最新版本高考物理二轮复习名师专题教案-Word版
高考物理二轮复习教案专题二能量与动量功和功率功能关系
功和功率 功能关系复习备考建议(1)能量观点是高中物理三大观点之一,是历年高考必考内容;或与直线运动、平抛运动、圆周运动结合,或与电场、电磁感应结合,或与弹簧、传送带、板块连接体等结合;或借助选择题单独考查功、功率、动能定理、功能关系的理解,或在计算题中考查动力学与能量观点的综合应用,难度较大.(2)对于动量问题,17年只在选择题中出现,而且是动量守恒、动量定理的基本应用,18年在计算题中出现,Ⅰ卷、Ⅱ卷都是动量守恒的基本应用,运动过程简单,综合性较低,Ⅲ卷只是用到了动量的概念,19年在计算题中出现,Ⅰ卷、Ⅲ卷都涉及动量与能量观点的综合应用,Ⅱ卷中用到了动量定理,对于动量的考察,综合性、难度有所提升,备考时应多加注意.第4课时 功和功率 功能关系 考点 功、功率的分析与计算1.恒力功的计算(1)单个恒力的功W =Fl cos α. (2)合力为恒力的功①先求合力,再求W =F 合l cos α. ②W =W 1+W 2+…. 2.变力功的计算(1)若力大小恒定,且方向始终沿轨迹切线方向,可用力的大小跟路程的乘积计算. (2)力的方向不变,大小随位移线性变化可用W =F l cos α计算. (3)F -l 图象中,功的大小等于“面积”. (4)求解一般变力做的功常用动能定理. 3.功率的计算(1)P =Wt,适用于计算平均功率;(2)P =Fv ,若v 为瞬时速度,则P 为瞬时功率;若v 为平均速度,则P 为平均功率. 注意:力F 与速度v 方向不在同一直线上时功率为Fv cos θ.例1 (多选)(2019·山西晋中市适应性调研)如图1甲所示,足够长的固定光滑细杆与地面成一定倾角,在杆上套有一个光滑小环,沿杆方向给环施加一个拉力F ,使环由静止开始运动,已知拉力F 及小环速度v 随时间t 变化的规律如图乙、丙所示,重力加速度g 取10m/s 2.则以下判断正确的是( )图1A .小环的质量是1kgB .细杆与地面间的倾角是30°C .前3s 内拉力F 的最大功率是2.25WD .前3s 内拉力对小环做功5.75J 答案 AD解析 由速度-时间图象得到环先匀加速上升,然后匀速运动,由题图可得:第1s 内,a =Δv t =0.51m/s 2=0.5 m/s 2,加速阶段:F 1-mg sin θ=ma ;匀速阶段:F 2-mg sin θ=0,联立以上三式解得:m =1kg ,sin θ=0.45,故A 正确,B 错误;第1s 内,速度不断变大,拉力的瞬时功率也不断变大,第1s 末,P =Fv 1=5×0.5W=2.5W ;第1s 末到第3s 末,P =Fv 1=4.5×0.5W=2.25W ,即拉力的最大功率为2.5W ,故C 错误;从速度-时间图象可以得到,第1 s 内的位移为0.25 m,1~3 s 内的位移为1 m ,前3 s 内拉力做的功为:W =5×0.25 J +4.5×1J =5.75J ,故D 正确. 变式训练1.(2019·河南名校联盟高三下学期2月联考)如图2所示,ad 、bd 、cd 是竖直面内三根固定的光滑细杆,a 、b 、c 、d 位于同一圆周上,a 点为圆周的最高点,d 点为最低点.每根杆上都套着一个质量相等的小滑环(图中未画出),三个滑环分别从a 、b 、c 处由静止释放,用P 1、P 2、P 3依次表示各滑环从静止滑到d 过程中重力的平均功率,则( )图2A .P 1<P 2<P 3B .P 1>P 2>P 3C .P 3>P 1>P 2D .P 1=P 2=P 3 答案 B解析 对小滑环b 受力分析,受重力和支持力,将重力沿杆的方向和垂直杆的方向正交分解,根据牛顿第二定律得,小滑环做初速度为零的匀加速直线运动的加速度为a =g sin θ(θ为杆与水平方向的夹角),由数学知识可知,小滑环的位移x =2R sin θ,所以t =2xa=2×2R sin θg sin θ=4Rg,t 与θ无关,即t 1=t 2=t 3,而三个环重力做功W 1>W 2>W 3,所以有:P 1>P 2>P 3,B 正确.2.(多选)(2019·福建龙岩市期末质量检查)如图3所示,在竖直平面内有一条不光滑的轨道ABC ,其中AB 段是半径为R 的14圆弧,BC 段是水平的.一质量为m 的滑块从A 点由静止滑下,最后停在水平轨道上C 点,此过程克服摩擦力做功为W 1.现用一沿着轨道方向的力推滑块,使它缓慢地由C 点推回到A 点,此过程克服摩擦力做功为W 2,推力对滑块做功为W ,重力加速度为g ,则下列关系中正确的是( )图3A .W 1=mgRB .W 2=mgRC .mgR <W <2mgRD .W >2mgR 答案 AC解析 滑块由A 到C 的过程,由动能定理可知mgR -W 1=0,故A 对;滑块由A 到B 做圆周运动,而在推力作用下从C 经过B 到达A 的过程是一个缓慢的匀速过程,所以从A 到B 的过程中平均支持力大于从B 到A 的平均支持力,那么摩擦力从A 到B 做的功大于从B 到A 做的功,而两次经过BC 段摩擦力做功相等,故W 2<W 1=mgR ,故B 错;滑块由C 到A 的过程中,由能量守恒可知,推力对滑块做的功等于滑块重力势能增加量与克服摩擦力所做的功两部分,即W -mgR -W 2=0,即W =W 1+W 2,由于W 2<W 1=mgR ,所以mgR <W <2mgR ,故C 对,D 错.考点 功能关系的理解和应用1.几个重要的功能关系(1)重力做的功等于重力势能的减少量,即W G =-ΔE p . (2)弹力做的功等于弹性势能的减少量,即W 弹=-ΔE p . (3)合力做的功等于动能的变化量,即W =ΔE k .(4)重力(或系统内弹力)之外的其他力做的功等于机械能的变化量,即W 其他=ΔE . (5)系统内一对滑动摩擦力做的功是系统内能改变的量度,即Q =F f ·x 相对. 2.理解(1)做功的过程就是能量转化的过程,不同形式的能量发生相互转化可以通过做功来实现.(2)功是能量转化的量度,功和能的关系,一是体现在不同性质的力做功对应不同形式的能转化,二是做功的多少与能量转化的多少在数值上相等. 3.应用(1)分析物体运动过程中受哪些力,有哪些力做功,有哪些形式的能发生变化. (2)列动能定理或能量守恒定律表达式.例2 (多选)(2019·全国卷Ⅱ·18)从地面竖直向上抛出一物体,其机械能E 总等于动能E k 与重力势能E p 之和.取地面为重力势能零点,该物体的E 总和E p 随它离开地面的高度h 的变化如图4所示.重力加速度取10m/s 2.由图中数据可得( )图4A .物体的质量为2kgB .h =0时,物体的速率为20m/sC .h =2m 时,物体的动能E k =40JD .