《高三物理第二轮专题复习 动能理与能量守恒律.pdf》由会员分享，可在线阅读，更多相关《高三物理第二轮专题复习 动能理与能量守恒律.pdf（5页珍藏版）》请在taowenge.com淘文阁网|工程机械CAD图纸|机械工程制图|CAD装配图下载|SolidWorks_CaTia_CAD_UG_PROE_设计图分享下载上搜索。
1、准兑市爱憎阳光实验学校专题四准兑市爱憎阳光实验学校专题四动能理与能量守动能理与能量守恒律恒律【专家概述】【专家概述】一、本专题的和难点内容一、本专题的和难点内容 1、功的义是在力的方向上有位移。物体在运动过程中位移只有一个，但物体受力可以有多个，每一个力对一个功，计算公式为W Fscos，其中F是某一个恒力，s为物体的位移，为该力与位移的夹角。功有正值，也有负值，也可以是零。假设F是随位移均匀变化的力，可用平均值替换。其它情况用F s图象中的面积求功。将每一个力对在功加起来，就得到总功，即合外力所对的功。2、动能的义是物体的质量与速率的平方乘积的一半。计算公式是E1k2mv2。动能理是物体所受
2、合外力对物体所做的功于物体动能的增量。合外力对物体所做的功即总功。动能的增量就是末动能减初动能。动能理与方向无关。动能理的计算公式是W 1mv212t2mv20。3、能量守恒是自然界普遍存在的规律之一。违背能量守恒的事情不可能发生。二、本专题的解题思路与方法二、本专题的解题思路与方法 1、仔细审题，确研究对象，确认运动过程，找出量、所求量，对研究对象进行受力分析，根据动能理建立方程。2、假设要使用能量守恒建立方程，那么需要确认物体在运动过程中，有什么能量向什么能量转化，转化了多少。3、通常在题目不涉及加速度和时间的问题中，用动能理或能量守恒求解，一般比用牛顿律和运动学公式简单。【例说例说】例
3、1二模如下图，水平台高 h=0.8m，台上 A 点放有一大小可忽略的滑块，质量 m=0.5kg，滑块与台面间的动摩擦因数=0.5；现对滑块施加一个斜向AFBC上的拉力F=5N，=37，经 t1=1s，滑块到达h平台上 B 点时撤去拉力，滑块继续运动，最终落D到地面上的 D 点，x=0.4m.(取 sin37=0.6，xcos37=0.8，g=10m/s2)(1)求滑块在 C 点离开台面瞬间的速度；(2)滑块在 AB 段的加速度大小；(3)求 AC 间的距离.分析：滑块开始做初速度为零的匀加速直线运动到 B 点，然后做匀减速直线运动到 C 点，再后做平抛运动。解：(1)在 CD 段，由平抛规律：
4、滑块在 C 点离开台面瞬间的速度 (2)在 AB 段，滑块受力如图滑块的加速度a Fx fm410.5 6m/s2 (3)由运动学规律：x11AB2at212612 3m在 BC 段，由动能理：mgx1212BC2mvC2mvB AC 间的距离小结：将运动分成几段，在每段运动过程中受力分析是关健。变式训练1 高考如下图，长为L、内壁光滑的直管与水平地面成30角固放置.将一质量为 m 的小球固在管底，用一轻质光滑细线将小球与质量为 M=km 的小物块相连，小物块悬挂于管口.现将小球释放，一段时间后，小物块落地静止不动，小球继续向上运动，通过管口的转向装置后做平抛运动，小球在转向过程中速率不变.(
5、重力加速度为 g)(1)求小物块下落过程中的加速度大小；(2)求小球从管口抛出时的速度大小；(3)试证明小球平抛运动的水平位移总小于22L2 高考如下图，在高出水平地面h 1.8m的光滑平台上放置一质量M 2kg、由两种不同材料连接成一体的薄板 A，其右段长度l1 0.2m且外表光滑，左段外表粗糙.在 A 最右端放有可视为质点的物块 B，其质量m 1kg.B 与 A 左段间动摩擦因数u 0.4.开始时二者均静止，先对A 施加F 20N水平向右的恒力，待B 脱离 A(A 尚未露出平台)后，将 A 取走.B 离台后的落地点与平台右边缘的水平距离x 1.2m.(取g 10m/s2)求：(1)B 离台
