創(chuàng)新設(shè)計浙江鴨2017版高考物理二輪復習高分突破專題三功和能第12課時動力學和能量守恒的綜合應(yīng)用課件

1、第12課時　動力學和能量守恒的綜合應(yīng)用,知識點　能量守恒定律與能源(c/d)1.下列說法不正確的是(　　)A.力對物體做了多少功，物體就有多少能B.物體在速度增大時，其機械能可能在減小C.滑動摩擦力做功時，一定會引起機械能的轉(zhuǎn)化D.一個物體的能量增加，必定有別的物體能量減少答案　A,2.(2016·浙江諸暨中學期末)質(zhì)量為m的物體，由靜止開始下落，由于阻力的作用，下落的加速度為0.8g。在物體下落h的過程

2、中，下列說法正確的是(　　)A.物體的重力勢能增加了0.8mghB.物體的重力勢能減少了0.8mghC.物體克服阻力做功0.8mghD.物體的重力勢能減少了mgh,解析　一個物體重力勢能的變化量僅與高度的變化有關(guān)，與物體的運動狀態(tài)無關(guān)，所以物體下落h的過程中，物體的重力勢能減少了mgh。故A、B均錯誤；D正確；由于物體下落的加速度是0.8g。由牛頓第二定律得mg－f＝ma，得f＝mg－ma＝0.2mg，物體克服阻力做功W

3、＝fh＝0.2mgh，故C錯誤。答案　D,3. (如圖1)蹦床是青少年喜歡的一種體育活動，蹦床邊框用彈簧固定有彈性網(wǎng)角，運動員從最高點落下直至最低點的過程中，空氣阻力大小恒定，則運動員(　　),圖1,A.剛接觸網(wǎng)面時，動能最大B.機械能一直減少C.重力勢能的減少量等于彈性勢能的增加量D.重力做功等于克服空氣阻力做功解析　當運動員受到的彈力、阻力、重力三力的合力為零時加速度為零，動能最大，A錯誤；在此過程中除重力外，運動員受到的

4、彈力和阻力一起做負功，所以運動員的機械能減小，B正確；全過程由功能關(guān)系知mgh＝W阻＋Ep彈，所以C、D錯誤。答案　B,4.一顆子彈以某一水平速度擊中了靜止在光滑水平面上的木塊，并從中穿出，對于這一過程，下列說法正確的是(　　)A.子彈減少的機械能等于木塊增加的機械能B.子彈和木塊組成的系統(tǒng)機械能的損失量大于系統(tǒng)產(chǎn)生的熱量C.子彈減少的機械能等于木塊增加的動能與木塊增加的內(nèi)能之和D.子彈減少的動能等于木塊增加的動能與子

5、彈和木塊增加的內(nèi)能之和,解析　子彈射穿木塊的過程中，由于相互間摩擦力的作用使得子彈的動能減少，木塊獲得動能，同時兩者產(chǎn)生熱量，且系統(tǒng)產(chǎn)生的熱量在數(shù)值上等于系統(tǒng)機械能的損失，選項A、B、C均錯。答案 D,疑難點一　功能關(guān)系的理解和應(yīng)用1.做功的過程就是能量轉(zhuǎn)化的過程，不同形式的能量發(fā)生相互轉(zhuǎn)化是通過做功來實現(xiàn)的；功是能量轉(zhuǎn)化的量度，功和能的關(guān)系體現(xiàn)在不同的力做功，對應(yīng)不同形式的能轉(zhuǎn)化，且做功的多少與能量轉(zhuǎn)化的多少在數(shù)值上相等，解題時

6、必須明確哪些力做的功等于哪種能量的增加量或減少量。,2.相互作用的一對靜摩擦力做功的代數(shù)和為零，在靜摩擦力做功的過程中，只有機械能的轉(zhuǎn)移(靜摩擦力起著傳遞機械能的作用)，不產(chǎn)生內(nèi)能。3.相互作用的一對滑動摩擦力做功的代數(shù)和Wf＝－f·Δs(Δs為兩個物體之間的相對位移)，在一對滑動摩擦力做功的過程中機械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，產(chǎn)生的內(nèi)能等于滑動摩擦力與相對位移的乘積，Q＝f·Δs。,【練1】 如圖2所示，一張薄紙板放在光滑水

7、平面上，其右端放有小木塊，小木塊與薄紙板的接觸面粗糙，原來系統(tǒng)靜止?，F(xiàn)用水平恒力F向右拉薄紙板，小木塊在薄紙板上發(fā)生相對滑動，直到從薄紙板上掉下來。上述過程中有關(guān)功和能的說法正確的是 (　　),圖2,A.拉力F做的功等于薄紙板和小木塊動能的增加量B.摩擦力對小木塊做的功一定等于系統(tǒng)中由摩擦產(chǎn)生的熱量C.離開薄紙板前小木塊可能先做加速運動，后做勻速運動D.小木塊動能的增加量可能小于系統(tǒng)中由摩擦產(chǎn)生的熱量,解析　由功能關(guān)系，拉力F做

