2020版江苏省高考物理二轮专题复习1 第1讲 功能关系的应用

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专题二 动量与能量
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2．解决机车启动问题时的四点注意 (1)分清是匀加速启动还是恒定功率启动． (2)匀加速启动过程中，机车功率不断增大，最大功率是额定功率． (3)以额定功率启动的过程中，牵引力不断减小，机车做加速度减小的加速运动，牵引 力的最小值等于阻力． (4)无论哪种启动方式，最后达到最大速度时，均满足 P＝f 阻 vm，P 为机车的额定功率．
P 处．设滑块经过的总路程为 l，对滑块运动的全过程应用动能定理，有
mgl0sin θ－μmglcos θ＝0－12mv20，
解得
l＝μ12gcvo20s
θ＋l0tan
θ，选项

A
正确．
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专题二 动量与能量
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角度 4 曲线运动问题中动能定理的应用
4．(2019·常州模拟)如图所示，水平光滑轨道 OA 上有一质量 m
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专题二 动量与能量
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2.(多选)(2018·高考江苏卷)如图所示，轻质弹簧一端 固定，另一端连接一小物块，O 点为弹簧在原长时 物块的位置．物块由 A 点静止释放，沿粗糙程度相同的水平面向右运动，最远到达 B 点．在从 A 到 B 的过程中，物块( ) A.加速度先减小后增大 B.经过 O 点时的速度最大 C.所受弹簧弹力始终做正功 D.所受弹簧弹力做的功等于克服摩擦力做的功
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解析：(1)由题意知：在
B
点速度方向沿
B
点切线方向，在
B
点速度大小为：v1＝cos
v0 37°
＝25 m/s 竖直速度大小为 vy＝v0tan 37°＝15 m/s
从 A 点到 B 点的时间为：t＝vgy＝1．5 s
AB 的高度差为 h＝12gt2＝11．25 m
从 B 点到 C 点由动能定理得：
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专题二 动量与能量
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考情分析
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专题二 动量与能量
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专题二 动量与能量
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命题研究 对功能关系的考查历来是高考中的重中之重，尤其近几年江苏卷对该部分知识点的
命题呈现多样化，不但从动能、动能定理、机械能守恒定律等知识出发进行考查，还从 运动形式的角度如平抛运动、匀变速直线运动、圆周运动等进行综合考查.上一页返回导航
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专题二 动量与能量
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【典题例析】
(多选)(2019·高考全国卷Ⅲ)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、方向始终与运动方向相反的外力作用．距地面高度 h 在 3 m 以内时，物体上升、下落过程中动能 Ek 随 h 的变化如图所示．重力加速度取 10 m/s2. 该物体的质量为( )
＝2 kg 的小球以速度 v0＝20 m/s 向左运动，从 A 点飞出后恰好
无碰撞地经过 B 点，B 是半径为 R＝10 m 的光滑圆弧轨道的
右端点，C 为轨道最低点，且圆弧 BC 所对圆心角 θ＝37°，
又与一动摩擦因数 μ＝0.2 的粗糙水平直轨道 CD 相连，CD 长为 15 m．进入另一竖直
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专题二 动量与能量
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【典题例析】 一汽车在平直公路上行驶．从某时刻开始计时，发动机的功率 P 随时间 t 的变化如图所示．假定汽车所受阻力的大小 f 恒定不变．下列 描述该汽车的速度 v 随时间 t 变化的图线中，可能正确的是( )
专题二 动量与能量
第1讲 功能关系的应用
物理
专题二 动量与能量
1
01
真题感悟透析考情
02
热考核心高效突破
03
课后演练强化提能
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专题二 动量与能量
2
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专题二 动量与能量
3
真题再现 1.(多选)(2019·高考江苏卷)如图所示，轻质弹簧的左端固定，并处于自然状态．小物块 的质量为 m，从 A 点向左沿水平地面运动，压缩弹簧后被弹回，运动到 A 点恰好静止．物 块向左运动的最大距离为 s，与地面间的动摩擦因数为 μ，重力加速度为 g，弹簧未超出 弹性限度．在上述过程中( )
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专题二 动量与能量
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角度 2 巧解变力做功问题 2．(多选)(2019·衡水中学信息卷)如图所示，倾角为 θ、半径为 R 的倾斜圆盘绕圆心处 的转轴 O 以角速度 ω 匀速转动，一个质量为 m 的小物块放在圆盘的边 缘，小物块与圆盘间的动摩擦因数为 μ.图中 A、B 分别为小物块转动过 程中所经过的最高点和最低点，运动过程中经过的 C、D 两点连线与 AB 垂直，小物块与圆盘间的最大静摩擦力等于滑动摩擦力，且始终相对于圆盘静止．重 力加速度为 g，下列说法正确的是( )
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专题二 动量与能量
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有 mg＝mvR23 所以 v3＝10 m/s 因为 v2>v3，所以甲物块能经过 E 点． 答案：(1)11．25 m 153 N，方向向下 (2)能经过 E 点
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专题二 动量与能量
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命题角度
解决方法
易错辨析
恒力做功的计算
公式法 W＝Fscos θ
