2019届高考物理二轮专题复习专题四能量和动量第1讲功能关系在力学中的应用课件ppt版本

B.若保持M,v,l不变,m变大,则系统损失的机械能变小
C.若保持M,m,l不变,v变大,则系统损失的机械能变大
D.若保持M,m,v不变,l变大,则系统损失的机械能变大
解析:由于只有子弹射入沙箱的过程中系统的机械能才会损失,由动量守恒得,mv=(m+M)v 共,
则系统损失的机械能ΔE= 1 2
mv2- 1 2
及牛顿第三定律知,鸡蛋对地面的冲击力 F= mv +mg≈103 N,选项 C 正确. t
内容排查: 动能定理□ 动量定理□ 牛顿第三定律□
心得笔记:
4.(2018·全国Ⅲ卷,19)(多选)地下矿井中的矿石装在矿车中,用电机通过竖
井运送到地面.某竖井中矿车提升的速度大小v随时间t的变化关系如图所示,
解析:由题意知,W拉-W克=Ek-0,则W拉>Ek,选项A正确,B错误;W克与Ek的大小 关系不确定,选项C,D错误.
内容排查: 动能□ 动能定理□
2.(2018·全国Ⅰ卷,18)如图,abc是竖直面内的光滑固定轨道,ab水平,长度为
2R;bc是半径为R的四分之一圆弧,与ab相切于b点.一质量为m的小球,始终受到
2018 全国Ⅰ卷,24 (守恒定律的应用)
2018 全国Ⅱ卷,15 (两个定理的应用)
2018 全国Ⅱ卷,24 (运动规律与动量 守恒定律的综合)
利用上抛运动的规律确 定烟花弹上抛时间; 利 用动量守恒、机械能守 恒和能量守恒求解爆炸 后烟花弹向上运动的部 分距地面的最大高度 用动能定理、动量定理 和牛顿第三定律求解
解析:火箭在匀速下降过程中重力做正功,重力势能减小,故A错误.火箭在匀 速下降过程中重力做正功,阻力做负功,动能不变,故B错误.火箭在减速下降 过程中动能减小,由动能定理知合外力做负功,故C正确.火箭在减速下降过 程中合力做功等于火箭动能的变化,阻力做功等于机械能的变化,故D错误.
【预测练2】 (2018·泸州校级模拟)如图所示,质量为m的物体在水平传送带
2017 全国Ⅱ 卷,17
(机械能守 恒定律结合 数学知识求
极值)
2017 全国Ⅲ 卷,16
(功能关系)
2017 全国Ⅲ 卷,20
(动量、动量 定理与
F-t 图像的 结合)
由机械能守恒定律求最高
点速度,结合平抛和数学 ②近似守恒:内力远大于合外力时,近似
知识求解
守恒.如碰撞、爆炸过程;
③分方向守恒:某个方向上系统所受合
度为g,下列说法正确的是(
)
D
A.小球运动到 B 点时的动能等于 mgh B.小球由 A 点到 B 点重力势能减少 1 mv2
2 C.小球由 A 点到 B 点克服弹力做功为 mgh D.小球到达 B 点时弹簧的弹性势能为 mgh- 1 mv2
2
解析:小球由 A 点到 B 点重力势能减少 mgh.小球在下降过程中小球的重力势能转化为动 能和弹性势能,所以小球运动到 B 点时的动能小于 mgh,故 A,B 错误.小球由 A 到 B,根据
用重力势能公式和功能关 系求解
用动量的公式和动量定理
力为零时,该方向动量守恒. (5)有用的结论
①“一动一静”弹性碰撞后的速度 v1′
= m1 m2 v1 ,v2′= 2m1v1 ;
m1 m2
m1 m2
②两者质量相等,发生弹性碰撞后速度
求解,由 F-t 图中面积求 交换;发生完全非弹性碰撞后两者共速.
D.物体与传送带因摩擦产生的热量为 Q= 1 mv2 2
升阶段,由牛顿第二定律知,F-mg=ma,F=m(g+a),则第①次在 t0 时刻,功率 P1=F·v0,第②次
在 t0 时刻,功率 P2=F· v0 ,而第②次在匀速阶段,功率 P2′=F′· v0 =mg· v0 <P2,可知,
2
2
2
2
电机输出的最大功率之比 P1∶P2=2∶1,选项 C 正确;由动能定理知,两个过程动能变化量 相同,克服重力做功相同,故两次电机做功也相同,选项 D 错误.
