《（江蘇專版）2018版高考物理二輪復(fù)習(xí) 第一部分 專題六 機械能守恒定律 功能關(guān)系學(xué)案》由會員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《（江蘇專版）2018版高考物理二輪復(fù)習(xí) 第一部分 專題六 機械能守恒定律 功能關(guān)系學(xué)案（13頁珍藏版）》請在裝配圖網(wǎng)上搜索。

1、專題六機械能守恒定律功能關(guān)系江蘇卷考情導(dǎo)向考點考題考情機械能守恒定律的應(yīng)用2017年江蘇T9考查動能定理的應(yīng)用、共點力平衡的條件及其應(yīng)用、牛頓第二定律2016年江蘇高考T14考查力的平行四邊形定則與平衡條件的應(yīng)用及系統(tǒng)機械能守恒1高考在本專題的命題方式為選擇題和計算題2高考的命題熱點集中在機械能守恒的判斷、機械能守恒定律的應(yīng)用，利用功能關(guān)系分析各種能的變化，綜合性命題常與平拋運動、圓周運動相結(jié)合功能關(guān)系及能量守恒2015年江蘇高考T9考查牛頓第二定律和功能關(guān)系2013年江蘇T9考查功能關(guān)系和動能定理考點1| 機械能守恒定律的應(yīng)用難度：中檔題 題型：選擇題、計算題 五年2考(對應(yīng)學(xué)生用書第27頁

2、)1(2016江蘇高考T14)如圖61所示，傾角為的斜面A被固定在水平面上，細(xì)線的一端固定于墻面，另一端跨過斜面頂端的小滑輪與物塊B相連，B靜止在斜面上滑輪左側(cè)的細(xì)線水平，右側(cè)的細(xì)線與斜面平行A、B的質(zhì)量均為m撤去固定A的裝置后，A、B均做直線運動不計一切摩擦，重力加速度為g求：圖61(1)A固定不動時，A對B支持力的大小N；(2)A滑動的位移為x時，B的位移大小s；(3)A滑動的位移為x時的速度大小vA 【導(dǎo)學(xué)號：17214098】【解題關(guān)鍵】關(guān)鍵語句信息解讀細(xì)線的一端固定于墻面，另一端跨過斜面頂端的小滑輪與物塊B相連A向左滑動的位移為x時，B相對斜面下移的距離也為x，但對地的位移不是x不計

3、一切摩擦A、B組成的系統(tǒng)機械能守恒【解析】(1)支持力的大小Nmgcos (2)根據(jù)幾何關(guān)系sxx(1cos )，syxsin 且s解得sx(3)B的下降高度syxsin 根據(jù)機械能守恒定律mgsymvmv根據(jù)速度的定義得vA，vB則vBvA解得vA【答案】(1)mgcos (2)x(3)2(多選)(2017江蘇高考T9)如圖62所示，三個小球A、B、C的質(zhì)量均為m，A與B、C間通過鉸鏈用輕桿連接，桿長為LB、C置于水平地面上，用一輕質(zhì)彈簧連接，彈簧處于原長現(xiàn)A由靜止釋放下降到最低點，兩輕桿間夾角由60變?yōu)?20A、B、C在同一豎直平面內(nèi)運動，彈簧在彈性限度內(nèi)，忽略一切摩擦，重力加速度為g則此

4、下降過程中() 【導(dǎo)學(xué)號：17214099】圖62AA的動能達(dá)到最大前，B受到地面的支持力小于mgBA的動能最大時，B受到地面的支持力等于mgC彈簧的彈性勢能最大時，A的加速度方向豎直向下D彈簧的彈性勢能最大值為mgLABA對：取A、B、C整體研究，三個小球皆靜止時，地面對B、C球的彈力各為mg當(dāng)A球下降時，只要A球未達(dá)最大速度，有豎直向下的加速度，A球就處于失重狀態(tài)，地面對B球的支持力小于mgB對：A球的動能最大時，aA0，系統(tǒng)在豎直方向上F合0，則地面對B球的彈力為mgC錯：彈簧的彈性勢能最大時，對應(yīng)著彈簧伸長量最大，A球運動到最低點，此時vA0，但aA0，加速度方向豎直向上D錯：兩桿間夾

