2021新高考物理二輪復(fù)習(xí)：專(zhuān)題二-能量與動(dòng)量(共3講)課件

第一講動(dòng)能定理、機(jī)械能守恒定律、

功能關(guān)系的應(yīng)用專(zhuān)題二2021第一講動(dòng)能定理、機(jī)械能守恒定律、專(zhuān)題二2021內(nèi)容索引020304體系構(gòu)建真題感悟高頻考點(diǎn)能力突破情境設(shè)計(jì)微專(zhuān)題201價(jià)值引領(lǐng)備考定向內(nèi)容索引020304體系構(gòu)建真題感悟高頻考點(diǎn)能力突破情境價(jià)值引領(lǐng)備考定向價(jià)值引領(lǐng)備考定向核心要求核心價(jià)值

利用本專(zhuān)題的知識(shí)處理物理問(wèn)題,是物理學(xué)的一重要方法,對(duì)解決實(shí)際問(wèn)題有很大的用處,通過(guò)應(yīng)用動(dòng)能定理、動(dòng)量定理、機(jī)械能守恒定律、動(dòng)量守恒定律和能量守恒定律等,可以很好地解決曲線運(yùn)動(dòng)、相互作用、碰撞等復(fù)雜問(wèn)題,該專(zhuān)題內(nèi)容在實(shí)際生產(chǎn)、生活中有廣泛應(yīng)用,是高考中的考查重點(diǎn)和必考內(nèi)容

學(xué)科素養(yǎng)強(qiáng)化相互作用觀念、能量觀念和守恒觀念,提升科學(xué)思維中的模型建構(gòu)、科學(xué)推理、科學(xué)論證等方面的素養(yǎng)

關(guān)鍵能力模型建構(gòu)能力、邏輯推理能力、分析綜合能力、信息加工能力必備知識(shí)功、功率、動(dòng)能、勢(shì)能、機(jī)械能;動(dòng)能定理、機(jī)械能守恒定律、能量守恒定律、動(dòng)量定理、動(dòng)量守恒定律

核核心價(jià)值利用本專(zhuān)題的知識(shí)處理物理問(wèn)題,是物理學(xué)的一重要方法試題情境

本專(zhuān)題高考中?？嫉摹扒榫场庇?結(jié)合“商場(chǎng)的自動(dòng)扶梯”考查功能關(guān)系,結(jié)合“節(jié)水轉(zhuǎn)動(dòng)噴水水龍頭”“跳臺(tái)滑雪”等考查平拋運(yùn)動(dòng)與能量守恒;結(jié)合“蹦極運(yùn)動(dòng)”“娛樂(lè)場(chǎng)過(guò)山車(chē)項(xiàng)目”等考查機(jī)械能守恒;結(jié)合“高鐵機(jī)車(chē)啟動(dòng)”考查功和功率,結(jié)合“交通工具或火箭發(fā)射”“冰球運(yùn)動(dòng)”“電磁彈射器”“快遞、傳送帶”考查動(dòng)量、碰撞等

考查方式該專(zhuān)題的考查通常出現(xiàn)在難度較大的選擇題或綜合性較強(qiáng)的計(jì)算題中,突出考查學(xué)生運(yùn)用基本物理規(guī)律解決問(wèn)題的能力考向預(yù)測(cè)高考中主要以?xún)煞N命題形式出現(xiàn):一是綜合運(yùn)用動(dòng)能定理、機(jī)械能守恒定律和動(dòng)量守恒定律,結(jié)合動(dòng)力學(xué)方法解決平拋運(yùn)動(dòng)、圓周運(yùn)動(dòng)、多運(yùn)動(dòng)過(guò)程問(wèn)題;二是綜合運(yùn)用動(dòng)能定理和能量守恒定律,結(jié)合動(dòng)量守恒定律解決電場(chǎng)、磁場(chǎng)內(nèi)帶電粒子運(yùn)動(dòng)或電磁感應(yīng)問(wèn)題。這幾類(lèi)題型,命題情境新,密切聯(lián)系實(shí)際,綜合性強(qiáng),前后兩個(gè)物理過(guò)程一般通過(guò)碰撞來(lái)過(guò)渡,這就決定了動(dòng)量守恒定律在解題過(guò)程中的紐帶作用

試題情境本專(zhuān)題高考中?？嫉摹扒榫场庇?結(jié)合“商場(chǎng)的自動(dòng)扶梯”體系構(gòu)建真題感悟體系構(gòu)建真題感悟【網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建】

【網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建】【高考真題】

1.(多選)(2020山東卷)如圖所示,質(zhì)量為M的物塊A放置在光滑水平桌面上,右側(cè)連接一固定于墻面的水平輕繩,左側(cè)通過(guò)一傾斜輕繩跨過(guò)光滑定滑輪與一豎直輕彈簧相連?，F(xiàn)將質(zhì)量為m的鉤碼B掛于彈簧下端,當(dāng)彈簧處于原長(zhǎng)時(shí),將B由靜止釋放,當(dāng)B下降到最低點(diǎn)時(shí)(未著地),A對(duì)水平桌面的壓力剛好為零。輕繩不可伸長(zhǎng),彈簧始終在彈性限度內(nèi),物塊A始終處于靜止?fàn)顟B(tài)。以下判斷正確的是(

)A.M<2mB.2m<M<3mC.在B從釋放位置運(yùn)動(dòng)到最低點(diǎn)的過(guò)程中,所受合力對(duì)B先做正功后做負(fù)功D.在B從釋放位置運(yùn)動(dòng)到速度最大的過(guò)程中,B克服彈簧彈力做的功等于B機(jī)械能的減少量【高考真題】1.(多選)(2020山東卷)如圖所示,質(zhì)量為答案

ACD解析

鉤碼由彈簧原長(zhǎng)處由靜止釋放,開(kāi)始做簡(jiǎn)諧振動(dòng),根據(jù)機(jī)械振動(dòng)的對(duì)稱(chēng)性,釋放處和最低點(diǎn)加速度大小相等均為g,故最低點(diǎn)彈簧彈力為2mg,滑輪光滑,則此時(shí)繩子彈力也為2mg,設(shè)傾斜繩與豎直方向夾角為θ,對(duì)物塊A在豎直方向上由平衡條件可得2mgcos

θ=Mg,則2m>M,選項(xiàng)A正確,B錯(cuò)誤;在B從釋放位置運(yùn)動(dòng)到最低點(diǎn)過(guò)程中,鉤碼先加速后減速,合力先向下后向上,位移一直向下,故合力先做正功后做負(fù)功,選項(xiàng)C正確;在B從釋放位置運(yùn)動(dòng)到速度最大過(guò)程,除重力之外只有彈簧彈力做功,根據(jù)功能關(guān)系,克服彈力做功等于B機(jī)械能的減少量,選項(xiàng)D正確。答案ACD情境剖析

本題屬于創(chuàng)新性題目,以“彈簧振子與物塊連接”為素材,建構(gòu)學(xué)習(xí)探索類(lèi)問(wèn)題情境。素養(yǎng)能力

需要考生對(duì)客觀事物的本質(zhì)屬性、內(nèi)在規(guī)律及相互關(guān)系進(jìn)行抽象概括,基于事實(shí)證據(jù)和科學(xué)推理提出創(chuàng)造性的見(jiàn)解,考查考生的歸納推理能力。情境剖析本題屬于創(chuàng)新性題目,以“彈簧振子與物塊連接”為素材2.(2018全國(guó)Ⅱ卷)如圖,某同學(xué)用繩子拉動(dòng)木箱,使它從靜止開(kāi)始沿粗糙水平路面運(yùn)動(dòng)至具有某一速度。木箱獲得的動(dòng)能一定(

)A.小于拉力所做的功B.等于拉力所做的功C.等于克服摩擦力所做的功D.大于克服摩擦力所做的功答案

A解析

設(shè)拉力、克服摩擦力做功分別為WT、Wf,木箱獲得的動(dòng)能為Ek,根據(jù)動(dòng)能定理可知,WT-Wf=Ek,則Ek<WT,選項(xiàng)A正確。2.(2018全國(guó)Ⅱ卷)如圖,某同學(xué)用繩子拉動(dòng)木箱,使它從靜情境剖析

本題屬于基礎(chǔ)性題目,以“生活實(shí)際中的拉木箱”為素材創(chuàng)設(shè)生活實(shí)踐類(lèi)問(wèn)題情境。素養(yǎng)能力

本題考查關(guān)鍵能力中的理解能力、推理論證能力,理解動(dòng)能和功的關(guān)系。情境剖析本題屬于基礎(chǔ)性題目,以“生活實(shí)際中的拉木箱”為素材3.(2018全國(guó)Ⅲ卷)如圖,在豎直平面內(nèi),一半徑為R的光滑圓弧軌道ABC和水平軌道PA在A點(diǎn)相切。BC為圓弧軌道的直徑,O為圓心,OA和OB之間的夾角為α,sinα=。一質(zhì)量為m的小球沿水平軌道向右運(yùn)動(dòng),經(jīng)A點(diǎn)沿圓弧軌道通過(guò)C點(diǎn),落至水平軌道;在整個(gè)過(guò)程中,除受到重力及軌道作用力外,小球還一直受到一水平恒力的作用。已知小球在C點(diǎn)所受合力的方向指向圓心,且此時(shí)小球?qū)壍赖膲毫η『脼榱?。重力加速度大小為g。求(1)水平恒力的大小和小球到達(dá)C點(diǎn)時(shí)速度的大小;(2)小球到達(dá)A點(diǎn)時(shí)動(dòng)量的大小;(3)小球從C點(diǎn)落至水平軌道所用的時(shí)間。3.(2018全國(guó)Ⅲ卷)如圖,在豎直平面內(nèi),一半徑為R的光滑2021新高考物理二輪復(fù)習(xí)：專(zhuān)題二--能量與動(dòng)量(共3講)課件2021新高考物理二輪復(fù)習(xí)：專(zhuān)題二--能量與動(dòng)量(共3講)課件2021新高考物理二輪復(fù)習(xí)：專(zhuān)題二--能量與動(dòng)量(共3講)課件情境剖析

本題屬于綜合性題目,以“豎直平面內(nèi)的圓周運(yùn)動(dòng)”為素材創(chuàng)設(shè)學(xué)習(xí)探索類(lèi)問(wèn)題情境。素養(yǎng)能力

本題考查學(xué)生是否具有運(yùn)動(dòng)觀、相互作用觀、能量觀等物理觀念素養(yǎng),考查關(guān)鍵能力中的理解能力、分析綜合能力、推理論證能力,運(yùn)用牛頓運(yùn)動(dòng)定律、動(dòng)能定理、勻變速直線運(yùn)動(dòng)規(guī)律解決實(shí)際問(wèn)題。情境剖析本題屬于綜合性題目,以“豎直平面內(nèi)的圓周運(yùn)動(dòng)”為素高頻考點(diǎn)能力突破高頻考點(diǎn)能力突破考點(diǎn)一功和功率考法1

功、功率及相關(guān)圖像問(wèn)題(H)