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专题二 动量与能量
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解析：选 BD.小物块所受重力沿圆盘的分力及静摩擦力的合力提供向心力，始终指向 圆心，A 错误；小物块在 B 点时由牛顿第二定律 Ff－mgsin θ＝mRω2，Ff>mgsin θ，又 因 Ff≤μmgcos θ，所以 μmgcos θ>mgsin θ，则 μ 一定大于 tan θ，B 正确；小物块从 A 点运动到 B 点的过程中由动能定理得 mg·2Rsin θ＋WFf＝0，解得 WFf＝－mg·2Rsin θ， C 错误；小物块运动至 C、D 两点时受力具有对称性．所受静摩擦力大小相等，方向关 于 AB 对称，从 C 点运动到 D 点的过程中，重力先做正功后做负功，小物块动能始终 不变，即合外力做功始终为 0，所以摩擦力对小物块先做负功后做正功，D 正确．
A．2 kg C．1 kg
B．1.5 kg D．0.5 kg
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专题二 动量与能量
14
[解析] 设物体的质量为 m，则物体在上升过程中，受到竖直向下的重力 mg 和竖直向 下的恒定外力 F，由动能定理结合题图可得－(mg＋F)×3 m＝(36－72) J；物体在下落 过程中，受到竖直向下的重力 mg 和竖直向上的恒定外力 F，再由动能定理结合题图可 得(mg－F)×3 m＝(48－24) J，联立解得 m＝1 kg、F＝2 N，选项 C 正确，A、B、D 均 错误． [答案] C
在备考中一定要对本部分的基本知识如动能、势能、动能定理、机械能守恒定律、 能量守恒定律等熟练掌握，并注意知识点在运动形式中的应用
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专题二 动量与能量
11
1．功和功率的计算方法
功、功率与动能定理 【高分快攻】
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专题二 动量与能量
12
2．应用动能定理解题的基本思路
B．16mgl
C．13mgl
D．12mgl
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专题二 动量与能量
16
解析：选 A.QM 段绳的质量为 m′＝23m，未拉起时，QM 段绳的重心在 QM 中点处，与 M 点距离为13l，绳的下端 Q 拉到 M 点时，QM 段绳的重心与 M 点距离为16l，此过程重 力做功 WG＝－m′g13l－16l＝－19mgl，对绳的下端 Q 拉到 M 点的过程，应用动能定理， 可知外力做功 W＝－WG＝19mgl，可知 A 项正确，B、C、D 项错误．
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专题二 动量与能量
7
解析：选 AD.物块在 A 到 B 的运动过程中，弹簧对物块的弹力先大于摩擦力后小于摩擦 力，其所受合外力先减小后增大，根据牛顿第二定律，物块的加速度先减小后增大，选 项 A 正确；物块受到弹簧的弹力等于摩擦力时速度最大，此位置一定位于 A、O 之间， 选项 B 错误；物块所受弹簧的弹力先做正功后做负功，选项 C 错误；对物块从 A 到 B 的运动过程，由动能定理可知，物块所受弹簧弹力做的功等于克服摩擦力做的功，选项 D 正确.
只考虑初、末位置而不用 考虑中间过程且注意摩 擦力做功的特点是与路 程有关系
一定要准确分析物体最 终的位置，一般处于平衡 态
动能定理在圆周运动中 的应用
向心力不做功，利用动能 定理把特殊点的运动推 广到一般位置
准确找到圆周运动中的 临界位置即速度极值点
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专题二 动量与能量
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机车启动问题 【高分快攻】 1．机车匀加速启动过程的最大速度 v1(此时机车输出的功率最大)和全程的最大速度 vm(此时 F 牵＝F 阻)求解方法 (1)求 v1：由 F 牵－F 阻＝ma，P＝F 牵 v1， 可求 v1＝F阻＋P ma. (2)求 vm：由 P＝F 阻 vm，可求 vm＝FP阻.
mgR(1－cos 37°)＝12mv2C－12mv21 所以在 C 点 N－mg＝mvRC2
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专题二 动量与能量
24
N＝153 N 由牛顿第三定律可知物体对轨道的压力为 153 N，方向向下． (2)假设甲物块通过 E 点时速大小为 v2，从 C 点运到 E 点，由动能定理得：－μmgx－ mg·2R＝12mv22－12mv2C 所以在 E 点速度大小为 v2＝ 205 m/s 在 E 点做圆周运动时最小速度为 v3，
力的大小、方向不变时才 可用公式求解
变力做功的计算
微元法或动能定理
若力不是均匀变化的，则 计算时一般用动能定理
动能定理在平抛运动中 的应用
重力做功改变重力势能， 找准物体平抛运动的初、
用动能变化来分析速度 末位置
的变化
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专题二 动量与能量
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命题角度
解决方法
易错辨析
动能定理在往返直线运 动中的应用
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专题二 动量与能量
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A．小物块受到的摩擦力始终指向圆心 B．动摩擦因数 μ 一定大于 tan θ C．小物块从 A 点运动到 B 点的过程中，摩擦力对小物块做功为－μmgπRcos θ D．当小物块运动至 C、D 两点时所受摩擦力大小相等，从 C 点运动到 D 点的过程中 摩擦力对小物块先做负功后做正功
光滑半圆轨道，半圆轨道最高点为 E，该轨道的半径也为 R.不计空气阻力，物块均可
视为质点，重力加速度取 g＝10 m/s2，sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8，求：
(1)A、B 两点的高度差和物块在 C 点对圆弧轨道的压力；
(2)通过计算分析甲物块能否经过 E 点．
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专题二 动量与能量
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专题二 动量与能量
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角度 3 往复运动问题中动能定理的应用
3．(2019·盐城质检)如图所示，质量为 m 的滑块距挡板 P 的距离为 l0， 滑块以初速度 v0 沿倾角为 θ 的斜面上滑，滑块与斜面间的动摩擦因数 为 μ，滑块所受摩擦力小于重力沿斜面向下的分力．若滑块每次与挡板相碰均无机械能
损失，滑块经过的总路程是( )
A．μ12gcvo20s
θ＋l0tan

