2018高考物理大一轮复习课件：第五单元 机械能 5-2
合集下载
2018版高考物理(新课标)一轮复习课件：第五章 机械能 5-1
(
×
)
(6)由 P＝Fv 可知， 发动机输出功率一定时， 机车的牵引力 与运行速度的大小成反比. (
√
)
(7)汽车上坡时换成低挡位，其目的是减小速度得到较大的 牵引力. (
√
)
恒力做功
1.正、负功的判断方法
判断依据 根据力和位移的方向的夹角 判断
适用情况 常用于恒力做功的 判断
根据力和瞬时速度方向的夹 角判断
[解题指导]
空气阻力的方向总与速度方向相反，是变力，
但大小不变，将运动过程分成无数小段，每一小段看做直线， 这样就将变力做功问题转化成了恒力做功问题.
[解析]
小球下落过程中，重力做功为 mgL，A 正确；绳
的拉力始终与速度方向垂直，接力做功为 0，B 正确；空气阻 力 F 阻大小不变，方向始终与速度方向相反，故空气阻力 F 1 做功为－F 阻·πL，C 错误，D 正确. 2
工作
最大
功率.
时的功率，要求不能大于 额定
(1)只要物体受力的同时又发生了位移，则一定有力对物体 做功.(
×
)
(2)一个力对物体做了负功， 则这个力一定阻碍物体的运动. ( (3)作用力做负功时，反作用力一定做正功. (
× √
)
)
(4)力对物体做功的正负可由力和速度方向间的夹角决体不做功.
[解析]
分析物体受力，由于重力方向与位移方向垂直，
重力不做功； 支持力的方向与位移方向的夹角为锐角， 做正功； 摩擦力的方向与位移方向的夹角为钝角，做负功.选项 B、C、 D 正确.
考向 2 [典例 2]
恒力做功的计算 一物体静止在粗糙水平地面上.现用一大小为 F1 的
水平拉力拉动物体， 经过一段时间后其速度变为 v.若将水平拉力的 大小改为 F2，物体从静止开始经过同样的时间后速度变为 2v.对于 上述两个过程，用 WF1、WF2 分别表示拉力 F1、F2 所做的功，Wf1、 Wf2 分别表示前后两次克服摩擦力所做的功，则( C ) A.WF2>4WF1，Wf2>2Wf1 B.WF2>4WF1，Wf2＝2Wf1 C.WF2<4WF1，Wf2＝2Wf1 D.WF2<4WF1，Wf2<2Wf1
2018高考物理大一轮复习课件：第五单元 机械能 单元综合5 精品
12MvB2≤Mgl
⑪
联立①②⑩⑪式得53m≤M<52m
例 4 (2017·郑州模拟)某校兴趣小组制作了一个游戏装置， 其简化模型如图所示，在 A 点用一弹射装置将小滑块以某一水平 速度弹射出去，沿水平直线轨道运动到 B 点后，进入半径 R＝0.1 m 的光滑竖直圆形轨道，运行一周后自 B 点向 C 点运动，C 点 右侧有一陷阱，C、D 两点的竖直高度差 h＝0.2 m，水平距离 s ＝0.6 m，水平轨道 AB 长为 L1＝0.5 m，BC 长为 L2＝1.5 m，小 滑块与水平轨道间的动摩擦因数 μ＝0.4，重力加速度 g＝10 m/s2.
