(江苏专用)2020版高考物理二轮复习专题二第二讲机械能守恒定律功能关系课件
新课标2020版高考物理二轮复习专题二第2讲机械能守恒定律功能关系精
机械能守恒定律 功能关系(45分钟) [刷基础]1．(2019·四川内江第一次模拟)如图所示，弹性轻绳的一端套在手指上，另一端与弹力球连接，用手将弹力球以某一竖直向下的初速度向下抛出，抛出后手保持不动．从球抛出瞬间至球第一次到达最低点的过程中(弹性轻绳始终在弹性限度内，空气阻力忽略不计)，下列说法正确的是( )A ．绳伸直以后，绳的拉力始终做负功，球的动能一直减小B ．该过程中，手受到的绳的拉力先增大后减小C ．该过程中，重力对球做的功大于球克服绳的拉力做的功D ．最低点时，球、绳和地球组成的系统势能最大解析：绳伸直以后，绳的拉力始终做负功，但重力大于拉力时球的速度增大，故球的动能增大，当重力与拉力相等时球的速度最大，动能最大；继续向下，当重力小于拉力时球的速度减小，则球的动能减小，A 错误．该过程中，手受到绳的拉力一直增大，B 错误．该过程中重力对球做的功小于球克服绳的拉力做的功，C 错误．在最低点时，小球的动能为零，球、绳和地球组成的系统势能最大，D 正确．答案：D2．(2019·河南周口高三年级上学期期末调研)如图所示，一足够长的粗糙斜面固定在水平地面上，一小物块从斜面底端以初速度v 0沿斜面上滑至最高点的过程中损失的机械能为E .若小物块以2v 0的初速度沿斜面上滑，则滑至最高点的过程中损失的机械能为( )A ．E B.2E C ．2ED ．4E解析：对小物块上滑过程受力分析可知，重力和摩擦力做负功，由动能定理可知－F 合s＝0－12mv 20，则初速度由v 0变为2v 0时，可知滑行位移为s ′＝4s ；而由功能关系可知除重力做功以外的摩擦力做负功使得机械能减小，即F f ·s ＝E ，故位移变为4倍后，摩擦力不变，可得损失的机械能为原来的4倍，E ′＝4E ，故选项D 正确．答案：D3．韩晓鹏是我国首位在冬奥会雪上项目夺冠的运动员．他在一次自由式滑雪空中技巧比赛中沿“助滑区”保持同一姿态下滑了一段距离，重力对他做功 1 900 J ，他克服阻力做功100 J ．韩晓鹏在此过程中( )A ．动能增加了1 900 JB ．动能增加了2 000 JC ．重力势能减小了1 900 JD ．重力势能减小了2 000 J解析：运动员在运动过程中受到重力和阻力的作用，合力做的功等于动能的增加量，故动能增加了ΔE k ＝1 900 J －100 J ＝1 800 J ，选项A 、B 错误；重力做多少正功，重力势能就减小多少，故重力势能减小了1 900 J ，选项C 正确，D 错误．答案：C4．(2019·湖北八校高三联考)如图所示，倾角为α＝37°、长度为x ＝3 m 的光滑固定斜面，其底端与长木板B 上表面等高，原来B 静止在光滑水平地面上，左端与斜面接触但不粘连，斜面底端与B 的上表面接触处圆滑．一可视为质点的小滑块A 从斜面顶端处由静止开始下滑，最终A 刚好未从B 上滑下．已知A 、B 的质量相等，A 与B 上表面间的动摩擦因数μ＝0.5，sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8，重力加速度g 取10 m/s 2，则下列说法正确的是( )A ．A 在斜面上运动的时间为 3 sB ．A 在B 上滑动过程中，系统动量和机械能均守恒C ．A 的最终速度为 3 m/sD ．长木板B 的长度为1 m解析：斜面长x ＝3 m ，小滑块下滑的加速度a ＝g sin 37°，下滑时间为t ＝2xg sin 37°＝2×310×0.6s ＝1 s ，A 错误；A 在B 上运动过程中，存在摩擦力，故机械能不守恒，但A和B 组成的系统动量守恒，B 错误；下滑到底端时的速度为v 0＝2ax ＝2×6×3 m/s ＝6 m/s ，在水平面上运动过程中，A 和B 系统动量守恒，故mv 0＝2mv ，解得两者最终速度为v ＝3 m/s ，C 正确；最终A 刚好未从B 上滑下，说明A 滑到B 最右端时，两者速度相等，设木板B 的长度为L ，则根据能量守恒定律可得μmgL ＝12mv 20－12·2mv 2，解得L ＝1.8 m ，D 错误．答案：C5．(多选)(2019·山东潍坊高三期末)将质量为m 的小球在距地面高度为h 处抛出，抛出时的速度大小为v 0，小球落到地面时的速度大小为2v 0，若小球受到的空气阻力不能忽略，则对于小球下落的整个过程，下面说法中正确的是( )A ．