上由静止释放,传送带由电动机带动,始终保持以速度v匀速运动,物体与传送带
间的动摩擦因数为μ ,物体过一会儿能保持与传送带相对静止,对于物体从静止
释放到相对静止这一过程,下列说法正确的是(
)
D
A.电动机做的功为 1 mv2 2
B.摩擦力对物体做的功为 mv2
C.传送带克服摩擦力做的功为 1 mv2 2
大,故 C 正确;子弹与沙箱共同向上摆动一小角度的过程系统机械能守恒,故 D 错误.
内容排查: 动量守恒定理□ 非弹性碰撞□ 碰撞中机械能的损失□
2018 全国Ⅱ卷,14 (对动能、动能定理
的理解)
题图示例
2018 全国Ⅰ卷,18 (基本关系的应用)
析真题 得技法
核心点拨
用牛顿第二定律、运动 学公式求碰撞后 A,B 两 汽车的速度,然后由动 量守恒定律求碰前 A 汽 车的速度
(2)应用动能定理的“两个分析、两个 选择”①两个分析 a.做功分析:明确研究对象→进行受 力分析→对各力进行做功分析→求出 总功; b.动能分析:明确研究过程→物体始 末状态分析→求出初末动能→求出动 能变化量. ②两个选择 a.优先选择:单个物体的运动中不涉 及加速度和时间,优先选择动能定理; b.过程选择:当物体的运动包含多个 不同过程时,可分段应用动能定理求 解;当所求解的问题不涉及中间过程, 且包含曲线运动时, 优先应用动能定 理求解.
心得笔记:
3.(2018·全国Ⅱ卷,15)高空坠物极易对行人造成伤害.若一个50 g的鸡蛋从 一居民楼的25层坠下,与地面的碰撞时间约为2 ms,则该鸡蛋对地面产生的冲 击力约为( C ) A.10 N B.102 N C.103 N D.104 N
解析:设每层楼高约为 3 m,则下落高度约为 h=3×25 m=75 m,由 mgh= 1 mv2,(F-mg)t=mv 2
2018 全国Ⅲ 卷,19
(v-t 图像的 理解及应用)
2018 全国Ⅲ 卷,21
(两个定理在 电场
中的应用)
由 v-t 图像的面积的定义 求时间,结合牛顿第二定 律、功和功率的公式求解
由运动学公式确定 a,b 两 微粒的加速度,结合动能 定理和动量定理求解
2.机械能守恒定律 (1)判断机械能是否守恒的方法①利 用机械能的定义判断.只有动能和势 能的相互转化; ②用做功判断.若物体或系统只有重 力(或弹簧弹力)做功; ③用能量转化来判断.若系统中无机 械能与其他形式能的转化. (2)机械能守恒应用于系统需注意的 问题 ①对多个物体组成的系统要注意判 断物体各个运动过程中,系统的机械 能是否守恒;
其中图线①②分别描述两次不同的提升过程,它们变速阶段加速度的大小都
相同;两次提升的高度相同,提升的质量相等.不考虑摩擦阻力和空气阻力.对
于第①次和第②次提升过程(
)
A.矿车上升所用的时间之比为4∶A5C
B.电机的最大牵引力之比为2∶1
C.电机输出的最大功率之比为2∶1
D.电机所做的功之比为4∶5
解析:由图线①知,上升总高度 h= 1 v0·2t0=v0t0.由图线②知,加速阶段和减速阶段上升高 2
专题四 能量和动量
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1.(2018·全国Ⅱ卷,14)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( A ) A.小于拉力所做的功 B.等于拉力所做的功 C.等于克服摩擦力所做的功 D.大于克服摩擦力所做的功
2018 全国Ⅲ卷,25 (动量、动能定理在
曲线 运动的综合问题中
的应用)
2017 全国Ⅰ卷,24 (机械能的理解、 功能关系的应用)
由小球在 C 点的受力 情况求出水平恒力和 该点速度的大小,再 利用牛顿第二定律、 抛体运动的规律、动 量、动能定理求解
用机械能的定义和动 能定理求解
②注意寻找用绳或杆相连接的物体间 的速度关系和位移关系; ③列系统的机械能守恒方程时,一般选 用Δ Ek=-Δ Ep 或Δ EA=-Δ EB 的形式. 3.动量守恒定律 (1)牢记守恒条件:系统不受外力或所 受外力的矢量和为 0. (2)分清两力:内力和外力. (3)熟记两种碰撞 ①弹性碰撞:动量守恒和机械能守恒; ②非弹性碰撞:动量守恒,但机械能不 守恒. (4)把握动量守恒定律的适用条件 ①理想守恒:系统不受外力或所受外力 的合力为零;
动能定理得 mgh+W 弹= 1 mv2,即弹力对小球做功 W 弹= 1 mv2-mgh,则小球克服弹力做功为
2
2
mgh- 1 mv2,故 C 错误.弹簧弹力做功等于弹性势能的减少.所以小球到达位置 B 时弹簧的 2
弹性势能为 mgh- 1 mv2,故 D 正确. 2
规律总结 1.力学中几种功能关系
度之和,h1= 1 · v0 ·( t0 + t0 )= 1 v0t0,在匀速阶段,h-h1= 1 v0·t′,解得 t′= 3 t0,故第
2 2 22 4
2
2
②次提升过程所用时间为 t0 + 3 t0+ t0 = 5 t0,两次上升所用时间之比为 2t0∶ 5 t0=4∶5,
22 22
2
选项 A 正确;由于加速阶段①,②次加速度相同,故最大牵引力相同,选项 B 错误;在加速上
内容排查: 速度图像□ 牛顿运动定律□ 功和功率□
心得笔记:
5.(2018·海南卷,5)如图,用长为l的轻绳悬挂一质量为M的沙箱,沙箱静止.