例 2 (2017·滨州模拟)如图所示，质量 M＝0.4 kg 的长薄板 BC 静置于倾角为 37 °的光滑斜面上，在 A 点有质量 m＝0.1 kg 的小物体(可视为质点)以 v0＝4.0 m/s 速度 水平抛出，恰以平行斜面的速度落在薄板 的最上端 B 并在薄板上运动，当小物体落在薄板上时，薄板无初 速度释放开始沿斜面向下运动，运动到薄板的最下端 C 时，与薄 板速度恰好相等，已知小物体与薄板之间的动摩擦因数为 0.5， sin37°＝0.6，cos37°＝0.8，g＝10 m/s2，求：
(1)拉力 F 的大小； (2)拉力 F 作用的时间； (3)若不计圆环与弹性挡板碰撞时的机械能损失，从圆环开始 运动到最终静止的过程中在粗糙杆上所通过的总路程．
【答案】 (1)5.1 N (2)t1＝2.5 s (3)L＝μmgFcxo1s53°＝85
m 【解析】 (1)A→C 过程：根据动能定理，有 Fx1－mg(x1＋x2)sin53°－μmgx1cos53°＝0 恒力 F＝mg（x1＋x2）sin53x°1 ＋μmgx1cos53°＝5.1 N
2018版高考物理新课标一轮复习课件：第五章 机械能 5-3 精品
考向 2 多个物体的机械能守恒 [典例 4] 一半径为 R 的半圆形竖直圆柱面，用轻质不可 伸长的细绳连接的 A、B 两球悬挂在圆柱面边缘内外两侧，A 球质量为 B 球质量的 2 倍，现将 A 球从圆柱面边缘处由静止释 放，如图所示.已知 A 球始终不离开圆柱内表面，且细绳足够长， 若不计一切摩擦，求： (1)A 球沿圆柱内表面滑至最低点时速度的大小； (2)A 球沿圆柱内表面运动的最大位移.
知识点二 机械能守恒定律及应用
1.机械能： 动能 和 势能 统称为机械能，其中势能
包括 弹性势能 和 重力势能 .
2.机械能守恒定律
(1)内容：在只有 重力或弹力
做功的物体系统内，动能
与势能可以相互转化，而总的机械能 保持不变 . (2)表达式：mgh1＋12mv21＝ mgh2＋12mv22 .
1.机械能守恒定律的表达式
2.用机械能守恒定律解题的基本思路
考向 1 单个物体的机械能守恒 [典例 3] (2017·甘肃兰州一模)(多选)如图所示，竖直面内光滑 的34圆形导轨固定在一水平地面上，半径为 R.一个质量为 m 的小球 从距水平地面正上方 h 高处的 P 点由静止开始自由下落，恰好从 N 点沿切线方向进入圆轨道.不考虑空气阻力，则下列说法正确的是
B.沿 CD 部分下滑时，A 的机械能增加，B 的机械能减少， 但总的机械能不变
C.沿 DE 部分下滑时，A 的机械能不变，B 的机械能减少， 故总的机械能减少
D.沿 DE 部分下滑时，A 的机械能减少，B 的机械能减少， 故总的机械能减少
[解析] 在 CD 段下滑时，对 A、B 整体只有重力做功，机 械能守恒；分析 A 的受力，B 对 A 的支持力和摩擦力的合力与 斜面垂直，相当于只有重力做功，所以 A、B 的机械能都守恒， 选项 A、B 错误；在 DE 段下滑时，动能不变，重力势能减少， 所以机械能减小，D 正确.