从地面至h =4m ,物体的动能减少100J 答案 AD解析 根据题图图像可知,h =4m 时物体的重力势能mgh =80J ,解得物体质量m =2kg ,抛出时物体的动能为E k0=100J ,由公式E k0=12mv 2可知,h =0时物体的速率为v =10m/s ,选项A 正确,B 错误;由功能关系可知F f h =|ΔE 总|=20J ,解得物体上升过程中所受空气阻力F f =5 N ,从物体开始抛出至上升到h =2 m 的过程中,由动能定理有-mgh -F f h =E k -100J ,解得E k =50J ,选项C 错误;由题图图像可知,物体上升到h =4m 时,机械能为80J ,重力势能为80J ,动能为零,即从地面上升到h =4m ,物体动能减少100J ,选项D 正确. 变式训练3.(多选)(2018·安徽安庆市二模)如图5所示,一运动员穿着飞行装备从飞机上跳出后的一段运动过程可近似认为是匀变速直线运动,运动方向与水平方向成53°角,运动员的加速度大小为3g4.已知运动员(包含装备)的质量为m ,则在运动员下落高度为h 的过程中,下列说法正确的是(sin53°=45,cos53°=35)( )图5A .运动员重力势能的减少量为35mghB .运动员动能的增加量为34mghC .运动员动能的增加量为1516mghD .运动员的机械能减少了116mgh答案 CD解析 运动员下落的高度是h ,则重力做功:W =mgh ,所以运动员重力势能的减少量为mgh ,故A 错误;运动员下落的高度是h ,则飞行的距离:L =h sin53°=54h ,运动员受到的合外力:F 合=ma =34mg ,动能的增加量等于合外力做的功,即:ΔE k =W 合=F 合L =34mg ×54h =1516mgh ,故B 错误,C 正确;运动员重力势能的减少量为mgh ,动能的增加量为1516mgh ,所以运动员的机械能减少了116mgh ,故D 正确.4.(多选)(2019·福建厦门市第一次质量检查)如图6甲所示,一轻质弹簧的下端固定在水平面上,上端与A 物体相连接,将B 物体放置在A 物体上面,A 、B 的质量都为m ,初始时两物体处于静止状态.现用竖直向上的拉力F 作用在物体B 上,使物体B 开始向上做匀加速运动,拉力F 与物体B 的位移x 的关系如图乙所示(g =10m/s 2),下列说法正确的是( )图6A .0~4cm 过程中,物体A 、B 和弹簧组成的系统机械能增大B .0~4cm 过程中,弹簧的弹性势能减小,物体B 运动到4cm 处,弹簧弹性势能为零C .弹簧的劲度系数为7.5N/cmD.弹簧的劲度系数为5.0N/cm答案AC解析0~4 cm过程中,物体A、B和弹簧组成的系统,因力F对系统做正功,则系统的机械能增大,选项A正确.由题图可知,在x=4 cm处A、B分离,此时A、B之间的压力为零,A、B的加速度相等,但是弹簧仍处于压缩状态,弹簧的弹性势能不为零,选项B错误.开始物体处于静止状态,重力和弹力二力平衡,有:2mg=kΔl1;拉力F1为20 N时,弹簧弹力和重力平衡,合力等于拉力,根据牛顿第二定律,有:F1=2ma;物体B与A分离后,拉力F2为50 N,根据牛顿第二定律,有:F2-mg=ma;物体A与B分离时,物体A的加速度为a,则根据牛顿第二定律有:kΔl2-mg=k(Δl1-4 cm)-mg=ma;联立解得:m=4.0 kg,k=7.5 N/cm.选项C正确,D错误.考点动能定理的应用1.表达式:W总=E k2-E k1.2.五点说明(1)W总为物体在运动过程中所受各力做功的代数和.(2)动能变化量E k2-E k1一定是物体在末、初两状态的动能之差.(3)动能定理既适用于直线运动,也适用于曲线运动.(4)动能定理既适用于恒力做功,也适用于变力做功.(5)力可以是各种性质的力,既可以同时作用,也可以分阶段作用.3.基本思路(1)确定研究对象和研究过程.(2)进行运动分析和受力分析,确定初、末速度和各力做功情况,利用动能定理全过程或者分过程列式.4.在功能关系中的应用(1)对于物体运动过程中不涉及加速度和时间,而涉及力和位移、速度的问题时,一般选择动能定理,尤其是曲线运动、多过程的直线运动等.(2)动能定理也是一种功能关系,即合外力做的功(总功)与动能变化量一一对应.例3如图7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A点等高.质量m=0.5kg的篮球静止在弹簧正上方,其底端距A点的高度h1=1.10m,篮球由静止释放,测得第一次撞击弹簧时,弹簧的最大形变量x1=0.15m,第一次反弹至最高点,篮球底端距A点的高度h2=0.873m,篮球多次反弹后静止在弹簧的上端,此时弹簧的形变量x2=0.01m,弹性势能为E p=0.025J.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形变,弹簧形变在弹性限度范围内,g取10m/s2.求:图7(1)弹簧的劲度系数;(2)篮球在运动过程中受到的空气阻力的大小; (3)篮球在整个运动过程中通过的路程. 答案 (1)500N/m (2)0.50N (3)11.05m 解析 (1)由最后静止的位置可知kx 2=mg , 所以k =500N/m(2)由动能定理可知,在篮球由静止下落到第一次反弹至最高点的过程中mg Δh -F f ·L =12mv 22-12mv 12整个过程动能变化为0,重力做功mg Δh =mg (h 1-h 2)=1.135J 空气阻力大小恒定,作用距离为L =h 1+h 2+2x 1=2.273m故可得F f ≈0.50N(3)整个运动过程中,空气阻力一直与运动方向相反 根据动能定理有mg Δh ′+W f +W 弹=12mv 2′2-12mv 12整个过程动能变化为0,重力做功mg Δh ′=mg (h 1+x 2)=5.55J 弹力做功W 弹=-E p =-0.025J则空气阻力做功W f =-mg Δh ′-W 弹=-5.525J 因W f =-F f s 故解得s =11.05m. 变式训练5.(2019·全国卷Ⅲ·17)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3m 以内时,物体上升、下落过程中动能E k 随h 的变化如图8所示.重力加速度取10m/s 2.该物体的质量为( )图8A.2kgB.1.5kgC.1kgD.0.5kg答案 C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,当Δh=3m时,由动能定理结合题图可得-(mg+F)×Δh=(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,当Δh=3m时,再由动能定理结合题图可得(mg-F)×Δh=(48-24) J,联立解得m=1kg、F=2N,选项C正确,A、B、D均错误.6.由相同材料的木板搭成的轨道如图9所示,其中木板AB、BC、CD、DE、EF…的长均为L =1.5m,木板OA和其他木板与水平地面的夹角都为β=37°,sin37°=0.6,cos37°=0.8,g取10m/s2.一个可看成质点的物体在木板OA上从离地高度h=1.8m处由静止释放,物体与木板间的动摩擦因数都为μ=0.2,在两木板交接处都用小曲面相连,使物体能顺利地经过,既不损失动能,也不会脱离轨道,在以后的运动过程中,求:(最大静摩擦力等于滑动摩擦力)图9(1)物体能否静止在木板上?