江苏省高考物理二轮复习 专题四 功能关系的应用课件.ppt

专题四功能关系的应用 考情分析 命题解读 本专题共6个考点 其中功和功率 动能动能定理 重力势能 机械能守恒定律及其应用四个考点为 要求 弹性势能 能量守恒为 要求 这些考点皆属于高频考点 从近三年命题情况看 命题特点为 1 注重基础知识与实际问题结合 如2011年的抛鸡蛋 2013年的球碰撞等 难度较小 2 注重方法与综合 如2012年 2013年 2015年的 弹簧问题 2016年的连接体等 难度较大 整体难度偏难 命题指数 复习目标是达b冲a 1 2017 江苏泰州中学月考 弹弓是孩子们喜爱的弹射类玩具 其构造原理如图1所示 橡皮筋两端点a b固定在把手上 橡皮筋处于acb时恰好为原长状态 在c处 ab连线的中垂线上 放一固体弹丸 一手执把 另一手将弹丸拉至d点放手 弹丸就会在橡皮筋的作用下发射出去 打击目标 现将弹丸竖直向上发射 已知e是cd中点 则 图1 a 从d到c过程中 弹丸的机械能守恒b 从d到c过程中 弹丸的动能一直在增大c 从d到e过程橡皮筋对弹丸做的功大于从e到c过程橡皮筋对弹丸做的功d 从d到c过程中 橡皮筋的弹性势能先增大后减小 解析从d到c 橡皮筋的弹力对弹丸做功 所以弹丸的机械能增大 故a项错误 弹丸在与橡皮筋作用过程中 受到向上的弹力和向下的重力 橡皮筋acb恰好处于原长状态 在c处橡皮筋的拉力为0 在cd连线中的某一处 弹力和重力相等时 弹丸受力平衡 所以从d到c 弹丸的合力先向上后向下 速度先增大后减小 弹丸的动能先增大后减小 故b项错误 从d到c 橡皮筋对弹丸一直做正功 橡皮筋的弹性势能一直减小 故d项错误 从d到e橡皮筋作用在弹丸上的合力大于从e到c橡皮筋作用在弹丸上的合力 两段位移相等 所以de段橡皮筋对弹丸做功较多 故c项正确 答案c 2 多选 2017 南京三模 从离沙坑高度h处无初速地释放一个质量为m的小球 小球落入沙坑后 陷入深度为h 已知当地重力加速度为g 不计空气阻力 则下列关于小球下落全过程的说法正确的是 答案bc 3 2017 江苏徐州市沛县中学质检 一汽车在平直公路上以速度v0匀速行驶 从某时刻开始计时 发动机的功率p随时间t的变化关系如图2所示 假定汽车所受阻力的大小f恒定不变 下列描述该汽车的速度v随时间t变化的图象中 可能正确的是 图2 答案d 4 多选 2017 苏北四市一模 如图3所示 半径为r的竖直光滑圆轨道与光滑水平面相切 质量均为m的小球a b与轻杆连接 置于圆轨道上 a位于圆心o的正下方 b与o等高 它们由静止释放 最终在水平面上运动 下列说法正确的是 图3 答案ad 1 功的计算 功 功率的计算 2 功率的计算 例1 2017 盐城模拟 如图4所示 质量为m的小球 可视为质点 用长为l的细线悬挂于o点 自由静止在a位置 现用水平力f缓慢地将小球从位置a拉到b而静止 细线与竖直方向夹角为 60 此时细线的拉力为f1 然后放手让小球从静止返回 到a点时细线的拉力为f2 则 图4 a f1 f2 2mgb 从a到b 拉力f做功为f1lc 从b到a的过程中 小球受到的合外力大小不变d 从b到a的过程中 小球重力的瞬时功率一直增大 答案a 变式1 多选 2017 南通 泰州 扬州 淮安二模 如图5所示 小物块以初速度v0从o点沿斜面向上运动 同时从o点斜向上抛出一个速度大小也为v0的小球 物块和小球在斜面上的p点相遇 已知物块和小球质量相等 空气阻力忽略不计 则 图5 a 斜面可能是光滑的b 在p点时 小球的动能大于物块的动能c 小球运动到最高点时离斜面最远d 小球和物块到达p点过程中克服重力做功的平均功率相等 答案bd 应用动能定理解题的基本步骤 动能定理的应用 例2 2017 无锡期末 如图6 质量为m 1kg的小滑块 视为质点 在半径为r 0 4m的1 4圆弧a端由静止开始释放 它运动到b点时速度为v 2m s 当滑块经过b后立即将圆弧轨道撤去 滑块在光滑水平面上运动一段距离后 通过换向轨道由c点过渡到倾角为 37 长s 1m的斜面cd上 cd之间铺了一层匀质特殊材料 