2020届高考物理二轮复习 专题2 能量与动量 第1讲 能量观点在力学中的应用课件

1、专题突破专题突破 第一部分第一部分 专题二能量与动量专题二能量与动量 主题主题 新课标全国卷考查情况新课标全国卷考查情况(序号为题号序号为题号) 热度热度 2019年年2018年年2017年年2016年年 机械能机械能 卷卷25 卷卷18 卷卷17 卷卷18,24 卷卷14 卷卷25 卷卷24 卷卷14,17,19,24 卷卷16 卷卷25 卷卷16,19,21,25 卷卷20,24 电场中的电场中的 能量能量 卷卷24 卷卷21,24 卷卷21 卷卷21 卷卷20 卷卷21 动量定动量定 理、动量理、动量 守恒定律守恒定律 卷卷16,25 卷卷25 卷卷25 卷卷14 卷卷15,24 卷卷1

2、4 卷卷15 卷卷20 卷、卷、卷、卷、 卷卷35(2) 摘要：摘要：高考对功能关系与能量守恒考查每年都有，频率较高的是功和功率、动高考对功能关系与能量守恒考查每年都有，频率较高的是功和功率、动 能定理、机械能守恒定律和功能关系能定理、机械能守恒定律和功能关系.2020年高考重点：年高考重点：(1)对功和功率的考查情景对功和功率的考查情景 主要有：与现代科技结合，采用经典模型，与汽车的启动环绕运行结合，与速度图主要有：与现代科技结合，采用经典模型，与汽车的启动环绕运行结合，与速度图 象或力图象、功率图象结合，与运动分解结合等象或力图象、功率图象结合，与运动分解结合等(2)动能定理是高中物理的重

3、要规动能定理是高中物理的重要规 律，凡是涉及初末状态速度律，凡是涉及初末状态速度(或动能或动能)和过程中做功和过程中做功(或位移或位移)的都可以考虑运用高的都可以考虑运用高 考命题一般设置曲线运动情景，摩擦力做功，与斜面结合、与机车启动和运行结考命题一般设置曲线运动情景，摩擦力做功，与斜面结合、与机车启动和运行结 合、与实际情景结合等考查动能定理的运用合、与实际情景结合等考查动能定理的运用(3)高考对机械能守恒定律和功能关系高考对机械能守恒定律和功能关系 的考查情景主要有：与圆周运动结合、与弹簧模型结合、与平抛运动结合、与力图的考查情景主要有：与圆周运动结合、与弹簧模型结合、与平抛运动结合、与

4、力图 象或能量图象结合、与传送带结合、连接体等象或能量图象结合、与传送带结合、连接体等 动量守恒定律是重要的物理规律，动量、动量定理、动量守恒定律及其应用为动量守恒定律是重要的物理规律，动量、动量定理、动量守恒定律及其应用为 级要求，弹性碰撞和非弹性碰撞级要求，弹性碰撞和非弹性碰撞(只限于一维只限于一维)为为级要求高考命题重点：一是级要求高考命题重点：一是 设置碰撞模型，结合能量守恒定律、动能定理等重点知识考查；二是设置板块模设置碰撞模型，结合能量守恒定律、动能定理等重点知识考查；二是设置板块模 型，结合功能关系、动能定理等重点知识考查；三是以速度图像给出解题信息，结型，结合功能关系、动能定理

5、等重点知识考查；三是以速度图像给出解题信息，结 合动量守恒定律、动量定理、能量守恒定律、动能定理等重点知识考查合动量守恒定律、动量定理、能量守恒定律、动能定理等重点知识考查 第第1讲能量观点在力学中的应用讲能量观点在力学中的应用 栏 目 导 航 0202热 点 突 破 0303强 化 集 训 0101真 题 再 现 0101真 题 再 现 1(2018年新课标年新课标卷卷)如图，某同学用绳子拉动木箱，使它从静止开始沿粗糙如图，某同学用绳子拉动木箱，使它从静止开始沿粗糙 水平路面运动至具有某一速度木箱获得的动能一定水平路面运动至具有某一速度木箱获得的动能一定() A小于拉力所做的功小于拉力所做的

