2013届高考物理二轮复习专题突破课件专题四第1课时几个重要功能关系的应用

9.静电力做功等于 电势能 的变化,即 WAB＝－ΔEp.
本
课
时
栏 目
1.以恒定加速度启动的问题
开 关
解决问题的关键是明确所研究的问题处在哪个阶段上,以及匀加
速过程的最大速度 v1 和全程的最大速度 vm 的区别和求解方法.
P
(1)求 v1：由 F－F 阻＝ma,可求 v1＝ F . P
(2)求 vm：由 P＝F 阻 vm,可求 vm＝ F阻 .
热点题型例析
第1课时
【以题说法】 1.本题要注意几个功能关系：重力做功等于重力 势能的变化；重力以外其他力做的功等于机械能的变化；合力做 的功等于动能的变化.
本
课 2.本题在应用动能定理时,应特别注意研究过程的选取.并且要弄
时
栏 清楚每个过程各力做功的情况.
目 开 关
热点题型例析
第1课时
如图 1 所示,轻质弹簧的一端与固定的竖直板 P 拴接,
时
栏
目
开
关
图2
热点题型例析
第1课时
A.滑块的动能一定减小
B.弹簧的弹性势能一定增大
C.滑块电势能的改变量一定小于重力与弹簧弹力做功的代数和
本 课
D.滑块机械能的改变量等于电场力与弹簧弹力做功的代数和
时 栏
【审题突破】
滑块处于静止状态时,滑块受几个力的作用,弹
目 开
簧一定处于伸长状态吗？
关
热点题型例析
系为 s＝12t－4t2,从该关系式中我们可以得到哪些量？
2.物块第一次经过 B 点后恰能到达 P 点,与弹性挡板碰撞后还能第二
次到达 P 点吗？为什么？
本 3.要判断物块是否脱离轨道,只要判断物块是否到达哪一点就可以？
课
时 解析 (1)由 s＝12t－4t2 知,物块在 C 点速度为
栏
目 开
v0＝12 m/s
在增大,A 项错误；A、B 和弹簧所构成的系统机械能守恒,故 B
本 课
物体机械能的减少量等于弹簧弹性势能与 A 物体机械能的增加
时 栏
量,B 项错误.取 A 物体进行分析：其动能的增加量等于绳子拉力
目 开
做的功与弹簧弹力做的功之和,而 T≠GB,故 C 项错误.对 A 与弹
关 簧所构成的系统,其机械能的增加量取决于细线拉力对系统做的
B.B 物体机械能的减少量小于弹簧弹性势能的增加量
C.A 物体动能的增量等于 B 物体重力对 B 做的功与弹簧弹力对
本 课
A 做的功之和
时 栏
D.A
物体与弹簧所组成的系统机械能的增加量等于细线拉力对
目 开
A 做的功
关
热点题型例析
第1课时
解析 取 B 受力分析,由牛顿第二定律,得 GB－T＝mBa,取 A 分 析：T－kx＝mAa.由两式得 a＝mGAB＋－mkxB,a 随 x 增大而减小,故 T
知识方法聚焦
第1课时
2.动能定理的应用
(1)动能定理的适用对象：涉及单个物体(或可看成单个物体的
物体系)的受力和位移问题,或求解 变力 做功的问题.
(2)应用动能定理解题的基本思路
本 课
①选取研究对象,明确它的运动过程.
时 栏
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
目 开
做功的 代数和 .
()
关 A.运动员对足球做的功为 W1＝mgh＋12mv2
B.足球机械能的变化量为 W1－W2 C.足球克服阻力做功为 W2＝mgh＋12mv2－W1 D.运动员刚踢完球的瞬间,足球的动能为 mgh＋12mv2
热点题型例析
第1课时
解析 取运动员踢球到球恰好从横梁下边缘踢进这一过程,由动 能定理：W1－mgh－W2＝12mv2 即 W1＝mgh＋12mv2＋W2,A 错；
本 课
学中仍然成立.
时
栏 目 开 关
热点题型例析
如图 3 所示,一竖直绝缘轻弹
簧的下端固定在地面上,上端连接一带正
电小球 P,小球所处的空间存在着竖直向
本 上的匀强电场,小球平衡时,弹簧恰好处
课 于原长状态：现给小球一竖直向上的初
时
栏 目
速度,小球最高能运动到 M 点,在小球从
开 关
开始运动至达到最高点 M 的过程中,以
关 ③明确物体在运动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.
知识方法聚焦
第1课时
3.机械能守恒定律的应用
(1)机械能是否守恒的判断
①用做功来判断,看重力(或弹簧弹力)以外的其他力做功代数和
是否 为零 .