規(guī)律方法

計(jì)算功和功率時(shí)應(yīng)注意的兩個(gè)問(wèn)題1.功的計(jì)算(1)恒力做功一般用功的公式或動(dòng)能定理求解。(2)變力做功一般用動(dòng)能定理或圖像法求解,用圖像法求外力做功時(shí)應(yīng)注意橫軸和縱軸分別表示的物理意義。2.功率的計(jì)算(1)明確是求瞬時(shí)功率還是平均功率。(2)

側(cè)重于平均功率的計(jì)算,P=Fvcos

α(α為F和v的夾角)側(cè)重于瞬時(shí)功率的計(jì)算。要注意P=Fvcos

α可理解成力F的瞬時(shí)功率等于該力乘以該力方向上的瞬時(shí)速度?？键c(diǎn)一功和功率考法1功、功率及相關(guān)圖像問(wèn)題(H)

【典例1】(多選)如圖所示,傾角為θ、半徑為R的傾斜圓盤(pán)繞圓心處的轉(zhuǎn)軸O以角速度ω勻速轉(zhuǎn)動(dòng),一個(gè)質(zhì)量為m的小物塊放在圓盤(pán)的邊緣,小物塊與圓盤(pán)間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ。圖中A、B分別為小物塊轉(zhuǎn)動(dòng)過(guò)程中所經(jīng)過(guò)的最高點(diǎn)和最低點(diǎn),運(yùn)動(dòng)過(guò)程中經(jīng)過(guò)的C、D兩點(diǎn)連線與AB垂直,小物塊與圓盤(pán)間的最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力,且始終相對(duì)于圓盤(pán)靜止。重力加速度為g,下列說(shuō)法正確的是(

)A.小物塊受到的摩擦力始終指向圓心B.動(dòng)摩擦因數(shù)μ一定大于tanθC.小物塊從A點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)的過(guò)程中,摩擦力對(duì)小物塊做功為-μmgπRcosθD.當(dāng)小物塊運(yùn)動(dòng)至C、D兩點(diǎn)時(shí)所受摩擦力大小相等,從C點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到D點(diǎn)的過(guò)程中摩擦力對(duì)小物塊先做負(fù)功后做正功【典例1】(多選)如圖所示,傾角為θ、半徑為R的傾斜圓盤(pán)繞圓答案

BD解析

小物塊所受重力沿圓盤(pán)的分力及靜摩擦力的合力提供向心力,始終指向圓心,A錯(cuò)誤;小物塊在B點(diǎn)時(shí)由牛頓第二定律Ff-mgsin

θ=mRω2,Ff>mgsin

θ,又因Ff≤μmgcos

θ,所以μmgcos

θ>mgsin

θ,則μ一定大于tan

θ,B正確;小物塊從A點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)的過(guò)程中由動(dòng)能定理得mg·2Rsin

θ+Wf=0,解得Wf=-mg·2Rsin

θ,C錯(cuò)誤;小物塊運(yùn)動(dòng)至C、D兩點(diǎn)時(shí)受力具有對(duì)稱(chēng)性,所受靜摩擦力大小相等,方向關(guān)于AB對(duì)稱(chēng),從C點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到D點(diǎn)的過(guò)程中,重力先做正功后做負(fù)功,小物塊動(dòng)能不變,即合外力做功為0,所以摩擦力對(duì)小物塊先做負(fù)功后做正功,D正確。答案BD解題指導(dǎo)

審題

讀取題干獲取信息以角速度ω勻速轉(zhuǎn)動(dòng)圓盤(pán)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)運(yùn)動(dòng)過(guò)程中經(jīng)過(guò)的C、D兩點(diǎn)連線與AB垂直C、D兩點(diǎn)關(guān)于AB對(duì)稱(chēng),從C到D整個(gè)過(guò)程重力不做功始終相對(duì)于圓盤(pán)靜止小物塊做勻速圓周運(yùn)動(dòng),合力指向圓心破題從小物塊做勻速圓周運(yùn)動(dòng)入手,分析向心力來(lái)源;小物塊從C到D整個(gè)過(guò)程重力先做正功后做負(fù)功;根據(jù)動(dòng)能定理求變力——摩擦力做功。解題指導(dǎo)讀取題干獲取信息以角速度ω勻速轉(zhuǎn)動(dòng)圓盤(pán)做勻速圓周運(yùn)【類(lèi)題演練】

1.(2020山東等級(jí)考模擬)我國(guó)自主研制的絞吸挖泥船“天鯤號(hào)”達(dá)到世界先進(jìn)水平。若某段工作時(shí)間內(nèi),“天鯤號(hào)”的泥泵輸出功率恒為1×104kW,排泥量為1.4m3/s,排泥管的橫截面積為0.7m2。則泥泵對(duì)排泥管內(nèi)泥漿的推力為(

)A.5×106N B.2×107NC.2×109N D.5×109N答案

A【類(lèi)題演練】1.(2020山東等級(jí)考模擬)我國(guó)自主研制的絞2.(2020陜西高三二模)如圖,一半徑為R的半圓形軌道豎直固定放置,軌道兩端等高。質(zhì)量為m的質(zhì)點(diǎn)自軌道端點(diǎn)P由靜止開(kāi)始滑下,滑到最低點(diǎn)Q時(shí),對(duì)軌道的壓力為2mg,重力加速度大小為g。則質(zhì)點(diǎn)自P滑到Q的過(guò)程中,克服摩擦力所做的功為(

)2.(2020陜西高三二模)如圖,一半徑為R的半圓形軌道豎直答案

A答案A考法2

機(jī)車(chē)啟動(dòng)及相關(guān)圖像問(wèn)題(L)

規(guī)律方法

1.機(jī)車(chē)輸出功率:P=Fv,其中F為機(jī)車(chē)牽引力。2.機(jī)車(chē)勻加速啟動(dòng)過(guò)程的最大速度v1(此時(shí)機(jī)車(chē)輸出的功率最大)和全程的最大速度vm(此時(shí)F牽=F阻)求解方法:考法2機(jī)車(chē)啟動(dòng)及相關(guān)圖像問(wèn)題(L)

3.解決機(jī)車(chē)啟動(dòng)問(wèn)題時(shí)的四點(diǎn)注意(1)分清是勻加速啟動(dòng)還是恒定功率啟動(dòng)。(2)勻加速啟動(dòng)過(guò)程中,機(jī)車(chē)功率不斷增大,最大功率是額定功率。

(3)以額定功率啟動(dòng)的過(guò)程中,牽引力不斷減小,機(jī)車(chē)做加速度減小的加速運(yùn)動(dòng),牽引力的最小值等于阻力。(4)無(wú)論哪種啟動(dòng)方式,最后達(dá)到最大速度時(shí),均滿(mǎn)足P=F阻vm,P為機(jī)車(chē)的額定功率。3.解決機(jī)車(chē)啟動(dòng)問(wèn)題時(shí)的四點(diǎn)注意【典例2】一起重機(jī)的鋼繩由靜止開(kāi)始勻加速提起質(zhì)量為m的重物,當(dāng)重物的速度為v1時(shí),起重機(jī)的功率達(dá)到最大值P,之后起重機(jī)保持該功率不變,繼續(xù)提升重物,最后重物以最大速度v2勻速上升,不計(jì)鋼繩重力。則整個(gè)過(guò)程中,下列說(shuō)法正確的是(

)【典例2】一起重機(jī)的鋼繩由靜止開(kāi)始勻加速提起質(zhì)量為m的重物,答案

B小,所以物體做加速度減小的加速運(yùn)動(dòng),v-t圖像如圖所示,若重物做勻加速直線運(yùn)動(dòng),其v-t圖像如圖中直線所示,所以重物做變加速直線運(yùn)動(dòng)時(shí)v-t圖線與坐標(biāo)軸圍成的面積大于勻加速直線運(yùn)動(dòng)時(shí)v-t圖線與坐標(biāo)軸圍成的面積,所以做變加速直線運(yùn)動(dòng)時(shí)的位移大,而所用時(shí)間相同,故

,D錯(cuò)誤。答案B小,所以物體做加速度減小的加速運(yùn)動(dòng),v-t圖像如圖思維點(diǎn)撥

勻加速提升重物時(shí)鋼繩拉力最大且等于勻加速結(jié)束時(shí)的拉力,由P=Fv求出最大拉力;先根據(jù)牛頓第二定律求出加速度,再根據(jù)勻加速直線運(yùn)動(dòng)速度—時(shí)間公式求出時(shí)間,最后結(jié)合v-t圖線分析平均速度的大小。思維點(diǎn)撥勻加速提升重物時(shí)鋼繩拉力最大且等于勻加速結(jié)束時(shí)的拉【類(lèi)題演練】

3.(2020江蘇高三模擬)為減少汽車(chē)排放帶來(lái)的污染,很多城市開(kāi)始使用電動(dòng)汽車(chē),現(xiàn)有一輛質(zhì)量為2t的某品牌電動(dòng)汽車(chē),電池每次充滿(mǎn)電后能提供的總電能為60kW·h,充電時(shí),直流充電樁充電電壓為400V,充電時(shí)間為4.5h,充電效率為95%。汽車(chē)以108km/h的速度在平直高速公路勻速行駛時(shí)將總電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能的效率為90%,受到的阻力為重力的3%,g取10m/s2,由此可知(

)A.充電的平均電流為33AB.汽車(chē)牽引力的功率為15kWC.汽車(chē)能勻速行駛的時(shí)間為3hD.汽車(chē)能勻速行駛的距離為350km【類(lèi)題演練】3.(2020江蘇高三模擬)為減少汽車(chē)排放帶來(lái)答案

C答案C4.(2020天津高三模擬)如圖所示是一種升降電梯的模型示意圖,A為轎廂,B為平衡重物,A、B的質(zhì)量分別為1kg和0.5kg。A、B由跨過(guò)輕質(zhì)滑輪的足夠長(zhǎng)的輕繩系住。在電動(dòng)機(jī)牽引下使轎廂由靜止開(kāi)始向上運(yùn)動(dòng),電動(dòng)機(jī)輸出功率10W保持不變,轎廂上升1m后恰好達(dá)到最大速度。不計(jì)空氣阻力和摩擦阻力,g取10m/s2。在轎廂向上運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中,求:(1)轎廂的最大速度vm;(2)當(dāng)轎廂向上的加速度為a=2m/s2時(shí),重物B下端繩的拉力大小;(3)轎廂從開(kāi)始運(yùn)動(dòng)到恰好達(dá)到最大速度過(guò)程中所用的時(shí)間。4.(2020天津高三模擬)如圖所示是一種升降電梯的模型示意答案

(1)2m/s

(2)8N(3)0.8s解析

(1)當(dāng)電動(dòng)機(jī)牽引力F=(M-m)g時(shí),速度最大,根據(jù)P=Fvm可得(2)分別選轎廂A和平衡重物B為研究對(duì)象對(duì)A:FA-Mg=Ma對(duì)B:FB+mg-FA=ma解得FB=8