8、的功等于薄紙板和小木塊動能的增加量與系統(tǒng)產(chǎn)生的內(nèi)能之和，選項A錯誤；摩擦力對小木塊做的功等于小木塊動能的增加量，選項B錯誤；離開薄紙板前小木塊一直在做勻加速運動，選項C錯誤；對于系統(tǒng)，由摩擦產(chǎn)生的熱量Q＝FfΔL，其中ΔL為小木塊相對薄紙板運動的位移，即薄紙板的長度。對小木塊，F(xiàn)fL木＝ΔEk，L木為小木塊相對地面的位移，由于L木存在大于、等于或小于ΔL三種可能，即ΔEk存在大于、等于或小于Q三種可能，選項D正確。答案　D,易混點二　

9、不能正確應(yīng)用機械能守恒定律和能量守恒定律1.機械能守恒定律反映的是一個系統(tǒng)中只有重力和彈力做功，系統(tǒng)內(nèi)物體的重力勢能、彈性勢能和動能可以相互轉(zhuǎn)化，但總機械能不變。2.能量守恒定律反映的是一個系統(tǒng)除了機械能以外還有其他形式的能量參與轉(zhuǎn)化，總能量不變。3.機械能守恒定律的適用是有條件的，能量守恒定律的適用無條件。,【練2】 如圖3所示，一物體質(zhì)量m＝2 kg，在傾角θ＝37°的斜面上的A點以初速度v0＝3 m/s下滑，A點距

10、彈簧上端B的距離AB＝4 m。當物體到達B后將彈簧壓縮到C點，最大壓縮量BC＝0.2 m，然后物體又被彈簧彈上去，彈到的最高位置為D點，D點距A點AD＝3 m。擋板及彈簧質(zhì)量不計，g取10 m/s2，sin 37°＝0.6，求：,圖3,(1)物體與斜面間的動摩擦因數(shù)μ；(2)彈簧的最大彈性勢能Epm。,答案　(1)0.52　(2)24.4 J,疑難點三　應(yīng)用動力學和能量觀點分析直線、平拋和圓周運動`組合問題這類模型一般

11、各階段的運動過程具有獨立性，只要對不同過程分別選用相應(yīng)規(guī)律即可，兩個相鄰的過程連接點的速度是聯(lián)系兩過程的紐帶。很多情況下平拋運動末速度的方向是解決問題的重要突破口。,【練3】 滑板運動是極限運動的鼻祖，許多極限運動項目均由滑板項目延伸而來。如圖4所示是滑板運動的軌道，BC和DE是兩段光滑圓弧形軌道，BC段的圓心為O點，圓心角為60°，半徑OC與水平軌道CD垂直，水平軌道CD段粗糙且長8 m。一運動員從軌道上的A點以3 m/s的

12、速度水平滑出，在B點剛好沿軌道的切線方向滑入圓弧形軌道BC，經(jīng)CD軌道后沖上DE軌道，到達E點時速度減為零，然后返回。已知運動員和滑板的總質(zhì)量為60 kg，B、E兩點與水平面CD的豎直高度分別為h和H，且h＝2 m，H＝2.8 m，g取10 m/s2。求：,(1)運動員從A運動到達B點時的速度大小vB；(2)軌道CD段的動摩擦因數(shù)μ；(3)通過計算說明，第一次返回時，運動員能否回到B點？如能，請求出回到B點時的速度的大小；如不能，則

13、最后停在何處？,圖4,答案　(1)6 m/s　 (2)0.125　 (3)不能　 最后停在D點左側(cè)6.4 m處(或C點右側(cè)1.6 m處),疑難點四　應(yīng)用動力學和能量觀點分析傳送帶、滑塊——木板模型1.方法技巧傳送帶、滑塊—木板的問題是和實際聯(lián)系較緊密且較難的物理模型，是高中階段必須掌握的重要內(nèi)容。解決此類問題的關(guān)鍵是對物體進行動態(tài)分析和終態(tài)推斷，靈活巧妙地從能量的觀點和力的觀點來揭示其本質(zhì)、特征，列方程聯(lián)立求解。,2.解題模板,圖

14、5,(1)物體從A運動到B共需多少時間？(2)電動機因傳送該物體多消耗的電能。,答案　(1)2.4 s　(2)28 J,[真題示例],【例1】 (2015·10月浙江學考)畫作《瀑布》如圖所示。有人對此畫作了如下解讀：水流從高處傾瀉而下，推動水輪機發(fā)電，又順著水渠流動，回到瀑布上方，然后再次傾瀉而下，如此自動地周而復始。這一解讀違背了(　　),圖6,A.庫侖定律B.歐姆定律C.電荷守恒定律D.能量守恒定律解析　水從

15、高處傾瀉而下，推動水輪機發(fā)電，水減少的重力勢能一部分轉(zhuǎn)化為電能，水的機械能減少，水又順著水渠流動，回到瀑布上方，機械能又變?yōu)樵瓉淼闹?，這違背了能量守恒定律，D選項正確。答案　D,【例2】 (2016·4月浙江學考)如圖7所示，裝置由一理想彈簧發(fā)射器及兩個軌道組成。其中軌道Ⅰ由光滑軌道AB與粗糙直軌道BC平滑連接，高度差分別是h1＝0.20 m，h2＝0.10 m，BC水平距離L＝1.00 m。軌道Ⅱ由AE、螺旋圓形EFG和G

