2019届高考物理二轮复习板块一专题突破复习专题二能量与动量第二讲机械能守恒功能关系学案

2019届高考物理二轮复习板块一专题突破复习专题二能量与动量第二讲机械能守恒功能关系学案 [知识建构] [高考调研] 1.考查方向预测：①几个重要功能关系的应用．②机械能守恒定律与力学规律的综合应用．③综合应用能量守恒定律和动力学 方法 快递客服问题件处理详细方法山木方法pdf计算方法pdf华与华方法下载八字理论方法下载 分析问题．④功能关系在电学中的应用． 2.常用的思想方法：机械能守恒的判断方式、能量守恒定律求解往复类问题的基本方法． (2)机械能守恒定律与动能定理的区别与联系 (3)内容：能量既不能凭空产生，也不能凭空消失．它只能从一种形式转化为另一种形式，或从一个物体转移到另一个物体，在转化或转移的过程中其总量保持不变． (4) 表 关于同志近三年现实表现材料材料类招标技术评分表图表与交易pdf视力表打印pdf用图表说话 pdf 达式：ΔE减＝ΔE增 ΔE增为末状态的能量减去初状态的能量，而ΔE减为初状态的能量减去末状态的能量． 考向一　机械能守恒定律及其应用 [归纳提炼] 1．机械能守恒定律的三种表达形式 2．应用机械能守恒定律解题的基本思路 (2017·河北六校联考)如图所示，在竖直方向上A、B两物体通过劲度系数为k的轻质弹簧相连，A放在水平地面上；B、C两物体通过细绳绕过轻质定滑轮相连，C放在固定的光滑斜面上．用手拿住C，使细线刚刚拉直但无拉力作用，并保证ab段的细线竖直、cd段的细线与斜面平行．已知A、B的质量均为m，C的质量为4m，重力加速度为g，细线与滑轮之间的摩擦不计，开始时整个系统处于静止状态．释放C后C沿斜面下滑，A刚离开地面时，B获得最大速度．求： (1)斜面的倾角α； (2)B的最大速度v. [思路点拨]　(1)当B获得最大速度时a＝0. (2)弹簧处于压缩状态和伸长状态时的弹性势能相等． [解析]　(1)设当物体A刚刚离开地面时，弹簧的伸长量为xA，对A有kxA＝mg. 此时B受到重力mg、弹簧的弹力kxA、细绳拉力T三个力的作用．设B的加速度为a， 根据牛顿第二定律， 对B有，T－mg－kxA＝ma， 对C有，4mgsinα－T＝4ma， 当B获得最大速度时，有a＝0， 由此解得sinα＝0.5，所以α＝30°. (2)开始时弹簧压缩的长度为xB＝ 当物体A刚离开地面时，B上升的距离以及C沿斜面下滑的距离为xA＋xB. 由于xA＝xB，弹簧处于压缩状态和伸长状态时的弹性势能相等，且物体A刚刚离开地面时，B、C两物体的速度相等，设为v，由机械能守恒 4mg(xA＋xB)sinα－mg(xA＋xB)＝ 代入数值解得v＝2g [ 答案 八年级地理上册填图题岩土工程勘察试题省略号的作用及举例应急救援安全知识车间5s试题及答案 ]　(1)α＝30°　(2)2g 高考对机械能守恒定律应用的考查，多数情况下考查的是两个物体组成的系统，这两个物体一般由细绳或轻杆连接在一起.求解这类问题的方法是先找到两物体的速度关系，从而确定系统动能的变化，其次找到两物体上升或下降的高度关系，从而确定系统重力势能的变化，然后按照系统动能的增加量减少量等于重力势能的减少量增加量列方程求解. [熟练强化] 迁移一　单个物体的机械能守恒 1．(2016·山西右玉一模)一小球以一定的初速度从图示位置进入光滑的轨道，小球先进入圆轨道1，再进入圆轨道2，圆轨道1的半径为R，圆轨道2的半径是轨道1的1.8倍，小球的质量为m，若小球恰好能通过轨道2的最高点B，则小球在轨道1上经过A处时对轨道的压力为(　　) A．2mg B．3mg C．4mg D．5mg [解析]　小球恰好能通过轨道2的最高点B时，有mg＝ [答案]　C 迁移二　绳连接体的机械能守恒问题 2．(2017·南京模拟)如图所示，一半圆形碗的边缘上装有一定滑轮，滑轮两边通过一不可伸长的轻质细线挂着两个小物体，质量分别为m1、m2，m1>m2.现让m1从靠近定滑轮处由静止开始沿碗内壁下滑．设碗固定不动，其内壁光滑、半径为R.则m1滑到碗最低点时的速度为(　　) A．2 C. [解析]　设当m1到达碗最低点时速率为v1，此时m2的速率为v2，则有v1cos45°＝v2，对m1、m2由机械能守恒定律得m1gR＝m2g [答案]　D 迁移三　杆连接体的机械能守恒问题 3．