小球克服空气阻力做的功小于mghB ．重力对小球做的功等于mghC ．合外力对小球做的功小于mv 20 D ．重力势能的减少量等于动能的增加量解析：从抛出到落地过程中动能变大了，重力做的功大于克服空气阻力所做的功，而这个过程中重力对小球做的功为mgh ，所以选项A 、B 正确；从抛出到落地过程中，合外力做的功等于小球动能的变化量，W 合＝ΔE k ＝12m (2v 0)2－12mv 20＝32mv 20＞mv 20，选项C 错误；因为小球在下落的过程中克服空气阻力做功，所以重力势能的减少量大于动能的增加量，选项D 错误．答案：AB6．(多选)(2018·高考江苏卷)如图所示，轻质弹簧一端固定，另一端连接一小物块，O 点为弹簧在原长时物块的位置．物块由A 点静止释放，沿粗糙程度相同的水平面向右运动，最远到达B 点．在从A 到B 的过程中，物块( )A ．加速度先减小后增大B ．经过O 点时的速度最大C ．所受弹簧弹力始终做正功D ．所受弹簧弹力做的功等于克服摩擦力做的功解析：物体从A 点到O 点过程，刚开始弹簧弹力大于摩擦力，弹力大于摩擦力过程，合力向右，加速度也向右，由于弹力减小，摩擦力不变，小球所受合力减小，加速度减小，弹力等于摩擦力时速度最大，此位置在A 点与O 点之间；弹力小于摩擦力时，合力方向与运动方向相反，弹力减小，摩擦力大小不变，物体所受合力增大，物体的加速度随弹簧形变量的减小而增加，物体做减速运动；从O 点到B 点的过程弹力增大，合力向左，加速度继续增大，选项A 正确，选项B 错误．从A 点到O 点过程，弹簧由压缩恢复原长弹力做正功，从O 点到B 点的过程，弹簧伸长，弹力做负功，故选项C 错误．从A 到B 的过程中根据动能定理知弹簧弹力做的功等于物体克服摩擦力做的功，故选项D 正确．答案：AD7．(多选)如图所示，物体A 、B 通过细绳及轻质弹簧连接在轻滑轮两侧，物体B 的质量为2m ，放置在倾角为30°的光滑斜面上，物体A 的质量为m ，用手托着物体A 使弹簧处于原长，细绳伸直，A 与地面的距离为h ，物体B 静止在斜面上挡板P 处．放手后物体A 下落，与地面即将接触时速度大小为v ，此时物体B 对挡板恰好无压力，则下列说法正确的是( )A ．弹簧的劲度系数为mghB ．此时弹簧的弹性势能等于mgh －12mv 2C ．此时物体A 的加速度大小为g ，方向竖直向上D ．此后物体B 可能离开挡板沿斜面向上运动解析：物体A 即将落地时，弹簧伸长量为h ，物体B 受力平衡，所以kh ＝2mg sin θ，所以k ＝mg h ，选项A 对；物体A 落地前，系统机械能守恒，所以弹性势能等于mgh －12mv 2，选项B 对；物体A 即将落地时，对A 应用牛顿第二定律得mg －kh ＝ma ，所以a ＝0，选项C 错；物体A 落地后，弹簧不再伸长，故物体B 不可能离开挡板沿斜面向上运动，选项D 错．答案：AB8．(多选)(2019·安徽皖南八校高三联考)如图甲所示，水平传送带始终以恒定速率v 1向右运行，质量为m 的物块，以v 2的初速度从与传送带等高的光滑水平地面上的A 处向左滑入传送带，若从物块滑上传送带开始计时，物块在传送带上运动的v t 图象(以地面为参考系)如图乙所示，已知v 2＞v 1，则( )A ．t 1时刻，物块离A 处的距离达到最大B ．t 2时刻，物块相对传送带滑动的距离达到最大C ．0～t 3时间内，物块一直受到方向向右的摩擦力D ．t 1～t 2时间内，由于带动物块电动机多做的功为mv 21解析：t 1时刻小物块向左运动到速度为零，离A 处的距离达到最大，故A 正确．t 2时刻前小物块相对传送带向左运动，之后相对静止，故B 正确．t 2～t 3时间内小物块不受摩擦力作用，故C 错误．t 1～t 2时间内，小物块在滑动摩擦力作用下，做匀加速运动，对小物块，有μmgv 12(t 2－t 1)＝12mv 21，t 1～t 2时间内，小物块增加的动能为12mv 21，小物块相对传送带的位移Δx ＝v 1(t 2－t 1)－v 12(t 2－t 1)＝v 12(t 2－t 1)，则系统产生的内能为μmg ·v 12(t 2－t 1)＝12mv 21，电动机多做的功等于小物块增加的动能和系统产生的内能之和，即mv 21，故D 正确．答案：ABD9．