6、功 B等于拉力所做的功等于拉力所做的功 C等于克服摩擦力所做的功等于克服摩擦力所做的功 D大于克服摩擦力所做的功大于克服摩擦力所做的功 【答案答案】A 做功、功率、机车启动问题做功、功率、机车启动问题 2(2018年天津卷年天津卷)我国自行研制、具有完全自主知识产权的新一代大型喷气式我国自行研制、具有完全自主知识产权的新一代大型喷气式 客机客机C919首飞成功后，拉开了全面试验试飞的新征程，假设飞机在水平跑道上的滑首飞成功后，拉开了全面试验试飞的新征程，假设飞机在水平跑道上的滑 跑是初速度为零的匀加速直线运动，当位移跑是初速度为零的匀加速直线运动，当位移x1.6103 m时才能达到起飞所要求的

7、时才能达到起飞所要求的 速度速度v80 m/s./s.已知飞机质量已知飞机质量m m7.07.010104 4 kg kg，滑跑时受到的阻力为自身重力的，滑跑时受到的阻力为自身重力的0.10.1 倍，重力加速度取倍，重力加速度取10 N/10 N/kg.求飞机滑跑过程中：求飞机滑跑过程中： (1)加速度加速度a的大小；的大小； (2)牵引力的平均功率牵引力的平均功率P. 【答案答案】(1)2 m/s2(2)8.4106 W 3(2019年天津卷年天津卷)完全由我国自行设计、建造的国产新型航空母舰已完成多次完全由我国自行设计、建造的国产新型航空母舰已完成多次 海试，并取得成功航母上的舰载机采用滑

8、跃式起飞，故甲板是由水平甲板和上翘海试，并取得成功航母上的舰载机采用滑跃式起飞，故甲板是由水平甲板和上翘 甲板两部分构成，如图甲所示为了便于研究舰载机的起飞过程，假设上翘甲板甲板两部分构成，如图甲所示为了便于研究舰载机的起飞过程，假设上翘甲板 BC是与水平甲板是与水平甲板AB相切的一段圆弧，示意如图乙，相切的一段圆弧，示意如图乙，AB长长L1150 m，BC水平投影水平投影 L263 m，图乙中，图乙中C点切线方向与水平方向的夹角点切线方向与水平方向的夹角12(sin 120.21)若舰载若舰载 机从机从A点由静止开始做匀加速直线运动，经点由静止开始做匀加速直线运动，经t6 s到达到达B点进入

9、点进入BC.已知飞行员的质量已知飞行员的质量 m60 kg，g10 m/s2，求：，求： 动力学方法和动能定理的综合应用动力学方法和动能定理的综合应用 (1)舰载机水平运动的过程中，飞行员受到的水平力所做的功舰载机水平运动的过程中，飞行员受到的水平力所做的功W； (2)舰载机刚进入舰载机刚进入BC时，飞行员受到竖直向上的压力时，飞行员受到竖直向上的压力FN为多大？为多大？ 5(2019年新课标年新课标卷卷)从地面竖直向上抛出一物体，其机械能从地面竖直向上抛出一物体，其机械能E总 总等于动能 等于动能Ek 与重力势能与重力势能Ep之和取地面为重力势能零点，该物体的之和取地面为重力势能零点，该物体

10、的E总 总和 和Ep随它离开地面的高随它离开地面的高 度度h的变化如图所示重力加速度取的变化如图所示重力加速度取10 m/s2.由图中数据可得由图中数据可得() A物体的质量为物体的质量为2 kg Bh0时，物体的速率为时，物体的速率为20 m/s Ch2 m时，物体的动能时，物体的动能Ek40 J D从地面至从地面至h4 m，物体的动能减少，物体的动能减少100 J 【答案答案】AD 机械能及其守恒定律机械能及其守恒定律 6(2019年新课标年新课标卷卷)从地面竖直向上抛出一物体，物体在运动过程中除受到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

11、方向相反的外力作用距地面高度重力外，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 在在3 m以内时，物体上升、下落过程中动能以内时，物体上升、下落过程中动能Ek随随h的变化如图所示重力加速度取的变化如图所示重力加速度取10 m/s2.该物体的质量为该物体的质量为() A2 kg B1.5 kg C1 kg D0.5 kg 【答案答案】C 【解析解析】对上升过程，由动能定理对上升过程，由动能定理(Fmg)hEkEk0，得，得EkEk0(F mg)h，即，即Fmg12 N；下落过程，；下落过程，(mgF)hEkEk0，即，即mgF8 N，联立两，联立两 公式，得到公式，得到m1