5、角由60變?yōu)?20，A球下落的距離hLsin 60Lsin 30L，A球重力勢能的減少量為EpmgL由能量轉(zhuǎn)化知，彈簧的彈性勢能最大值為mgL機械能守恒定律應(yīng)用中的“三選取”(1)研究對象的選取研究對象的選取是解題的首要環(huán)節(jié)，有的問題選單個物體(實為一個物體與地球組成的系統(tǒng))為研究對象，有的選幾個物體組成的系統(tǒng)為研究對象，如圖63所示單選物體A機械能減少不守恒，但由物體A、B二者組成的系統(tǒng)機械能守恒圖63(2)研究過程的選取研究對象的運動過程分幾個階段，有的階段機械能守恒，而有的階段機械能不守恒，因此在應(yīng)用機械能守恒定律解題時要注意過程的選取(3)機械能守恒表達(dá)式的選取守恒觀點：Ek1Ep1E

6、k2Ep2(需選取參考面)轉(zhuǎn)化觀點：EpEk(不需選取參考面)轉(zhuǎn)移觀點：EA增EB減(不需選取參考面)考向1機械能守恒條件的應(yīng)用1(2017鎮(zhèn)江一模)風(fēng)洞飛行體驗是運用先進的科技手段實現(xiàn)高速風(fēng)力將人吹起并懸浮于空中，如圖64所示若在人處于懸浮狀態(tài)時增加風(fēng)力，則體驗者在加速上升過程中() 【導(dǎo)學(xué)號：17214100】圖64A處于失重狀態(tài)，機械能增加B處于失重狀態(tài)，機械能減少C處于超重狀態(tài)，機械能增加D處于超重狀態(tài)，機械能減少C由題意可知，人加速向上運動，故人的加速度向上，處于超重狀態(tài)；由于風(fēng)力對人做正功，故人的機械能增加，故C正確，A、B、D錯誤2(2017泰州三模)如圖65所示，每級臺階的高和

7、寬均相等，一小球拋出后從臺階上逐級彈下，在每級臺階上彈起的高度相同，落在每級臺階上的位置離邊緣的距離也相同，則()圖65A小球落到每級臺階前瞬間的速度相等B小球在相鄰臺階間運動的時間越來越短C小球在整個運動過程中機械能守恒D小球與臺階碰撞過程中受摩擦力作用A小球平拋后落在臺階上，落到臺階上瞬間的速度方向斜向下，反彈后做斜拋運動，即豎直向上做勻減速直線運動，加速度為重力加速度，水平方向上做勻速運動，由題意知每級臺階上彈起的高度相同，落在每級臺階上的位置離邊緣的距離也相同，所以小球在運動過程中不受空氣阻力，小球與臺階碰撞過程中不受摩擦力作用，所以小球落到每級臺階前瞬間的速度相等，故A正確，D錯誤；

8、因在豎直方向上球與臺階碰撞前后速度不相等，所以機械能不守恒，C錯誤；由于小球每次彈起，豎直向上做加速度為重力加速度的勻減速直線運動，而每級臺階上彈起的高度相同，由逆向思維可得：hgt2，所以小球在相鄰臺階間運動的時間不變，故B錯誤考向2單個物體機械能守恒3(2017南京四模)背越式跳高是一項跳躍垂直障礙的運動項目，包括助跑、起跳、過桿和落地四個階段，圖為從起跳到落地運動過程分解圖，某同學(xué)身高180 m，體重60 kg，參加學(xué)校運動會成功地越過190 m的橫桿，該同學(xué)跳起時刻的動能可能是下列哪個值()【導(dǎo)學(xué)號：17214101】圖66A500 JB600 JC800 J D2 000 JC運動員

9、跳高過程可以看作豎直上拋運動，當(dāng)重心達(dá)到橫桿時速度恰好為零，有：運動員重心升高高度至少為：h190 m m10 m根據(jù)機械能守恒定律可知，跳起時的動能：Ekmgh60101 J600 J；因?qū)嶋H過程中可能存在阻力，則可知，只有動能大于600 J時才能成功越過，但2 000 J不符合實際，故只有C正確，A、B、D錯誤考向3系統(tǒng)機械能守恒4(2017連云港模擬)如圖67所示，一根長度L5 m的輕桿兩端用光滑鉸鏈連接兩個物塊A、B，兩物塊質(zhì)量均為m1 kg，A靠在光滑墻壁上，B放在水平地面上，此時桿與地面夾角為53取g10 m/s2，sin 3706，cos 3708圖67(1)若地面是粗糙的，要讓