请说明理由.(2)物体运动的总路程是多少?(3)物体最终停在何处?并作出解释.答案(1)不能理由见解析(2)11.25m (3)C点解释见解析解析(1)物体在木板上时,重力沿木板方向的分力为mg sinβ=0.6mg最大静摩擦力F fm=μmg cosβ=0.16mg因mg sinβ>μmg cosβ,故物体不会静止在木板上.(2)从物体开始运动到停下,设总路程为s,由动能定理得mgh -μmgs cos β=0解得s =11.25m(3)假设物体依次能到达B 、D 点,由动能定理得mg (h -L sin β)-μmg cos β(L +hsin β)=12mv B 2 解得v B >0mg (h -L sin β)-μmg cos β(3L +hsin β)=12mv D 2 v D 无解说明物体能通过B 点但不能到达D 点,因物体不能静止在木板上,故物体最终停在C 点.考点 动力学与能量观点的综合应用1.两个分析(1)综合受力分析、运动过程分析,由牛顿运动定律做好动力学分析.(2)分析各力做功情况,做好能量的转化与守恒的分析,由此把握各运动阶段的运动性质,各连接点、临界点的力学特征、运动特征、能量特征. 2.四个选择(1)当物体受到恒力作用发生运动状态的改变而且又涉及时间时,一般选择用动力学方法解题;(2)当涉及功、能和位移时,一般选用动能定理、机械能守恒定律、功能关系或能量守恒定律解题,题目中出现相对位移时,应优先选择能量守恒定律;(3)当涉及细节并要求分析力时,一般选择牛顿运动定律,对某一时刻的问题选择牛顿第二定律求解;(4)复杂问题的分析一般需选择能量的观点、运动与力的观点综合分析求解.例4 (2019·河北邯郸市测试)如图10所示,一根轻弹簧左端固定于竖直墙上,右端被质量m =1kg 可视为质点的小物块压缩而处于静止状态,且弹簧与物块不拴接,弹簧原长小于光滑平台的长度.在平台的右端有一传送带,AB 长L =5m ,物块与传送带间的动摩擦因数μ1=0.2,与传送带相邻的粗糙水平面BC 长s =1.5 m ,它与物块间的动摩擦因数μ2=0.3,在C 点右侧有一半径为R 的光滑竖直圆弧轨道与BC 平滑连接,圆弧对应的圆心角为θ=120°,在圆弧的最高点F 处有一固定挡板,物块撞上挡板后会以原速率反弹回来.若传送带以v =5m/s 的速率顺时针转动,不考虑物块滑上和滑下传送带的机械能损失.当弹簧储存的E p =18 J 能量全部释放时,小物块恰能滑到与圆心等高的E 点,取g =10 m/s 2.图10(1)求右侧圆弧的轨道半径R ;(2)求小物块最终停下时与C 点的距离;(3)若传送带的速度大小可调,欲使小物块与挡板只碰一次,且碰后不脱离轨道,求传送带速度的可调节范围.答案 (1)0.8m (2)13m (3)37m/s≤v ≤43m/s解析 (1)物块被弹簧弹出,由E p =12mv 02,可知:v 0=6m/s因为v 0>v ,故物块滑上传送带后先减速,物块与传送带相对滑动过程中, 由:μ1mg =ma 1,v =v 0-a 1t 1,x 1=v 0t 1-12a 1t 12得到:a 1=2m/s 2,t 1=0.5s ,x 1=2.75m因为x 1<L ,故物块与传送带同速后相对静止,最后物块以5m/s 的速度滑上水平面BC ,物块滑离传送带后恰到E 点,由动能定理可知:12mv 2=μ2mgs +mgR代入数据得到:R =0.8m.(2)设物块从E 点返回至B 点的速度大小为v B , 由12mv 2-12mv B 2=μ2mg ·2s 得到v B =7m/s ,因为v B >0,故物块会再次滑上传送带,物块在恒定摩擦力的作用下先减速至0再反向加速,由运动的对称性可知,物块以相同的速率离开传送带,经分析可知最终在BC 间停下,设最终停在距C 点x 处,由12mv B 2=μ2mg (s -x ),代入数据解得:x =13m. (3)设传送带速度为v 1时物块恰能到F 点,在F 点满足mg sin30°=m v F 2R从B 到F 过程中由动能定理可知: -μ2mgs -mg (R +R sin30°)=12mv F 2-12mv 12解得:v 1=37m/s设传送带速度为v 2时,物块撞挡板后返回能再次上滑恰到E 点, 由12mv 22=μ2mg ·3s +mgR解得:v 2=43m/s若物块在传送带上一直加速运动,由12mv B m 2-12mv 02=μ1mgL知其到B 点的最大速度v B m =56m/s若物块在E 、F 间速度减为0,则物块将脱离轨道.综合上述分析可知,只要传送带速度37m/s≤v ≤43m/s 就满足条件. 变式训练7.(2019·山东青岛二中上学期期末)如图11所示,O 点距水平地面的高度为H =3m ,不可伸长的细线一端固定在O 点,另一端系一质量m =2kg 的小球(可视为质点),另一根水平细线一端固定在墙上A 点,另一端与小球相连,OB 线与竖直方向的夹角为37°,l <H ,g 取10m/s 2,空气阻力不计.(sin37°=0.6,cos37°=0.8)图11(1)若OB 的长度l =1m ,剪断细线AB 的同时,在竖直平面内垂直OB 的方向上,给小球一个斜向下的冲量,为使小球恰好能在竖直平面内做完整的圆周运动,求此冲量的大小; (2)若先剪断细线AB ,当小球由静止运动至最低点时再剪断OB ,小球最终落地,求OB 的长度l 为多长时,小球落地点与O 点的水平距离最远,最远水平距离是多少. 答案 (1)246kg·m/s (2)1.5m355m 解析 (1)要使小球恰好能在竖直平面内做完整的圆周运动,最高点需满足:mg =m v 2l从B 点到最高点,由动能定理有: -mg (l +l cos37°)=12mv 2-12mv 02联立得一开始的冲量大小为I =mv 0=246kg·m/s(2)从剪断AB 到小球至H -l 高度过程,设小球至H -l 高度处的速度为v 0′ 由机械能守恒可得12mv 0′2=mgl (1-cos37°)小球从H -l 高度做初速度为v 0′的平抛运动,12gt 2=H -l ,x =v 0′t 联立得,x =45(-l 2+3l ) 当l =1.5m 时x 取最大值,为355m .专题突破练1.(2019·山东烟台市上学期期末)如图1所示,把两个相同的小球从离地面相同高度处,以相同大小的初速度v 分别沿竖直向上和水平向右方向抛出,不计空气阻力.则下列说法中正确的是( )图1A .两小球落地时速度相同B .两小球落地时,重力的瞬时功率相同C .从小球抛出到落地,重力对两小球做的功相等D .从小球抛出到落地,重力对两小球做功的平均功率相等 答案 C解析 两小球运动过程中均只有重力做功,故机械能都守恒,由机械能守恒定律得,两小球落地时的速度大小相同,但方向不同,故A 错误;两小球落地时,由于竖直方向的分速度不同,故重力的瞬时功率不相同,故B 错误;由重力做功公式W =mgh 得,从开始运动至落地,重力对两小球做功相同,故C 正确;从抛出至落地,重力对两小球做的功相同,但是落地的时间不同,故重力对两小球做功的平均功率不相同,故D 错误.2.