高考物理一轮复习第五章实验五验证机械能守恒定律讲义
验证机械能守恒定律一、实验目的验证机械能守恒定律。
二、实验器材铁架台(含铁夹)、打点计时器、学生电源(交流4～6 V)、纸带(数条)、复写纸、导线、毫米刻度尺、重物(带纸带夹)。
突破点(一) 实验原理与操作[例1] 在利用自由落体运动验证机械能守恒定律的实验中，电源的频率为50 Hz ，依次打出的点为0,1,2,3,4，…，n 。
则：(1)如用第2点到第6点之间的纸带来验证，必须直接测量的物理量为____________、____________、____________，必须计算出的物理量为____________、____________，验证的表达式为____________________。
(2)下列实验步骤操作合理的排列顺序是______(填写步骤前面的字母)。
A ．将打点计时器竖直安装在铁架台上B ．接通电源，再松开纸带，让重物自由下落C ．取下纸带，更换新纸带(或将纸带翻个面)重新做实验D ．将重物固定在纸带的一端，让纸带穿过打点计时器，用手提着纸带E ．选择一条纸带，用刻度尺测出物体下落的高度h 1，h 2，h 3，…，h n ，计算出对应的瞬时速度v 1，v 2，v 3，…，v nF ．分别算出12mv n 2和mgh n ，在实验误差允许的范围内看是否相等 [答案] (1)第2点到第6点之间的距离h 26第1点到第3点之间的距离h 13 第5点到第7点之间的距离h 57第2点的瞬时速度v 2 第6点的瞬时速度v 6mgh 26＝12mv 62－12mv 22 (2)ADBCEF[由题引知·要点谨记]1.实验原理的理解[对应第1题] 1两种验证方法①利用起始点和第n 点计算。
代入gh n 和12v n 2，如果在实验误差允许的条件下，gh n ＝12v n 2，则能验证机械能守恒定律。
②任取两点计算A 、B ，测出h AB ，算出gh AB 。
b.算出12v B 2－12v A 2的值。
2018高考物理大一轮复习课件：第五单元 机械能 5-5 精品
请计算小车所受合外力做的功 W 和小车动能的变化ΔEk， 补填表中空格(结果保留至小数点后第四位)．
O－B O－C O－D O－E O－F W/J 0.043 2 0.057 2 0.073 4 0.091 5 ΔEk/J 0.043 0 0.057 0 0.073 4 0.090 7 分析上述数据可知：在实验误差允许的范围内 W＝ΔEk，与 理论推导结果一致．
第1次 第2次 第3次 第4次 第5次
橡皮筋 做的功
W
10 个间距的 距离 x(m) 0.200 0.280 0.300 0.400 0.450
10 个间距的 时间 T(s) 0.2 0.2 0.2 0.2 0.2
小车获得的 速度 vn
小车速度 的平方 vn2
(4)从理论上讲，橡皮筋做的功 Wn 和物体速度 vn 变化的关系 应是 Wn∝________，请你根据表中测定的数据在如图所示的坐 标系中作出相应的图像验证理论的正确性．
考点讲练
考点一 实验原理与操作 本实验原理与操作主要有三个环节： 1．平衡摩擦力 本实验要测量合力对小车做的功，通过平衡摩擦力，使橡皮 筋对小车做的功等于合力对小车做的功．
2．功的测量 本实验没有直接测量功的数值，通过改变橡皮筋条数加倍改 变弹力做功，为保证橡皮筋对小车做的功与橡皮筋的条数成正 比，必须使小车从同一位置由静止释放，使每次橡皮筋的伸长相 同和小车的位移相同． 3．小车获得的速度 本实验要测量的速度是橡皮条做功结束时的速度，即小车做 匀速运动的速度，应选用纸带上打点均匀的部分．
运动． 每次实验小车都要从同一位置由静止释放，保持每次橡
皮筋的伸长相同． 应选择粗细均匀，一致性好的橡皮筋． 应选点间距均匀的那一段纸带来计算小车的速度． 先接通电源再释放小车．
高三物理第一轮复习课件：第五章第三讲机械能守恒定律