如图所示，在竖直平面内有一固定光滑轨道，其中AB 是长为x ＝10 m 的水平直轨道，BCD 是圆心为O 、半径为R ＝10 m 的34圆弧轨道，两轨道相切于B 点．在外力作用下，一小球从A 点由静止开始做匀加速直线运动，到达B 点时撤除外力．已知小球刚好能沿圆轨道经过最高点C ，重力加速度g 取10 m/s 2.求：(1)小球在AB 段运动的加速度的大小；(2)小球从D 点运动到A 点所用的时间．(结果可用根式表示)解析：(1)小滑块恰好通过最高点，则有mg ＝m v 2CR解得v C ＝gR ＝10 m/s从B 到C 的过程中机械能守恒，有 12mv 2B ＝12mv 2C ＋mg ·2R 解得v B ＝5gR ＝10 5 m/s从A 到B 根据速度位移公式得v 2B ＝2ax 解得a ＝25 m/s 2.(2)从C 到D 的过程中机械能守恒，有 12mv 2D ＝12mv 2C ＋mg ·R 解得vD ＝3gR ＝10 3 m/s由B 到C 再到A 的过程机械能守恒，故v A ＝v B ＝10 5 m/s小球从D →A 做加速度为g 的匀加速运动，由速度公式得v A ＝v D ＋gt 解得t ＝(5－3)s.答案：(1)25 m/s 2 (2)(5－3)s[刷综合]10．(多选)如图所示，将质量为2m 的重物悬挂在轻绳的一端，轻绳的另一端系一质量为m 的小环，小环套在竖直固定的光滑直杆上，光滑定滑轮与直杆的距离为d .现将小环从与定滑轮等高的A 处由静止释放，当小环沿直杆下滑距离也为d 时(图中B 处)，下列说法正确的是(重力加速度为g )( )A ．环与重物、地球组成的系统机械能守恒B ．小环到达B 处时，重物上升的高度也为dC ．小环在B 处的速度与重物上升的速度大小之比等于22D ．小环下落到B 处时的速度为 (3－22)gd解析：环与重物、地球组成的系统，只有小环和重物的重力做功，系统机械能守恒，选项A 正确；小球到达B 时，重物上升高度h ＝(2－1)d ＝0.414d ，选项B 错误；把小环的速度沿轻绳方向和垂直于轻绳方向分解，沿轻绳方向的分速度等于重物上升的速度v 1，有v cos 45°＝v 1，解得v ＝2v 1，选项C 错误；对小环与重物、地球组成的系统，由机械能守恒定律得mgd －2mgh ＝12·2mv 21＋12mv 2，解得v ＝(3－22)gd ，选项D 正确．答案：AD11．(多选)如图所示，甲、乙两传送带与水平面的夹角相同，都以恒定速率v 向上运动．现将一质量为m 的小物体(视为质点)轻轻放在A 处，小物体在甲传送带上被传送到B 处时恰好达到传送带的速率v ，在乙传送带上被传送到离B 处竖直高度为h 的C 处时达到传送带的速率v .已知B 处离地面的高度均为H ，则在小物体从A 到B 的过程中( )A ．小物体与甲传送带间的动摩擦因数较小B ．两传送带对小物体做功相等C ．甲传送带消耗的电能比较大D ．两种情况下因摩擦产生的热量相等解析：根据公式v 2＝2ax 可知，物体加速度关系a 甲<a 乙，再由牛顿第二定律μmg cos θ－mg sin θ＝ma 得知，μ甲<μ乙，故A 正确；传送带对小物体做功等于小物体的机械能的增加量，动能增加量相等，重力势能的增加量也相同，故两传送带对小物体做功相等，故B 正确；由摩擦生热Q ＝F f x相对知，甲图中vt 12＝H sin θ，Q 甲＝F f1x 1＝F f1(vt 1－vt 12)＝F f1Hsin θ，F f1－mg sin θ＝ma 1＝mv 22H sin θ，乙图中Q 乙＝F f2x 2＝F f2H －hsin θ，F f2－mg sin θ＝ma 2＝m v 22H －hsin θ，解得Q 甲＝mgH ＋12mv 2，Q 乙＝mg (H －h )＋12mv 2，Q 甲>Q 乙，根据能量守恒定律，电动机消耗的电能E 电等于摩擦产生的热量Q 与物体增加机械能之和，因物块两次从A 到B 增加的机械能相同，Q 甲>Q乙，所以将小物体传送到B 处，甲传送带消耗的电能更多，故C 正确，D 错误． 答案：ABC12．(2019·全国百强校高三调研考试)如图，轻质弹簧左端固定，右端连接一个光滑的滑块A ，弹簧的劲度系数k ＝500 N/m ，弹簧的弹性势能表达式为E p ＝12kx 2(x 为弹簧的形变量)．