12、kg、F2 N. 7(2019年浙江卷年浙江卷)如图所示，在地面上竖直固定了刻度尺和轻质弹簧，弹簧原如图所示，在地面上竖直固定了刻度尺和轻质弹簧，弹簧原 长时上端与刻度尺上的长时上端与刻度尺上的A点等高质量点等高质量m0.5 kg的篮球静止在弹簧正上方，其底端的篮球静止在弹簧正上方，其底端 距距A点高度点高度h11.10 m篮球静止释放，测得第一次撞击弹簧时，弹簧的最大形变篮球静止释放，测得第一次撞击弹簧时，弹簧的最大形变 量量x10.15 m，第一次反弹至最高点，篮球底端距，第一次反弹至最高点，篮球底端距A点的高度点的高度h20.873 m，篮球多，篮球多 次反弹后静止在弹簧的上端，此时弹簧

13、的形变量次反弹后静止在弹簧的上端，此时弹簧的形变量x20.01 m，弹性势能为，弹性势能为Ep0.025 J若篮球运动时受到的空气阻力大小恒定，忽略篮球与弹簧碰撞时的能量损失和若篮球运动时受到的空气阻力大小恒定，忽略篮球与弹簧碰撞时的能量损失和 篮球的形变，弹簧形变在弹性限度范围内求：篮球的形变，弹簧形变在弹性限度范围内求： 功能关系的应用功能关系的应用 (1)弹簧的劲度系数；弹簧的劲度系数； (2)篮球在运动过程中受到的空气阻力；篮球在运动过程中受到的空气阻力； (3)篮球在整个运动过程中通过的路程；篮球在整个运动过程中通过的路程； (4)篮球在整个运动过程中速度最大的位置篮球在整个运动过程

14、中速度最大的位置 解：解：(1)球静止在弹簧上，根据共点力平衡条件可得球静止在弹簧上，根据共点力平衡条件可得mgkx20，解得，解得k500 N/m (2)球从开始运动到第一次上升到最高点，动能定理球从开始运动到第一次上升到最高点，动能定理 mg(h1h2)f(h1h22x1)0 解得解得f0.5 N. (3)球在整个运动过程中总路程球在整个运动过程中总路程s mg(h1x2)fsEp 解得解得s11.05 m. (4)球在首次下落过程中，合力为零处速度最大，速度最大时弹簧形变量为球在首次下落过程中，合力为零处速度最大，速度最大时弹簧形变量为x3 则则mgfkx30 在在A点下方，离点下方，离

15、A点点x30.009 m. 8(2019年新课标年新课标卷卷)竖直面内一倾斜轨道与一足够长的水平轨道通过一小段竖直面内一倾斜轨道与一足够长的水平轨道通过一小段 光滑圆弧平滑连接，小物块光滑圆弧平滑连接，小物块B静止于水平轨道的最左端，如图甲所示静止于水平轨道的最左端，如图甲所示t0时刻，时刻， 小物块小物块A在倾斜轨道上从静止开始下滑，一段时间后与在倾斜轨道上从静止开始下滑，一段时间后与B发生弹性碰撞发生弹性碰撞(碰撞时间极碰撞时间极 短短)；当；当A返回到倾斜轨道上的返回到倾斜轨道上的P点点(图中未标出图中未标出)时，速度减为时，速度减为0，此时对其施加一外，此时对其施加一外 力，使其在倾斜

16、轨道上保持静止物块力，使其在倾斜轨道上保持静止物块A运动的运动的vt图象如图乙所示，图中的图象如图乙所示，图中的v1和和t1 均为未知量已知均为未知量已知A的质量为的质量为m，初始时，初始时A与与B的高度差为的高度差为H，重力加速度大小为，重力加速度大小为g， 不计空气阻力不计空气阻力 (1)求物块求物块B的质量；的质量； (2)在图乙所描述的整个运动过程中，求物块在图乙所描述的整个运动过程中，求物块A克服摩擦力所做的功；克服摩擦力所做的功； (3)已知两物块与轨道间的动摩擦因数均相等，在物块已知两物块与轨道间的动摩擦因数均相等，在物块B停止运动后，改变物块停止运动后，改变物块 与轨道间的动摩

