2019高考物理大二轮实用课件:专题二 功和能 动量 6 .pptx
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1、第6讲 能量转化与守恒定律,-2-,知识脉络梳理,规律方法导引,-3-,知识脉络梳理,规律方法导引,1.知识规律 (1)机械能守恒定律的表达式。 ,即Ep+Ek=Ep+Ek,即物体初状态的机械能等于末状态的机械能。Ep+Ek=0,即系统势能的变化量与系统动能的变化量的代数和等于0。E1+E2=0,即组成系统的两个物体中,物体1的机械能的变化量与物体2的机械能的变化量的代数和等于0。E1增=E2减,即物体1的机械能的增加量等于物体2的机械能的减少量。 (2)不同的力做功对应不同形式的能的改变。 重力的功等于重力势能的变化,即WG=-Ep。弹力的功等于弹性势能的变化,即W弹=-Ep。合力的功等于动
2、能的变化,即W=Ek。重力(或弹簧弹力)之外的其他力的功等于机械能的变化,即W其他=E。滑动摩擦力做的功等于系统中内能的变化,即Q=Ffl相对。,-4-,知识脉络梳理,规律方法导引,2.思想方法 (1)物理思想:守恒思想、转化思想。 (2)物理方法:守恒法、转化法、转移法。,-5-,命题热点一,命题热点二,命题热点三,机械能守恒定律的应用 机械能守恒的判断方法及多个物体的机械能守恒是高考考查的重点,常以选择题和计算题形式考查。 例1如图所示,固定的竖直光滑长杆上套有质量为m的小圆环,圆环与处于水平状态的轻质弹簧一端连接,弹簧的另一端连接在墙上,且处于原长状态。现让圆环由静止开始下滑,已知弹簧原
3、长为l,圆环下滑到最大距离时弹簧的长度变为2l(未超过弹性限度),则在圆环下滑到最大距离的过程中( ) A.圆环的机械能守恒 B.弹簧弹性势能变化了 C.圆环下滑到最大距离时,所受合力为零 D.圆环重力势能与弹簧弹性势能之和保持不变,B,-6-,命题热点一,命题热点二,命题热点三,-7-,命题热点一,命题热点二,命题热点三,思维导引,-8-,命题热点一,命题热点二,命题热点三,例2如图所示,左侧为一个半径为R的半球形的碗固定在水平桌面上,碗口水平,O点为球心,碗的内表面及碗口光滑。右侧是一个固定光滑斜面,斜面足够长,倾角=30。一根不可伸长的不计质量的细绳跨在碗口及光滑斜面顶端的光滑定滑轮两端
4、上,绳的两端系有质量分别为m1、m2的小球A、B(可视为质点),且m1m2。开始时球A恰在右端碗口水平直径M处,球B在斜面上且距离斜面顶端足够远,此时连接两球的细绳与斜面平行且恰好伸直。当球A由静止释放运动到球心O的正下方N点时细绳突然断开,不计细绳断开瞬间的能量损失。 (1)求小球B沿斜面上升的最大距离x。,-9-,命题热点一,命题热点二,命题热点三,-10-,命题热点一,命题热点二,命题热点三,-11-,命题热点一,命题热点二,命题热点三,思维导引,-12-,命题热点一,命题热点二,命题热点三,规律方法利用机械能守恒定律解题三点注意事项 1.研究对象的选取:研究对象的选取是解题的首要环节,
5、有的问题选单个物体(实为一个物体与地球组成的系统)为研究对象;有的选几个物体组成的系统为研究对象。如图所示,不计摩擦,单选物体A机械能不守恒,但选物体A、B二者组成的系统机械能守恒。,-13-,命题热点一,命题热点二,命题热点三,2.研究过程的选取:研究对象的运动过程分几个阶段,有的阶段机械能守恒,而有的阶段机械能不守恒,因此在应用机械能守恒定律解题时要注意过程的选取。 3.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0。 (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。 (3)对一些绳子突然绷紧、物体间碰撞等问题,机械能一般不守恒,除