滑块B 靠在A 的右侧与A 不连接，A 、B 滑块均可视为质点，质量都为1 kg ，最初弹簧的压缩量为x 0＝9 cm ，由静止释放A 、B ，A 到平台右端距离L ＝15 cm ，平台离地高为H ＝5 m ，在平台右侧与平台水平相距s 处有一固定斜面，斜面高为d ＝4.8 m ，倾角θ＝37°.若B 撞到斜面上时，立刻以沿斜面的速度分量继续沿斜面下滑．B 与水平面和斜面之间动摩擦因数均为0.5，若B 在斜面上滑动时有最大的摩擦生热，g 取10 m/s 2，求：(1)B 离开平台的速度v 1等于多少？ (2)斜面距平台右端距离s 为多少？ (3)B 滑到斜面底端的速度v B 为多大？解析：(1)A 、B 分离时，A 、B 的加速度相同，A 、B 间弹力为0 对B 分析：μmg ＝ma ，解得a ＝μg ＝5 m/s 2对A 分析：kx 1＝ma ，解得x 1＝ma k＝0.01 m ＝1 cm 弹簧伸长量1 cm 时，A 、B 分离， 由释放至A 、B 分离，根据能量守恒可得 12kx 20＝12kx 21＋μmg (x 0＋x 1)＋12·2mv 20 分离后，对物体B ：－μmg (L －x 0－x 1)＝12mv 21－12mv 20解得v 1＝1 m/s.(2)B 在斜面滑动时有最大的摩擦生热，则B 在斜面顶端滑上斜面，从抛出到刚落到斜面上的过程中，做平抛运动，在竖直方向上H －d ＝12gt 2，解得t ＝0.2 s ；在水平方向上s ＝v 1t ＝0.2 m.(3)平抛竖直分速度v y ＝2g (H －d )＝2 m/s ，B 沿斜面的速度为v ＝v 1cos 37°＋v y sin 37°＝2 m/s ，在斜面上：mgd －μmg cos θdsin θ＝12mv 2B －12mv 2， 解得v B ＝6 m/s.答案：(1)1 m/s (2)0.2 m (3)6 m/s。
2020届高考物理江苏省二轮复习课件：2_专题二 功和能
P-t图像
由公式W=Pt可知,P-t图线与t轴所围面积表示力所做的功
(2)功能相关图像问题分析“三步走”
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例1 (2018江苏常州一模)如图所示,一小滑块(可视为质点)以某一初速度沿 斜面向下滑动,最后停在水平面上。滑块与斜面间及水平面间的动摩擦因数
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例2 (2019江苏泰州一模)如图所示,半径为R的圆管BCD竖直放置,一可视为 质点的质量为m的小球以某一初速度从A点水平抛出,恰好从B点沿切线方向
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进入圆管,到达圆管最高点D后水平射出。已知小球在D点对管下壁压力大 小为 1 mg,且A、D两点在同一水平线上,BC弧对应的圆心角θ=60°,重力加速
v0=
vy tan 60?
=
gR
(2)在D点,由牛顿第二定律有mg- 1 mg=mvD2
2
R
解得vD=
2gR 2
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ω= vD = g
R 2R
(3)从A到D全过程由动能定理得-W克=
1 2
m
vD2
-
1 2
mv02
解得W克=
1 4
mgR
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答案
BC
从投掷线MN到O点应用动能定理有-μmgL1-μ'mgL2=0-
1 2
m
v02,L1+L2
=L,所以可以在冰壶滑行路线上的不同区间上擦冰,只要高保考证导擦航 冰的距离一
定就行,故A错误,B正确;擦冰区间越靠近投掷线,则开始阶段冰壶的平均速度
就越大,总的平均速度越大,距离一定,所以滑行的总时间越短,故C正确,D错
2020新课标高考物理二轮总复习课件：1-2-2 机械能守恒
3.如图所示，跨过同一高度处的定滑轮的细线连接着质量相同的物体 A 和 B，A 套 在光滑水平杆上，定滑轮离水平杆的高度 h＝0.2 m，开始时让连着 A 的细线与水 平杆的夹角 θ1＝37°，B 由静止释放，当细线与水平杆的夹角 θ2＝53°时，A 的速度 为多大？在以后的运动过程中，A 所获得的最大速度为多大(设 B 不会碰到水平杆， sin 37°＝0.6，sin 53°＝0.8，g＝10 m/s2)?
