高考物理 增分策略二 2 功和能课件.ppt

增分策略 2016年高考物理 二 功和能 2 机械能守恒定律 功能关系 1 在同一位置以相同的速率把三个小球分别沿水平 斜向上 斜向下方向抛出 不计空气阻力 则落在同一水平地面时的速度大小 a 一样大b 水平抛的最大c 斜向上抛的最大d 斜向下抛的最大解析 三个不同过程中 都是只有重力做功 由机械能守恒可知 三个小球落地速度大小一样大 答案 a 1 请画出f随x变化的示意图 并根据f x图象求物块沿x轴从o点运动到位置x的过程中弹力所做的功 2 物块由x1向右运动到x3 然后由x3返回到x2 在这个过程中 a 求弹力所做的功 并据此求弹性势能的变化量 b 求滑动摩擦力所做的功 并与弹力做功比较 说明为什么不存在与摩擦力对应的 摩擦力势能 的概念 主要题型 选择题 计算题 知识热点 1 单独命题 对重力势能变化 弹性势能变化的分析 对机械能守恒定律的理解及应用 对功能关系的理解及应用 2 交汇命题 结合机械能守恒定律和动力学方法解决多过程问题 结合能量守恒和动力学方法解决多过程问题 物理方法 守恒法 模型法 分析推理法 命题趋势 2016年高考可能既有对本专题内容的单独考查 也有与曲线运动 电磁学等内容相结合的综合考查 对本专题单独考查的题目多为选择题和计算题 1 机械能守恒定律的应用 第二步 审问题 明确解题思路 1 求解v1和v2的关系 选两个运动过程 分别由机械能守恒判断 2 求解t1和t2的关系 由小球沿管道mpn运动到n点与沿管道mqn运动到n点的动能变化确定小球沿两个路径运动的平均速率关系 再由小球沿两个运动轨迹的路程相等求解 或画出v t图象分析 用机械能守恒定律解题的基本思路 1 如图甲所示 倾角为 的光滑斜面体固定在水平面上 劲度系数为k的轻弹簧 一端固定在斜面底端 另一端与质量为m的小滑块接触但不拴接 现用沿斜面向下的力f推滑块至离地高度h0处 弹簧与斜面平行 撤去力f 滑块沿斜面向上运动 其动能ek和离地高度h的变化关系如图乙所示 图中h2对应图线的最高点 h3到h4范围内图线为直线 其余部分为曲线 重力加速度为g 则 1 求小球抛出时的速度v0的大小和到达b的速度 2 求小球经过轨道最低点c时对轨道的压力fc 3 小球能否到达轨道最高点d 若能到达 试求对d点的压力fd 若不能到达 试说明理由 2 功能关系的应用 第二步 审问题 明确解题思路求用水平向右的拉力f将m拉至右端 拉力f至少做的功 选小木块与木板组成的系统为研究对象 缓慢拉动时 系统动能不变 只增加系统的内能 由功能关系求解 解析 缓慢拉动时 拉力f做功最少 根据功能关系 拉力做的功等于系统产生的内能 所以w mgl b正确 答案 b 功能关系的应用 三注意 1 分清是什么力做功 并且分析该力做正功还是做负功 根据功能之间的对应关系 判定能的转化形式 确定能量之间的转化情况 2 也可以根据能量之间的转化情况 确定是什么力做功 尤其可以方便计算变力做功的多少 3 功能关系反映了做功和能量转化之间的对应关系 功是能量转化的量度和原因 在不同问题中的具体表现不同 答案 bd 4 如图所示 甲 乙两传送带 倾斜于水平地面放置 传送带上表面以同样恒定速率v向上运动 现将一质量为m的小物体 视为质点 轻轻放在a处 小物体在甲传送带上到达b处时恰好达到传送带的速率v 小物块在乙传送带上到达离b竖直高度为h的c处时达到传送带的速率v 已知b处离a处的竖直高度皆为h 则在小物体从a到b的过程中 a 两种传送带对小物体做功相等b 将小物体传送到b处 两种传送带消耗的电能相等c 两种传送带与小物体之间的动摩擦因数不同d 将小物体传送到b处 两种系统产生的热量相等 3 能量守恒在力学中的综合应用 典例3 利用弹簧弹射和皮带传动装置可以将工件运送至高处 如图所示 已知传送轨道平面与水平方向成37 角 倾角也是37 的光滑斜面轨道固定于地面且与传送轨道良好对接 弹簧下端固定在斜面底端 工件与皮带间的动摩擦因数 0 25 皮带传动装置顺时针匀速转动的速度v 4m s 两轮轴心相距l 5m b c分别是传送带与两轮的切点 轮缘与传送带之间不打滑 现将质量m 1kg的工件放在弹簧上 用力将弹簧压缩至a点后由静止释放 工件离开斜面顶端滑到皮带上的b点时速度v0 8m s ab间的距离x 1m 工件可视为质点 g取10m s2 sin37 0 6 cos37 0 8 求 1 弹簧的最大弹性势能 2 工件沿传送带上滑的时间 3 若传送装置顺时针匀速转动的速度v可在v 4m s的范围内调节 试推导工件滑动到c点时的速度vc随速度v变化的关系式 1 解决功能关系问题应该注意的两个方面 1 分析清楚是什么力做功 并且清楚该力做正功 还是做负功 根据功能之间的一一对应关系 判定能的转化形式 确定能量之间转化多少 2 也可以根据能量之间的转化情况 确定是什么力做功 尤其可以方便计算变力做功的多少 2 利用模型思维法求解传送带问题传送带是生产 生活实际中应用较广泛的一种传动装置 所涉及的问题能从力和能量两个角度很好地培养提升学生分析综合能力 在高考命题中曾多次出现 应值得关注 1 传送带模型的两种类型 水平传送带 倾斜传送带 可分为向上传送和向下传送两种情况 2 命题角度 动力学角度 如求物体在传送带上运动的时间 物体在传送带上能达到的速度 物体相对传送带滑过的位移等 能量的角度 求传送带对物体所做的功 物体和传送带由于相对滑动而产生的热量 因放上物体而使电动机多消耗的电能等 3 方法总结 传送带模型题的分析流程 1 开始阶段所受的摩擦力为多大 2 共经历多长时间 3 在图乙中准确作出物块所受摩擦力随位移变化的函数图像 4 摩擦力做的总功是多少 1 货物到达圆轨道最低点b时对轨道的压力 2 货物沿皮带向上滑行多远才能相对皮带静止 3 皮带将货物由a运送到b需对货物做多少功 系统机械能守恒类问题 易误警示 应用机械能守恒定律解决问题时 经常因为守恒的条件分析不清 或分析错误而导致解题出错 比如 不能确定做功的弹力是否是系统内弹力 从而造成应用错误 对于单个物体 不能确定除重力之外的其他力是否做功 导致应用出错 常见误区 防范措施 1 要熟练掌握机械能守恒的条件 尤其是系统机械能守恒 2 要正确区分做功的弹力是否为系统内的弹力 3 要灵活应用功能关系 尤