②用能量转化来判断,看是否有机械能转化为其他形式的能.
为 负值 ,在一对滑动摩擦力做功的过程中,不仅有相互摩擦物体
间机械能的转移,还有机械能转化为内能.转化为内能的量等于
系统机械能的减少量,等于滑动摩擦力与相对路程 的乘积.
③摩擦生热是指滑动摩擦生热,静摩擦不会生热.
知识方法聚焦
第1课时
4.几个重要的功能关系 (1)重力的功等于重力势能 的变化,即 WG＝ －ΔEp .
开 关
守恒定律解决电场、磁场内带电粒子的运动或电磁感应问题．由
于本专题综合性强，因此要在审题上狠下功夫，弄清运动情景，
挖掘隐含条件，有针对性地选择相应规律和方法．
知识方法聚焦
第1课时
第 1 课时 几个重要功能关系的应用
本 课
1．做功的两个重要因素是：有力作用在物体上，且使物体在力
时 栏
的方向上 发生了位移 .功的求解可利用 W＝Fscos α 求，但
时的机械能.
④根据机械能守恒定律列方程,进行求解.
知识方法聚焦
第1课时
4.功能关系在电学中应用的题目,一般过程复杂且涉及多种性质
不同的力,因此,通过审题,抓住 受力分析 和运动过程分析是关
本 键,然后根据不同的运动过程各力做功的特点来选择规律求解.
课 时
5.力学中的动能定理和能量守恒定律在处理电学中能量问题仍
后(不拴接)释放,物块经过 C 点后,从 C 点运动到 B 点过程中的位
移与时间的关系为 s＝12t－4t2(式中 s 单位是 m,t 单位是 s),假设
物块第一次经过 B 点后恰能到达 P 点,sin 37°＝0.6,cos 37°＝
0.8,g 取 10 m/s2.
热点题型例析
第1课时
试求：
(1)若 CD ＝1 m,试求物块从 D 点运动到 C 点的过程中,弹簧对物
块所做的功；
本 (2)B、C 两点间的距离 l；
课 时
(3)若在 P 处安装一个竖直弹性挡板,小物块与挡板碰撞时间极短
栏 目
且无机械能损失,小物块与弹簧相互作用不损失机械能,试通过
开 关
计算判断物块在第一次与挡板碰撞后的运动过程中是否会脱离
轨道？
热点题型例析
第1课时
【审题突破】 1.物块从 C 点运动到 B 点过程中的位移与时间的关
另一端与物体 A 相连,物体 A 置于光滑水平桌面上,A 右端连接一
细线,细线绕过光滑的定滑轮与物体 B 相连.开始时托住 B,让 A 处
于静止且细线恰好伸直,然后由静止释放 B,直至 B 获得最大速度.
本 课
下列有关该过程的分析中正确的是
()
时
栏 目 开 关
图1热点题型例析源自第1课时A.B 物体受到细线的拉力保持不变
变量等于电场力和弹力做的功,A 错；由于弹簧一开始恰好处于
开 关
原长,说明电场力等于重力,电场力做的功等于克服重力做的功,B
错；由动能定理：W 电－WG－W 弹＝ΔEk,由于 W 电＝WG,所以 C 对,D
错.
答案 C
热点题型例析
第1课时
题型 3 动力学方法和动能定理的综合应用
【例 3】 (20 分)如图 4 所示,AB 为倾
时
栏 力与弹簧弹力做功的代数和,C 错；对滑块而言,重力以外的其他
目
开 力做功的代数和等于其机械能的改变量,D 对.
关
答案 AD
热点题型例析
第1课时
【以题说法】 在解决电学中功能关系问题时应注意以下几点：
(1)洛伦兹力在任何情况下都不做功；(2)电场力做功与路径无关,
电场力做功等于电势能的变化；(3)力学中的几个功能关系在电
功,故 D 项正确.
答案 D
热点题型例析
第1课时
题型 2 几个重要的功能关系在电学中的应用
【例 2】 如图 2 所示,光滑斜面固定在水平地面上,匀强电场平
行于斜面向下,弹簧另一端固定,带电滑块处于静止状态,滑块
与斜面间绝缘.现给滑块一个沿斜面向下的初速度,滑块最远能
本 课
到达 P 点.在这过程中
()
角 θ＝37°的斜面轨道,轨道的 AC 部
分光滑,CB 部分粗糙.BP 为圆心角等
本 于 143°、半径 R＝1 m 的竖直光滑圆
课 弧形轨道,两轨道相切于 B 点,P、O
时
栏 两点在同一竖直线上,轻弹簧一端固
目 开
定在 A 点,另一端在斜面上 C 点处,现
图4
关 有一质量 m＝2 kg 的物块在外力作用下将弹簧缓慢压缩到 D 点
(1)重力、弹簧弹力、静电力做功与 路径 无关.