N(3)設(shè)轎廂從開(kāi)始運(yùn)動(dòng)到恰好達(dá)到最大速度過(guò)程中所用時(shí)間為t,根據(jù)動(dòng)能定理有答案(1)2m/s(2)8N(3)0.8s考點(diǎn)二動(dòng)能定理及機(jī)械能守恒定律的理解及應(yīng)用考法1

動(dòng)能定理的理解和應(yīng)用(H)

規(guī)律方法

1.應(yīng)用動(dòng)能定理解題的四個(gè)步驟(1)確定研究對(duì)象及其運(yùn)動(dòng)過(guò)程;(2)分析受力情況和各力的做功情況;(3)明確物體初末狀態(tài)的動(dòng)能;(4)由動(dòng)能定理列方程求解。(3)物體在某個(gè)運(yùn)動(dòng)過(guò)程中包含幾個(gè)運(yùn)動(dòng)性質(zhì)不同的小過(guò)程(如加速、減速的過(guò)程),此時(shí)可以分段考慮,也可以對(duì)全過(guò)程考慮,但若能對(duì)整個(gè)過(guò)程利用動(dòng)能定理列式則可使問(wèn)題簡(jiǎn)化。考點(diǎn)二動(dòng)能定理及機(jī)械能守恒定律的理解及應(yīng)用考法1動(dòng)能定理的2.應(yīng)用動(dòng)能定理解題應(yīng)注意的三個(gè)問(wèn)題(1)動(dòng)能定理往往用于單個(gè)物體的運(yùn)動(dòng)過(guò)程,由于不涉及加速度及時(shí)間,比動(dòng)力學(xué)研究方法要簡(jiǎn)潔。(2)動(dòng)能定理表達(dá)式是一個(gè)標(biāo)量式,在某個(gè)方向上應(yīng)用動(dòng)能定理是沒(méi)有依據(jù)的。3.解題的常見(jiàn)誤區(qū)及提醒(1)公式

中W應(yīng)是總功,方程為標(biāo)量方程,不能在某方向上應(yīng)用。(2)功的計(jì)算過(guò)程中,易出現(xiàn)正、負(fù)功判斷錯(cuò)誤及遺漏某些力做功的情況。(3)多過(guò)程問(wèn)題中,不善于挖掘題目中的隱含條件,物體的運(yùn)動(dòng)過(guò)程分析易出現(xiàn)錯(cuò)誤。2.應(yīng)用動(dòng)能定理解題應(yīng)注意的三個(gè)問(wèn)題3.解題的常見(jiàn)誤區(qū)及提醒【典例3】(2020浙江寧波高三二模)某遙控賽車(chē)軌道如圖所示,賽車(chē)從起點(diǎn)A出發(fā),沿?cái)[放在水平地面上的直軌道AB運(yùn)動(dòng)L=10m后,從B點(diǎn)進(jìn)入半徑R=0.1m的光滑豎直圓軌道,經(jīng)過(guò)一個(gè)完整的圓周后進(jìn)入粗糙的、長(zhǎng)度可調(diào)的、傾角θ=30°的斜直軌道CD,最后在D點(diǎn)速度方向變?yōu)樗胶箫w出(不考慮經(jīng)過(guò)軌道中C、D兩點(diǎn)的機(jī)械能損失,B、C兩點(diǎn)的距離可忽略)。已知賽車(chē)質(zhì)量m=0.1kg,通電后賽車(chē)以額定功率P=1.5W工作,賽車(chē)與AB軌道、CD軌道間的動(dòng)摩擦因數(shù)分別為μ1=0.3和μ2=,重力加速度g取10m/s2?！镜淅?】(2020浙江寧波高三二模)某遙控賽車(chē)軌道如圖所示(1)求賽車(chē)恰好能通過(guò)圓軌道最高點(diǎn)P時(shí)的速度vP的大小;(2)若要求賽車(chē)能沿圓軌道做完整的圓周運(yùn)動(dòng),求賽車(chē)通電的最短時(shí)間;(3)已知賽車(chē)在水平直軌道AB上運(yùn)動(dòng)時(shí)一直處于通電狀態(tài)且最后階段以恒定速率運(yùn)動(dòng),進(jìn)入圓軌道后關(guān)閉電源(此時(shí)能沿圓軌道做完整的圓周運(yùn)動(dòng)),選擇CD軌道合適的長(zhǎng)度,可使賽車(chē)從D點(diǎn)飛出后落地的水平位移最大,求此最大水平位移,并求出此時(shí)CD軌道的長(zhǎng)度。(1)求賽車(chē)恰好能通過(guò)圓軌道最高點(diǎn)P時(shí)的速度vP的大小;2021新高考物理二輪復(fù)習(xí)：專(zhuān)題二--能量與動(dòng)量(共3講)課件2021新高考物理二輪復(fù)習(xí)：專(zhuān)題二--能量與動(dòng)量(共3講)課件解題指導(dǎo)

審題

讀取題干獲取信息光滑豎直圓軌道豎直圓軌道沒(méi)有摩擦力最后在D點(diǎn)速度方向變?yōu)樗胶箫w出從D點(diǎn)向右做平拋運(yùn)動(dòng)賽車(chē)以額定功率P=1.5

W工作以恒定功率運(yùn)動(dòng),牽引力做功可求賽車(chē)與AB軌道、CD軌道間的動(dòng)摩擦因數(shù)分別為μ1=0.3和μ2=摩擦力可求恰好能通過(guò)圓軌道最高點(diǎn)P時(shí)的速度重力提供向心力的臨界狀態(tài)選擇CD軌道合適的長(zhǎng)度,可使賽車(chē)從D點(diǎn)飛出后落地的水平位移最大需要建立函數(shù)關(guān)系,求極值解題指導(dǎo)讀取題干獲取信息光滑豎直圓軌道豎直圓軌道沒(méi)有摩擦力破題1.確定賽車(chē)為研究對(duì)象,明確幾個(gè)運(yùn)動(dòng)過(guò)程,從“恰好能過(guò)圓軌道最高點(diǎn)P時(shí)的速度”入手,求出臨界速度。2.選從A到P為研究過(guò)程,應(yīng)用動(dòng)能定理列方程。3.賽車(chē)在AB軌道最后過(guò)程做勻速運(yùn)動(dòng),牽引力與滑動(dòng)摩擦力平衡,設(shè)CD軌道的長(zhǎng)度為l,平拋水平位移為x,應(yīng)用平拋運(yùn)動(dòng)規(guī)律和動(dòng)能定理列方程,寫(xiě)出函數(shù)關(guān)系求解。破題1.確定賽車(chē)為研究對(duì)象,明確幾個(gè)運(yùn)動(dòng)過(guò)程,從“恰好能過(guò)圓素養(yǎng)微點(diǎn)解答多過(guò)程問(wèn)題的科學(xué)思維指要1.模型建構(gòu):建立模型,判斷物體運(yùn)動(dòng)過(guò)程中做了哪些運(yùn)動(dòng),如直線運(yùn)動(dòng)、平拋運(yùn)動(dòng)、圓周運(yùn)動(dòng)等。涉及彈簧及彈性勢(shì)能時(shí),要明確彈力做的正功等于彈性勢(shì)能的減小量,彈力做的負(fù)功等于彈性勢(shì)能的增加量。2.科學(xué)推理:分析各個(gè)運(yùn)動(dòng)過(guò)程中物體的受力情況以及運(yùn)動(dòng)情況,判斷物體運(yùn)動(dòng)過(guò)程中有沒(méi)有需要特別注意的臨界點(diǎn)、隱含條件等(如本題豎直平面內(nèi)的圓周運(yùn)動(dòng)中物體在最高點(diǎn)的臨界條件,平拋運(yùn)動(dòng)中是分解速度還是分解位移、是否要用到斜面的傾角以及有關(guān)推論等)。3.科學(xué)論證:應(yīng)用動(dòng)能定理的關(guān)鍵是寫(xiě)出各力做功的代數(shù)和,不要漏掉某個(gè)力做的功,同時(shí)要注意各力做功的正、負(fù),抓住模型之間的聯(lián)系紐帶(是速度、加速度,還是位移等),同時(shí)關(guān)注什么位置是動(dòng)能定理中的初態(tài)和末態(tài),根據(jù)實(shí)際情況分階段或整體利用動(dòng)能定理進(jìn)行列式計(jì)算。素養(yǎng)微點(diǎn)解答多過(guò)程問(wèn)題的科學(xué)思維指要5.(多選)(2020江蘇揚(yáng)州模擬)“蹦極”是一項(xiàng)深受年輕人喜愛(ài)的極限運(yùn)動(dòng),跳躍者把一端固定的長(zhǎng)彈性繩綁在腰間,從幾十米高處跳下。如右圖所示,某人做蹦極運(yùn)動(dòng),他從高臺(tái)由靜止開(kāi)始下落,下落過(guò)程不計(jì)空氣阻力,設(shè)彈性繩原長(zhǎng)為h0,彈性繩的彈性勢(shì)能與其伸長(zhǎng)量的平方成正比。則他在從高臺(tái)下落至最低點(diǎn)的過(guò)程中,他的動(dòng)能Ek、彈性繩的彈性勢(shì)能Ep隨下落高度h變化的關(guān)系圖像可能正確的是(

)5.(多選)(2020江蘇揚(yáng)州模擬)“蹦極”是一項(xiàng)深受年輕人答案

BD解析

彈性繩被拉直前,人做自由落體運(yùn)動(dòng),根據(jù)動(dòng)能定理可得Ek=mgh(h≤h0),彈性繩的彈性勢(shì)能為零;在從彈性繩剛被拉直到人所受的重力與彈力大小相等的過(guò)程中,人做加速度減小的加速運(yùn)動(dòng),當(dāng)加速度為零時(shí),速度達(dá)到最大值,從人所受的重力與彈力大小相等到最低點(diǎn)的過(guò)程中,人做加速度增大的減速運(yùn)動(dòng),在最低點(diǎn)時(shí)速度為零;根據(jù)動(dòng)能定理可得Ek=mgh-W彈(h>h0),由克服彈性繩的彈力做功等于彈性繩的彈性勢(shì)能的變化量可得W彈=k(h-h0)2,則有動(dòng)能Ek=mgh-k(h-h0)2(h>h0),彈性繩的彈性勢(shì)能Ep=k(h-h0)2,故B、D正確,A、C錯(cuò)誤。答案BD6.(多選)(2020天津卷)復(fù)興號(hào)動(dòng)車(chē)在世界上首次實(shí)現(xiàn)速度350km/h的自動(dòng)駕駛功能,成為我國(guó)高鐵自主創(chuàng)新的又一重大標(biāo)志性成果。一列質(zhì)量為m的動(dòng)車(chē),初速度為v0,以恒定功率P在平直軌道上運(yùn)動(dòng),經(jīng)時(shí)間t達(dá)到該功率下的最大速度vm,設(shè)動(dòng)車(chē)行駛過(guò)程所受到的阻力F保持不變。動(dòng)車(chē)在時(shí)間t內(nèi)(