16、B三段光滑軌道平滑連接而成，且A點與F點等高。當彈簧壓縮量為d時，恰能使質(zhì)量m＝0.05 kg的滑塊沿軌道Ⅰ上升到B點；當彈簧壓縮量為2d時，恰能使滑塊沿軌道Ⅰ上升到C點。(已知彈簧彈性勢能與壓縮量的平方成正比),(1)當彈簧壓縮量為d時，求彈簧的彈性勢能及滑塊離開彈簧瞬間的速度大??；(2)求滑塊與軌道BC間的動摩擦因數(shù)；(3)當彈簧壓縮量為d時，若沿軌道Ⅱ運動，滑塊能否上升到B點？請通過計算說明理由。,圖7,答案　(1)0.1 J

17、　2 m/s　(2)0.5　(3)見解析,[沖刺訓練],1.如圖8所示，勁度系數(shù)為k的輕質(zhì)彈簧，一端系在豎直放置、半徑為R的光滑圓環(huán)頂點P，另一端連接一套在圓環(huán)上且質(zhì)量為m的小球。開始時小球位于A點，此時彈簧處于原長且與豎直方向的夾角為45°，之后小球由靜止沿圓環(huán)下滑，小球運動到最低點B時的速率為v，此時小球與圓環(huán)之間的壓力恰好為零，已知重力加速度為g。下列分析正確的是(　　),圖8,答案　D,(1)為使小物塊不落在擋板上，求

18、拉力F作用的最長時間；(2)若小物塊在水平臺階上運動時，拉力F一直作用在小物塊上，當小物塊過O點時撤去拉力F，求小物塊擊中擋板上的位置坐標。,圖9,3.現(xiàn)代化的生產(chǎn)流水線大大提高了勞動效率，如圖10為某工廠生產(chǎn)流水線上的水平傳輸裝置的俯視圖，它由傳送帶和轉(zhuǎn)盤組成。物品從A處無初速、等時間間隔地放到傳送帶上，運動到B處后進入勻速轉(zhuǎn)動的轉(zhuǎn)盤隨其一起運動(無相對滑動)，到C處被取走裝箱。已知A、B的距離L＝9.0 m，物品在轉(zhuǎn)盤上與轉(zhuǎn)軸O的

19、距離R＝3.0 m、與傳送帶間的動摩擦因數(shù)μ1＝0.25，傳送帶的傳輸速度和轉(zhuǎn)盤上與O相距為R處的線速度均為v＝3.0 m/s，取g＝10 m/s2。問：,(1)物品從A處運動到B處的時間t；(2)若物品在轉(zhuǎn)盤上的最大靜摩擦力可視為與滑動摩擦力大小相等，則物品與轉(zhuǎn)盤間的動摩擦因數(shù)μ2至少為多大；(3)若物品的質(zhì)量為0.5 kg，每輸送一個物品從A到C，該流水線為此至少多做多少功。,圖10,答案　(1)3.6 s　(2)0.3　(3)

20、4.5 J,4.如圖11所示，“蝸牛狀”軌道OAB豎直固定在水平地面BC上，與地面在B處平滑連接。其中，“蝸牛狀”軌道由內(nèi)壁光滑的兩個半圓軌道OA、AB平滑連接而成，半圓軌道OA的,圖11,半徑R＝0.6 m，下端O剛好是半圓軌道AB的圓心。水平地面BC長xBC＝7 m，C處是一深坑。一質(zhì)量m＝0.5 kg的小球，從O點沿切線方向以某一速度v0進入軌道OA后，沿OAB軌道運動至水平地面。已知小球與水平地面間的動摩擦因數(shù)μ＝0.7，g取1

21、0 m/s2。,(1)為使小球不脫離OAB軌道，小球在O點的初速度的最小值vmin多大？(2)若v0＝9 m/s，求小球在B點對半圓軌道的壓力大小；(3)若v0＝9 m/s，通過計算說明，小球能否落入深坑？,由牛頓第二定律得：μmg＝ma解得：x＝7.5 m＞xBC＝7 m故小球能落入深坑。答案　(1)6 m/s　(2)48.75 N　(3)能落入深坑,5.利用彈簧彈射和皮帶傳動裝置可以將工件運至至高處。如圖12所示，已知傳送

22、軌道平面與水平方向成37°角，傾角也是37°的光滑斜面軌道固定于地面且與傳送軌道良好對接，彈簧下端固定在斜面底端，工件與皮帶間的動摩擦因數(shù)μ＝0.25。皮帶傳動裝置順時針勻速轉(zhuǎn)動的速度v＝4 m/s，兩輪軸心相距L＝5 m，B、C分別是傳送帶與兩輪的切點，輪緣與傳送帶之間不打滑。現(xiàn)將質(zhì)量m＝1 kg的工件放在彈簧上，用力將彈簧壓縮至A點后由靜止釋放，工件離開斜面頂端滑到皮帶上的B點時速度v0＝8 m/s，A、B間的距