(2)摩擦力做功的特点
①单个摩擦力(包括静摩擦力和滑动摩擦力)可以做正功,也可以
本 做负功,还可以不做功.
课 时
②相互作用的一对静摩擦力做功的代数和 总等于零 ,在静摩擦
栏 目
力做功的过程中,只有机械能的转移,没有机械能转化为其他形
开 关
式的能；相互作用的一对滑动摩擦力做功的代数和 不为零 ,且总
目 开
F 必须为 恒力；也可以利用 F—s 图象来求；变力的功一般
关 应用 动能定理 间接求解．
2．功率是指单位时间内做的功，求解公式有：平均功率 P ＝Wt ＝
F v cos α；瞬时功率 P＝Fvcos α，当 α＝0，即 F 与 v 方向
相同 时，P＝Fv.
知识方法聚焦
第1课时
3.常见的几种力做功的特点
本 ③对一些“绳子突然绷紧”、“ 物体间碰撞 ”等问题,机械能
课 时
一般不守恒,除非题目中有特别说明及暗示.
栏 目
(2)应用机械能守恒定律解题的基本思路
开 关
①选取研究对象——物体系. 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
机械能是否守恒.
③恰当地选取参考平面,确定研究对象在运动过程的始末状态
下说法正确的是
()
第1课时 图3
热点题型例析
第1课时
A.小球机械能的改变量等于电场力做的功
B.小球电势能的减少量大于小球重力势能的增加量
C.弹簧弹性势能的增加量等于小球动能的减少量
D.小球动能的减少量等于电场力和重力做功的代数和
本
课 解析
时
小球除受重力外,还受电场力和弹簧弹力,小球机械能的改
栏 目
＝Eqscos α；若是非匀强电场,则一般利用 W＝ qU 来求.
6.磁场力又可分为洛伦兹力和安培力.洛伦兹力在任何情况下对运
动的电荷都 不做功 ；安培力可以做正功、负功,还可以不做功.
知识方法聚焦
第1课时
7.电流做功的实质是电场对 移动电荷 做功.即 W＝UIt＝ Uq .
8.导体棒在磁场中切割磁感线时,棒中感应电流受到的安培力对 导体棒做 负 功,使机械能转化为 电 能.
第1课时
第1课时
【专题定位】 本专题综合应用动力学、动量和能量的观
点来解决物体运动的多过程问题．本专题是高考的重点和热点，
命题情景新，联系实际密切，综合性强，是高考的压轴题．
本
【应考策略】 本专题在高考中主要以两种命题形式出现：
课 时
一是综合应用动能定理、机械能守恒定律和动量守恒定律，结
栏 目
合动力学方法解决多运动过程问题；二是运用动能定理和动量
(2)弹力的功等于弹性势能 的变化,即 W 弹＝ －ΔEp .
(3)合力的功等于 动能 的变化,即 W＝ ΔEk .
本 课
(4)重力之外(除弹簧弹力)的其他力的功等于 机械能 的变化.
时 栏
W 其他＝ΔE.
目 开
(5)一对滑动摩擦力做的功等于 系统中内能 的变化.Q＝F·s 相对.
关 5.静电力做功与 路径 无关.若电场为匀强电场,则 W＝Fscos α
第1课时
解析 滑块处于静止状态时,受重力、电场力、弹簧弹力和斜面 的支持力,合力为零.当向下运动时,合力方向沿斜面向上,合力做 负功,动能减小,A 对；由于滑块的电性不知,电场力方向不知,弹簧 在 A 点是伸长还是压缩不能确定,B 错；由于只有重力、电场力
本
课 和弹簧弹力做功,A、P 两点速度又为零,电场力做功一定等于重
足球机械能的变化等于重力以外的其他力做的功,即 ΔE＝W1－
本 课
W2,B 对；由 W1－mgh－W2＝12mv2,可得 W2＝W1－mgh－12mv2,
时 栏
C 错；设刚踢完球瞬时动能为 Ek,由动能定理：－mgh－W2＝
目 开 关
12mv2－Ek,Ek＝12mv2＋mgh＋W2,D 错.
答案 B
栏 目
然是首选的方法.
开
关
热点题型例析
第1课时
题型 1 力学中的几个重要功能关系的应用
【例 1】 假设某次罚点球直接射门时,球恰好从横梁下边缘踢进,
本 课
此时的速度为 v.横梁下边缘离地面的高度为 h,足球质量为 m,
时 栏
运动员对足球做的功为 W1,足球运动过程中克服空气阻力做功
目 开
为 W2,选地面为零势能面,下列说法正确的是