)A.做勻加速直線運(yùn)動(dòng)B.加速度逐漸減小C.牽引力的功率P=Fvm6.(多選)(2020天津卷)復(fù)興號(hào)動(dòng)車(chē)在世界上首次實(shí)現(xiàn)速度答案

BC解析

動(dòng)車(chē)以恒定功率啟動(dòng),P=F牽v=Fvm,由于速度增加,故牽引力減小,根據(jù)牛頓第二定律可知,加速度越來(lái)越小,A錯(cuò)誤,BC正確;時(shí)間t內(nèi)牽引力做功W=Pt,根據(jù)動(dòng)能定理有答案BC7.某工廠生產(chǎn)流水線示意圖如圖所示,半徑R=1m的水平圓盤(pán)邊緣E點(diǎn)固定一小桶。在圓盤(pán)直徑DE正上方平行放置的水平傳送帶沿順時(shí)針?lè)较騽蛩俎D(zhuǎn)動(dòng),傳送帶右端C點(diǎn)與圓盤(pán)圓心O在同一豎直線上,豎直高度h=1.25m;AB為一個(gè)與CO在同一豎直平面內(nèi)的四分之一光滑圓弧軌道,半徑r=0.45m,且與水平傳送帶相切于B點(diǎn)。一質(zhì)量m=0.2kg的滑塊(可視為質(zhì)點(diǎn))從A點(diǎn)由靜止釋放,滑塊與傳送帶間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ=0.2,當(dāng)滑塊到達(dá)B點(diǎn)時(shí),圓盤(pán)從圖示位置以一定的角速度ω繞通過(guò)圓心O的豎直軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng),滑塊到達(dá)C點(diǎn)時(shí)恰與傳送帶同速并水平拋出,剛好落入圓盤(pán)邊緣的小桶內(nèi)。g取10m/s2,求:(1)滑塊到達(dá)圓弧軌道B點(diǎn)時(shí)對(duì)軌道的壓力NB;(2)傳送帶BC部分的長(zhǎng)度L;(3)圓盤(pán)轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度ω應(yīng)滿(mǎn)足的條件。7.某工廠生產(chǎn)流水線示意圖如圖所示,半徑R=1m的水平圓盤(pán)答案

(1)6N,方向豎直向下

(2)1.25m

(3)ω=2nπrad/s(n=1,2,3…)答案(1)6N,方向豎直向下(2)1.25m(3)2021新高考物理二輪復(fù)習(xí)：專(zhuān)題二--能量與動(dòng)量(共3講)課件2021新高考物理二輪復(fù)習(xí)：專(zhuān)題二--能量與動(dòng)量(共3講)課件考法2

機(jī)械能守恒定律的理解及應(yīng)用

規(guī)律方法

機(jī)械能守恒定律應(yīng)用中的“三選取”(1)研究對(duì)象的選取研究對(duì)象的選取是解題的首要環(huán)節(jié),有的問(wèn)題選單個(gè)物體(實(shí)際為一個(gè)物體與地球組成的系統(tǒng))為研究對(duì)象,有的選幾個(gè)物體組成的系統(tǒng)為研究對(duì)象,如圖所示單選物體A機(jī)械能減少不守恒,但由物體A、B二者組成的系統(tǒng)機(jī)械能守恒?？挤?機(jī)械能守恒定律的理解及應(yīng)用

(2)研究過(guò)程的選取研究對(duì)象的運(yùn)動(dòng)過(guò)程分幾個(gè)階段,有的階段機(jī)械能守恒,而有的階段機(jī)械能不守恒,因此在應(yīng)用機(jī)械能守恒定律解題時(shí)要注意過(guò)程的選取。(3)機(jī)械能守恒表達(dá)式的選?、偈睾阌^點(diǎn):Ek1+Ep1=Ek2+Ep2。(需選取參考面)②轉(zhuǎn)化觀點(diǎn):ΔEp=-ΔEk。(不需選取參考面)③轉(zhuǎn)移觀點(diǎn):ΔEA增=ΔEB減。(不需選取參考面)(2)研究過(guò)程的選取【典例4】如圖為單板滑雪的簡(jiǎn)化模型示意圖,一質(zhì)量M為45kg的運(yùn)動(dòng)員從軌道a處由靜止滑下,若運(yùn)動(dòng)員在下行過(guò)程中做功,上行過(guò)程中不做功,運(yùn)動(dòng)員在b點(diǎn)豎直向上滑出軌道上升的最高點(diǎn)離b點(diǎn)高度H為10m,軌道簡(jiǎn)化為半圓軌道,其半徑R為20m,滑板的質(zhì)量m為5kg,不計(jì)軌道和空氣的阻力,g取10m/s2,求:(1)在軌道的最低點(diǎn)運(yùn)動(dòng)員對(duì)滑板的壓力;(2)運(yùn)動(dòng)員在下行過(guò)程中所做的功。【典例4】答案

(1)1800N

(2)5000J解析

(1)從最低點(diǎn)到最高點(diǎn)的過(guò)程中,由機(jī)械能守恒定律得(M+m)v2=(M+m)g(R+H)在最低點(diǎn)對(duì)運(yùn)動(dòng)員有FN-Mg=M聯(lián)立解得FN=1

800

N由牛頓第三定律得運(yùn)動(dòng)員對(duì)滑板的壓力為1

800

N。(2)從a到最低點(diǎn)的過(guò)程中以運(yùn)動(dòng)員和滑板為研究對(duì)象,設(shè)此過(guò)程中運(yùn)動(dòng)員做的功為W,由動(dòng)能定理可得W+(M+m)gR=(M+m)v2,代入數(shù)據(jù)解得W=5

000

J。答案(1)1800N(2)5000J思維點(diǎn)撥

運(yùn)動(dòng)員從最低點(diǎn)到最高點(diǎn)的過(guò)程中,由機(jī)械能守恒定律求出最低點(diǎn)時(shí)的速度,由牛頓第二定律求出滑板對(duì)運(yùn)動(dòng)員的支持力,從而得到運(yùn)動(dòng)員對(duì)滑板的壓力;從a到最低點(diǎn)的過(guò)程中以運(yùn)動(dòng)員和滑板為研究對(duì)象,根據(jù)動(dòng)能定理可得此過(guò)程中運(yùn)動(dòng)員做的功。思維點(diǎn)撥運(yùn)動(dòng)員從最低點(diǎn)到最高點(diǎn)的過(guò)程中,由機(jī)械能守恒定律求【類(lèi)題演練】

8.(多選)如圖所示,固定的傾斜光滑桿上套有一個(gè)質(zhì)量為m的圓環(huán),圓環(huán)與一橡皮繩相連,橡皮繩的另一端固定在地面上的A點(diǎn),橡皮繩豎直時(shí)處于原長(zhǎng)h。讓圓環(huán)由靜止開(kāi)始沿桿滑下,滑到桿的底端時(shí)速度為v(v≠0)。則在圓環(huán)下滑過(guò)程中(

)A.圓環(huán)與橡皮繩組成的系統(tǒng)機(jī)械能守恒B.圓環(huán)的機(jī)械能先增大后減小C.橡皮繩再次到達(dá)原長(zhǎng)時(shí)圓環(huán)動(dòng)能最大D.最終橡皮繩的彈性勢(shì)能增加了mgh-mv2【類(lèi)題演練】8.(多選)如圖所示,固定的傾斜光滑桿上套有一答案

AD解析

圓環(huán)沿桿下滑,滑到桿的底端的過(guò)程中有兩個(gè)力對(duì)圓環(huán)做功,即環(huán)的重力和橡皮繩的拉力,所以圓環(huán)的機(jī)械能不守恒,如果把圓環(huán)和橡皮繩組成的系統(tǒng)作為研究對(duì)象,則系統(tǒng)的機(jī)械能守恒,故A正確;圓環(huán)下滑的過(guò)程中,橡皮繩先松弛后伸長(zhǎng),所以其彈性勢(shì)能先不變后增大,根據(jù)系統(tǒng)的機(jī)械能守恒可知圓環(huán)機(jī)械能先不變后減小,故B錯(cuò)誤;在圓環(huán)下滑過(guò)程中,橡皮繩再次到達(dá)原長(zhǎng)前,圓環(huán)的動(dòng)能一直增大,但未達(dá)到最大,再次到達(dá)原長(zhǎng)時(shí)圓環(huán)的合力沿桿向下,速度繼續(xù)增大,當(dāng)沿桿方向合力為零時(shí),圓環(huán)的速度最大,故C錯(cuò)誤;根據(jù)系統(tǒng)機(jī)械能守恒得,mgh=mv2+Ep,解得Ep=mgh-mv2,故D正確;故選AD。答案AD9.某校校園文化藝術(shù)節(jié)舉行四驅(qū)車(chē)模型大賽,其中規(guī)定賽道如圖所示。某四驅(qū)車(chē)以額定功率20W在水平軌道AB處由靜止開(kāi)始加速4s后從B點(diǎn)水平飛出(之后發(fā)動(dòng)機(jī)關(guān)閉),無(wú)碰撞進(jìn)入圓弧軌道CD,該圓弧圓心角為37°,半徑R0=5m,豎直圓軌道的半徑R=2.4m。在恰好經(jīng)過(guò)第一個(gè)圓弧軌道最高點(diǎn)F后,繼續(xù)沿著軌道運(yùn)動(dòng),從最高點(diǎn)H處水平飛出后落入沙坑中。已知沙坑距離EG平面高度為h2=2m,四驅(qū)車(chē)的總質(zhì)量為2kg,g取10m/s2,cos37°=0.8(四驅(qū)車(chē)視為質(zhì)點(diǎn),C點(diǎn)以后軌道均視為光滑軌道,不計(jì)空氣阻力)。求:(1)四驅(qū)車(chē)在水平軌道AB處克服摩擦力做功的大小;(2)四驅(qū)車(chē)在E點(diǎn)對(duì)軌道的壓力;(3)末端平拋高臺(tái)h1為多少時(shí)能讓四驅(qū)車(chē)落地點(diǎn)距離G點(diǎn)水平位移最大,通過(guò)計(jì)算說(shuō)明。9.某校校園文化藝術(shù)節(jié)舉行四驅(qū)車(chē)模型大賽,其中規(guī)定賽道如圖所答案

(1)16J

(2)120N,方向豎直向下

(3)見(jiàn)解析

答案(1)16J(2)120N,方向豎直向下(3)2021新高考物理二輪復(fù)習(xí)：專(zhuān)題二--能量與動(dòng)量(共3講)課件2021新高考物理二輪復(fù)習(xí)：專(zhuān)題二--能量與動(dòng)量(共3講)課件素養(yǎng)點(diǎn)撥