在 M、N 两点处，弹簧对小球的弹力大小相等，且∠ONM<∠OMN<π2.在小球从 M 点运动到 N 点的过程中( ) 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 答案：BCD
解析：小球由 A 点到 B 点的过程中，小球和弹簧组成的系统机械能守恒，弹簧由 原长到发生伸长的形变，小球重力势能减少量等于小球动能增加量与弹簧弹性势 能增加量之和，即 mgh＝12mv2＋Ep，选项 A、B 错误；弹簧弹性势能增加量 Ep＝ mgh－12mv2，选项 D 正确；小球克服弹力所做的功等于弹簧弹性势能增加量，选 项 C 错误．
2．(多选)(2018·皖南八校联考)如图所示，B 是质量为 1 kg、半径为 0.2 m 的光滑 半球形碗，放在光滑的水平桌面上，A 是质量为 2 kg 的细长直杆，光滑套管 D 被 固定在竖直方向，A 可以自由上下运动，物块 C 的质量为 1 kg，紧靠半球形碗放 置，初始时 A 杆被握住，使其下端正好与碗的半球面的上边缘接触(如图)，然后 从静止开始释放 A，A、B、C 便开始运动，g＝10 m/s2，则以下说法正确的是( )
(1)滑块从传送带 A 端运动到 B 端所需要的时间； (2)滑块滑到轨道最高点 C 时受到轨道的作用力大小； (3)若滑块从“9”形轨道 D 点水平抛出后，恰好垂直撞在倾角θ＝45°的斜面上 P 点， 求 P、D 两点间的竖直高度 h. 答案：(1)3 s (2)90 N (3)1.4 m
高考二轮总复习课件物理(适用于老高考旧教材)专题2能量与动量第1讲 动能定理机械能守恒定律功能关系的
(1)建立运动模型。
(2)抓住运动过程之间运动参量的联系。
(3)分阶段或全过程列式计算。
(4)对于选定的研究过程,只考虑初、末位置而不用考虑中间过程。
注意摩擦力做功特点
深化拓展
应用动能定理解题应注意的三个问题
(1)动能定理往往用于单个物体的运动过程,由于不涉及加速度及时间,比
动力学研究方法要简捷。
则重力的瞬时功率不为0,C错误;随着运动员在圆弧跳台上升高,速率逐渐
减小,所需要的向心力也在减小,向心力由台面的支持力与重力垂直接触面
向下的分力提供,由牛顿第二定律有FN-mgcos θ=m
大,v在减小,所以FN在减小,D正确。
2
,随着高度升高,θ在增
2.(命题角度1、2)(多选)一个质量为5 kg静止在水平地面上的物体,某时刻
能定理
1
Pt-W=2 m 2 ,则这一过程中小汽车克服阻力做的功为
D 错误。
W=Pt- 2 ,率启动
1
a-图像和
1
a-v 图像
1
F-图像问题
恒定加速度启动
1
F-v 图像
恒定功率启动
1
a- 图像
v
恒定加速度启动
1
F- 图像
v
①AB 段牵引力不变,做匀加速直线运动;
1
1
2
由动能定理得-mg·2r-W=2 2 − 2 1 2 ,联立解得小球克服阻力做的功
W=mgr,A 错误,B 正确;设再一次到达最低点时速度为 v3,假设空气阻力做
功不变,从最高点到最低点根据动能定理得
最低点,根据牛顿第二定律
1
mg·2r-W= 3 2
江苏省2020版高考物理第五章机械能及其守恒定律第二节动能定理课件
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 [解析] 由动能定理 WF－Wf＝Ek－0，可知木箱获得的动能
一定小于拉力所做的功，A 正确．
[答案] A
【迁移题组】 迁移 1 对动能定理的理解
1．关于运动物体所受的合外力、合外力做的功及动能变化的 关系．下列说法正确的是( )
4．应用动能定理解题的基本步骤
【典题例析】 (2018· 高考全国卷 Ⅲ )如图，在竖直平面内，一半径 为 R 的光滑圆弧轨道 ABC 和水平轨道 PA 在 A 点相切，BC 为圆弧轨道的直径，O 为圆心，OA 和 OB 之间的夹角为 α， 3 sin α＝ .一质量为 m 的小球沿水平轨道向右运动，经 A 点沿 5 圆弧轨道通过 C 点，落至水平轨道；在整个过程中，除受到 重力及轨道作用力外， 小球还一直受到一水平恒力的作用． 已 知小球在 C 点所受合力的方向指向圆心，且此时小球对轨道 的压力恰好为零．重力加速度大小为 g.求
答案：(1)3 m/s (2)1.4 m
迁移 2
动能定理解决平抛、圆周运动相结合的问题
2． (2019· 江阴质检)如图所示， 倾角为 37°的粗糙斜面 AB 底 端与半径 R＝0.4 m 的光滑半圆轨道 BC 平滑相连，O 点为轨 道圆心， BC 为圆轨道直径且处于竖直方向， A、 C 两点等高， 质量 m＝1 kg 的滑块从 A 点由静止开始下滑，恰能滑到与 O 点等高的 D 点，g 取 10 m/s2，sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8.