10、桿不倒下，則物塊B與地面間的動摩擦因數(shù)至少為多大(假設(shè)最大靜摩擦力等于滑動摩擦力)；(2)若地面是光滑的，求當(dāng)桿與水平面夾角為37時兩個物塊的速度大小【解析】(1)對A、B受力分析，分別列式為：對A在豎直方向上有：N1sin 53mg對B在水平方向上有：N1cos 53fNmgN1sin 53fN聯(lián)立解得：(2)下滑過程中，桿和物體構(gòu)成的系統(tǒng)機械能守恒，得到：mgL(sin 53sin 37)mvmv物塊沿桿速度相等，有：v1cos 53v2cos 37解得：v1 m/s，v2 m/s【答案】(1)(2) m/s m/s考點2| 功能關(guān)系及能量守恒難度：較難 題型：選擇題、計算題 五年2考(對

11、應(yīng)學(xué)生用書第28頁)3(多選)(2015江蘇高考T9)如圖68所示，輕質(zhì)彈簧一端固定，另一端與一質(zhì)量為m、套在粗糙豎直固定桿A處的圓環(huán)相連，彈簧水平且處于原長圓環(huán)從A處由靜止開始下滑，經(jīng)過B處的速度最大，到達(dá)C處的速度為零，ACh圓環(huán)在C處獲得一豎直向上的速度v，恰好能回到A彈簧始終在彈性限度內(nèi)，重力加速度為g則圓環(huán)()【導(dǎo)學(xué)號：17214102】圖68A下滑過程中，加速度一直減小B下滑過程中，克服摩擦力做的功為mv2C在C處，彈簧的彈性勢能為mv2mghD上滑經(jīng)過B的速度大于下滑經(jīng)過B的速度【解題關(guān)鍵】解此題應(yīng)注意以下三點：(1)圓環(huán)在A處時，彈簧水平且處于原長，此時彈簧彈性勢能為零(2)經(jīng)

12、過B處的速度最大，則加速度為零(3)圓環(huán)下滑過程中和上滑過程中克服摩擦力做功大小相同BD圓環(huán)下落時，先加速，在B位置時速度最大，加速度減小至0從B到C圓環(huán)減速，加速度增大，方向向上，選項A錯誤圓環(huán)下滑時，設(shè)克服摩擦力做功為Wf，彈簧的最大彈性勢能為Ep，由A到C的過程中，根據(jù)能量關(guān)系有mghEpWf由C到A的過程中，有mv2EpWfmgh聯(lián)立解得Wfmv2，Epmghmv2選項B正確，選項C錯誤設(shè)圓環(huán)在B位置時，彈簧的彈性勢能為Ep，根據(jù)能量守恒，A到B的過程有mvEpWfmgh，B到A的過程有mvEpmghWf，比較兩式得vBvB，選項D正確4(多選)(2013江蘇高考T9)如圖69所示，水

13、平桌面上的輕質(zhì)彈簧一端固定，另一端與小物塊相連彈簧處于自然長度時物塊位于O點(圖中未標(biāo)出)物塊的質(zhì)量為m，ABa，物塊與桌面間的動摩擦因數(shù)為現(xiàn)用水平向右的力將物塊從O點拉至A點，拉力做的功為W撤去拉力后物塊由靜止向左運動，經(jīng)O點到達(dá)B點時速度為零重力加速度為g則上述過程中()【導(dǎo)學(xué)號：17214103】圖69A物塊在A點時，彈簧的彈性勢能等于WmgaB物塊在B點時，彈簧的彈性勢能小于WmgaC經(jīng)O點時，物塊的動能小于WmgaD物塊動能最大時彈簧的彈性勢能小于物塊在B點時彈簧的彈性勢能BC由于有摩擦，O點不在AB的中點，而是在AB中點的左側(cè)(如圖所示)由題知ABa，OA，OB根據(jù)功能關(guān)系，物塊在

14、A點時，彈簧的彈性勢能EpWmgOAWmga，選項A錯誤；物塊在B點時，彈簧的彈性勢能EpEpmgaWmgOAmgaWmga，選項B正確；物塊在O點的動能EkEpmgOAW2mgOAWmga，選項C正確；物塊動能最大時，彈簧的彈力kxmg，此時物塊處于M點(如圖所示)，如果BOOM，則物塊動能最大時彈簧的彈性勢能大于物塊在B點時彈簧的彈性勢能，選項D錯誤功是能量轉(zhuǎn)化的量度，是能量轉(zhuǎn)化的標(biāo)志功能量轉(zhuǎn)化合外力做功合外力的功等于物體動能的變化量(動能定理)重力做功重力所做的功等于物體重力勢能的變化量彈力做功彈力所做的功等于物體彈性勢能的變化量除重力和彈力做功外，其他力的合功除重力和彈力做功外，其他力