(2019·河北张家口市上学期期末)如图2所示,运动员跳伞将经历加速下降和减速下降两个过程,在这两个过程中,下列说法正确的是( )图2A .运动员先处于超重状态后处于失重状态B .空气浮力对系统始终做负功C .加速下降时,重力做功大于系统重力势能的减小量D .任意相等的时间内系统重力势能的减小量相等 答案 B解析 运动员先加速向下运动,处于失重状态,后减速向下运动,处于超重状态,选项A 错误;空气浮力与运动方向总相反,则对系统始终做负功,选项B 正确;无论以什么运动状态运动,重力做功都等于系统重力势能的减小量,选项C 错误;因为是变速运动,相等的时间内,因为系统下降的高度不相等,则系统重力势能的减小量不相等,选项D 错误. 3.(2019·河南驻马店市上学期期终)一物体在竖直向上的恒力作用下,由静止开始上升,到达某一高度时撤去外力.若不计空气阻力,则在整个上升过程中,物体的机械能E 随时间t 变化的关系图象是( )答案 A解析 设物体在恒力作用下的加速度为a ,机械能增量为:ΔE =F Δh =F ·12at 2,知此时E-t 图象是开口向上的抛物线;撤去外力后的上升过程中,机械能守恒,则机械能不随时间改变,故A 正确,B 、C 、D 错误.4.(多选)如图3所示,楔形木块abc 固定在水平面上,粗糙斜面ab 和光滑斜面bc 与水平面的夹角相同,顶角b 处安装一定滑轮.质量分别为M 、m (M >m )的滑块,通过不可伸长的轻绳跨过定滑轮连接,轻绳与斜面平行.两滑块由静止释放后,沿斜面做匀加速运动.若不计滑轮的质量和摩擦,在两滑块沿斜面运动的过程中( )图3A .两滑块组成的系统机械能守恒B .轻绳对m 做的功等于m 机械能的增加量C .重力对M 做的功等于M 动能的增加量D .两滑块组成的系统机械能的损失等于M 克服摩擦力做的功 答案 BD5.(2019·福建三明市期末质量检测)如图4所示,一个质量m =1 kg 的小球(视为质点)从H =11m 高处,由静止开始沿光滑弯曲轨道AB 进入半径R =4m 的竖直圆环内侧,且与圆环的动摩擦因数处处相等,当到达圆环顶点C 时,刚好对轨道压力为零,然后沿CB 圆弧滑下,进入光滑弧形轨道BD ,到达高度为h 的D 点时速度为零,则h 的值可能为(重力加速度g =10m/s 2)( )图4A .10mB .9.5mC .9mD .8.5m 答案 B解析 到达圆环顶点C 时,刚好对轨道压力为零,则mg =m v C 2R,解得v C =210m/s ,则物体在BC 阶段克服摩擦力做功,由动能定理mg (H -2R )-W BC =12mv C 2,解得W BC =10J ;由于从C到B 过程小球对圆轨道的平均压力小于从B 到C 过程小球对圆轨道的平均压力,则小球从C 到B 过程克服摩擦力做的功小于从B 到C 过程克服摩擦力做的功,即0<W CB <10J ;从C 到D 由动能定理:mg (2R -h )-W CB =0-12mv C 2,联立解得9m<h <10m.6.一名外卖送餐员用电动自行车沿平直公路行驶给客户送餐,中途因电瓶“没电”,只能改用脚蹬车以5m/s 的速度匀速前行,骑行过程中所受阻力大小恒为车和人总重力的0.02倍(取g =10 m/s 2),该送餐员骑电动自行车以5m/s 的速度匀速前行过程做功的功率最接近( )A .10WB .100WC .1kWD .10kW 答案 B解析 设送餐员和车的总质量为100kg ,匀速行驶时的速率为5m/s ,匀速行驶时的牵引力与阻力大小相等,F =0.02mg =20 N ,则送餐员骑电动自行车匀速行驶时的功率为P =Fv =100W ,故B 正确.7.(多选)(2019·四川第二次诊断)如图5甲所示,质量m =1kg 的物块在平行斜面向上的拉力F 作用下从静止开始沿斜面向上运动,t =0.5s 时撤去拉力,其1.5s 内的速度随时间变化关系如图乙所示,g 取10m/s 2.则( )图5A .0.5s 时拉力功率为12WB .0.5s 内拉力做功9JC .1.5s 后物块可能返回D .1.5s 后物块一定静止 答案 AC解析 0~0.5 s 内物体的位移:x 1=12×0.5×2 m=0.5 m ;0.5~1.5 s 内物体的位移:x 2=12×1×2m =1m ;由题图乙知,各阶段加速度的大小:a 1=4m/s 2,a 2=2 m/s 2;设斜面倾角为θ,斜面对物块的动摩擦因数为μ,根据牛顿第二定律,0~0.5s 内F -μgm cos θ-mg sin θ=ma 1;0.5~1.5s 内-μmg cos θ-mg sin θ=-ma 2,联立解得:F =6N ,但无法求出μ和θ.0.5s 时,拉力的功率P =Fv =12W ,故A 正确.拉力做的功为W =Fx 1=3J ,故B 错误.无法求出μ和θ,不清楚tan θ与μ的大小关系,故无法判断物块能否静止在斜面上,故C 正确,D 错误.8.(多选)(2019·安徽安庆市期末调研监测)如图6所示,重力为10N 的滑块轻放在倾角为30°的光滑斜面上,从a 点由静止开始下滑,到b 点接触到一个轻质弹簧,滑块压缩弹簧到c 点开始弹回,返回b 点离开弹簧,最后又回到a 点.已知ab =1m ,bc =0.2m ,则以下结论正确的是( )图6A .整个过程中弹簧弹性势能的最大值为6JB .整个过程中滑块动能的最大值为6JC .从c 到b 弹簧的弹力对滑块做功5JD .整个过程中弹簧、滑块与地球组成的系统机械能守恒 答案 AD解析 滑块从a 到c, mgh ac +W 弹′=0-0,解得:W 弹′=-6J .则E pm =-W 弹′=6J ,所以整个过程中弹簧弹性势能的最大值为6J ,故A 正确;当滑块受到的合外力为0时,滑块速度最大,设滑块在d 点合外力为0,由分析可知d 点在b 点和c 点之间.滑块从a 到d 有:mgh ad +W 弹=E k d -0,因mgh ad <6J ,W 弹<0,所以E k d <6J ,故B 错误;从c 点到b 点弹簧的弹力对滑块做的功与从b 点到c 点弹簧的弹力对滑块做的功大小相等,即为6J ,故C 错误;整个过程中弹簧、滑块与地球组成的系统机械能守恒,没有与系统外发生能量转化,故D 正确.9.(多选)(2019·河南九师联盟质检)如图7所示,半径为R =0.4m 的14圆形光滑轨道固定于竖直平面内,圆形轨道与光滑固定的水平轨道相切,可视为质点的质量均为m =0.5kg 的小球甲、乙用轻杆连接,置于圆轨道上,小球甲与O 点等高,小球乙位于圆心O 的正下方.某时刻将两小球由静止释放,最终它们在水平面上运动,g 取10m/s 2.则( )图7A .小球甲下滑过程中机械能增加B .小球甲下滑过程中重力对它做功的功率先增大后减小C .小球甲下滑到圆形轨道最低点对轨道压力的大小为12ND .整个过程中轻杆对小球乙做的功为1J 答案 BD解析 小球甲下滑过程中,轻杆对甲做负功,则甲的机械能减小,故A 错误.小球甲下滑过程中,最高点速度为零,故重力的功率为零;最低点速度和重力垂直,故重力的功率也是零;而中途重力的功率不为零,故重力的功率应该是先增大后减小,故B 正确.