第五章
机械能及其守恒定律
第二节
动能定理
【基础梳理】
提示：运动 －Ek1
焦耳
标量
1 2 1 2 mv － mv 2 2 2 1
(新课标)2020版高考物理二轮复习专题二第2讲机械能守恒定律功能关系课件
2．(多选)(2019·高考全国卷Ⅱ，T18)从地 面竖直向上抛出一物体，其机械能 E 总等 于动能 Ek 与重力势能 Ep 之和．取地面为 重力势能零点，该物体的 E 总和 Ep 随它 离开地面的高度 h 的变化如图所示．重力加速度取 10 m/s2.由 图中数据可得( )
A．物体的质量为 2 kg B．h＝0 时，物体的速率为 20 m/s C．h＝2 m 时，物体的动能 Ek＝40 J D．从地面至 h＝4 m，物体的动能减少 100 J
解析：(1)设烟花弹上升的初速度为 v0，由题给条件有 E＝12mv20① 设烟花弹从地面开始上升到火药爆炸所用的时间为 t，由运动 学公式有 0－v0＝－gt② 联立①②式得 t＝1g 2mE③
(2)设爆炸时烟花弹距地面的高度为 h1，由机械能守恒定律有 E＝mgh1④ 火药爆炸后，烟花弹上、下两部分均沿竖直方向运动，设爆炸 后瞬间其速度分别为 v1 和 v2.由题给条件和动量守恒定律有 14mv21＋14mv22＝E⑤ 12mv1＋12mv2＝0⑥
解析：由于 Ep＝mgh，所以 Ep 与 h 成正比，斜率 k＝mg，由 图象得 k＝20 N，因此 m＝2 kg，A 正确． 当 h＝0 时，Ep＝0，E 总＝Ek＝12mv20，因此 v0＝10 m/s，B 错误． 由图象知 h＝2 m 时，E 总＝90 J，Ep＝40 J，由 E 总＝Ek＋Ep 得 Ek＝50 J，C 错误． h＝4 m 时，E 总＝Ep＝80 J，即此时 Ek＝0，即上升 4 m 距离， 动能减少 100 J，D 正确．
A．2mgR
B．4mgR
C．5mgR
D．6mgR
解析：小球从 a 运动到 c，根据动能定理，得 F·3R－mgR＝12mv21， 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 高点所用的时间 t＝vg1＝2 Rg，水平位移 x＝12gt2＝2R，根据功 能关系，小球从 a 点到轨迹最高点机械能的增量为力 F 做的功， 即 ΔE＝F·(2R＋R＋x)＝5mgR. 答案：C
2020年江苏高考物理总复习课件： 功能关系 能量守恒定律
两种摩擦力都可以对物体做正功或者负功，还可以不做功
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2．求解相对滑动物体的能量问题的方法 (1)正确分析物体的运动过程，做好受力分析。 (2)利用运动学公式，结合牛顿第二定律分析物体的速度 关系及位移关系。 (3)公式 W＝Ff·l 相对中 l 相对为两接触物体间的相对位移，若 物体在传送带上做往复运动时，则 l 相对为总的相对路程。
第4节
功能关系 能量守恒定律
目录
一 课前回顾·基础速串 二 课堂提能·考点全通 三 课后演练·逐点过关
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一
课前回顾·基础速串
宏观 ·循图忆知
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微观 ·易错判断
(1)力对物体做了多少功，物体就具有多少能。
(×)
(2)能量在转移或转化过程中，其总量会不断减少。 (× )
(3)在物体的机械能减少的过程中，动能有可能是增大的。(√ )
3．(2019·高邮模拟)如图所示，水平向右的恒力 F
返回
＝8 N，作用在静止于光滑水平面上、质量为
M＝8 kg 的小车上，当小车的速度达到 v0＝1.5 m/s时，在小 车右端相对地面无初速度地放上一个质量为 m＝2 kg 的小物
块，物块与小车间的动摩擦因数 μ＝0.2。小车足够长，设最大
静摩擦力与滑动摩擦力相等，g 取 10 m/s2。求：
可知摩擦力做功为零，故 D 错误。 答案：B