17、擦因数，然后将与轨道间的动摩擦因数，然后将A从从P点释放，一段时间后点释放，一段时间后A刚好能与刚好能与B再次碰再次碰 上求改变前后动摩擦因数的比值上求改变前后动摩擦因数的比值 0202热 点 突 破 1结构结构 热点热点1动力学方法和动能定理的综合应用动力学方法和动能定理的综合应用 2应用动能定理解题的基本思路应用动能定理解题的基本思路 (1)选取研究对象，明确它的运动过程选取研究对象，明确它的运动过程 (2)分析研究对象的受力情况和各力做功情况，然后求各个外力做功的代数和分析研究对象的受力情况和各力做功情况，然后求各个外力做功的代数和 (3)明确物体在运动过程初、末状态的动能明确物体在运动

18、过程初、末状态的动能Ek1和和Ek2. (4)列出动能定理的方程列出动能定理的方程W合 合 Ek2Ek1，及其他必要的解题方程，进行求解，及其他必要的解题方程，进行求解 【答案答案】BCD 动能定理的应用动能定理的应用 1应用动力学分析问题时，一定要对研究对象进行正确的受力分析、结合牛应用动力学分析问题时，一定要对研究对象进行正确的受力分析、结合牛 顿运动定律和运动学公式分析物体的运动顿运动定律和运动学公式分析物体的运动 2应用动能定理时要注意运动过程的选取，可以全过程列式，也可以分过程应用动能定理时要注意运动过程的选取，可以全过程列式，也可以分过程 列式列式 (1)如果在某个运动过程中包含有

19、几个不同运动性质的阶段如果在某个运动过程中包含有几个不同运动性质的阶段(如加速、减速阶如加速、减速阶 段段)，可以分段应用动能定理，也可以对全程应用动能定理，一般对全程列式更简，可以分段应用动能定理，也可以对全程应用动能定理，一般对全程列式更简 单单 (2)因为动能定理中功和动能均与参考系的选取有关，所以动能定理也与参考系因为动能定理中功和动能均与参考系的选取有关，所以动能定理也与参考系 的选取有关在中学物理中一般取地面为参考系的选取有关在中学物理中一般取地面为参考系 (3)动能定理通常适用于单个物体或可看成单个物体的系统如果涉及多物体组动能定理通常适用于单个物体或可看成单个物体的系统如果涉及

20、多物体组 成的系统，因为要考虑内力做的功，所以要十分慎重在中学阶段可以先分别对系成的系统，因为要考虑内力做的功，所以要十分慎重在中学阶段可以先分别对系 统内每一个物体应用动能定理，然后再联立求解统内每一个物体应用动能定理，然后再联立求解 1 平均功率平均功率 (2018年海南卷年海南卷)某大瀑布的平均水流量为某大瀑布的平均水流量为5 900 m3/s /s，水的落差为，水的落差为 50 m50 m已知水的密度为已知水的密度为1.001.0010103 3 kg/ kg/m3.在大瀑布水流下落过程中，重力做功的平均在大瀑布水流下落过程中，重力做功的平均 功率约为功率约为() A3106 WB31

21、07 W C3108 WD3109 W 【答案答案】D 2 功与功率的计算功与功率的计算 (2019年湖北襄阳调研年湖北襄阳调研)如图所示，物体受到水平推力如图所示，物体受到水平推力F的的 作用，在粗糙水平面上做直线运动监测到推力作用，在粗糙水平面上做直线运动监测到推力F、物体速度、物体速度v随时间随时间t变化的规律变化的规律 如图所示，如图所示，g10 m/s2，则，则() A第第1 s内推力做功为内推力做功为1 J B第第2 s内物体克服摩擦力做的功为内物体克服摩擦力做的功为W2.0 J C第第1.5 s时推力时推力F的功率为的功率为2 W D第第2 s内推力内推力F做功的平均功率做功的平

