．重力势能减小了1900JD．重力势能减小了2000J。,考点七、功能关系及能量守恒定律2021年高考物理一轮复习—【讲】,考点七、功能关系及能量守恒定律2021年高考物理一轮复习—【讲】（典例应用15）如图所示，传送带AB总长为l＝10m，与一个半径为R＝0.4m的光滑四分之一圆轨道BC相切于B点，传送带速度恒为v＝6m/s，方向向右，现有一个滑块以一定初速度从A点水平滑上传送带，滑块质量为m＝10kg，滑块与传送带间的动摩擦因数为μ＝0.1，已知滑块运动到B端时，刚好与传送带同速，求：(1)滑块的初速度；(2)滑块能上升的最大高度；(3)求滑块第二次在传送带上滑行时，滑块和传送带系统产生的内能。,考点七、功能关系及能量守恒定律2021年高考物理一轮复习—【讲】,考点七、功能关系及能量守恒定律2021年高考物理一轮复习—【讲】,考点八、实验—验证动能定理2021年高考物理一轮复习—【讲】,考点八、实验—验证动能定理2021年高考物理一轮复习—【讲】,考点八、实验—验证动能定理2021年高考物理一轮复习—【讲】误差分析1．误差的主要来源是橡皮筋的长度、粗细不一，使橡皮筋的拉力做功W与橡皮筋的条数不成正比。2．没有完全平衡摩擦力或平衡摩擦力时倾角过大也会造成误差。3．利用打上点的纸带计算小车的速度时，测量不准带来误差,考点八、实验—验证动能定理2021年高考物理一轮复习—【讲】注意事项1．平衡摩擦力：将木板一端垫高，使小车重力沿斜面向下的分力与摩擦阻力平衡。方法是轻推小车，由打点计时器打在纸带上的点的均匀程度判断小车是否匀速运动，找到木板一个合适的倾角。2．选点测速：测小车速度时，纸带上的点应选均匀部分的，也就是选小车做匀速运动状态的。3．橡皮筋的选择：橡皮筋规格相同时，力对小车做的功以一条橡皮筋做的功为单位即可，不必计算出具体数值。,考点八、实验—验证动能定理2021年高考物理一轮复习—【讲】(典例应用16）某同学做探究合力做的功和物体速度变化的关系的实验装置如图甲所示，小车在橡皮筋的作用下弹出，沿木板滑行。用1条橡皮筋时对小车做的功记为W。当用2条、3条…完全相同的橡皮筋并在一起进行第2次、第3次…实验时，每次实验中橡皮筋伸长的长度都保持一致。实验中小车获得的速度由打点计时器所打的纸带测出。,考点八、实验—验证动能定理2021年高考物理一轮复习—【讲】(1)木板水平放置，小车在橡皮筋作用下运动，当小车速度最大时，关于橡皮筋所处的状态与小车所在的位置，下列说法正确的是________。A．橡皮筋仍处于伸长状态B．橡皮筋恰好恢复原长C．小车紧靠着打点计时器D．小车已超过两个铁钉的连线,考点八、实验—验证动能定理2021年高考物理一轮复习—【讲】(2)如图乙所示是某次操作正确的情况下，在频率为50Hz的电源下打点计时器记录的一条纸带，为了测量小车获得的速度，应选用纸带的________(选填“A～F”或“F～I”)部分进行测量，速度大小为________m/s。(3)通过该实验的正确操作和正确处理数据，应该得出合力做的功W和物体速度v变化的关系是________(用本问中的字母表达)。,考点八、实验—验证动能定理2021年高考物理一轮复习—【讲】【解析】：(1)平衡摩擦力后，橡皮筋的拉力等于小车受到的合力，橡皮筋做功完毕，小车的速度最大。若不进行平衡摩擦力操作，则当橡皮筋的拉力等于摩擦力时，速度最大，本题中木板水平放置，显然没有进行平衡摩擦力的操作，因此当小车的速度最大时，橡皮筋仍处于伸长状态，故B、C、D错误，A正确。