θ

C．μ22gcvo20s
θ＋l0tan

θ

B．μ12gsvi20n
θ＋l0tan

θ

D．μ12gcvo20s
θ＋l0cot

θ

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专题二 动量与能量
21
解析：选 A.滑块所受摩擦力小于重力沿斜面向下的分力，因此滑块最终必定停在挡板
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专题二 动量与能量
4
A.弹簧的最大弹力为 μmg B.物块克服摩擦力做的功为 2μmgs C.弹簧的最大弹性势能为 μmgs D.物块在 A 点的初速度为 2μgs
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专题二 动量与能量
5
解析：选 BC.小物块处于最左端时，弹簧的压缩量最大，然后小物块先向右加速运动再 减速运动，可知弹簧的最大弹力大于滑动摩擦力 μmg，选项 A 错误；物块从开始运动 至最后回到 A 点过程，由功的定义可得物块克服摩擦力做功为 2μmgs，选项 B 正确； 自物块从最左侧运动至 A 点过程由能量守恒定律可知 Ep＝μmgs，选项 C 正确；设物块 在 A 点的初速度为 v0，整个过程应用动能定理有－2μmgs＝0－12mv20，解得 v0＝2 μgs， 选项 D 错误.
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专题二 动量与能量
15
【题组突破】
角度 1 恒力做功的计算
1．如图，一质量为 m，长度为 l 的均匀柔软细绳 PQ 竖直悬挂．用外力
将绳的下端 Q 缓慢地竖直向上拉起至 M 点，M 点与绳的上端 P 相距13l.
重力加速度大小为 g.在此过程中，外力做的功为( )
A．19mgl