搜索
第一讲动能定理机械能守恒定律功能关系的应用-2-分讲考点及题型考题统计2020考情预测第一讲动能定理机械能守恒定律功能关系的应用考点一功和功率考法1功、功率及相关图象问题(H)2015卷Ⅱ21考法2机车启动及相关图象问题(L)2015卷Ⅱ17考点二动能定理及机械能守恒定律的理解及应用考法1动能定理的理解和应用(H)2015卷Ⅰ17;2016卷Ⅱ162018卷Ⅰ14;2018卷Ⅱ14考法2机械能守恒定律的理解及应用(M)2016卷Ⅲ24考点三功能关系的理解及应用(H)2016卷Ⅱ21;2019卷Ⅲ17考情分析备考定向纵览考题,洞悉命题规律-3-分讲考点及题型考题统计2020考情预测第二讲动量和能量观点的应用考点一动量、冲量、动量定理(L)考法1概念的理解和应用考法2动量定理的应用2017卷Ⅲ20;2019卷Ⅰ16考点二动量守恒定律及应用(H)2017卷Ⅰ14;2017卷Ⅱ15考点三动量与能量的综合应用(H)2018卷Ⅱ15第三讲应用力学三大观点解决综合问题考点一阻力作用与能量耗散模型问题(M)2019卷Ⅱ18考点二用力学三大观点综合解决多过程问题(H)2016卷Ⅰ25;2016卷Ⅱ252017卷Ⅰ24;2018卷Ⅰ182018卷Ⅰ24;2018卷Ⅱ242018卷Ⅲ19;2018卷Ⅲ252019卷Ⅰ25;2019卷Ⅱ25-4-专题复习研究本专题考纲有5个Ⅱ级考点,分别是功和功率,动能和动能定理,重力做功与重力势能,功能关系、机械能守恒定理及其应用,动量、动量定理、动量守恒定律及其应用。1个Ⅰ级考点是弹性碰撞和非弹性碰撞。近五年高考命题点主要集中在:1.功、功率、机车启动及相关图象问题的分析(5次)。2.动能定理及机械能守恒定律的理解及应用(5次)。3.综合应用动力学方法和能量观点解决多过程问题(5次)。4.力学三大观点的综合应用(10次)。5.动量守恒定律及应用(3次)。从2019年高考情况看,强化了动量定理和动量守恒定律的考查。备考的过程中,涉及动量的综合题目,在复习的时候要引起重视,例如:动量与能量的综合应用,用力学三大观点解决问题等-5-网络构建策略指导高考对该部分知识点的命题呈现多样化,既有通过图象对功能关系的考查,又有从动能、动能定理、机械能守恒定律等知识出发进行考查,还从运动形式的角度如匀变速直线运动、平抛运动、圆周运动的角度综合考查。在2020年的备考中要对本部分的基本知识如动能、势能、动能定理、机械能守恒定律、能量守恒定律等熟练掌握,并注意知识点在运动形式中的应用。-6-高考真题1.(2019全国Ⅲ卷)从地面竖直向上抛出一物体,物体在运动过程中除受到重力外,还受到一大小不变、方向始终与运动方向相反的外力作用。距地面高度h在3m以内时,物体上升、下落过程中动能Ek随h的变化如图所示。重力加速度取10m/s2。该物体的质量为()A.2kgB.1.5kgC.1kgD.0.5kg考点定位:图象动能定理解题思路与方法:根据动能定理写出动能与高度的函数关系,再分析求解。答案解析解析关闭根据动能定理,物体在上升过程中有-mgh-Fh=Ek2-Ek1,其中Ek2=36J,Ek1=72J,h=3m在下落过程中有mgh-Fh=Ek4-Ek3,其中Ek3=24J,Ek4=48J,h=3m联立求得m=1kg故选C。答案解析关闭C-7-2.(2015全国Ⅱ卷)一汽车在平直公路上行驶。从某时刻开始计时,发动机的功率P随时间t的变化如图所示。假定汽车所受阻力的大小Ff恒定不变。下列描述该汽车的速度v随时间t变化的图线中,可能正确的是()考点定位:机车问题解题思路与方法:0~t1和t1~t2时间内汽车的功率保持不变,在t1时刻功率突然变大,但速度不突变。答案解析解析关闭发动机功率为P1且汽车匀速运动时,v1=𝑃1𝐹f;发动机功率为P2且汽车匀速运动时,v2=𝑃2𝐹f。