返回 2．[多选](2019·太仓模拟)如图所示，长为 L 的长木
板水平放置，在木板的 A 端放置一个质量为 m 的小物块。现缓慢地抬高 A 端，使木板以左端为轴转动，当 木板转到与水平面的夹角为 α 时小物块开始滑动，此时停止转 动木板，小物块滑到底端的速度为 v，则在整个过程中( ) A．支持力对小物块做功为 mgLsin α B．静摩擦力对小物块做功为 0 C．静摩擦力对小物块做功为 mgLsin α D．滑动摩擦力对小物块做功为12mv2－mgLsin α
高考物理新精准大二轮新课标课件专题二机械能守恒定律功能关系
备考建议及注意事项
• 多做真题和模拟题，提高解题能力和应试技巧。
备考建议及注意事项
注意事项 注意规范答题，步骤清晰，逻辑严密。
注意审题，明确题目中的物理过程和条 件。
注意时间分配，合理安排答题顺序和时 间。
05
知识拓展与延伸
非保守力作用下机械能守恒问题探讨
实验结论
根据实验数据和分析结果，得出实验结 论，并与理论预测进行比较。
04
历年高考真题回顾与预测
历年高考真题回顾
01
真题一
2019年全国卷I第25题，考查 机械能守恒定律在复杂运动过
程中的应用。
02
真题二
2020年全国卷II第24题，结合 图像考查功能关系及能量转化
与守恒。
03
真题三
2021年全国卷III第21题，考查 机械能守恒定律在实验中的应
适用范围及限制条件
适用范围
机械能守恒定律适用于质点、质点系以及刚体等理想模型， 在涉及摩擦、空气阻力等实际情况下，机械能不再守恒。
限制条件
当存在除重力和弹力以外的其他力做功时，机械能不再守恒 。例如，在涉及摩擦力、电场力、磁场力等情况下，机械能 不再守恒。同时，对于非保守力做功的情况，机械能也不守 恒。
高考物理新精准大二轮新课
标课件专题二机械能守恒定
律功能关系
汇报人：XX
汇报时间：20XX-01-16
目录
• 机械能守恒定律基本概念 • 功能关系在机械能守恒中作用 • 典型题型解析与应试策略
目录
• 历年高考真题回顾与预测 • 知识拓展与延伸
01
机械能守恒定律基本概念
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止。现在小物块 B 的下端挂一个小物块 Q(未画出)，小物块 A
可从图示位置上升并恰好能到达 C 处。不计摩擦和空气阻力，
cos 37°＝0.8，sin 37°＝0.6，重力加速度 g 取 10 m/s2，下列判
断正确的是
()
A．小物块 A 到达 C 处时的加速度为 g B．小物块 A 到达 C 处时的加速度为 0 C．小物块 B 的质量 0.5 kg D．小物块 Q 的质量 0.3 kg
的条件是
()
A．等于 2R C．大于 2R 且小于52R
B．大于 2R D．大于52R
解析：细管轨道可以提供支持力，所以小球到达 A 点的速度大 于零即可，即 mgH－mg·2R>0，解得 H>2R。故选 B。 答案：B
考点二 多个物体的机械能守恒
本考点常考多个物体(包括弹簧)机械能守恒的判断和相关 计算，多以选择题的形式命题。解答此类问题的关键是掌握多 个物体组成的系统机械能守恒的条件，确定物体间的速度关系 和位移关系。
B．杆对 A 球始终不做功
C．B 球重力势能的减少量等于 B 球动能的增加量
D．A 球和 B 球的总机械能守恒
解析：A 球由静止向上运动，重力势能增大，动能也增大，所 以机械能增大，杆一定对 A 球做了功，A 项正确，B 项错误； 由于无摩擦力做功，系统只有重力做功，A 球和 B 球的总机械 能守恒，A 球的机械能增加，B 球的机械能一定减少，故 D 项 正确，C 项错误。 答案：AD
[典例] [多选](2019·镇江一模)如图所
示，轻质弹簧一端固定，另一端与一质量