其与滑块间的动摩擦因数可在0 1 5之间调节 斜面底部d点与光滑地面平滑相连 地面上一根轻弹簧一端固定在o点 自然状态下另一端恰好在d点 认为滑块通过c和d前后速度大小不变 最大静摩擦力等于滑动摩擦力 取g 10m s2 sin37 0 6 cos37 0 8 不计空气阻力 图6 1 求滑块对b点的压力大小以及在ab上克服阻力所做的功 2 若设置 0 求质点从c运动到d的时间 3 若最终滑块停在d点 求 的取值范围 变式2 质量为2kg的物体以一定的初速度沿倾角为30 的斜面向上滑行 在向上滑行的过程中 其动能随位移的变化关系如图7所示 则物体返回到出发点时的动能为 取g 10m s2 图7 a 34jb 56jc 92jd 196j 解析物体上滑的过程中重力与摩擦力都做负功 由动能定理得 mgx sin30 ffx 0 e0 下滑的过程中重力做正功 摩擦力做负功 得mgx sin30 ffx e 0 代入数据得e 34j 故选a 答案a 变式3 多选 2017 江苏扬州中学高三4月质量监测 如图8所示 曲面pc和斜面pd固定在水平面mn上 c d处平滑连接 o点位于斜面顶点p的正下方 某物体 可视为质点 从顶端p由静止开始分别沿曲面和斜面滑下 经过c d两点后继续运动 最后停在水平面上的a b两处 各处材质相同 忽略空气阻力 则 图8 a 此物体在曲面pc和斜面pd上克服摩擦力做功一定相等b 此物体沿pca和沿pdb运动克服摩擦力做功一定相等c 距离oa一定等于obd 距离oa一定小于ob 答案bd 解析设pd斜面与水平方向上的夹角为 则pd段克服摩擦力做功wf mgscos mgspd水平 将pc段分成无数小段 由于在曲面上运动 径向的合力提供向心力 则支持力大于重力在垂直于曲面方向上的分力 则每一小段克服摩擦力做功大于 mgscos mgs水平 则整个曲面过程中 克服摩擦力做功大于 mgspc水平 因为斜面和曲面的水平距离未知 则克服摩擦力做功不一定相等 故a项错误 对全过程运用动能定理得mgh wf 0 知此人沿pca和沿pdb运动克服摩擦力做功一定相等 故b项正确 因为整个过程克服摩擦力做功相等 沿斜面下滑在整个过程中摩擦力做功等于 mgspb水平 而沿曲面下滑克服摩擦力做功大于 mgspa水平 则oa一定小于ob 故c项错误 d项正确 功是能量转化的原因和量度 在不同的问题中具有的对应关系是 功能关系 图9 1 若小球恰能击中b点 求刚释放小球时弹簧的弹性势能 2 试通过计算判断小球落到轨道时速度能否与圆弧垂直 3 改变释放点的位置 求小球落到轨道时动能的最小值 变式4 多选 2017 江苏启东中学月考 如图10所示 直杆ab与水平面成 角固定 在杆上套一质量为m的小滑块 杆底端b点处有一弹性挡板 杆与板面垂直 滑块与挡板碰撞后原速率返回 现将滑块拉到a点由静止释放 与挡板第一次碰撞后恰好能上升到ab的中点 设重力加速度为g 由此可以确定 图10 a 滑块下滑和上滑过程加速度的大小a1 a2b 滑块第1次与挡板碰撞前速度v1c 滑块与杆之间动摩擦因数 d 滑块第k次与挡板碰撞到第k 1次与挡板碰撞时间间隔 t 答案ac 求解传送带 板块 相对滑动时的能量问题的方法 传送带 板块 相对滑动时的能量分析 说明 公式q f滑l相对中l相对为两接触物体间的相对位移 若物体在传送带上往复运动时 则l相对为总的相对路程 例4 2017 江苏金陵中学模拟 如图11甲所示 质量m 1 0kg的长木板a静止在光滑水平面上 在木板的左端放置一个质量m 1 0kg的小铁块b 铁块与木板间的动摩擦因数 0 2 对铁块施加水平向右的拉力f f大小随时间变化如图乙所示 4s时撤去拉力 可认为a b间的最大静摩擦力与滑动摩擦力大小相等 取重力加速度g 10m s2 求 图11 1 b相对a滑行的最大距离x 2 0 4s内 拉力做的功w 3 0 4s内系统摩擦产生的热量q 答案 1 2m 2 40j 3 4j 变式5 多选 2017 南师大附中 如图12所示 质量m 1kg的物体从高为h 0 2m的光滑轨道上p点由静止开始下