6、时的速度vB.(2)B 从开始运动到刚脱离 A 时，B 运动的时间 ts和位移 xB (3)A 左端的长度 l2例 2高考一质点开始时做匀速直线运动，从某时刻起受到一恒力作用.此后，该质点的动能可能 A一直增大 B先逐渐减小到零，再逐渐增大 C先逐渐增大到某一值，再逐渐减小 D先逐渐减小至某一非零的最小值，再逐渐增大答案：ABD分析：质点做匀速直线运动，合外力为零。某时刻受一恒力作用，合外力不为零了。解：假设该恒力与开始时匀速运动的方向夹角小于90，那么该恒力做正功，该质点的动能一直增大，选项 A 正确；假设该恒力与开始时匀速运动的方向相反，那么该恒力先做负功，待速度减小到零后该恒力做正功，该
7、质点的动能先逐渐减小到零，再逐渐增大，选项 B 正确；假设该恒力与开始时匀速运动的方向夹角大于 90，那么该恒力先做负功，后做正功，该质点的动能先逐渐减小至某一非零的最小值，再逐渐增大，选项 D 正确.小结：合外力与初速度的方向不确，所以会有多种可能性，要分别讨论，将所有的可能性讨论完毕才算结束。变式训练3 高考一蹦极运发动身系弹性蹦极绳从水面上方的高台下落，至最低点时距水面还有数米距离.假空气阻力可忽略，运发动可视为质点，以下说法正确的选项是 A运发动到达最低点前重力势能始终减小 B蹦极绳张紧后的下落过程中，弹力做负功，弹性势能增加 C蹦极过程中，运发动、地球和蹦极绳所组成的系统机械能守恒
8、D蹦极过程中，重力势能的改变与重力势能零点的选取有关4 高考如图是“神舟飞船返回舱返回地面的示意图，假其过程可简化为：翻开降落伞一段时间后，整个装置匀速下降，为确保平安着陆，需点燃返回舱的缓冲，在喷气过程中返回舱做减速直线运动，那么 A开始喷气瞬间伞绳对返回舱的拉力变小 B返回舱在喷气过程中减速的主要原因是空气阻力 C返回舱在喷气过程中所受合外力可能做正功 D返回舱在喷气过程中处于失重状态例 3一调 1某行星有一质量为 m 的卫星，卫星绕行星做匀速圆周运动，其运动半径为 r、周期为 T，求行星的质量万有引力常数为 G2钢球质量为m，沿光滑的轨道由静止滑下，轨道形状如下图，与光滑轨道相接的圆形轨
9、道的半径为 R，要使小球沿光滑轨道恰能通过最高点，物体从离轨道最低点多高的地方开始滑下？分析：卫星在运动过程中，由于只受万有引力，所以机械能守恒。解：1设行星的质量为 M，由行星对卫星的万有引力提供向心力得：GMmm4242r3r2T2r，解得：M GT2 (2)小铅球恰能通过最高点时，N=0最高点时，由牛顿第二律得：mg mv2R小球在下落过程中由机械能守恒律得：mgh mg2R 12mv2，解得：h=R小结：机械能守恒是有条件的，使用时一要考虑条件。变式训练5高考人造地球卫星在运行过程中由于受到微小的阻力，轨道半径将缓慢减小.在此运动过程中，卫星所受万有引力大小将_(填“减小或“增大)；其
10、动能将_(填“减小或“增大).6 一模设一卫星在离地面高h 处绕地球做匀速圆周运动，其动能为EK1，重力势能为EP1，与该卫星质量的另一卫星在离地面高 2h 处绕地球做匀速圆周运动，其动能为EK2，重力势能为EP2，那么以下关系式中正确的选项是 AEK1EK2 BEP1EP2 CEK1 EP1 EK2 EP2 DEK1 EP1EK2 EP2例 4模底以下图是一道竖直放置的凹槽轨道，圆轨道的半径为r，小球的质量为m，大小不计，重力加速度为 g.(1)假设小球在距离地面高为 h=5r 的 B 点从静止开始下落，小球通过圆轨道的最高点 A 时，轨道对小球的作用力大小为小球重力的 2 倍，求小球从开始