两个球与轻杆组成的系统机械能守恒,故:mgR =12mv 2+12mv 2,解得:v =gR =10×0.4m/s =2 m/s ;小球甲下滑到圆弧形轨道最低点,重力和支持力的合力提供向心力,故:F N -mg =m v 2R,解得:F N=mg +m v 2R =0.5×10N+0.5×220.4N =10N ,根据牛顿第三定律,小球甲对轨道的压力大小为10N ,故C 错误;整个过程中,对球乙,根据动能定理,有:W =12mv 2=12×0.5×22J =1J ,故D 正确.10.(2019·吉林“五地六校”合作体联考)一辆赛车在水平路面上由静止启动,在前5s 内做匀加速直线运动,5s 末达到额定功率,之后保持以额定功率运动.其v -t 图象如图8所示.已知赛车的质量为m =1×103kg ,赛车受到的阻力为车重力的0.1倍,重力加速度g 取10m/s 2,则以下说法正确的是( )图8A .赛车在前5s 内的牵引力为5×102N。
高三物理二轮复习专题教案(14个专题)
专题1“双基”篇所谓“双基”知识(基本概念、基本规律),就是能举一反三、以不变应万变的知识.只有掌握了“双基”,才谈得上能力的提高,才谈得上知识和能力的迁移.综合分析近几年的高考物理试卷不难看出,虽然高考命题已由“知识立意”向“能力立意”转变,但每年的试卷中总有一定数量的试题是着重考查学生的知识面的,试卷中多数试题是针对大多数考生设计的,其内容仍以基本概念、基本规律的内涵及外延的判断和应用为主.只要考生知道有关的物理知识,就不难得出正确的答案.以2003年我省高考物理试卷为例,属于对物理概念、规律的理解和简单应用考查的试题,就有15题,共90分,占满分的60%.如果考生的基本概念、基本规律掌握得好,把这90分拿到手,就已大大超过了省平均分.许多考生解题能力差,得分低,很大程度上与考生忽视对物理基础知识的理解和掌握有关,对基础知识掌握得不牢固或不全面,就会在解题时难以下手,使应得的分白白丢失. 如果说,我们要求学生高考时做到“该得的分一分不丢,难得的分每分必争”,那么,就要先从打好基础做起,抓好物理基本知识和规律的复习.复习中,首先要求学生掌握概念、规律的“内涵”(例如内容、条件、结论等),做到“理科文学”,对概念、规律的内容,该记该背的,还是要在理解的基础上熟记.其次,要掌握概念和规律的“外延”,例如,对机械能守恒定律,如果条件不满足,即重力或弹力以外的其他力做了功,系统的机械能将如何变化?等等.有一些情况我的感受特别深,一是有些试题看似综合性问题,而学生出错的原因实质是概念问题.二是老师以为很简单的一些概念问题,学生就是搞不清,要反复讲练.下面,就高中物理复习中常遇到的一些基本概念问题,谈谈我的看法.我想按照高中物理知识的五大板块来讲述.一些共同性的概念和规律:1.不能简单地从数学观点来理解用比值定义的物理量(一个物理量与另一个物理量成正比或反比的说法).2.图线切线的斜率.3.变加速运动中,合力为零时,速度最大或最小.一、力学●物体是否一定能大小不变地传力?例1:两物体A 和B ,质量分别为m 1和m 2,互相接触放在光滑水平面上,如图所示.对物体A 施以水平的推力F ,则物体A 对物体B 的作用力等于 ( B )A .112m F m m + B .212m F m m + C .F D .21m F m 拓展:如图,物体A 叠放在物体B 上,B 置于光滑水平面上.A 、B质量分别为m A =6kg ,m B =2kg ,A 、B 之间的动摩擦因数μ=0.2.开始时水平拉力F =10N ,此后逐渐增加,在增大到45N的过程中,则 ( D )A .只有当拉力F <12N 时,两物体才没有相对滑动B .两物体开始没有相对运动,当拉力超过12N 时,开始相对滑动C .两物体间从受力开始就有相对运动D .两物体间始终没有相对运动●力、加速度、速度间的关系——拓展至与机械能的关系例2:如图所示,轻弹簧一端固定,另一端自由伸长时恰好到达O 点.将质量为m (视为质点)的物体P 与弹簧连接,并将弹簧压缩到A 由静止释放物体后,物体将沿水平面运动并能到达B 点.若物体与水平面间的摩擦力不能忽略,则关于物体运动的下列说法正确的是 (BC )A .从A 到O 速度不断增大,从O 到B 速度不断减小B .从A 到O 速度先增大后减小,从O 到B 速度不断减小C .从A 到O 加速度先减小后增大,从O 到B 加速度不断增大D .从A 到O 加速度先减小后增大,从O 到B 加速度不断增大拓展1:(1991年)一物体从某一高度自由落下,落在直立于地面的轻弹簧上,如图所示.在A 点,物体开始与弹簧接触,到B 点时,物体速度为零,然后被弹回.下列说法正确的是 ( C ) A .物体从A 下降到B 的过程中,动能不断变小B .物体从B 上升到A 的过程中,动能不断变大C .物体从A 下降到B ,以及从B 上升到A 的过程中,速率都是先增大,后减小D .物体在B 点时,所受合力为零●矢量的合成或分解 1.认真画平行四边形例3:三段不可伸长的细绳OA 、OB 、OC 能承受的最大拉力相同,它们共同悬挂一重物,如图所示,其中OB 是水平的,A 端、B 端固定.若逐渐增加C 端所挂物体的质量,则最先断的绳 ( C )A .必定是OAB .必定是OBC .必定是OCD .可能是OB ,也可能是OA2.最小值问题例4:有一小船位于60m 宽的河边,从这里起在下游80m 处河流变成瀑布.假设河水流速为5m/s ,为了使小船能安全渡河,船相对于静水的速度不能小于多少?3.速度的分解——孰合孰分?例5:如图所示,水平面上有一物体A 通过定滑轮用细线与玩具汽车B 相连,汽车向右以速度v 作匀速运动,当细线OA 、OB 与水平方向的夹角分别为α、β时,物体A 移动的速度为 ( D )A .v sin αcos βB .v cos αcos βC .v cos α/cos βD .v cos β/cos α●同向运动的物体,距离最大(或最小)或恰好追上时,速度相等(但不一定为零). 例6:如图所示,在光滑水平桌面上放有长为L 的长木板C ,在C 上左端和距左端s 处各放有小物块A 和B ,A 、B 的体积大小可忽略不计,A 、B 与长木板C 间的动摩擦因数为μ,A 、B 、C 的质量均为m ,开始时,B 、C 静止,A 以某一初速度v 0向右做匀减速运动,设物体B 与板C 之间的最大静摩擦力等于滑动摩擦力.求:A OBAB(1)物体A 运动过程中,物块B 和木板C 间的摩擦力.(2)要使物块A 、B 相碰,物块A 的初速度v 0应满足的条件. ●匀变速运动的规律及其推论的应用——注意条件例7:已知做匀加速直线运动的物体,第5s 末的速度为10m/s ,则该物体 ( BD )A .加速度一定为2m/s 2B .前5s 内位移可能为25mC .前10s 内位移一定为100mD .前10s 内位移不一定为100m●匀速圆周运动、万有引力定律: 注意公式2r GMm F =①和r mv F 2=②中r 的含义. 