(多选)(2015·全国卷Ⅱ)如图，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 [解析]　因为杆对滑块b的限制，a落地时b的速度为零，所以b的运动为先加速后减速，杆对b的作用力对b做的功即为b所受合外力做的总功，由动能定理可知，杆对b先做正功后做负功，故A错．对a、b组成的系统应用机械能守恒定律有：mgh＝ [答案]　BD 考向二　功能关系能量守恒定律 [归纳提炼] 1．常见的功能关系 2．运用能量守恒定律求解往复运动类问题的基本思路 　(多选)(2017·江苏卷)如图所示，三个小球A、B、C的质量均为m，A与B、C间通过铰链用轻杆连接，杆长为L.B、C置于水平地面上，用一轻质弹簧连接，弹簧处于原长．现A由静止释放下降到最低点，两轻杆间夹角α由60°变为120°.A、B、C在同一竖直平面内运动，弹簧在弹性限度内，忽略一切摩擦，重力加速度为g.则此下降过程中(　　) A．A的动能达到最大前，B受到地面的支持力小于 B．A的动能最大时，B受到地面的支持力等于 C．弹簧的弹性势能最大时，A的加速度方向竖直向下 D．弹簧的弹性势能最大值为 [思路路线]　 [解析]　A球初态v0＝0，末态v＝0，因此A球在运动过程中先加速后减速，当速度最大时，动能最大，加速度为0，故A的动能达到最大前，A具有向下的加速度，处于失重状态，由整体法可知在A的动能达到最大之前，B受到地面的支持力小于 [答案]　AB 功能关系的应用“三注意” (1)分清是什么力做功，并且分析该力做正功还是做负功；根据功能之间的对应关系，确定能量之间的转化情况． (2)也可以根据能量之间的转化情况，确定是什么力做功，尤其可以方便计算变力做功的多少． (3)功能关系反映了做功和能量转化之间的对应关系，功是能量转化的量度和原因，在不同问题中的具体表现不同． [熟练强化] 迁移一　与弹簧相关的功能关系 1. (多选)(2016·全国卷Ⅱ)如图，小球套在光滑的竖直杆上，轻弹簧一端固定于O点，另一端与小球相连．现将小球从M点由静止释放，它在下降的过程中经过了N点．已知在M、N两点处，弹簧对小球的弹力大小相等，且∠ONM<∠OMN< A．弹力对小球先做正功后做负功 B．有两个时刻小球的加速度等于重力加速度 C．弹簧长度最短时，弹力对小球做功的功率为零 D．小球到达N点时的动能等于其在M、N两点的重力势能差 [解析]　因M和N两点处弹簧对小球的弹力大小相等，且∠ONM<∠OMN< [答案]　BCD 迁移二　与传送带相关的功能关系 2．(多选)(2017·郑州外校期中测试)如右图所示，质量为m的物块从倾角为θ的传送带底端由静止释放，传送带由电动机带动，始终保持速率v匀速运动，物块与传动带间的动摩擦因数为μ(μ>tanθ)，物块到达顶端前能与传送带保持相对静止．在物块从静止释放到相对传送带静止的过程中，下列说法正确的是(　　) A．电动机因运送物块多做的功为mv2 B．系统因运送物块增加的内能为 C．传送带克服摩擦力做的功为 D．电动机因运送物块增加的功率为μmgvcosθ [解析]　电动机多做的功等于系统摩擦产生的内能和物块机械能的增加量．对物块，增加的机械能为ΔE＝f·L＝μmgcosθ· [答案]　BD 迁移三　木块—滑块问题中的功能关系 3．如图所示，质量为m2＝0.6 kg的薄木板静止在光滑水平地面上，木板上有一质量为m1＝0.2 kg的小铁块，它离木板的右端距离d＝0.5 m，铁块与木板间的动摩擦因数为0.2.现用拉力向左以3 m/s2的加速度将木板从铁块下抽出，求： (1)将木板从铁块下抽出时，铁块和木板的动能各为多少？ (2)将木板从铁块下抽出的过程中木板对铁块做的功． (3)系统产生的内能和拉力F做的功． [解析]　(1)对小铁块，由牛顿第二定律得μmg＝ma1，则a1＝2.0 m/s2，木板的加速度a2＝3 m/s2，设经过时间t， 将木板从铁块下抽出，则有 代入数值解得t＝1 s. 