[解析] 当 A 物块到达 C 处时，由受 力分析可知：水平方向受力平衡，竖直方 向只受重力作用，所以 A 物块的加速度 a ＝g，A 正确，B 错误。B 物块受重力和拉 力而平衡，故拉力等于其重力；物体 A 受 重力、拉力和杆的支持力，如图所示，设 B 物块的质量为 M， 绳子拉力为 T，根据平衡条件：Tcos 37°＝mg，T＝Mg；联立解 得 M＝0.5 kg，故 C 正确；设 Q 物块的质量为 m0，根据系统机 械能守恒得：mghAC＝(M＋m0)ghB；hAC＝tand37°＝1.6 m；hB＝ sind37°－d＝0.8 m；解得：m0＝0.3 kg，故 D 正确。
(一)判断机械能守恒的两个角度 1．若只有物体重力和弹簧弹力做功，则物体和弹簧组成 的系统机械能守恒。 2．若系统内部只有动能和势能的相互转化，没有其他形 式的能(如内能)与机械能相互转化，且系统与外部也没有能量 的转移或转化，则系统机械能守恒。
(二)系统机械能守恒的三种表达式
(三)系统机械能守恒的两类问题 1．系统内物体的运动位移及高度变化往往不同，同时又 存在一定的数量关系。 2．物体与弹簧组成的系统机械能守恒时，物体的动能、 重力势能和弹簧的弹性势能之和保持不变。
能：E1＝12mv02＋mgH，且12mv02＝mgH，即 E1＝mv02；末状态
的机械能：E2＝12mv2＋mgh，且12mv2＝3mgh，则 E2＝23mv2，
根 据 机 械 能 守 恒 定 律 ： E1 ＝ E2 ， 即
mv02
＝
2 3
mv2
，
解
得
v＝
3v202，设此时速度与水平方向的夹角为 θ，则 tan θ＝vv0y＝
v2v－0 v02＝ 22，故选 A。
[答案] A
[对点训练]
(2019·阜宁中学调研)如图所示，由光滑细管组成的轨道固定在
竖直平面内，AB 段和 BC 段是半径为 R 的四分之一圆弧，CD
段为平滑的弯管。一小球从管口 D 处由静止释放，最后能够从
A 端水平抛出落到地面上。则管口 D 距离地面的高度必须满足
[答案] ACD
[对点训练]
[多选](2019·扬州检测)如图所示，A 和 B
两个小球固定在一根轻杆的两端，A 球
的质量为 m，B 球的质量为 2m，此杆可
绕穿过 O 点的水平轴无摩擦地转动。现
使轻杆从水平位置由静止释放，则在杆
从释放到转过 90°的过程中，下列说法正确的是
()
A．A 球的机械能增加
第二讲 机械能守恒定律 功能关系
考点一 单个物体的机械能守恒
本考点是对单个物体的机械能守恒问题的考查，考查时常 结合平抛运动、圆周运动、牛顿第二定律等知识进行简单交汇 命题，难度一般，主要考查考生的理解和分析能力。
(一)理清知识体系
(二)谨记两点提醒 1．对于单个物体，如果只有重力做功，那么物体的机械 能守恒。 2．具体题目需要具体分析初始条件，不能凭感觉直接得 结果。
考点三 功查已学知识，最常 见的失误原因是不能透过表象提炼出问题的实质，合理应用规 律解题。功能关系类题目更是如此，不能寄希望于押题训练， 而是要善于总结规律，把握共性，以不变应万变。
(一)理清五种功能关系
重力做功与重力势能变化的关系 弹力做功与弹性势能变化的关系 合外力做功与动能变化的关系 重力之外的力做功与机械能变化的关系
[典例] [多选]如图所示，光滑固定的竖
直杆上套有一个质量 m＝0.4 kg 的小物块 A，
不可伸长的轻质细绳通过固定在墙壁上、大小
可忽略的定滑轮 D，连接小物块 A 和小物块 B，
虚线 CD 水平，间距 d＝1.2 m，此时连接小物
块 A 的细绳与竖直杆的夹角为 θ＝37°，小物块 A 恰能保持静
滑动摩擦力、相对位移的乘积与内能变 化的关系
WG＝－ΔEp W弹＝－ΔEp W合＝ΔEk W其他＝ΔE机
Ffx相对＝ΔE内
(二)掌握三类常考问题 1．必须分析清物体运动过程中有哪些力做功，有哪些形 式的能发生变化。 2．明确图像斜率的意义。 3．物块在传送带上滑动时产生的热量 Q＝Ffx 相对。其中 x 相对为物块与传送带间的相对位移。
[典例] 将一小球从离水平地面高为 H 处以某一初速度水
平抛出，取水平地面为重力的零势能面，抛出时小球的动能和
重力势能相等，当小球的动能为重力势能的 3 倍时，小球的速
度方向与水平方向夹角为 θ，则 tan θ 的值为(不计空气阻力)
()
2 A. 2
B. 2
3 C. 3
D. 3
[解析] 物块做平抛运动，机械能守恒，则初状态的机械