動(dòng)能定理或機(jī)械能守恒定律在幾種常見(jiàn)模型中的應(yīng)用方法

命題角度解決方法易錯(cuò)警示平拋運(yùn)動(dòng)中動(dòng)能定理的應(yīng)用不涉及速度方向時(shí),用動(dòng)能變化來(lái)分析速度的變化不能分方向應(yīng)用動(dòng)能定理圓周運(yùn)動(dòng)中動(dòng)能定理的應(yīng)用理解向心力不做功,利用動(dòng)能定理把特殊點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)推廣到一般位置;可用定理求解摩擦力等變力做功圓周運(yùn)動(dòng)中的臨界位置容易找不清在往返直線運(yùn)動(dòng)中動(dòng)能定理的應(yīng)用只考慮初、末位置而不用考慮中間過(guò)程時(shí),利用摩擦力做功與路程有關(guān)列方程一定要準(zhǔn)確分析物體最終的位置,一般處于平衡狀態(tài)素養(yǎng)點(diǎn)撥動(dòng)能定理或機(jī)械能守恒定律在幾種常見(jiàn)模型中的應(yīng)用方法命題角度解決方法易錯(cuò)警示機(jī)械能守恒條件的判斷問(wèn)題注意研究對(duì)象的選擇,利用條件判斷除重力或彈力外是否有其他力做功,尤其注意摩擦力做功生熱情況、機(jī)械能瞬間損失情況等機(jī)械能守恒在多個(gè)物體組成的系統(tǒng)中的應(yīng)用列系統(tǒng)初、末狀態(tài)的機(jī)械能守恒方程弄清是單個(gè)物體機(jī)械能守恒還是系統(tǒng)機(jī)械能守恒命題角度解決方法易錯(cuò)警示機(jī)械能守恒條件的判斷問(wèn)題注意研究對(duì)象考點(diǎn)三功能關(guān)系的理解及應(yīng)用(H)規(guī)律方法

七種常用的功能關(guān)系

考點(diǎn)三功能關(guān)系的理解及應(yīng)用(H)規(guī)律方法七種常用的功能關(guān)系【典例5】(多選)如圖所示,一輕彈簧下端固定在傾角為θ的固定斜面底端,彈簧處于原長(zhǎng)時(shí)上端位于斜面上B點(diǎn),B點(diǎn)以上光滑,B點(diǎn)到斜面底端粗糙,可視為質(zhì)點(diǎn)的物體質(zhì)量為m,從A點(diǎn)靜止釋放,將彈簧壓縮到最短后恰好能被彈回到B點(diǎn)。已知A、B間的距離為L(zhǎng),物體與B點(diǎn)以下斜面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ(μ<tanθ),重力加速度為g,不計(jì)空氣阻力,則此過(guò)程中(

)【典例5】(多選)如圖所示,一輕彈簧下端固定在傾角為θ的固定答案

AD解析

對(duì)于整個(gè)過(guò)程,運(yùn)用動(dòng)能定理得mgLsin

θ-Wf=0,得克服摩擦力做的功Wf=mgLsin

θ,故A正確。物體接觸彈簧前,由機(jī)械能守恒定律知,物體剛接觸彈簧時(shí)的動(dòng)能等于mgLsin

θ。物體接觸彈簧后,重力沿斜面向下的分力先大于滑動(dòng)摩擦力和彈簧的彈力的合力,物體先加速下滑,后來(lái)重力沿斜面向下的分力小于滑動(dòng)摩擦力和彈簧彈力的合力,物體減速下滑,所以重力沿斜面向下的分力等于滑動(dòng)摩擦力和彈簧彈力的合力時(shí),即物體的合力為零時(shí),速度最大,動(dòng)能最大,所以物體的最大動(dòng)能一定大于mgLsin

θ。設(shè)彈簧的最大壓縮量為x,彈性勢(shì)能的最大值為Ep。物體從A到最低點(diǎn)的過(guò)程,由能量守恒定律得mg(L+x)sin

θ=μmgcos

θ·x+Ep;物體從最低點(diǎn)到B點(diǎn)的過(guò)程,由能量守恒得mgxsin

θ+μmgcos

θ·x=Ep;聯(lián)立解得答案AD思維點(diǎn)撥

對(duì)整個(gè)過(guò)程,運(yùn)用動(dòng)能定理求克服摩擦力做的功。當(dāng)物體受力平衡時(shí)速度最大,由平衡條件和胡克定律求出此時(shí)彈簧的壓縮量,再分析彈簧最大的壓縮量。通過(guò)分析物體的受力情況判斷其運(yùn)動(dòng)情況,從而判斷最大動(dòng)能與mgLsin

θ的關(guān)系。對(duì)物體下滑和上滑兩個(gè)過(guò)程分別運(yùn)用能量守恒列式,從而求得彈性勢(shì)能的最大值。思維點(diǎn)撥對(duì)整個(gè)過(guò)程,運(yùn)用動(dòng)能定理求克服摩擦力做的功。當(dāng)物體【類(lèi)題演練】

10.(多選)如圖所示,在升降機(jī)內(nèi)固定一光滑的斜面體,一輕彈簧的一端連在位于斜面體上方的固定木板B上,另一端與質(zhì)量為m的物塊A相連,彈簧與斜面平行。整個(gè)系統(tǒng)由靜止開(kāi)始加速上升高度h的過(guò)程中(

)A.物塊A的重力勢(shì)能增加量一定等于mghB.物塊A的動(dòng)能增加量等于斜面的支持力和彈簧的拉力對(duì)其做功的和C.物塊A的機(jī)械能增加量等于斜面的支持力和彈簧的拉力對(duì)其做功的和D.物塊A和彈簧組成的系統(tǒng)的機(jī)械能增加量等于斜面對(duì)物塊的支持力和B對(duì)彈簧拉力做功的和【類(lèi)題演練】10.(多選)如圖所示,在升降機(jī)內(nèi)固定一光滑的答案

CD解析

物塊A開(kāi)始受重力、支持力、彈簧的彈力處于平衡狀態(tài)。當(dāng)具有向上的加速度時(shí),合力向上,彈簧彈力和支持力在豎直方向上的分力大于重力,所以彈簧的彈力增大,物塊A相對(duì)于斜面向下運(yùn)動(dòng)。物塊A上升的高度小于h,所以重力勢(shì)能的增加量小于mgh,故A錯(cuò)誤。物塊A受重力、支持力、彈簧的彈力,對(duì)物塊A用動(dòng)能定理,物塊A的動(dòng)能增加量等于斜面的支持力、彈簧的拉力和重力對(duì)其做功的和,故B錯(cuò)誤。物塊A機(jī)械能的增加量等于斜面支持力和彈簧彈力做功的代數(shù)和,故C正確。物塊A和彈簧組成的系統(tǒng)的機(jī)械能增加量等于斜面對(duì)物塊的支持力和B對(duì)彈簧拉力做功的和,故D正確。答案CD11.(2020天津高三二模)如圖所示,粗糙的固定水平桿上有A、B、C三點(diǎn),輕質(zhì)彈簧一端固定在B點(diǎn)正下方的O點(diǎn),另一端與套在桿A點(diǎn)、質(zhì)量為m的圓環(huán)相連,此時(shí)彈簧處于拉伸狀態(tài)。圓環(huán)從A處由靜止釋放,向右運(yùn)動(dòng)經(jīng)過(guò)B點(diǎn)時(shí)速度為v、加速度為零,到達(dá)C點(diǎn)時(shí)速度為零,下列說(shuō)法正確的是(

)A.從A到C過(guò)程中,圓環(huán)在B點(diǎn)速度最大B.從A到B過(guò)程中,桿對(duì)環(huán)的支持力一直減小C.從A到B過(guò)程中,彈簧對(duì)圓環(huán)做的功等于

mv2D.從B到C過(guò)程中,圓環(huán)克服摩擦力做功等于

mv211.(2020天津高三二模)如圖所示,粗糙的固定水平桿上有答案

B解析

圓環(huán)由A點(diǎn)釋放,此時(shí)彈簧處于拉伸狀態(tài),即圓環(huán)加速運(yùn)動(dòng),設(shè)AB之間的D位置為彈簧的原長(zhǎng),則A到D的過(guò)程中,彈簧彈力減小,圓環(huán)的加速度逐漸減小,D到B的過(guò)程中,彈簧處于壓縮狀態(tài),則彈簧彈力增大,圓環(huán)的加速度先增大后減小,B點(diǎn)時(shí),圓環(huán)合力為零,從B到C的過(guò)程中,圓環(huán)可能做減速運(yùn)動(dòng),則無(wú)論是否存在彈簧原長(zhǎng)的位置,圓環(huán)的加速度始終增大,也可能先加速后減速,則加速度先減小后增大,故B點(diǎn)的速度不一定最大,故A錯(cuò)誤;當(dāng)圓環(huán)從A到D運(yùn)動(dòng)時(shí),彈簧為拉力且逐漸減小,此時(shí)桿對(duì)環(huán)的支持力等于環(huán)的重力與彈簧彈力向下的分量之和,可知桿對(duì)環(huán)的支持力隨彈簧彈力的減小而減小,當(dāng)圓環(huán)從D到B運(yùn)動(dòng)時(shí),彈簧被壓縮,且彈力沿彈簧向上逐漸增加,答案B此時(shí)桿對(duì)環(huán)的支持力等于環(huán)的重力與彈簧彈力向上的分量之差,可知桿對(duì)環(huán)的支持力隨彈簧彈力的增加而減小,即從A到B的過(guò)程中,桿對(duì)環(huán)的支持力一直減小,故B正確;從A到B的過(guò)程中,摩擦力做負(fù)功,根據(jù)功能關(guān)系可知W-Wf=mv2,彈簧對(duì)圓環(huán)做功一定大于

mv2,故C錯(cuò)誤;從B到C過(guò)程中,彈簧彈力做功,圓環(huán)克服摩擦力做功,根據(jù)功能關(guān)系可知W彈+Wf'=mv2,彈簧彈力做功不一定為零,故圓環(huán)克服摩擦力做功不一定等于

mv2,故D錯(cuò)誤。此時(shí)桿對(duì)環(huán)的支持力等于環(huán)的重力與彈簧彈力向上的分量之差,可知情境設(shè)計(jì)微專(zhuān)題2情境設(shè)計(jì)微專(zhuān)題2游樂(lè)場(chǎng)里的物理知識(shí)——豎直圓軌道模型中功能關(guān)系的應(yīng)用過(guò)山車(chē)是一種富有刺激性的娛樂(lè)工具。那種風(fēng)馳電掣、有驚無(wú)險(xiǎn)的感受令不少人著迷。如果你對(duì)物理學(xué)感興趣的話,那么在乘坐過(guò)山車(chē)的過(guò)程中不僅能夠體驗(yàn)到冒險(xiǎn)的快樂(lè),還有助于理解力學(xué)定律。實(shí)際上,過(guò)山車(chē)的運(yùn)動(dòng)包含了許多物理學(xué)原理,人們?cè)谠O(shè)計(jì)過(guò)山車(chē)時(shí)巧妙地運(yùn)用了這些原理。如果能親身體驗(yàn)一下由能量守恒、加速度和力交織在一起產(chǎn)生的效果,那真是妙不可言。當(dāng)然,如果你受身體條件和心理承受能力的限制,無(wú)法親身體驗(yàn)過(guò)山車(chē)帶來(lái)的種種感受,那么不妨站在一旁仔細(xì)觀察過(guò)山車(chē)的運(yùn)動(dòng)和乘坐者的反應(yīng)。游樂(lè)場(chǎng)里的物理知識(shí)——豎直圓軌道模型過(guò)山車(chē)是一種富有刺激性【案例探究】如圖1所示是游樂(lè)園的過(guò)山車(chē),其局部可簡(jiǎn)化為如圖2所示的示意圖,傾角θ=37°的兩平行傾斜軌道BC、DE的下端與水平半圓形軌道CD順滑連接,傾斜軌道BC的B端高度h=24m,傾斜軌道DE與圓弧EF相切于E點(diǎn),圓弧EF的圓心O1,水平半圓軌道CD的圓心O2與A點(diǎn)在同一水平面上,DO1的距離L=20m,質(zhì)量m=1000kg的過(guò)山車(chē)(包括乘客)從B點(diǎn)自靜止滑下,經(jīng)過(guò)水平半圓軌道后,滑上另一傾斜軌道,到達(dá)圓弧頂端F時(shí),乘客對(duì)座椅的壓力為自身重力的