15、(包括其他外力、摩擦力等)的合功等于物體機械能的變化量摩擦力的相對功(摩擦力與相對路程的乘積)摩擦力與相對路程的乘積為系統(tǒng)的發(fā)熱量考向1能量轉(zhuǎn)化與守恒關(guān)系的應(yīng)用5(多選)(2017鹽城二模)如圖610所示，在豎直平面內(nèi)固定兩個很靠近的同心圓軌道，外圓內(nèi)表面光滑，內(nèi)圓外表面粗糙，一質(zhì)量為m的小球從軌道的最低點以初速度v0向右運動球的直徑略小于兩圓間距，球運動的軌道半徑為R，不計空氣阻力，下列說法正確的是()【導(dǎo)學(xué)號：17214104】圖610A若v0，則小球在整個運動過程中克服摩擦力做功等于mgRB若使小球在最低點的速度v0大于，則小球在整個運動過程中，機械能守恒C若小球要做一個完整的圓周運動，

16、小球在最低點的速度v0必須大于等于D若小球第一次運動到最高點，內(nèi)圓對小球的支持力為05mg，則小球在最低點對外圓環(huán)的壓力為55mgAB若使小球始終做完整的圓周運動，小球應(yīng)沿外圓內(nèi)側(cè)運動，在運動過程中不受摩擦力，機械能守恒，小球恰好運動到最高點時速度設(shè)為v，則有：mgm，由機械能守恒定律得：mvmg2Rmv2，小球在最低點時的最小速度為：v0，所以若使小球始終做完整的圓周運動，則v0一定不小于，故B正確；若v0，小球在運動過程中一定與內(nèi)圓接觸，機械能不斷減少，經(jīng)過足夠長時間，小球最終可能在圓心下方做往復(fù)運動，最高點與圓心等高，機械能為mgR，最低點的機械能為：mv2mgR，故小球在整個運動過程中

17、機械能損失mgR，即克服摩擦力做功等于mgR，故A正確；若小球的速度小于，也是有可能做一個完整的圓周運動的，只是最終在圓心下方做往復(fù)運動，故C錯誤；若小球第一次運動到最高點，內(nèi)圓對小球的支持力為05mg，根據(jù)牛頓第二定律，有：mg05mgm，若圓環(huán)內(nèi)外表面均光滑，則到達(dá)最低點的速度滿足：mv2mv2mg2R，在最低點：FNmgm，解得FN55mg，但由于內(nèi)圓外表面粗糙，所以小球在最低點對外圓環(huán)的壓力小于55mg考向2功能關(guān)系的綜合應(yīng)用6(多選)(2017達(dá)州市一模)如圖611所示，質(zhì)量為m的一輛小汽車從水平地面AC上的A點沿斜坡勻速行駛到B點B距水平面高h(yuǎn)，以水平地面為零勢能面，重力加速度為g

18、小汽車從A點運動到B點的過程中(空氣阻力不能忽略)，下列說法正確的是() 【導(dǎo)學(xué)號：17214105】圖611A合外力做功為零B合外力做功為mghC小汽車的機械能增加量為mghD牽引力做功為mghAC汽車勻速運動，動能不變，則根據(jù)動能定理可知，合外力做功為零，故A正確，B錯誤；小汽車動能不變，重力勢能增加了mgh，則可知小汽車機械能增加量為mgh，故C正確；對上升過程由動能定理可知，牽引力的功等于重力勢能的增加量和克服阻力做功之和，故牽引力做功一定大于mgh，故D錯誤7(2017徐州二模)如圖612所示，左端帶有擋板P的長木板質(zhì)量為m，置于光滑水平面上，勁度系數(shù)很大的輕彈簧左端與P相連，彈簧處

19、于原長時右端在O點，木板上表面O點右側(cè)粗糙、左側(cè)光滑若將木板固定，質(zhì)量也為m的小物塊以速度v0從距O點為L的A點向左運動，與彈簧碰撞后反彈，向右最遠(yuǎn)運動至B點，OB的距離為3L，已知重力加速度為g圖612(1)求物塊和木板間動摩擦因數(shù)及上述過程彈簧的最大彈性勢能Ep(2)解除對木板的固定，物塊仍然從A點以初速度v0向左運動，由于彈簧勁度系數(shù)很大，物塊與彈簧接觸時間很短可以忽略不計，物塊與彈簧碰撞后，木板與物塊交換速度求物塊從A點運動到剛接觸彈簧經(jīng)歷的時間t；物塊最終離O點的距離x 【導(dǎo)學(xué)號：17214106】【解析】(1)研究物塊從A點開始運動至B點的過程，由動能定理有：mg(4L)0mv解得