22、均功率1.5 W 【答案答案】B 3 机车启动问题机车启动问题 (多选多选)(2019年福建南平二模年福建南平二模)一辆机动车在平直的公路上由一辆机动车在平直的公路上由 静止启动如图所示，图线静止启动如图所示，图线A表示该车运动的速度与时间的关系，图线表示该车运动的速度与时间的关系，图线B表示该车表示该车 的功率与时间的关系，设机车在运动过程中阻力不变，则以下说法正确的是的功率与时间的关系，设机车在运动过程中阻力不变，则以下说法正确的是() A022 s内机动车先做加速度逐渐减小的加速运动，后做匀速运动内机动车先做加速度逐渐减小的加速运动，后做匀速运动 B运动过程中机动车所受阻力为运动过程中机

23、动车所受阻力为1 500 N C机动车速度为机动车速度为5 m/s时，牵引力大小为时，牵引力大小为3103 N D机动车的质量为机动车的质量为562.5 kg 【答案答案】BD 4 多过程的动能定理多过程的动能定理 (2019年广州一模年广州一模)倾角为倾角为的斜面与足够长的光滑水平的斜面与足够长的光滑水平 面在面在D处平滑连接，斜面上处平滑连接，斜面上AB的长度为的长度为3L，BC、CD的长度均为的长度均为3.5L，BC部分粗部分粗 糙，其余部分光滑如图，糙，其余部分光滑如图，4个个“口口”形小滑块工件紧挨在一起排在斜面上，从下形小滑块工件紧挨在一起排在斜面上，从下 往上依次标为往上依次标为

24、1、2、3、4，滑块上长为，滑块上长为L的轻杆与斜面平行并与上一个滑块接触但的轻杆与斜面平行并与上一个滑块接触但 不粘连，滑块不粘连，滑块1恰好在恰好在A处现将处现将4个滑块一起由静止释放，设滑块经过个滑块一起由静止释放，设滑块经过D处时无机处时无机 械能损失，轻杆不会与斜面相碰已知每个滑块的质量为械能损失，轻杆不会与斜面相碰已知每个滑块的质量为m并可视为质点，滑块与并可视为质点，滑块与 粗糙面间的动摩擦因数为粗糙面间的动摩擦因数为tan ，重力加速度为，重力加速度为g.求：求： (1)滑块滑块1刚进入刚进入BC时，滑块时，滑块1上的轻杆所受到的压力大小；上的轻杆所受到的压力大小； (2)4个

25、滑块全部滑上水平面后，相邻滑块之间的距离个滑块全部滑上水平面后，相邻滑块之间的距离 热点热点2机械能守恒定律的应用机械能守恒定律的应用 例例2(2018年天津卷年天津卷)滑雪运动深受人民群众喜爱，某滑雪运动员滑雪运动深受人民群众喜爱，某滑雪运动员(可视为质点可视为质点) 由坡道进入竖直面内的圆弧形滑道由坡道进入竖直面内的圆弧形滑道AB，从滑道的，从滑道的A点滑行到最低点点滑行到最低点B的过程中，由的过程中，由 于摩擦力的存在，运动员的速率不变，则运动员沿于摩擦力的存在，运动员的速率不变，则运动员沿AB下滑过程中下滑过程中() A所受合外力始终为零所受合外力始终为零 B所受摩擦力大小不变所受摩擦

26、力大小不变 C合外力做功一定为零合外力做功一定为零 D机械能始终保持不变机械能始终保持不变 【答案答案】C 1若一个物体或多个物体参与了多个运动过程，有的过程只涉及运动和力的若一个物体或多个物体参与了多个运动过程，有的过程只涉及运动和力的 问题或只要求分析物体的动力学特点，则要用动力学方法求解问题或只要求分析物体的动力学特点，则要用动力学方法求解 2若某过程涉及做功和能量转化问题，则要考虑应用动能定理、机械能守恒若某过程涉及做功和能量转化问题，则要考虑应用动能定理、机械能守恒 定律或功能关系求解定律或功能关系求解. 3机械能守恒定律解题的基本思路机械能守恒定律解题的基本思路 (1)选取研究对象