守恒；乙图过程中 A、B 两球通过杆相互影响(例如开始
时 A 球带动 B 球转动)，轻杆对 A 的弹力不沿杆的方向，
会对小球做功，所以每个小球的机械能不守恒，
但把两个小球作为一个系统时机械能守恒；丙图中绳 子绷紧的过程虽然只有弹力作为内力做功，但弹力突变有 内能转化，机械能不守恒；丁图过程中细绳也会拉动小车 运动，取地面为参考系，小球的轨迹不是圆弧，细绳会对 小球做功，小球的机械能不守恒，把小球和小车作为一个 系统，机械能才守恒．
答案：C
应用机械能守恒定律解题的一般步骤
[对点训练]
2.如图所示，由光滑细管组成的轨
道固定在竖直平面内，AB 段和 BC 段是
半径为 R 的四分之一圆弧，CD 段为平滑的弯管．一小球
从管口 D 处由静止释放，最后能够从 A 端水平抛出落到
地面上．关于管口 D 距离地面的高度必须满足的条件是
()
mv2 FN－mg＝ R ，所以在最低点时大环对小环的支持力 FN
mv2 ＝mg＋ R ＝5mg.根据牛顿第三定律知，
小环对大环的压力 F′N＝FN＝5mg，方向向下．对大 环，据平衡条件，轻杆对大环的拉力 FT＝Mg＋F′N＝Mg ＋5mg.根据牛顿第三定律，大环对轻杆拉力的大小为 FT′ ＝FT＝Mg＋5mg，故选项 C 正确，选项 A、B、D 错误．
此时机械能不守恒，故 C 错误；由机械能守恒的条 件知 D 正确．
答案：BD
考点 2 单个物体的机械能守恒
1．机械能守恒的三种表达式对比
项目 守恒角度
转化角度
转移角度
表达式
物理 意义
E1＝E2
系统初状态机 械能的总和与 末状态机械能 的总和相等
ΔEk＝－ΔEp
时 A 球带动 B 球转动)，轻杆对 A 的弹力不沿杆的方向，
会对小球做功，所以每个小球的机械能不守恒，
但把两个小球作为一个系统时机械能守恒；丙图中绳 子绷紧的过程虽然只有弹力作为内力做功，但弹力突变有 内能转化，机械能不守恒；丁图过程中细绳也会拉动小车 运动，取地面为参考系，小球的轨迹不是圆弧，细绳会对 小球做功，小球的机械能不守恒，把小球和小车作为一个 系统，机械能才守恒．
答案：C
应用机械能守恒定律解题的一般步骤
[对点训练]
2.如图所示，由光滑细管组成的轨
道固定在竖直平面内，AB 段和 BC 段是
半径为 R 的四分之一圆弧，CD 段为平滑的弯管．一小球
从管口 D 处由静止释放，最后能够从 A 端水平抛出落到
地面上．关于管口 D 距离地面的高度必须满足的条件是
()
mv2 FN－mg＝ R ，所以在最低点时大环对小环的支持力 FN
mv2 ＝mg＋ R ＝5mg.根据牛顿第三定律知，
小环对大环的压力 F′N＝FN＝5mg，方向向下．对大 环，据平衡条件，轻杆对大环的拉力 FT＝Mg＋F′N＝Mg ＋5mg.根据牛顿第三定律，大环对轻杆拉力的大小为 FT′ ＝FT＝Mg＋5mg，故选项 C 正确，选项 A、B、D 错误．
此时机械能不守恒，故 C 错误；由机械能守恒的条 件知 D 正确．
答案：BD
考点 2 单个物体的机械能守恒
1．机械能守恒的三种表达式对比
项目 守恒角度
转化角度
转移角度
表达式
物理 意义
E1＝E2
系统初状态机 械能的总和与 末状态机械能 的总和相等
ΔEk＝－ΔEp
2018版高考物理（全国用）大一轮复习讲义课件 第五章 机械能 第3讲
答案
3mv0 4
2－3m4gL
解析 弹簧从压缩到最短到恰好能弹到C点的过程中，对A、B组成的系 统根据功能关系有Ep＋mgx＝2mgxsin θ＋Ffx 所以 Ep＝Ffx＝3m4v0 2－3m4gL
方法感悟 应用能量守恒定律解题的基本思路
1.分清有多少种形式的能量[如动能、势能(包括重力势能、弹性势能、电 势能)、内能等]在变化. 2.明确哪种形式的能量增加，哪种形式的能量减小，并且列出减少的能 量ΔE减和增加的能量ΔE增的表达式. 3.列出能量守恒关系：ΔE减＝ΔE增.