铁块末速度v1＝a1t＝2 m/s， 木板末速度v2＝a2t＝3 m/s， 铁块的动能Ek1＝ 木板的动能Ek2＝ (2)铁块位移x1＝ 木板位移x2＝ 这一过程，木板对铁块做的功为W1＝μm1gx1＝0.4 J. (3)系统产生的内能Q＝μm1gd＝0.2 J，拉力做的功W＝ [答案]　(1)0.4 J　2.7 J　(2)0.4 J　(3)0.2 J　3.3 J 高考题答题 规范 编程规范下载gsp规范下载钢格栅规范下载警徽规范下载建设厅规范下载 ——功能关系在电磁感应中的应用 [考点归纳] 电磁感应中的功能关系 [典题示例] (18分)(2015·天津卷)如图所示，“凸”字形硬质金属线框质量为m，相邻各边互相垂直，且处于同一竖直平面内，ab边长为l，cd边长为2l，ab与cd平行，间距为2l.匀强磁场区域的上下边界均水平，磁场方向垂直于线框所在平面．开始时，cd边到磁场上边界的距离为2l，线框由静止释放，从cd边进入磁场直到ef、pq边进入磁场前，线框做匀速运动．在ef、pq边离开磁场后，ab边离开磁场之前，线框又做匀速运动．线框完全穿过磁场过程中产生的热量为Q.线框在下落过程中始终处于原竖直平面内，且ab、cd边保持水平，重力加速度为g.求： (1)线框ab边将离开磁场时做匀速运动的速度大小是cd边刚进入磁场时的几倍； (2)磁场上下边界间的距离H. [审题指导] 第一步　读题干—提信息 题干 信息 1)线框由静止释放 说明线框开始做自由落体运动． 2)线框做匀速运动 说明重力与安培力平衡． 3)线框完全穿过磁场过程中产生的热量为Q 说明机械能的减少量为Q. 第二步　审程序—顺思路 [满分答案]　(1)设磁场的磁感应强度大小为B，cd边刚进入磁场时，线框做匀速运动的速度为v1，cd边上的感应电动势为E1，由法拉第电磁感应定律，有 E1＝2Blv1①(1分) 设线框总电阻为R，此时线框中电流为I1，由闭合电路欧姆定律，有 I1＝ 设此时线框所受安培力为F1，有F1＝2I1lB③(1分) 由于线框做匀速运动，其受力平衡，有mg＝F1④(1分) 由①②③④式得v1＝ 设ab边离开磁场之前，线框做匀速运动的速度为v2，同理可得 v2＝ 由⑤⑥式得 (2)线框自释放直到cd边进入磁场前，由机械能守恒定律，有 2mgl＝ 线框完全穿过磁场的过程中，由能量守恒定律，有 mg(2l＋H)＝ 由⑦⑧⑨式得H＝ [答案]　(1)4　(2) [满分心得]　(1)审题要规范：此题属于用牛顿定律和能量观点解决的电学综合题，应分析清每段受力及运动过程，采用分段处理． (2)解答要规范：书写物理表达式要以原始公式为依据，要分步列式，尽量不写综合式，否则容易失分，公式前要写清必要的文字说明． [满分体验]　(2017·德州市摸底)如右图所示，两根等高光滑的四分之一圆弧形轨道与一足够长水平轨道相连，圆弧的半径为R0、轨道间距为L1＝1 m，轨道电阻不计．水平轨道处在竖直向上的匀强磁场中，磁感应强度为B1＝1 T，圆弧轨道处于从圆心轴线上均匀向外辐射状的磁场中，如图所示．在轨道上有两长度稍大于L1、质量均为m＝2 kg、阻值均为R＝0.5 Ω的金属棒a、b，金属棒b通过跨过定滑轮的绝缘细线与一质量为M＝1 kg、边长为L2＝0.2 m、电阻r＝0.05 Ω的正方形金属线框相连．金属棒a从轨道最高处开始，在外力作用下以速度v0＝5 m/s沿轨道做匀速圆周运动到最低点MN处，在这一过程中金属棒b恰好保持静止．当金属棒a到达最低点MN处被卡住，此后金属线框开始下落，刚好能匀速进入下方h＝1 m处的水平匀强磁场B3中，B3＝ (1)辐射磁场在圆弧处磁感应强度B2的大小； (2)从金属线框开始下落到进入磁场前，金属棒a上产生的焦耳热Q； (3)若在线框完全进入磁场时剪断细线，线框在完全离开磁场B3时刚好又达到匀速，已知线框离开磁场过程中产生的焦耳热为Q1＝10.875 J，则磁场的高度H为多少． [解析]　(1)对金属棒b，由受力平衡 Mg＝B1IL1 由a、b金属棒和导轨组成的闭合回路，有 I＝ 联立方程，代入数值求得 B2＝2 T (2)根据能量守恒定律有 Mgh＝ 线框进入磁场的瞬间，由受力平衡，得 Mg＝B1I1L1＋B3I2L2 其中，I1＝ I2＝ 联立方程，代入数值求得 Q＝2 J (3)从线框完全进入磁场到完全出磁场，有 MgH＝ 在完全出磁场的瞬间，由受力平衡，得 Mg＝B3I3L2 其中，I3＝ 联立方程，代入数值求得 H＝1.2 m [答案]　(1)2 T　(2)2 J　(3)1.2 m