20、：研究物塊從彈簧壓縮量最大處至B點的過程，由功能關(guān)系有：mg(3L)0Ep解得：Epmv(2)設(shè)物塊在木板上運動的加速度大小為a1，則有：mgma1 解得：a1g(方向水平向右)設(shè)木板運動的加速度大小為a2，則有：mgma2解得：a2g(方向水平向左)由幾何關(guān)系有：(v0ta1t2)a2t2L 解得：t1，t2(舍去)設(shè)物塊剛接觸彈簧時，物塊和木板速度分別是v1、v2，則有：v1v0a1t1v2a2t1物塊和木板碰撞交換速度后，在摩擦力作用下分別做加速和減速運動，設(shè)運動的時間為t、達(dá)到共同速度為v，則有：vv2a1tvv1a2t解得：v1v0，v2v0，v上述過程由功能關(guān)系有：mg(Lx)(2

21、m)v2mv解得：xL【答案】(1)mv(2)L規(guī)范練高分| 動力學(xué)與功能關(guān)系綜合應(yīng)用問題(對應(yīng)學(xué)生用書第30頁)典題在線(2017河南鄭州二模)(17分)如圖613是利用傳送帶裝運煤塊的示意圖其中傳送帶長L6 m，傾角37，煤塊與傳送帶間的動摩擦因數(shù)08，傳送帶的主動輪和從動輪半徑相等主動輪軸頂端與運煤車底板間的豎直高度H18 m，與運煤車車廂中心的水平距離x12 m現(xiàn)在傳送帶底端由靜止釋放一些煤塊(可視為質(zhì)點)，質(zhì)量m5_kg，煤塊在傳送帶的作用下運送到高處要使煤塊在輪的最高點水平拋出并落在車廂中心取g10 m/s2，sin 3706，cos 3708求：圖613(1)煤塊在輪的最高點水平

22、拋出時的速度；(2)主動輪和從動輪的半徑R；(3)電動機運送煤塊多消耗的電能信息解讀煤塊與傳送帶間存在摩擦力煤塊放在傳送帶上的運動有兩種可能：a一直加速到頂端b先加速后勻速到頂端最高點煤塊對輪子的壓力為零，平拋的水平距離恰好為x多消耗的電能等于煤塊增加的機械能與因摩擦產(chǎn)生的內(nèi)能之和考生抽樣閱卷點評點評內(nèi)容點評1該生在第(1)、(2)步的計算上思路清晰，第(3)加速度的計算正確，故可得分點評2(2)煤塊放在傳送帶上后的運動狀態(tài)判斷失誤，造成計算錯誤點評3第式的方程正確，可得分點評4因中數(shù)據(jù)出錯，造成數(shù)據(jù)錯誤，失去結(jié)果分規(guī)范解答【解析】(1)煤塊離開傳送帶后做平拋運動水平方向xvt(1分)豎直方向

23、Hgt2(1分)代入數(shù)據(jù)得v2 m/s(1分)(2)要使煤塊在輪的最高點做平拋運動，則煤塊到達(dá)輪的最高點時對輪的壓力為零(1分)由牛頓第二定律得：mgm(2分)代入數(shù)據(jù)解得R04 m(1分)(3)由牛頓第二定律Fma得mgcos mgsin ma(2分)即a04 m/s2(1分)由vv0at，v00得煤塊勻加速運動的時間t5 s(1分)煤塊的位移x1at25 mtan 37，所以煤塊將勻速運動到頂端(1分)由功能關(guān)系得傳送帶多消耗的電能Emv2mgcos 37(vtx1)mgLsin 37(2分)代入數(shù)據(jù)，由以上各式得E350 J(2分)【答案】(1)2 m/s(2)04 m(3)350 J評分標(biāo)準(zhǔn)(1)在第(2)中不進行壓力為零的分析，只寫出方程且結(jié)果計算正確同樣給滿分(2)第(3)中只寫出方程而沒有寫出結(jié)果，不影響得分(3)第后沒有對結(jié)果和運動情況分析，不影響得分(4)對第分步書寫，只要正確可給分13