例8:今年10月15日9时,中国自行研制的载人航天飞船“神舟”五号,从酒泉航天发射场升空,10分钟后进入预定轨道,绕地球沿椭圆轨道Ⅰ运行,如图.(1)当飞船进入第5圈后,在轨道Ⅰ上A 点加速,加速后进入半径为r 2的圆形轨道Ⅱ.已知飞船近地点B 距地心距离为r 1,飞船在该点速率为v 1,求:轨道Ⅱ处重力加速度大小.(2)飞船绕地球运行14圈后,返回舱与轨道舱分离,返回舱开始返回.当返回舱竖直向下接近距离地球表面高度h 时,返回舱速度约为9m/s ,为实现软着落(着地时速度不超过3m/s ),飞船向下喷出气体减速,该宇航员安全抗荷能力(对座位压力)为其体重的4倍,则飞船至少应从多高处开始竖直向下喷气?(g =10m/s 2)●惯性、离心运动和向心运动例9:如图(俯视图)所示,以速度v 匀速行驶的列车车厢内有一水平桌面,桌面上的A 处有一小球.若车厢中的旅客突然发现小球沿图中虚线从A 运动到B ,则由此可判断列车 ( A )A .减速行驶,向南转弯B .减速行驶,向北转弯C .加速行驶,向南转弯D .加速行驶,向北转弯 例10:卫星轨道速度的大小及变轨问题.●一对作用力和反作用力的冲量或功例11:关于一对作用力和反作用力,下列说法中正确的是 ( D )A .一对作用力和反作用力大小相等,方向相反,作用在同一直线上,是一对平衡力B .一对作用力和反作用力一定可以是不同种性质的力C .一对作用力和反作用力所做功的代数和一定为零D .一对作用力和反作用力的冲量的矢量和一定为零●对动量守恒定律的理解1.内涵——条件及结论2.对表达式的理解3.外延例12:对于由两个物体组成的系统,动量守恒定律可以表达为Δp 1=-Δp 2.对此表达式,沈飞同学的理解是:两个物体组成的系统动量守恒时,一个物体增加了多少动量,另一AB个物体就减少了多少动量.你同意沈飞同学的说法吗?说说你的判断和理由(可以举例说明).例13:总质量为M的小车,在光滑水平面上匀速行驶.现同时向前后水平抛出质量相等的两个小球,小球抛出时的初速度相等,则小车的速度将________(填“变大”、“变小”或“不变”).●对机械能守恒定律的理解1.内涵——条件及结论2.外延——重力(若涉及弹性势能,还包括弹力)以外的其它力做的功,等于系统机械能的增量.例14:如图所示,质量为M=1kg的小车静止在悬空固定的水平轨道上,小车与轨道间的摩擦力可忽略不计,在小车底Array部O点拴一根长L=0.4m的细绳,细绳另一端系一质量m=4kg的金属球,把小球拉到与悬点O在同一高度、细绳与轨道平行的位置由静止释放.小球运动到细绳与竖直方向成60°角位置时,突然撤去右边的挡板P,取g=10m/s2,求:(1)挡板P在撤去以前对小车的冲量;(2)小球释放后上升的最高点距悬点O的竖直高度;(3)撤去右边的挡板P后,小车运动的最大速度.●功和能、冲量和动量的关系1.合外力的功=动能的变化2.重力/弹力/分子力/电场力的功=重力势能/弹性势能/分子势能/电势能变化的负值3.重力(或弹簧弹力)以外的其它力的功=机械能的变化4.合外力的冲量=动量的变化5.合外力=动量的变化率例15:一物体静止在升降机的地板上,在升降机加速上升的过程中,地板对物体的支持力所做的功等于( C )A.物体势能的增加量B.物体动能的增量C.物体动能的增加量加上物体势能的增加量D.物体动能的增加量加上重力所做的功例16:一粒钢珠从静止状态开始自由下落,然后陷入泥潭中.若把在空中下落的过程称为过程Ⅰ,进入泥潭直到停住的过程称为过程Ⅱ,则(AC)A.过程Ⅰ中钢珠动量的改变量等于重力的冲量B.过程Ⅱ中阻力的冲量的大小等于过程Ⅰ中重力冲量的大小C.过程Ⅱ中钢珠克服阻力所做的功等于过程Ⅰ与过程Ⅱ中钢珠所减少的重力势能之和D.过程Ⅱ中损失的机械能等于过程Ⅰ中钢珠所增加的动能例17:在光滑斜面的底端静止一个物体,从某时刻开始有一个沿斜面向上的恒力F作用在物体上,使物体沿斜面向上滑去,经过一段时间突然撤去这个力,又经过4倍的时间又返回斜面的底端,且具有250J的动能,则恒力F对物体所做的功为J, 撤去F时物体具有J的动能.若该物体在撤去F后受摩擦力作用,当它的动能减少100J时,机械能损失了40J,则物体再从最高点返回到斜面底端时具有J的动能.例18:如图所示,分别用两个恒力F1和F2先后两次将质量为m的物体从静止开始,沿着同一个粗糙的固定斜面由底端推到顶端,第一次力F 1的方向沿斜面向上,第二次F 2的方向沿水平向右,两次所用时间相同.在这两个过程中 ( BD )A .F 1和F 2所做功相同B .物体的机械能变化相同C .F 1和F 2对物体的冲量大小相同D .物体的加速度相同例19:在光滑斜面的底端静止一个物体,从某时刻开始有一个沿斜面向上的恒力F 作用在物体上,使物体沿斜面向上滑去,经过一段时间突然撤去这个力,又经过4倍的时间又返回斜面的底端,且具有250J 的动能,则恒力F 对物体所做的功为 J, 撤去F 时物体具有 J 的动能。
高考物理二轮复习教案 第八章 恒定电流
第八章 恒定电流知识网络一、闭合电路欧姆定律研究闭合电路,主要物理量有E 、r 、R 、I 、U ,前两个是常量,后三个是变量。
闭合电路欧姆定律的表达形式有: ①E =U 外+U 内②r R E I += (I 、R 间关系)③U=E-Ir (U 、I 间关系)④E rR RU +=(U 、R 间关系) 从③式看出:当外电路断开时(I = 0),路端电压等于电动势。
而这时用电压表去测量时,读数却应该略小于电动势(有微弱电流)。
当外电路短路时(R = 0,因而U = 0)电流最大为I m =E /r (一般不允许出现这种情况,会把电源烧坏)。
图像的应用 1、图像的应用 (1)U-I 图像的应用注意区别电源的伏安特性曲线与电阻的伏安特性曲线的不同及应用。
例1.如图所示,直线A为电源的路端电压与总电流关系的伏安图线,直线B 为电阻R两电压与通过该电阻电流关系的伏安图线,用该电源和该电阻组成闭合电路时,电源的输出功率和效率分别是:A.2瓦,66.7%B.2瓦,33.3%C.4瓦,33.3%D.4瓦,66.7%A例2.如图所示,不计电表内阻的影响,改变滑线变阻器的滑片的位置,测得电压表V l和V2随电流表A的示数变化的两条实验图象如图,关于这两条图象,有A. 图线b的延长线不一定过坐标原点OB.图线a的延长线与纵轴交点的坐标值等于电源电动势C.图线a、b的交点的横坐标和纵坐标值乘积等于电源的瞬时输出功率D.图线a、b的交点的横坐标和纵坐标值乘积等于电阻R0的瞬时消耗功率BCD例 3.利用如图甲所示电路图可以测定定值电阻R0的阻值、电源电动势E及内电阻r的值,利用实验测出的数据作出U—I图线如右图乙所示。
(1)测得a图线的电压表应该是(填“V1”或“V2”)(2)要使实验中测量定值电阻R0的误差尽可能小,对电流表A的内电阻大小的要求是;(选填字母代号)A.尽可能选小一点B.尽可能选大一点C.无要求(3)要使实验中测量电源电动势E和内阻r的误差尽可能小对电压表V1的内电阻大小的要求是;(选填字母代号)A.尽可能选小一点B.尽可能选大一点C.无要求答案:(1)V2(2)C (3)B(2)11U R图像的应用由 U E U r R =+得 111r U E E R=+∙ 例4.已知电阻R l =4.8 Ω,测电源电动势E (不计内阻)和电阻R 2的阻值。