。已知過(guò)山車(chē)與DE段軌道的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ=,EF段摩擦不計(jì),整個(gè)運(yùn)動(dòng)過(guò)程空氣阻力不計(jì)。(sin37°=0.6,cos37°=0.8)(1)求過(guò)山車(chē)過(guò)F點(diǎn)時(shí)的速度大小;(2)求從B到F整個(gè)運(yùn)動(dòng)過(guò)程中摩擦力對(duì)過(guò)山車(chē)做的功;(3)若過(guò)D點(diǎn)時(shí)發(fā)現(xiàn)圓軌道EF段有故障,為保證乘客安全,立即觸發(fā)制動(dòng)裝置,使過(guò)山車(chē)不能到達(dá)EF段并保證不下滑,則過(guò)山車(chē)受到的摩擦力至少多大?【案例探究】如圖1所示是游樂(lè)園的過(guò)山車(chē),其局部可簡(jiǎn)化為如圖22021新高考物理二輪復(fù)習(xí)：專(zhuān)題二--能量與動(dòng)量(共3講)課件2021新高考物理二輪復(fù)習(xí)：專(zhuān)題二--能量與動(dòng)量(共3講)課件情境分析

本題屬于綜合性、應(yīng)用性題目,以?shī)蕵?lè)場(chǎng)中“過(guò)山車(chē)”為素材創(chuàng)設(shè)生活實(shí)踐類(lèi)問(wèn)題情境?？疾殛P(guān)鍵能力中的理解能力、模型建構(gòu)能力、推理論證能力。需要建構(gòu)直線運(yùn)動(dòng)、豎直平面的圓周運(yùn)動(dòng)模型,應(yīng)用動(dòng)能定理和牛頓運(yùn)動(dòng)定律解決實(shí)際問(wèn)題。情境分析本題屬于綜合性、應(yīng)用性題目,以?shī)蕵?lè)場(chǎng)中“過(guò)山車(chē)”為解題指導(dǎo)

審題讀取題干獲取信息如圖2所示的示意圖看圖識(shí)別過(guò)程到達(dá)圓弧頂端F時(shí),乘客對(duì)座椅的壓力為自身重力的可確定在F點(diǎn)的速度過(guò)山車(chē)在BCDE段運(yùn)動(dòng)時(shí)所受的摩擦力與軌道對(duì)過(guò)山車(chē)的支持力成正比滑動(dòng)摩擦力可計(jì)算摩擦力對(duì)過(guò)山車(chē)做的功摩擦力做功與路徑有關(guān)解題指導(dǎo)讀取題干獲取信息如圖2所示的示意圖看圖識(shí)別過(guò)程到達(dá)破題(1)根據(jù)“乘客對(duì)座椅的壓力為自身重力的

”,應(yīng)用向心力公式列方程;(2)選B到F整個(gè)運(yùn)動(dòng)過(guò)程為研究過(guò)程,根據(jù)動(dòng)能定理,列方程。(3)分析“過(guò)山車(chē)不能到達(dá)EF段并保證不下滑”的隱含條件或臨界條件列方程求解。破題(1)根據(jù)“乘客對(duì)座椅的壓力為自身重力的”,應(yīng)用向素養(yǎng)點(diǎn)撥

用功能觀點(diǎn)分析豎直平面內(nèi)的圓周運(yùn)動(dòng)的方法歸納(1)豎直平面內(nèi)運(yùn)動(dòng),常見(jiàn)的運(yùn)動(dòng)模型有:圓周運(yùn)動(dòng)和平拋運(yùn)動(dòng)組合、圓周運(yùn)動(dòng)與直線運(yùn)動(dòng)組合,涉及的物件模型可能有傳送帶、彈簧、板塊等;圓軌道可能是半圓形軌道、整圓或幾個(gè)整圓連接軌道、四分之一或四分之三圓軌道等。(2)處理此類(lèi)問(wèn)題,在各種不同運(yùn)動(dòng)形式組合時(shí),要注意分段和過(guò)渡點(diǎn)的速度。注意將復(fù)雜的物理過(guò)程分解為幾個(gè)簡(jiǎn)單的物理過(guò)程,挖掘出題中的隱含條件,比如圓軌道最高點(diǎn)的臨界速度、平拋與圓結(jié)合點(diǎn)的臨界速度等,這些恰是聯(lián)系不同階段的“橋梁”。同時(shí)要強(qiáng)化以下思想:某一狀態(tài)的問(wèn)題要用牛頓第二定律或向心力公式;涉及過(guò)程時(shí)一般選用動(dòng)能定理、機(jī)械能守恒定律或能量守恒定律,題目中出現(xiàn)相對(duì)位移時(shí),應(yīng)優(yōu)先選擇能量守恒定律。素養(yǎng)點(diǎn)撥用功能觀點(diǎn)分析豎直平面內(nèi)的圓周運(yùn)動(dòng)的方法歸納如圖1所示,游樂(lè)場(chǎng)的過(guò)山車(chē)可以底朝上在豎直圓軌道上運(yùn)行,可抽象為如圖2所示的模型。傾角為45°的直軌道AB、半徑R=10m的光滑豎直圓軌道和傾角為37°的直軌道EF,分別通過(guò)水平光滑銜接軌道平滑連接,另有水平減速直軌道FG與EF平滑連接,EG間的水平距離l=40m?，F(xiàn)有質(zhì)量m=500kg的過(guò)山車(chē),從高h(yuǎn)=40m的A點(diǎn)靜止下滑,經(jīng)BCDC'EF最終停在G點(diǎn),過(guò)山車(chē)與軌道AB、EF的動(dòng)摩擦因數(shù)均為μ1=0.2,與減速直軌道FG的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ2=0.75,過(guò)山車(chē)可視為質(zhì)點(diǎn),運(yùn)動(dòng)中不脫離軌道,(已知sin37°=0.6,cos37°=0.8)求:(1)過(guò)山車(chē)運(yùn)動(dòng)至圓軌道最低點(diǎn)C時(shí)的速度大小;(2)過(guò)山車(chē)運(yùn)動(dòng)至圓軌道最高點(diǎn)D時(shí)對(duì)軌道的作用力大小;(3)減速直軌道FG的長(zhǎng)度x?！绢?lèi)題演練】

如圖1所示,游樂(lè)場(chǎng)的過(guò)山車(chē)可以底朝上在豎直圓軌道上運(yùn)行,可抽2021新高考物理二輪復(fù)習(xí)：專(zhuān)題二--能量與動(dòng)量(共3講)課件(3)過(guò)山車(chē)從A到達(dá)G點(diǎn)。由動(dòng)能定理可得mgh-mg(l-x)tan

37°-μ1mgh-μ1mg(l-x)-μ2mgx=0代入數(shù)據(jù)可得x=30

m(3)過(guò)山車(chē)從A到達(dá)G點(diǎn)。由動(dòng)能定理可得第二講動(dòng)量和能量觀點(diǎn)的應(yīng)用專(zhuān)題二2021第二講動(dòng)量和能量觀點(diǎn)的應(yīng)用專(zhuān)題二2021內(nèi)容索引010203體系構(gòu)建真題感悟高頻考點(diǎn)能力突破素養(yǎng)提升微課堂內(nèi)容索引010203體系構(gòu)建真題感悟高頻考點(diǎn)能力突破素養(yǎng)體系構(gòu)建真題感悟體系構(gòu)建真題感悟【網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建】

【網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建】【高考真題】

1.(2020全國(guó)Ⅲ卷)甲、乙兩個(gè)物塊在光滑水平桌面上沿同一直線運(yùn)動(dòng),甲追上乙,并與乙發(fā)生碰撞,碰撞前后甲、乙的速度隨時(shí)間的變化如圖中實(shí)線所示。已知甲的質(zhì)量為1kg,則碰撞過(guò)程兩物塊損失的機(jī)械能為(

)A.3J B.4J C.5J D.6J【高考真題】1.(2020全國(guó)Ⅲ卷)甲、乙兩個(gè)物塊在光滑水答案

A答案A情境剖析

本題屬于創(chuàng)新性題目,以教材中常見(jiàn)的“甲、乙兩個(gè)物塊發(fā)生碰撞”為素材創(chuàng)設(shè)學(xué)習(xí)探索類(lèi)問(wèn)題情境。素養(yǎng)能力

本題考查學(xué)生是否具有相互作用觀等物理觀念素養(yǎng),考查關(guān)鍵能力中的理解能力、推理論證能力、從圖像中獲取信息的能力,能從圖像中判斷截距、圖像交點(diǎn)的含義,建構(gòu)動(dòng)量守恒的模型,應(yīng)用動(dòng)量觀念探究生活中的實(shí)際問(wèn)題。情境剖析本題屬于創(chuàng)新性題目,以教材中常見(jiàn)的“甲、乙兩個(gè)物塊2.(2020全國(guó)Ⅱ卷)水平冰面上有一固定的豎直擋板。一滑冰運(yùn)動(dòng)員面對(duì)擋板靜止在冰面上,他把一質(zhì)量為4.0kg的靜止物塊以大小為5.0m/s的速度沿與擋板垂直的方向推向擋板,運(yùn)動(dòng)員獲得退行速度;物塊與擋板彈性碰撞,速度反向,追上運(yùn)動(dòng)員時(shí),運(yùn)動(dòng)員又把物塊推向擋板,使其再一次以大小為5.0m/s的速度與擋板彈性碰撞?？偣步?jīng)過(guò)8次這樣推物塊后,運(yùn)動(dòng)員退行速度的大小大于5.0m/s,反彈的物塊不能再追上運(yùn)動(dòng)員。不計(jì)冰面的摩擦力,該運(yùn)動(dòng)員的質(zhì)量可能為(