11、下落到通过最高点 A 的过程中克服摩擦力做的功.(2)假设轨道光滑，为了使小球在运动过程中不脱离轨道，求小球从静止开始下落的 B 点离地面的竖直高度 h 的取值范围？Bh分析：小球在运动过程中，受摩擦力，机械能不守恒，所以考虑动能理。解：(1)依牛顿第二律，小球通过 A 点时2mg mg mv2Ar(1)设小球从 B 点到 A 点的过程中克服摩擦力做的功为wf，依动能理5mgr 2mgr w12f2mvA(2)由(1)、(2)得wf1.5mgr (2)当小球上升至与圆心同高度或低于圆心的位置时，速度已减为0，小球将沿轨道作圆周运动返回，不脱离轨道，依机械能守恒当小球通过最高点 A 时，不脱离轨
12、道，满足mg mv2r(3)依机械能守恒mgh12 2mgr 2mv2(4)由(3)、(4)得：h2 2.5r所以，为了使小球在运动过程中不脱离轨道，小球从静止开始下落位置离地面的竖直高度 h 的取值范围为：h r或h 2.5r小结：在处理运动问题时，用能量观点建立方程比拟实用，但要注意各动能理、机械能守恒律的使用条件，不能乱套公式。变式训练7高考以初速为v0，射程为s的平抛运动轨迹制成一光滑轨道.一物体由静止开始从轨道顶端滑下，当其到达轨道底部时，物体的速率为_，其水平方向的速度大小为_.8、(高考)小明站在水平地面上，手握不可伸长的轻绳一端，绳的另一端系有质量为 m 的小球，甩动手腕，使球
13、在竖直平面内做圆周运动.当球某次运动到最低点时，绳突然断掉，球飞行水平距离 d 后落地.如下图.握绳的手离地面高度为d，手与球之间的绳长为34d，重力加速度为 g.忽略手的运动半径和空气阻力.(1)求绳断时球的速度大小v1和球落地时的速度大小 v2.(2)向绳能承受的最大拉力多大？(3)改变绳长，使球重复上述运动，假设绳仍在球运动到最低点时断掉，要使球抛出的水平距离最大，绳长是多少？最大水平距离为多少？例 5上末如下图，一半径为 R 的半圆形轨道 BC 与一水平面相连，C为轨道的最高点，一质量为 m 的小球以初速度 v0从圆形轨道 B 点进入，沿着圆形轨道运动并恰好通过最高点 C，然后做平抛运
14、动.求：(1)小球平抛后落回水平面 D 点的位置距 B 点的距离.(2)小球由B点沿着半圆轨道到达C点的过程中，克服轨道摩擦阻力做的功.CvcROv0BDA分析：小球先做圆周运动，注意不是匀速圆周，后做平抛运动。解：(1)小球刚好通过 C 点，由牛顿第二律：小球做平抛运动，有：解得小球平抛后落回水平面 D 点的位置距 B 点的距离：s 2R (2)小球由 B 点沿着半圆轨道到达 C 点，由动能理：解得小球克服摩擦阻力做功Wfmv02mgR小结：单个质点在运动过程中，遇到有摩擦力做功问题，选用动能理建立方程较方便。变式训练9 上末一个质量为m 的小虫以不变的速率，的半球形的碗口爬行到碗的最低点的过程中，A小虫在爬行过程中受到的支持力不变 B小虫在爬行过程中受到的摩擦力不变 C小虫在爬行过程中受到的合力不变 D小虫在爬行过程中动能不变10 高考如图，一长为L的轻杆一端固在光滑铰链固一质量为m的小球.一水平向右的拉力作用于杆的中角速度匀速转动，当杆与水平方向成60时，拉力的 AmgL B331mgL CmgL DmgL262R1252从半径为 Rm那么上，另一端点，使杆以功率为