2024届高考物理二轮复习讲义:专题7+感应电荷量的应用
专题7 感应电荷量的应用1.安培力的冲量大小感应电流通过直导线时,直导线在磁场中要受到安培力的作用,当导线与磁场垂直时,安培力的大小为F=BIL。
方法1 微元法由于感应电流通常变化,所以安培力为变力,求时间t内安培力的冲量必须用微元法,在极短时间∆t内认为安培力为定值,则安培力冲量大小为I i=BI i L∆t = BLq i,求和可得全过程安培力冲量大小为I = BL∆q,其中∆q为此过程流过导体棒任意截面的电荷量。
方法2 平均电流法设此过程电流对时间的平均值为I,则∆q=It,所以安培力冲量通用表达式为:BILt BL q=∆,即感应电荷量与时间和安培力的冲量相联系。
2.感应电荷量在前面利用平均感应电流I=ER与和平均感应电动势E nt∆Φ=解得感应电荷量q=I t = nR∆Φ。
如果是由于导体棒切割产生的感应电荷量,则B S BLxq n nR R∆==,其中x为导体棒运动的距离,即感应电荷量与空间距离相联系。
3.感应电荷量的时空联系感应电荷量连接空间距离和安培力的冲量,因此在非匀变速运动中,如果题目求导体棒的位移,通常用感应电荷量和动量定理求解。
在分析电磁感应问题中,往往求解物体的初速度v0、末速度v、时间t、位移x、电荷量q 这5个物理量的时候,通常采用安培力的冲量,按此模型处理方法进行处理。
4.实例分析以2022年6月浙江选考19题第3问为例,如图1所示,用于推动模型飞机的动子(图中未画出)与线圈绝缘并固定,线圈带动动子,可在水平导轨上无摩擦滑动。
线圈位于导轨间的辐向磁场中,其所在处的磁感应强度大小均为B 。
开关S 与1接通,恒流源与线圈连接,动子从静止开始推动飞机加速,飞机达到起飞速度时与动子脱离;此时S 掷向2接通定值电阻R 0,同时施加回撤力F ,在F 和磁场力作用下,动子恰好返回初始位置停下。
若动子从静止开始至返回过程的v -t 图如图2所示,在t 1至t 3时间内F =(800-10v )N ,加速度不变恒为a =160m/s 2,t 3时撤去F 。
高考物理二轮复习专题研讨课:动能定理
(2)冰壶从 O 点运动到 A 点的过程 中受到小孩施加的水平推力 F.
(F-μmg)x=12mvA 2
解得 F=μmg
x+L x
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;
2.分析研究对象的受力情况和各力的做功情况:
受哪 些力
各力是 否做功
做正功还 是负功
做多 少功
各力做功 的代数和
根据动能定理有
mg解(2得R-:Rμ)=-12μtanmg3c7o°=s 03.7°37·5 sin23R7°=0
由 FN≥0 得 vC≥ Rg=2 m/s
(3)滑块离开 C 点后做
(2)若使滑块能到达 C 点,根据牛顿第二平抛运动,有 x=vC′t,
定律有 mg+FN=mvRC 2
y=2 m/s 滑块从 A 点 由几何知识得 tan 37°
B.机械能减少 mgR C.合外力做功 mgR
只受重力
D.克服摩擦力做功12mgR
图4
根据 mg=mRv2得,小球在 B 点的速度 v= gR
小球从 P 点到 B 点的过程中,重力做
功 W=mgR,故选项 A 错误
减少的机械能 ΔE 减=mgR-12mv2=12mgR,
故选项 B 错误
合外力做功 W
直线上的最高点 B.求: 只有重力提供向心力 (1)小球到达 B 点时的速率;
(2)若不计空气阻力,则初速度 v0 为多少;
(3)若初速度 v0=3 gL,则小球在
从 A 到 B 的过程中克服空气阻力
做了多少功.
图3
解析 (1)小球恰能到达最高点
B,有
mg=mvLB
2
,得
vB=
gL
高中物理第二轮复习目录
1
目录
CONTENTS
第一部分 专题提升
专题一 力与物体的运动 第1讲 力与物体的平衡 第2讲 力和直线运动 第3讲 力与曲线运动
2
目录
CONTENTS
专题二 动量与能量 第1讲 功能关系与能量守恒 第2讲 动量和能量观点的应用
3
目录
CONTENTS
专题三 电场与磁场 第1讲 电场和磁场的基本性质 第2讲 带电粒子在复合场中的运动
7
目录
CONTENTS
第二部分 应考技巧指导
一、高考物理中常用的“八大”解题方法 二、高考必须记牢的“六个”物理模型
8
4
目录
CONTENTS
专题四 电路和电磁感应 第1讲 直流电路和交流电路 第2讲 电磁感应规律及其应用
专题五 近代物理初步题六 物理实验及创新实验 第1讲 力学实验 第2讲 电学实验
6
目录
CONTENTS
专题七 选考模块 第1讲 选修3-3 分子动理论 固体、液体和气体 热力 学定律 第2讲 选修3-4 振动与波动 光的折射和反射 电磁波 相对论
高考物理二轮复习讲义:解题方法专题——微元法、整体与隔离
微元法本专题主要讲解利用微元法解决动力学问题、变力做功问题、电场和电磁感应等问题,主要分为时间微元和位移微元两大类。
微元法在近几年高考中考查频率较高,出现了分值高、难度较大的计算题。
微元法是一种非常有效的解题方法,将研究对象或研究过程分解为众多细小的“微元”,分析这些“微元”,进行必要的数学推理或物理思想处理,能够有效的简化复杂的物理问题。
考查学生的分析推理能力,应用数学方法解决物理问题能力。
时间微元微元思想是中学物理中的重要思想。
所谓微元思想,是将研究对象或者物理过程分割成无限多个无限小的部分,先取出其中任意部分进行研究,再从局部到整体综合起来加以考虑的科学思维方法。
如图所示,两根平行的金属导轨MN和PQ放在水平面上,左端连接阻值为R的电阻。
导轨间距为L,电阻不计。
导轨处在竖直向上的匀强磁场中,匀强磁场的磁感应强度为B。
一根质量为m、阻值为r的金属棒放置在水平导轨上。
现给金属棒一个瞬时冲量,使其获得一个水平向右的初速度v0后沿导轨运动。
设金属棒运动过程中始终与导轨垂直且接触良好,导轨足够长,不计一切摩擦。
求:(1)金属棒的速度为v时受到的安培力是多大?(2)金属棒向右运动的最大距离是多少?物理学研究问题一般从最简单的理想情况入手,由简入繁,逐渐贴近实际。
在研究真实的向上抛出的物体运动时,我们可以先从不受阻力入手,再从受恒定阻力研究,最后研究接近真实的、阻力变化的运动情形。
现将一个质量为m的小球以速度v0竖直向上抛出,重力加速度为g。
(1)若忽略空气阻力对小球运动的影响,求物体经过多长时间回到抛出点;(2)若空气阻力大小与小球速度大小成正比,已知小球经t时间上升到最高点,再经一段时间匀速经过抛出点时,速度大小为v1,求小球抛出后瞬间的加速度和上升的最大高度。
涉及时间微元问题的一般解题步骤:(1)本方法一般用来处理变加速直线运动的情况且物体所受的变力与速度成正比。
(2)找微元:对于这类变速运动,通常选取极短的一段时间∆t,在这段极短的时间内可认为物体的受力、速度等物理量不变。