某时刻开始,若v0v1,由P=Fv及a=𝐹-𝐹f𝑚可知,汽车先做加速度逐渐减小的加速运动,直至速度达到v1;在t1时刻,功率突然变大,牵引力突然变大,之后牵引力逐渐减至Ff,该阶段汽车也是做加速度逐渐减小的加速运动,直至速度达到v2。故只有选项A符合要求。答案解析关闭A-8-3.(2018全国Ⅱ卷)如图,某同学用绳子拉动木箱,使它从静止开始沿粗糙水平路面运动至具有某一速度。木箱获得的动能一定()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考点定位:动能定理解题思路与方法:正确受力分析,知道木箱在运动过程中有哪几个力做功且分别做什么功,然后利用动能定理求解末动能的大小。答案解析解析关闭设拉力、克服摩擦力做功分别为WT、Wf,木箱获得的动能为Ek,根据动能定理可知,WT-Wf=Ek,则EkWT,选项A正确。答案解析关闭A-9-4.(多选)(2016全国Ⅱ卷)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。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π2考点定位:牛顿第二定律、能量守恒定律解题思路与方法:解题时要认真分析物体的受力情况,尤其是弹力变化情况,结合功的概念及牛顿第二定律来讨论;注意弹簧弹力相等时,无论是压缩状态还是拉伸状态,弹性势能相等。-10-答案:.BCD解析:如图所示,小球沿杆下滑要经过弹簧处于压缩状态的M点,压缩量最大点P,原长处Q点和伸长状态N点,根据题意可知M点和N点弹簧形变量相同,从M到P,弹力方向向左上,做负功,P到Q,弹力方向向左下,做正功,从Q到N,弹力方向向右上,做负功,弹力对小球应先做负功,再做正功,后做负功,A选项错误;在P点弹力方向与杆垂直,在Q点,弹力为零,这两个点加速度等于重力加速度,B选项正确;在P点弹簧长度最短,弹力方向与杆垂直,即弹力方向与小球速度方向垂直,故弹力的功率为零,C选项正确;从M点到N点,小球和弹簧组成的系统机械能守恒,M、N两点的弹性势能相等,故重力势能差等于动能的变化,即小球到达N点时的动能,D选项正确。-11-5.(2017全国Ⅰ卷)一质量为8.00×104kg的太空飞船从其飞行轨道返回地面。飞船在离地面高度1.60×105m处以7.5×103m/s的速度进入大气层,逐渐减慢至速度为100m/s时下落到地面。取地面为重力势能零点,在飞船下落过程中,重力加速度可视为常量,大小取为9.8m/s2。(结果保留2位有效数字)(1)分别求出该飞船着地前瞬间的机械能和它进入大气层时的机械能;(2)求飞船从离地面高度600m处至着地前瞬间的过程中克服阻力所做的功,已知飞船在该处的速度大小是其进入大气层时速度大小的2.0%。考点定位:机械能、功能关系解题思路与方法:地面为重力势能零点,飞船在某处的机械能是动能和重力势能的和,由功能关系可知,机械能的减少量就是克服阻力所做的功。-12-答案:(1)4.0×108J2.4×1012J(2)9.7×108J解析:(1)飞船着地前瞬间的机械能为Ek0=12𝑚𝑣02①式中,m和v0分别是飞船的质量和着地前瞬间的速率。由①式和题给数据得Ek0=4.0×108J②设地面附近的重力加速度大小为g。飞船进入大气层时的机械能为Eh=12𝑚𝑣ℎ2+mgh③式中,vh是飞船在高度1.6×105m处的速度大小。由③式和题给数据得Eh=2.4×1012J④-13-(2)飞船在高度h'=600m处的机械能为Eh'=12𝑚2.0100𝑣𝐴2+mgh'⑤由功能原理得W=Eh'-Ek0⑥式中,W是飞船从高度600m处至着地前瞬间的过程中克服阻力所做的功。由②⑤⑥式和题给数据得W=9.7×108J⑦-14-考点一考点二考点三功和功率考法1功、功率及相关图象问题(H)规律方法计算功和功率时应注意的两个问题1.