)A.48kg B.53kg C.58kg D.63kg2.(2020全國(guó)Ⅱ卷)水平冰面上有一固定的豎直擋板。一滑冰答案

BC解析

以人和物塊為系統(tǒng),設(shè)人的質(zhì)量為m人,物塊的質(zhì)量為m,速度v0=5.0

m/s,人第一次推出物塊后的速度為v1,在第一次推出物塊的過(guò)程中,0=m人v1-mv0;在人接住反彈而回的物塊并將其第二次推出的過(guò)程中,m人v1+mv0=m人v2-mv0;在人接住反彈而回的物塊并將其第三次推出的過(guò)程中,m人v2+mv0=m人v3-mv0……在人接住反彈而回的物塊并將其第七次推出的過(guò)程中,m人v6+mv0=m人v7-mv0;在人接住反彈而回的物塊并將其第八次推出的過(guò)程中,m人v7+mv0=m人v8-mv0。由于第七次推出后,v7<5

m/s,把前七次的方程求和得m人(v1+v2+…+v6)+6mv0=m人(v1+v2+…+v7)-7mv0,可求出m人>52

kg,A錯(cuò)誤。由于第八次推出后,v8≥5

m/s,把前八次的方程求和得m人(v1+v2+…+v7)+7mv0=m人(v1+v2+…+v8)-8mv0,可求出m人≤60

kg,D錯(cuò)誤。故B、C正確。答案BC情境剖析

本題屬于創(chuàng)新性題目,以“滑冰運(yùn)動(dòng)員與擋板彈性碰撞”為素材創(chuàng)設(shè)學(xué)習(xí)探索類(lèi)問(wèn)題情境。素養(yǎng)能力

本題考查學(xué)生是否具有相互作用觀等物理觀念素養(yǎng),考查關(guān)鍵能力中的分析歸納、推理論證能力,建構(gòu)動(dòng)量守恒的模型,應(yīng)用動(dòng)量觀念探究生活中的實(shí)際問(wèn)題。情境剖析本題屬于創(chuàng)新性題目,以“滑冰運(yùn)動(dòng)員與擋板彈性碰撞”3.(2020北京卷)在同一豎直平面內(nèi),3個(gè)完全相同的小鋼球(1號(hào)、2號(hào)、3號(hào))懸掛于同一高度;靜止時(shí)小球恰能接觸且懸線平行,如圖所示。在下列實(shí)驗(yàn)中,懸線始終保持繃緊狀態(tài),碰撞均為對(duì)心正碰。以下分析正確的是(

)A.將1號(hào)移至高度h釋放,碰撞后,觀察到2號(hào)靜止、3號(hào)擺至高度h。若2號(hào)換成質(zhì)量不同的小鋼球,重復(fù)上述實(shí)驗(yàn),3號(hào)仍能擺至高度hB.將1、2號(hào)一起移至高度h釋放,碰撞后,觀察到1號(hào)靜止,2、3號(hào)一起擺至高度h,釋放后整個(gè)過(guò)程機(jī)械能和動(dòng)量都守恒C.將右側(cè)涂膠的1號(hào)移至高度h釋放,1、2號(hào)碰撞后粘在一起,根據(jù)機(jī)械能守恒,3號(hào)仍能擺至高度hD.將1號(hào)和右側(cè)涂膠的2號(hào)一起移至高度h釋放,碰撞后,2、3號(hào)粘在一起向右運(yùn)動(dòng),未能擺至高度h,釋放后整個(gè)過(guò)程機(jī)械能和動(dòng)量都不守恒3.(2020北京卷)在同一豎直平面內(nèi),3個(gè)完全相同的小鋼球答案

D解析

1號(hào)球與質(zhì)量不同的2號(hào)球相碰撞后,1號(hào)球速度不為零,則2號(hào)球獲得的動(dòng)能小于1號(hào)球撞2號(hào)球前瞬間的動(dòng)能,所以2號(hào)球與3號(hào)球相碰撞后,3號(hào)球獲得的動(dòng)能也小于1號(hào)球撞2號(hào)球前瞬間的動(dòng)能,則3號(hào)不可能擺至高度h,故A錯(cuò)誤;1、2號(hào)球釋放后,三小球之間的碰撞為彈性碰撞,且三小球組成的系統(tǒng)只有重力做功,所以系統(tǒng)的機(jī)械能守恒,但整個(gè)過(guò)程中,系統(tǒng)所受合外力不為零,所以系統(tǒng)動(dòng)量不守恒,故B錯(cuò)誤;1、2號(hào)碰撞后粘在一起,為完全非彈性碰撞,碰撞過(guò)程有機(jī)械能損失,所以1、2號(hào)球再與3號(hào)球相碰后,3號(hào)球獲得的動(dòng)能不足以使其擺至高度h,故C錯(cuò)誤;碰撞后,2、3號(hào)粘在一起,為完全非彈性碰撞,碰撞過(guò)程有機(jī)械能損失,且整個(gè)過(guò)程中,系統(tǒng)所受合外力不為零,所以系統(tǒng)的機(jī)械能和動(dòng)量都不守恒,故D正確。答案D情境剖析

本題屬于基礎(chǔ)性題目,以“懸掛的小球碰撞”為素材創(chuàng)設(shè)學(xué)習(xí)探索類(lèi)問(wèn)題情境。素養(yǎng)能力

本題考查學(xué)生是否具有相互作用觀等物理觀念素養(yǎng),考查關(guān)鍵能力中的理解能力、分析歸納、推理論證能力,建構(gòu)動(dòng)量守恒的模型,應(yīng)用動(dòng)量和能量觀念探究生活中的實(shí)際問(wèn)題。情境剖析本題屬于基礎(chǔ)性題目,以“懸掛的小球碰撞”為素材創(chuàng)設(shè)4.(2019全國(guó)Ⅰ卷)豎直面內(nèi)一傾斜軌道與一足夠長(zhǎng)的水平軌道通過(guò)一小段光滑圓弧平滑連接,小物塊B靜止于水平軌道的最左端,如圖(a)所示。t=0時(shí)刻,小物塊A在傾斜軌道上從靜止開(kāi)始下滑,一段時(shí)間后與B發(fā)生彈性碰撞(碰撞時(shí)間極短);當(dāng)A返回到傾斜軌道上的P點(diǎn)(圖中未標(biāo)出)時(shí),速度減為0,此時(shí)對(duì)其施加一外力,使其在傾斜軌道上保持靜止。物塊A運(yùn)動(dòng)的v-t圖像如圖(b)所示,圖中的v1和t1均為未知量。已知A的質(zhì)量為m,初始時(shí)A與B的高度差為H,重力加速度大小為g,不計(jì)空氣阻力。(1)求物塊B的質(zhì)量;(2)在圖(b)所描述的整個(gè)運(yùn)動(dòng)過(guò)程中,求物塊A克服摩擦力所做的功;(3)已知兩物塊與軌道間的動(dòng)摩擦因數(shù)均相等。在物塊B停止運(yùn)動(dòng)后,改變物塊與軌道間的動(dòng)摩擦因數(shù),然后將A從P點(diǎn)釋放,一段時(shí)間后A剛好能與B再次碰上。求改變前后動(dòng)摩擦因數(shù)的比值。圖(a)圖(b)4.(2019全國(guó)Ⅰ卷)豎直面內(nèi)一傾斜軌道與一足夠長(zhǎng)的水平軌2021新高考物理二輪復(fù)習(xí)：專(zhuān)題二--能量與動(dòng)量(共3講)課件2021新高考物理二輪復(fù)習(xí)：專(zhuān)題二--能量與動(dòng)量(共3講)課件2021新高考物理二輪復(fù)習(xí)：專(zhuān)題二--能量與動(dòng)量(共3講)課件情境剖析

本題屬于綜合性題目,通過(guò)呈現(xiàn)碰撞前后的v-t圖像,以教材中典型的“碰撞問(wèn)題”為素材創(chuàng)設(shè)學(xué)習(xí)探索類(lèi)問(wèn)題情境。素養(yǎng)能力

本題考查學(xué)生是否具有運(yùn)動(dòng)觀、相互作用觀等物理觀念素養(yǎng),考查關(guān)鍵能力中的理解能力、分析綜合能力、推理論證能力,要求學(xué)生具備運(yùn)用數(shù)學(xué)知識(shí)解決物理問(wèn)題的能力,能綜合圖像信息和動(dòng)量守恒定律、碰撞、動(dòng)能定理、勻變速直線運(yùn)動(dòng)規(guī)律解決實(shí)際問(wèn)題。情境剖析本題屬于綜合性題目,通過(guò)呈現(xiàn)碰撞前后的v-t圖像,高頻考點(diǎn)能力突破高頻考點(diǎn)能力突破考點(diǎn)一動(dòng)量、沖量、動(dòng)量定理(L)考法1

概念的理解和應(yīng)用

規(guī)律方法

1.動(dòng)量和動(dòng)能的關(guān)系(1)動(dòng)量和動(dòng)能都與物體的某一運(yùn)動(dòng)狀態(tài)相對(duì)應(yīng),都與物體的質(zhì)量和速度有關(guān)。但它們存在明顯的不同:動(dòng)量的大小與速度成正比,p=mv;動(dòng)能的大小與速度的二次方成正比,Ek=。兩者的關(guān)系:p2=2mEk。(2)動(dòng)量是矢量,而動(dòng)能是標(biāo)量。物體的動(dòng)量發(fā)生變化時(shí),動(dòng)能不一定變化;但物體的動(dòng)能一旦發(fā)生變化,則動(dòng)量必發(fā)生變化。(3)動(dòng)量的變化量Δp=p2-p1是矢量式,其運(yùn)算遵循平行四邊形定則;動(dòng)能的變化量ΔEk=Ek2-Ek1是標(biāo)量式,運(yùn)算時(shí)運(yùn)用代數(shù)法則。2.動(dòng)量和沖量的關(guān)系沖量是物體動(dòng)量變化的原因,動(dòng)量變化量的方向與合外力沖量方向相同?？键c(diǎn)一動(dòng)量、沖量、動(dòng)量定理(L)考法1概念的理解和應(yīng)用

【典例1】如圖所示,ad、bd、cd是豎直面內(nèi)三根固定的光滑細(xì)桿,a、b、c、d位于同一圓周上,a在圓周最高點(diǎn),d在圓周最低點(diǎn),每根桿上都套著質(zhì)量相等的小滑環(huán)(圖中未畫(huà)出),三個(gè)滑環(huán)分別從a、b、c同時(shí)由靜止釋放。關(guān)于它們下滑的過(guò)程,下列說(shuō)法正確的是(

)A.重力對(duì)它們的沖量相同B.彈力對(duì)它們的沖量相同C.合外力對(duì)它們的沖量相同D.它們動(dòng)能的增量相同【典例1】答案

A解析

由于三個(gè)環(huán)的重力相等,運(yùn)動(dòng)時(shí)間相同,由公式I=Ft分析可知,各環(huán)重力的沖量相等,故A正確;c環(huán)受到的彈力最大,運(yùn)動(dòng)時(shí)間相等,則彈力對(duì)環(huán)c的沖量最大,故B錯(cuò)誤;a環(huán)的加速度最大,受到的合力最大,則合力對(duì)a環(huán)的沖量最大,故C錯(cuò)誤;重力對(duì)a環(huán)做功最大,其動(dòng)能的增量最大,故D錯(cuò)誤。思維點(diǎn)撥