2023年高考物理二轮复习试题(全国通用) 专题02 力与直线运动 Word版含解析
专题01 力与直线运动一、单选题1.(2022·河南·洛宁县第一高级中学模拟预测)意大利物理学家伽利略在《关于两门新科学的对话》一书中,对自由落体运动的研究,是科学实验和逻辑思维的完美结合。
如图所示,这可以大致表示实验过程,图中各个小球位置之间的时间间隔可以认为相等,对这一过程的分析,下列说法正确的是( )A .运用图甲的实验,可“减弱”重力的作用,放大时间,便于观察B .只要测量出图丁中相邻两小球球心位置之间的距离,就可以计算出重力加速度大小C .该实验中将自由落体运动改为在斜面上运动是为了缩短时间,便于测量位移D .从图甲到图丁,通过逐渐增大斜面倾角,最后合理外推到自由落体运动,从而说明自由落体运动是初速度不为零的匀加速直线运动( ) 【答案】A【详解】A .运用图甲的实验,可“减弱”重力的作用,放大时间,便于观察,A 正确; B .只有测量出图丁中相邻两小球球心位置之间的距离和各个小球位置之间的时间间隔T ,才能利用2x gT ∆=计算出重力加速度大小,只测量出图丁中相邻两小球球心位置之间的距离,不能计算出重力加速度大小,B 错误;C .该实验中将自由落体运动改为在斜面上运动的设计思想是为了“放大”时间,便于测量时间,C 错误;D .从图甲到图丁通过逐渐增大斜面倾角,最后合理外推到自由落体运动,从而说明自由落体运动是初速度为零的匀加速直线运动,D 错误。
故选A 。
2.(2022·新疆·博乐市高级中学(华中师大一附中博乐分校)模拟预测)将一乒乓球竖直向上抛出,乒乓球在运动过程中,它的动能随时间变化的关系的图线如图所示。
已知乒乓球运动过程中,受到的空气阻力与速率平方成正比,重力加速度为g 。
则乒乓球在整个运动过程中加速度的最小值、最大值为( )A .0,4gB .0,5gC .g ,4gD .g ,5g121mg kv =此时的动能m 5a g =故选B 。
高中物理复习课教案模板
高中物理复习课教案模板课题:力学教学目标:1. 复习力的概念,使学生理解力的作用和性质。
2. 复习力的计算,引导学生掌握力的计算方法。
3. 复习牛顿三定律,让学生理解力和加速度的关系。
4. 复习力和运动的关系,让学生了解力对物体运动的影响。
教学内容:1. 力的概念和分类2. 力的计算方法3. 牛顿三定律4. 力和加速度的关系5. 力和运动的关系教学重点:1. 让学生理解力的作用和性质。
2. 帮助学生掌握力的计算方法。
3. 引导学生理解牛顿三定律。
教学步骤:1. 引入:通过举例引导学生思考力的作用和分类。
2. 复习:复习力的计算方法,让学生进行练习。
3. 引导:讲解牛顿三定律,让学生了解力和加速度的关系。
4. 实践:进行相关实验或问题解答,让学生感受力和运动的关系。
5. 总结:总结本节课的重点内容,帮助学生巩固所学知识。
教学方法:1. 讲授法:通过讲解和举例,帮助学生理解和掌握知识。
2. 练习法:通过练习题目,巩固学生的知识点。
3. 实践法:通过实验或问题解答,让学生实际操作,加深理解。
教学工具:1. 课件:呈现重点知识点和问题解析。
2. 实验器材:进行相关实验。
3. 教材:指导学生复习和学习相关内容。
教学评价:1. 在课堂上进行小测验,检查学生对知识点的掌握情况。
2. 结束课堂时,布置相关作业,让学生巩固所学内容。
教学反思:1. 教师要注意引导学生思考和提问,激发学生学习兴趣。
2. 考虑学生的学习差异,采取多种教学方法,帮助学生更好地理解和掌握知识。
高中物理二轮教案
高中物理二轮教案
目标:学生能够理解光的直线传播的原理,并能够运用相关知识解决与光的直线传播有关的问题。
教学时间:2学时
教学步骤:
1. 导入(5分钟)
引导学生回顾光的性质,回顾光在真空中传播的特点,并引出光的直线传播。
2. 理论讲解(15分钟)
通过讲解,板书的方式,引入光的直线传播的原理以及折射定律的内容,向学生详细介绍光在不同介质中的传播情况,并讲解为什么光在传播过程中一般是直线传播。
3. 示例分析(15分钟)
给学生准备一些典型的折射现象,让学生运用所学的知识和折射定律进行分析和解决。
通过让学生参与示例分析,巩固他们对光的直线传播的理解。
4. 实验操作(20分钟)
为学生准备实验器材,让学生通过实验观察光在不同介质中的传播情况,让他们亲身体验光的直线传播的过程,加深理解。
5. 练习与巩固(15分钟)
为学生提供练习题,让学生通过解题巩固对光的直线传播的理解,并对折射定律有更深一步的认识。
在课堂上解答学生的疑问,帮助他们理清相关概念。
6. 总结(5分钟)
对本节课学习的内容进行总结,强调光的直线传播在现实生活中的重要性,鼓励学生继续深入学习物理知识。
教学反馈与评价:
通过观察学生在实验和练习中的表现,及时纠正错误,鼓励正确的思维方式。
同时,收集学生的反馈意见,为下节课的教学调整做好准备。
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高考物理二轮复习名师专题点津系列――波动问题
(附参考答案)
一、特别提示
1、从受力和运动两个方面分析简谐运动的特点及简谐运动中能量转化。
2、灵活应用简谐运动模型——单摆、弹簧振子。
3、加深理解波是传递振动形式和波是能量传递的一种方式。
4、注意理解波的图象及波的形成过程。
5、注意横波中介质质点运动路程与波传播距离的区别。
6、波由一种介质传到另一介质中,波的频率不变,波速由介质决定与频率无关。
7、据质点运动方向能正确判断出简谐横波的传播方向。
8、应用f v λ=公式时应注意时间和空间的周期性。
9、波的干涉中,应注重理解加强和减弱的条件。
二、典型例题
例1 如图5-1,在质量为M 的无底的木箱顶部用一轻弹簧悬
挂质量均为m )(m M >>的A 、B 两物体,箱子放在水平面上,平衡后
剪断A 、B 间细线,此后A 将做简谐振动,当A 运动到最高点时,木箱
对地
面的压力为:( )
A 、Mg
B 、g m M )(-
C 、g m M )(+
D 、g m M )2(+
解 剪断A 、B 间细绳后,A 与弹簧可看成一个竖直方向的弹簧振子模型,因此,在剪断瞬间A 具有向上的大小为g 的加速度,当A 运动到最高点时具有向下的大小为g 的加速度(简谐运动对称性),此时对A 来说完全失重,从整体法考虑,箱对地面的作用力为Mg ,选A 。
评析 注意应用弹簧振子模型中运动的对称性,及超重、失重知识,注重物理过程的分析,利用理想化模型使复杂的物理过程更加简单。
例2 如图5-2,有一水平轨道AB ,在B 点处与半径R=160m 的
光滑弧形轨道BC 相切,一质量为M=0.99kg 的木块静止于B 处,现有一颗质量为kg m 10=的子弹以s m v /5000=的水平速度从左边射入
木块且未穿出,如图所示,已知木块与该水平轨道的动摩擦因数5.0=μ,2/10s m g =,试求子弹射入木块后,木块需经多长时间停止?)996.05(cos =︒
解 子弹射入木块由动量守恒定律得子弹和木块的共同速度为s m m M mv v /5)/(0=+=。