一质量为m的弹丸以速度v水平射入沙箱并留在其中,随后与沙箱共同摆动一
小角度.不计空气阻力.对子弹射向沙箱到与其共同摆过一小角度的过程
(
)
C
A.若保持m,v,l不变,M变大,则系统损失的机械能变小
冲量
第1讲 功能关系在力学中的应用
考向一 力学中几个重要功能关系的应用
【典例1】 (2018·永州一模)如图所示,一质量为m的小球固定于轻质弹簧的一
端,弹簧的另一端固定于O点,将小球拉至A处,弹簧恰好无形变,由静止释放小球,
当小球运动到O点正下方的竖直高度差为h的B点时,速度大小为v,已知重力加速
2.运用功能关系分析问题的基本思路 (1)选定研究对象或系统,弄清物理过程; (2)分析受力情况,看有什么力在做功,弄清系统内有多少种形式的能在参与 转化; (3)仔细分析系统内各种能量的转化情况、变化数量.
【预测练1】 (2018·静安区一模)火箭的回收再利用已成为航天事业的发展 趋势.若火箭在返回地面前的某段运动,可看成先匀速后减速的直线运动.最 后火箭降落在地面上,不计火箭质量的变化.则( C ) A.火箭在匀速下降过程中重力做负功,重力势能减小 B.火箭在匀速下降过程中没有力做功,动能不变 C.火箭在减速下降过程中合外力做负功,动能减小 D.火箭在减速下降过程中合力做功,等于火箭机械能的变化
加速直线运动.且水平方向与竖直方向的加速度大小相等,都为 g,故小球从 c 点到最高点水 平位移等于竖直位移,x= v12 =2R,根据功能关系,水平力 F 做的功等于小球机械能的增量,WF=
2g ΔE=F·(2R+R+x)=5mgR,C 正确.
内容排查: 恒力的功□ 动能定理□ 运动的合成和分解□ 机械能的变化□
技法提炼
应用动能定理,确定各 外力做功与动能关系
1.动能定理 (1)把握动能定理的适用 范围
应用动能定理求出 c 点的速度,利用运动的 合成和分解确定到最 高点的水平位移,利用 功能关系确定机械能 增量
①既适用于恒力做功,也 适用于变力做功; ②既适用于直线运动,也 适用于曲线运动; ③既适用于力全程做功, 也适用于力分段做功.
与重力大小相等的水平外力的作用,自a点处从静止开始向右运动.重力加速度
大小为g.小球从a点开始运动到其轨迹最高点,机械能的增量为(
)
C
A.2mgR B.4mgR C.5mgR D.6mgR
解析:设小球在
c
位置的速度为
v1,小球从
a
运动到
c,根据动能定理,得
F·3R-mgR=
1 2
m
v12
,
又 F=mg,故 v1=2 gR ,小球离开 c点在竖直方向做竖直上抛运动,水平方向做初速度为零的匀
(m+M)
v共2
=
1 2
mv2- 1 2
(m+M)( mv mM
)2= mMv2
2m M
.由此
可知,若保持 m,v,l 不变,M 变大则系统损失的机械能变大,故 A 错误;若保持 M,v,l 不变,m
变大则系统损失的机械能变大,故 B 错误;若保持 M,m,l 不变,v 变大则系统损失的机械能变