,考点八、实验—验证动能定理2021年高考物理一轮复习—【讲】,考点八、实验—验证动能定理2021年高考物理一轮复习—【讲】（典例应用19）某学习小组做探究“合力的功和物体速度变化的关系”的实验，图甲中小车是在1条橡皮筋作用下弹出，沿木板滑行，这时橡皮筋对小车做的功记为W。当用2条、3条……完全相同的橡皮筋并在一起进行第2次、第3次……实验时，使每次实验中橡皮筋伸长的长度都保持一致。每次实验中小车获得的速度由打点计时器所打的纸带测出。,考点八、实验—验证动能定理2021年高考物理一轮复习—【讲】(1)除了图中已有的实验器材外，还需要导线、开关、________(填测量工具)和________(填“交流”或“直流”)电源。(2)实验中，小车会受到摩擦阻力的作用，可以使木板适当倾斜来平衡掉摩擦阻力，则下面操作正确的是(　　)A．放开小车，能够自由下滑即可B．放开小车，能够匀速下滑即可C．放开拖着纸带的小车，能够自由下滑即可D．放开拖着纸带的小车，能够匀速下滑即可,考点八、实验—验证动能定理2021年高考物理一轮复习—【讲】(3)在正确操作情况下，打在纸带上的点并不都是均匀的，为了测量小车获得的速度，应选用图乙中纸带的________部分进行测量。,考点八、实验—验证动能定理2021年高考物理一轮复习—【讲】,考点九、试验—验证机械能守恒定律2021年高考物理一轮复习—【讲】,考点九、试验—验证机械能守恒定律,考点九、试验—验证机械能守恒定律误差分析1．减小测量误差：一是测下落距离时都从0点量起，一次将各打点对应下落高度测量完，二是多测几次取平均值。2．误差来源：由于重物和纸带下落过程中要克服阻力做功，故动能的增加量ΔEk＝必定稍小于重力势能的减少量ΔEp＝mghn，改进办法是调整器材的安装，尽可能地减小阻力。2021年高考物理一轮复习—【讲】,考点九、试验—验证机械能守恒定律注意事项1．打点计时器要竖直：安装打点计时器时要竖直架稳，使其两限位孔在同一竖直平面内以减少摩擦阻力。2．重物密度要大：重物应选用质量大、体积小、密度大的材料。3．一先一后：应先接通电源，让打点计时器正常工作，后松开纸带让重物下落。2021年高考物理一轮复习—【讲】,考点九、试验—验证机械能守恒定律（典例应用20）如图甲所示，打点计时器固定在铁架台上，使重物带动纸带从静止开始自由下落，利用此装置验证机械能守恒定律。(1)对于该实验，下列操作中对减小实验误差有利的是________。A．重物选用质量和密度较大的金属锤B．两限位孔在同一竖直面内上下对正C．精确测量出重物的质量D．用手托稳重物、接通电源后，撤手释放重物2021年高考物理一轮复习—【讲】,考点九、试验—验证机械能守恒定律(2)某实验小组利用上述装置将打点计时器接到50Hz的交流电源上，按正确操作得到了一条完整的纸带，由于纸带较长，图中有部分未画出，如图乙所示。纸带上各点是打点计时器打出的计时点，其中O点为纸带上打出的第一个点。重物下落高度应从纸带上计时点间的距离直接测出，利用下列测量值能完成验证机械能守恒定律的选项有________。A．OA、AD和EG的长度　　　　B．OC、BC和CD的长度C．BD、CF和EG的长度D．AC、BD和EG的长度2021年高考物理一轮复习—【讲】,考点九、试验—验证机械能守恒定律2021年高考物理一轮复习—【讲】,考点九、试验—验证机械能守恒定律2021年高考物理一轮复习—【讲】,感谢您的观看“”