功的计算(1)恒力做功一般用功的公式或动能定理求解。(2)变力做功一般用动能定理或图象法求解,用图象法求外力做功时应注意横轴和纵轴分别表示的物理意义。2.功率的计算(1)明确是求瞬时功率还是平均功率。(2)P=侧重于平均功率的计算,P=Fvcosα(α为F和v的夹角)侧重于瞬时功率的计算。要注意P=Fvcosα可理解成力F的瞬时功率等于该力乘以该力方向上的瞬时速度。𝑊𝑡-15-考点一考点二考点三【典例1】质量为2kg的物体,放在动摩擦因数为μ=0.1的水平面上,在水平拉力F的作用下,由静止开始运动,拉力做的功W和物体发生的位移x之间的关系如图所示,g取10m/s2,下列说法中正确的是()A.此物体在OA段做匀加速直线运动,且此过程中拉力的最大功率为6WB.此物体在OA段做匀速直线运动,且此过程中拉力的最大功率为6WC.此物体在AB段做匀加速直线运动,且此过程中拉力的最大功率为6WD.此物体在AB段做匀速直线运动,且此过程中拉力的功率恒为6W-16-考点一考点二考点三思维点拨根据功的公式W=Fx分析可知,在OA段和AB段物体受到恒力的作用,并且图象的斜率表示的是物体受到的力的大小,由此可以判断物体受到的拉力的大小,再由功率的公式可以判断功率的大小。答案:D解析:运动过程中物体受到的滑动摩擦力大小为Ff=μmg=0.1×2×10N=2N,根据功的定义式可知拉力做功为W=Fx,故可知图象的斜率表示拉力F的大小,在OA段拉力FOA=153N=5NFf,做匀加速直线运动,当x=3m时速度最大,根据速度位移公式可得v2=2ax,根据牛顿第二定律可得a=𝐹-𝐹f𝑚,解得v=3m/s,所以此过程中最大功率为POA=Fv=15W;在AB段,FAB=27-156N=2N=Ff,做匀速直线运动,拉力的功率恒定不变,为PAB=Fv=2×3W=6W,故D正确。-17-考点一考点二考点三1.小明骑电动自行车沿平直公路行驶,因电瓶“没电”,故改用脚蹬车匀速前行。设小明与车的总质量为100kg,骑行过程中所受阻力恒为车和人总重的0.02倍,g取10m/s2。通过估算可知,小明骑此电动车做功的平均功率最接近()A.500WB.300WC.100WD.20W答案解析解析关闭设人骑车的速度大小为5m/s,人在匀速行驶时,人和车的受力平衡,阻力的大小为f=0.02mg=0.02×1000N=20N,此时的功率P=Fv=fv=20×5W=100W,C正确。答案解析关闭C-18-考点一考点二考点三2.物体放在动摩擦因数为μ的水平地面上,受到一水平拉力作用开始运动,所运动的速度随时间变化关系和拉力功率随时间变化关系分别如图甲、图乙所示。由图象可知动摩擦因数μ为(g取10m/s2)()A.μ=0.1B.μ=0.2C.μ=0.3D.μ=0.4答案解析解析关闭根据图象可知,匀加速过程中,当v=4m/s时,P=20W,由P=Fv得:F=𝑃𝑣=204N=5N,加速度为:a=2m/s2;匀速运动时,P=F1v=fv,则f=124N=3N,根据牛顿第二定律,有F-f=ma,f=μmg,代入数据解得:m=1kg,μ=0.3,C正确。答案解析关闭C-19-考点一考点二考点三3.一物块在一个水平拉力作用下沿粗糙水平面运动,其v-t图象如图甲所示,水平拉力的P-t图象如图乙所示,g取10m/s2,求:(1)物块与水平面间的动摩擦因数μ;(2)物块运动全过程水平拉力所做的功W;(3)物块在0~2s内所受的水平拉力大小F。-20-考点一考点二考点三答案:(1)0.1(2)24J(3)3.0N解析:(1)由甲、乙两图比较可知,在第5~9s内,物块做匀减速运动加速度:a=0-4.09-5m/s2=-1.0m/s2由牛顿第二定律得:-mgμ=ma得:μ=0.1。(2)对全过程:W=12·P1t1+P2t2=12.0×22J+4.0×3J=24J。-21-考点一考点二考点三(3)物块匀速运动