設(shè)任一細(xì)桿與豎直方向的夾角為α,環(huán)運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為t,圓周的直徑為D,則環(huán)的加速度大小a=gcos

α,由位移公式得:Dcos

α=所以三個(gè)環(huán)運(yùn)動(dòng)時(shí)間相同;然后根據(jù)沖量和動(dòng)量定理判斷。答案A思維點(diǎn)撥設(shè)任一細(xì)桿與豎直方向的夾角為α,環(huán)運(yùn)動(dòng)的時(shí)【類(lèi)題演練】

1.(多選)(2017全國(guó)Ⅲ卷)一質(zhì)量為2kg的物塊在合外力F的作用下從靜止開(kāi)始沿直線運(yùn)動(dòng)。F隨時(shí)間t變化的圖線如圖所示,則(

)A.t=1s時(shí)物塊的速率為1m/sB.t=2s時(shí)物塊的動(dòng)量大小為4kg·m/sC.t=3s時(shí)物塊的動(dòng)量大小為5kg·m/sD.t=4s時(shí)物塊的速度為零【類(lèi)題演練】1.(多選)(2017全國(guó)Ⅲ卷)一質(zhì)量為2k答案

AB解析

根據(jù)動(dòng)量定理Ft=m×Δv得,t=1

s時(shí)物塊的速率為1

m/s,A正確;t=2

s時(shí)物塊的動(dòng)量大小為4

kg·m/s,B正確;t=3

s時(shí)物塊的動(dòng)量大小為前3

s內(nèi)圖線與時(shí)間軸所圍成圖形的“總面積”,S=2×2

N·s-1×1

N·s=3

N·s,故t=3

s時(shí)物塊的動(dòng)量大小為3

kg·m/s,C錯(cuò)誤;由于前4

s內(nèi)圖線與時(shí)間軸所圍成圖形的“總面積”不為零,故沖量不為零,速度不為零,D錯(cuò)誤。答案AB2.“蹦極”運(yùn)動(dòng)中,將彈性繩的一端固定,另一端綁在人身上,人從幾十米高處跳下,將蹦極過(guò)程簡(jiǎn)化為人沿豎直方向的運(yùn)動(dòng),從繩恰好伸直,到人第一次下降至最低點(diǎn)的過(guò)程中,下列分析正確的是(

)A.繩對(duì)人的沖量始終向上,人的動(dòng)量先增大后減小B.繩對(duì)人的拉力始終做負(fù)功,人的動(dòng)能一直減小C.繩恰好伸直時(shí),繩的彈性勢(shì)能為零,人的動(dòng)能最大D.人在最低點(diǎn)時(shí),繩對(duì)人的拉力等于人所受的重力2.“蹦極”運(yùn)動(dòng)中,將彈性繩的一端固定,另一端綁在人身上,人答案

A解析

從繩恰好伸直到人第一次下降至最低點(diǎn)的過(guò)程中,人先做加速度減小的加速運(yùn)動(dòng),后做加速度增大的減速運(yùn)動(dòng),加速度等于零時(shí),速度最大,故人的動(dòng)量和動(dòng)能都是先增大后減小,加速度等于零時(shí)(即繩對(duì)人的拉力等于人所受的重力時(shí))速度最大,動(dòng)量和動(dòng)能最大。在最低點(diǎn)時(shí)人具有向上的加速度,繩對(duì)人的拉力大于人所受的重力,繩的拉力方向始終向上與運(yùn)動(dòng)方向相反,故繩對(duì)人的沖量方向始終向上,繩對(duì)人的拉力始終做負(fù)功,故選項(xiàng)A正確,選項(xiàng)B、C、D錯(cuò)誤。答案A考法2

動(dòng)量定理的應(yīng)用

規(guī)律方法

理解動(dòng)量定理時(shí)應(yīng)注意的問(wèn)題(1)動(dòng)量定理表明沖量既是使物體動(dòng)量發(fā)生變化的原因,又是物體動(dòng)量變化的量度。這里所說(shuō)的沖量是物體所受的合力的沖量(或者說(shuō)是物體所受各個(gè)外力沖量的矢量和)。(2)動(dòng)量定理的研究對(duì)象是一個(gè)物體(或可視為一個(gè)物體的系統(tǒng))。(3)動(dòng)量定理是過(guò)程定理,解題時(shí)必須明確過(guò)程及初、末狀態(tài)的動(dòng)量。(4)動(dòng)量定理的表達(dá)式是矢量式,在一維情況下,各個(gè)矢量必須選取統(tǒng)一的正方向?？挤?動(dòng)量定理的應(yīng)用

【典例2】汽車(chē)碰撞試驗(yàn)是綜合評(píng)價(jià)汽車(chē)安全性能的有效方法之一。設(shè)汽車(chē)在碰撞過(guò)程中受到的平均撞擊力達(dá)到某個(gè)臨界值F0時(shí),安全氣囊爆開(kāi)。某次試驗(yàn)中,質(zhì)量m1=1600kg的試驗(yàn)車(chē)以速度v1=36km/h正面撞擊固定試驗(yàn)臺(tái),經(jīng)時(shí)間t1=0.10s碰撞結(jié)束,車(chē)速減為零,此次碰撞安全氣囊恰好爆開(kāi)。忽略撞擊過(guò)程中地面阻力的影響。(1)求此過(guò)程中試驗(yàn)車(chē)受到試驗(yàn)臺(tái)的沖量I0的大小及F0的大小;(2)若試驗(yàn)車(chē)以速度v1撞擊正前方另一質(zhì)量m2=1600kg、速度v2=18km/h同向行駛的汽車(chē),經(jīng)時(shí)間t2=0.16s兩車(chē)以相同的速度一起滑行。試通過(guò)計(jì)算分析這種情況下試驗(yàn)車(chē)的安全氣囊是否會(huì)爆開(kāi)。【典例2】汽車(chē)碰撞試驗(yàn)是綜合評(píng)價(jià)汽車(chē)安全性能的有效方法之一。答案

(1)1.6×104N·s

1.6×105N

(2)見(jiàn)解析解析

(1)v1=36

km/h=10

m/s,取速度v1的方向?yàn)檎较?由動(dòng)量定理有-I0=0-m1v1①將已知數(shù)據(jù)代入①式得I0=1.6×104

N·s②由沖量定義有I0=F0t1③將已知數(shù)據(jù)代入③式得F0=1.6×105

N④答案(1)1.6×104N·s1.6×105N(2(2)設(shè)試驗(yàn)車(chē)和汽車(chē)碰撞后獲得共同速度v,由動(dòng)量守恒定律有m1v1+m2v2=(m1+m2)v⑤對(duì)試驗(yàn)車(chē),由動(dòng)量定理有-Ft2=m1v-m1v1⑥將已知數(shù)據(jù)代入⑤⑥式得F=2.5×104

N可見(jiàn)F<F0,故試驗(yàn)車(chē)的安全氣囊不會(huì)爆開(kāi)。(2)設(shè)試驗(yàn)車(chē)和汽車(chē)碰撞后獲得共同速度v,由動(dòng)量守恒定律有解題指導(dǎo)

審題讀取題干獲取信息達(dá)到某個(gè)臨界值F0時(shí),安全氣囊爆開(kāi)氣囊爆開(kāi)的臨界條件是平均撞擊力達(dá)到F0試驗(yàn)車(chē)以速度v1=36

km/h正面撞擊撞擊前的速度已知經(jīng)時(shí)間t1=0.10

s碰撞結(jié)束,車(chē)速減為零撞擊時(shí)間及撞后速度已知安全氣囊恰好爆開(kāi)達(dá)到臨界條件經(jīng)時(shí)間t2=0.16

s兩車(chē)以相同的速度一起滑行兩車(chē)碰后結(jié)合在一起破題(1)根據(jù)動(dòng)量定理求沖量和臨界值F0。(2)根據(jù)動(dòng)量守恒求碰撞后速度,再根據(jù)動(dòng)量定理判斷。解題指導(dǎo)讀取題干獲取信息達(dá)到某個(gè)臨界值F0時(shí),安全氣囊爆開(kāi)【類(lèi)題演練】

3.(多選)(2020廣東高三模擬)科研人員在太空進(jìn)行實(shí)驗(yàn),用質(zhì)量為m的宇宙飛船去對(duì)接前方的火箭組,對(duì)接后保持勻速運(yùn)動(dòng)。然后開(kāi)動(dòng)飛船尾部的推進(jìn)器,使飛船和火箭組共同加速。若推進(jìn)器開(kāi)動(dòng)的時(shí)間為Δt,平均推力為F,測(cè)出飛船和火箭的速度變化為Δv,下列說(shuō)法正確的是(

)A.飛船和火箭組的機(jī)械能守恒B.火箭組的質(zhì)量M=-mC.飛船對(duì)火箭組的彈力大小為FD.飛船對(duì)火箭組的彈力大小為F-m【類(lèi)題演練】3.(多選)(2020廣東高三模擬)科研人員在答案

BD答案BD4.如圖所示,靜止在光滑水平面上的小車(chē)M=20kg。從水槍中噴出的水柱的橫截面積S=10cm2,速度v=10m/s,水的密度ρ=1.0×103kg/m3。若用水槍噴出的水從車(chē)后沿水平方向沖擊小車(chē)的前壁,且沖擊到小車(chē)前壁的水全部沿前壁流進(jìn)小車(chē)中。當(dāng)有質(zhì)量m=5kg的水進(jìn)入小車(chē)時(shí),試求:(1)小車(chē)的速度大小;(2)小車(chē)的加速度大小。4.如圖所示,靜止在光滑水平面上的小車(chē)M=20kg。從水槍答案

(1)2m/s

(2)2.56m/s2解析

(1)流進(jìn)小車(chē)的水與小車(chē)組成的系統(tǒng)動(dòng)量守恒,設(shè)當(dāng)進(jìn)入質(zhì)量為m的水后,小車(chē)速度為v1,則mv=(m+M)v1,即v1==2

m/s(2)質(zhì)量為m的水流進(jìn)入小車(chē)后,在極短的時(shí)間Δt內(nèi),沖擊小車(chē)的水的質(zhì)量Δm=ρS(v-v1)Δt,設(shè)此時(shí)水對(duì)小車(chē)的沖擊力為F,則車(chē)對(duì)水的作用力為-F,由動(dòng)量定理有-FΔt=Δmv1-Δmv,得F=ρS(v-v1)2=64

N,小車(chē)的加速度a==2.56

m/s2。答案(1)2m/s(2)2.56m/s25.(2020江蘇高三三模)高空墜物十分危險(xiǎn),小王同學(xué)想檢驗(yàn)高空墜物的嚴(yán)重性,假設(shè)一個(gè)雞蛋從8樓的窗戶(hù)自由下落到地面。經(jīng)測(cè)量雞蛋質(zhì)量為50g,下落到地面的瞬時(shí)速度為20m/s,與地面碰撞時(shí)間為0.02s。不計(jì)空氣阻力,重力加速度g取10m/s2。求雞蛋:(1)下落到地面時(shí)動(dòng)量的大小;(2