6、非题目中有特别说明或暗示。,-14-,命题热点一,命题热点二,命题热点三,拓展训练1(多选)如图所示,滑块a、b的质量均为m,a套在固定竖直杆上,与光滑水平地面相距h,b放在地面上。a、b通过铰链用刚性轻杆连接,由静止开始运动。不计摩擦,a、b可视为质点,重力加速度大小为g。则( ) A.a落地前,轻杆对b一直做正功 B.a落地时速度大小为 C.a下落过程中,其加速度大小始终不大于g D.a落地前,当a的机械能最小时,b对地面的压力大小为mg,BD,-15-,命题热点一,命题热点二,命题热点三,解析:当a落地时,vb=0,故滑块b先做加速运动,再做减速运动,故轻杆对b先做正功,再做负功,选项A
7、错误;对a与b组成的系统,由机械能,时,对a做正功,a的加速度大于g,选项C错误;a的机械能最小时,F杆=0,之后杆对a做正功,a的机械能开始增加,由于F杆=0,故此时b只受Gb和地面对它的支持力,且受力平衡,故D项正确。,-16-,命题热点一,命题热点二,命题热点三,功能关系及其应用 常以选择题和计算题的形式考查做功和能量转换的关系。,-17-,命题热点一,命题热点二,命题热点三,例3(多选)一质量为m的小球套在倾斜放置的固定光滑杆上,一根轻质弹簧的一端悬挂于O点,另一端与小球相连,弹簧与杆在同一竖直平面内,将小球沿杆拉到与弹簧水平的位置由静止释放,小球沿杆下滑,当弹簧位于竖直位置时,小球速
8、度恰好为零,此时小球下降的竖直高度为h,如图所示。若全过程中弹簧处于伸长状态且处于弹性限度内,重力加速度为g,则下列说法正确的是 ( ) A.当弹簧与杆垂直时,小球动能最大 B.当小球沿杆方向的合力为零时,小球动能最大 C.在小球自开始下滑至滑到最低点的过程中,弹簧所做的负功小于mgh D.在小球自开始下滑至滑到最低点的过程中,弹簧弹性势能的增加量等于mgh,BD,-18-,命题热点一,命题热点二,命题热点三,解析 当弹簧与杆垂直时,小球所受重力的沿杆方向的分力产生斜向下的加速度,因此小球仍然加速,速度继续增加,A错误;当弹簧沿杆向上的分力等于重力沿杆向下的分力时,小球的加速度才减小到0,速度
9、达到最大值,B正确;在小球下滑的过程中,根据动能定理可知-W+mgh=0,可知弹簧所做的负功等于mgh,即弹性势能的增加量等于mgh,C错误,D正确。,-19-,命题热点一,命题热点二,命题热点三,思维导引,-20-,命题热点一,命题热点二,命题热点三,规律方法利用功能关系解题的基本思路,-21-,命题热点一,命题热点二,命题热点三,拓展训练2(2018四川成都模拟)如图甲所示,倾角=30的足够长固定光滑斜面上,用平行于斜面的轻弹簧拉着质量m=1 kg的物体沿斜面向上运动。已知物体在t=1 s到t=3 s这段时间的v-t图象如图乙所示,弹簧的劲度系数k=200 N/m,重力加速度g取10 m/
10、s2。则在该段时间内( ) A.物体的加速度大小为2 m/s2 B.弹簧的伸长量为3 cm C.弹簧的弹力做功为30 J D.物体的重力势能增加36 J,B,-22-,命题热点一,命题热点二,命题热点三,-23-,命题热点一,命题热点二,命题热点三,能量观点和动力学的综合应用 常以选择题和计算题形式考查物体的运动过程及在这个过程中各个力的做功及能量转化情况。,-24-,命题热点一,命题热点二,命题热点三,例4如图所示,质量m0=3 kg的足够长的小车静止在光滑的水平面上,半径 R=0.8 m的 光滑圆轨道的下端与小车的右端平滑对接,质量m=1 kg的物块(可视为质点)由轨道顶端静止释放,接着物
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