第五章 机械能
第3讲 功能关系 能量守恒定律
内容索引
基础 知识梳理
命题点一
命题二
功能关系的理解和应用 摩擦力做功的特点及应用
命题三
能量守恒定律及应用
课时作业
11
基础知识梳理
一、几种常见的功能关系及其表达式
力做功
能的变化
定量关系
合力的功 重力的功
动能变化
W＝Ek2－Ek1＝ΔEk
(1)重力做正功，重力势能_减__少___
√B.B对A的摩擦力所做的功等于A的动能的增量
C.A对B的摩擦力所做的功等于B对A的摩擦力所做的功
√D.外力F对B做的功等于B的动能的增量与B克服摩擦力所做的功之和
4
命题点三
能量守恒定律及应用
【例3】 如图所示，固定斜面的倾角θ＝30°，物体A与斜面之间的动摩擦
因数μ＝ 3，轻弹簧下端固定在斜面底端，弹簧处于原长时上端位于C点. 2
用一根不可伸长的轻绳通过轻质光滑的定滑轮连接物体A和B，滑轮右侧
绳子与斜面平行，A的质量为2m，B的质量为m，初始时物体A到C点的
距离为L.现给A、B一初速度v0＞ gL，使A开始沿斜 面向下运动，B向上运动，物体A将弹簧压缩到最短
相关主题
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
【答案】 BCD 【解析】 因 F 斜向下作用在物体 A 上，A 对地面的压力 比 B 大，A、B 受的摩擦力不相同，因此，摩擦力对 A、B 做的 功不相等，A 项错误；A、B 速度相同，故 A、B 动能增量一定 相同，由动能定理，合外力对 A 做的功与合外力对 B 做的功相 等，但 A 克服摩擦力做功比 B 大，F 对 A 做的功大于 A 对 B 做 的功，B、C 项正确；系统动能的增量是 A 的 2 倍，所以合外力 对系统做的功等于合外力对 A 做功的 2 倍，D 项正确．
下列说法正确的是( ) A．如果物体所受的合外力为零，那么，合外力对物体做的 功一定为零 B．如果合外力对物体所做的功为零，则合外力一定为零 C．如果合外力对物体所做的功不为零，则物体动能一定发 生变化 D．如果合外力对物体所做的功为零，则物体速度一定不变
【答案】 AC 【解析】 合外力为零，根据功的决定因素知合外力一定不 做功，A 项正确．合外力的功为零，可能是在合外力方向上没有 发生位移，但合外力不一定为零，B 项错误．根据动能定理，合 外力做功，动能一定发生变化．合外力对物体所做的功为零，物 体的动能一定不会发生变化，速度不变，但速度方向可能改变， 如匀速圆周运动，C 项正确，D 项错误．
如图所示，质量相等的物体 A 和物体 B 与地面间的动 摩擦因数相等，在力 F 的作用下，一起沿水平地面向右移动 x， 则( )
A．摩擦力对 A、B 做功相等 B．合外力对 A 做的功与合外力对 B 做的功相等 C．F 对 A 做的功大于 A 对 B 做的功 D．合外力对系统做的功等于合外力对 A 做功的 2 倍
下滑 A 到 C，根据动能定理，mgh－W 摩擦力－W 弹力＝0 ①，
上滑 C 到 A，根据动能定理，－mgh－W 摩擦力＋W 弹力＝0－12
mv2
②，
两式联立，解得 W 摩擦力＝14mv2，B 项正确；
C 项，以上两式联立，还可解得 W 弹力＝mgh－14mv2， 即弹性势能 EpC＝mgh－14mv2，所以 C 项错误； 下滑，A 到 B，有 mghAB－W 摩擦力 AB－W 弹力 AB＝12mvB 下 2－0， 上滑，B 到 A，有－mghAB－W 摩擦力 AB＋W 弹力 AB＝0－12mvB 上 2， 比较得 vB 上>vB 下，D 项正确．
考点讲练
考点一 对动能定理的理解