27、选取研究对象物体系或物体物体系或物体 (2)根据研究对象所经历的物理过程，进行受力、做功分析，判断机械能是否守根据研究对象所经历的物理过程，进行受力、做功分析，判断机械能是否守 恒恒 (3)恰当地选取参考平面，确定研究对象初末态时的机械能恰当地选取参考平面，确定研究对象初末态时的机械能 (4)灵活选取机械能守恒的表达式列方程灵活选取机械能守恒的表达式列方程 (5)解方程，统一单位，进行运算，求出结果，进行检验解方程，统一单位，进行运算，求出结果，进行检验 1 连接体的机械能守恒连接体的机械能守恒 (多选多选)(2019年山东聊城二模年山东聊城二模)如图所示，如图所示，A、B两小球两小球 由绕过

28、轻质定滑轮的细线相连，由绕过轻质定滑轮的细线相连，A放在固定的光滑斜面上，放在固定的光滑斜面上，B、C两小球在竖直方向两小球在竖直方向 上通过劲度系数为上通过劲度系数为k的轻质弹簧相连，的轻质弹簧相连，C球放在水平地面上，已知球放在水平地面上，已知A的质量为的质量为6m， B、C的质量均为的质量均为m，重力加速度为，重力加速度为g，细线与滑轮之间的摩擦不计现用手控制住，细线与滑轮之间的摩擦不计现用手控制住 A，并使细线刚刚拉直但无拉力作用，并保证滑轮左侧细线竖直、右侧细线与斜面，并使细线刚刚拉直但无拉力作用，并保证滑轮左侧细线竖直、右侧细线与斜面 平行，开始时整个系统处于静止状态释放平行，开始

29、时整个系统处于静止状态释放A后，后，A沿斜面下滑至速度最大时沿斜面下滑至速度最大时C恰好恰好 离开地面，关于此过程，下列说法正确的是离开地面，关于此过程，下列说法正确的是() 【答案答案】BC 【答案答案】AD 热点热点3几个重要的功能关系几个重要的功能关系 例例3(2019年福建南平二模年福建南平二模)如图所示，静止的水平传送带右端如图所示，静止的水平传送带右端B点与粗糙的水点与粗糙的水 平面相连接，传送带长平面相连接，传送带长L10.36 m质量为质量为1 kg的滑块以的滑块以v02 m/s /s的水平速度从传的水平速度从传 送带左端送带左端A A点冲上传送带，并从传送带右端滑上水平面，最

30、后停在距点冲上传送带，并从传送带右端滑上水平面，最后停在距B B点点L L2 20.64 m0.64 m 的的C C处处( (g g10 m/10 m/s2，滑块与传送带、滑块与水平面的动摩擦因数相等，滑块与传送带、滑块与水平面的动摩擦因数相等) (1)求动摩擦因数求动摩擦因数的值的值 (2)若滑块从若滑块从A点以点以v02 m/s /s的水平速度冲上传送带时，传送带以的水平速度冲上传送带时，传送带以v v2 m/2 m/s的速的速 度逆时针转动，求滑块在传送带上运动的过程中，传送带对滑块的冲量大小和整个度逆时针转动，求滑块在传送带上运动的过程中，传送带对滑块的冲量大小和整个 过程电动机由于传

31、送滑块多消耗的电能过程电动机由于传送滑块多消耗的电能 几种功能关系几种功能关系 功能关系大都可从动能定理功能关系大都可从动能定理EkW重 重 W弹 弹 W其他 其他和能量守恒 和能量守恒EkEpE其 其 他他 0推导出来推导出来 1合外力做功：合外力做功：W合 合 Ek. 2重力做功：重力做功：W重 重 Ep重 重 3弹力做功：弹力做功：W弹 弹 Ep弹 弹 4除重力以外其他力做功：除重力以外其他力做功：W其他 其他 E机械能 机械能 5滑动摩擦力做功：滑动摩擦力做功：E其他 其他 (EkEp)E机械能 机械能 W其他 其他，摩擦力做 ，摩擦力做 功时，功时，QE其他 其他 fs相对 相对，由于摩擦力 ，由于摩擦力f总与相对位移总与相对位移s相对 相对方向相反，因此 方向相反，因此Q总为总为 正值正值 【答案答