1．准确理解动能定理的表达式 W＝Ek2－Ek1 (1)W 是合力的功，不要与某个力的功混淆． (2)Ek2－Ek1 是末动能与初动能的差． (3)动能定理的表达式是标量式，与速度方向无关． (4)应用动能定理时，要明确针对哪个物体，哪个过程．
2．准确理解合力功与动能变化的关系 (1)动能定理体现了合力功与动能变化的等量关系，是重要的 功能关系之一． (2)合力做正功动能增加，做负功动能减小． (3)合力不做功，动能不变，但速度可能变化，合力也不一定 为零，如匀速圆周运动．
(2015·江苏)如图所示，轻质弹簧一端固定，另一端与质 量为 m、套在粗糙竖直固定杆 A 处的圆环相连，弹簧水平且处 于原长．圆环从 A 处由静止开始下滑，经过 B 处的速度最大， 到达 C 处的速度为零，AC＝h.圆环在 C 处获得一竖直向上的速 度 v，恰好能回到 A；弹簧始终在弹性限度之内，重力加速度为 g，则圆环( )
5．2 动能定理
知识清单
一、动能 定义：物体由于运动而具有的能． 表达式：Ek＝12mv2 单位：焦耳(J) 矢标性：动能是标量，与速度方向无关． 相对性：动能大小与参考系有关，通常选地面为参考系．
二、动能定理 内容：合外力对物体所做的功等于物体动能的增加量． 表达式：W＝Ek2－Ek1. 适用范围：(1)既适用于直线运动，也适用于曲线运动；
A．下滑过程中，加速度一直减小 B．下滑过程中，克服摩擦力做功为14mv2 C．在 C 处，弹簧的弹性势能为14mv2－mgh D．上滑经过 B 的速度大于下滑经过 B 的速度
【答案】 BD
【解析】 下滑过程，A 到 B，加速度向下，弹力向上且增
大，加速度减小；B 到 C，加速度向上，加速度增大，A 项错误；
(2)既适用于恒力做功，也适用于变力做功；(3)力可以同时作用， 也可以不同时作用．
Hale Waihona Puke 三、考点鸟瞰考点鸟瞰 考点一：对动能定理的理解 考点二：动能定理的基本应用 考点三：动能定理与圆周运动结合 考点四：用动能定理解决多过程问题 考点五：动能定理与图像综合问题
高考热度 ★★★★ ★★★★★ ★★★★★ ★★★★★ ★★★★★
的过程中，由动能定理有(mgsinθ1－μmgcosθ1)sinhθ1＝12mvm2， 得 vm＝ 2g7h，选项 B 正确；从 A 处到 C 处的过程中，克服摩 擦力所做的功等于重力势能减少量 2mgh，C 项错误；在下段滑 道上的加速度大小 a＝（μmgcosθ2m－mgsinθ2）＝335g，D 项错 误．
A．动摩擦因数 μ＝67
B．载人滑草车最大速度为
2gh 7
C．载人滑草车克服摩擦力做功为 mgh
D．载人滑草车在下段滑道上的加速度大小为35g
【答案】 AB 【解析】 作出滑道简化示意 图如图所示，从 A 处到 C 处的过 程中，由动能定理有(mgsinθ1－ μmgcosθ1)sinhθ1＋(mgsinθ2－ μmgcosθ2)sinhθ2＝0，解得 μ＝67， 选项 A 正确；到 B 点时载人滑草车速度最大，从 A 处到 B 处
考点二 动能定理的基本应用 1．应用动能定理的基本思路
2．优先考虑应用动能定理的常见情况 (1)涉及的物理量有力、速度、位移，不涉及加速度和时间． (2)有多个物理过程，不需要研究整个过程中的中间状态． (3)涉及变力做功． (4)曲线运动．
(2016·浙江)如图所示为一滑草场．某条滑道由上下两段 高均为 h，与水平面倾角分别为 45°和 37°的滑道组成，滑草 车与草地之间的动摩擦因数为 μ.质量为 m 的载人滑草车从坡顶 由静止开始自由下滑，经过上、下两段滑道后，最后恰好静止于 滑道的底端(不计滑草车在两段滑道交接处的能量损失，sin37° ＝0.6，cos37°＝0.8)．则( )