2011届高考物理二轮复习 第2单元-动量与动能专题6 能量观点解题课件 新人教版

1、专题六专题六 能量观点解题能量观点解题主干知识整合专题六专题六 主干知识整合主干知识整合动能的变化动能的变化 总功总功 专题六专题六 主干知识整合主干知识整合 4 4动能定理建立的是外力做的总功和物体动能变化之动能定理建立的是外力做的总功和物体动能变化之间的一个双向关系：既可以由总功求物体动能的变化，又可间的一个双向关系：既可以由总功求物体动能的变化，又可以由动能的变化求功，这是求解变力做功的一个常用途径以由动能的变化求功，这是求解变力做功的一个常用途径 5 5动能定理通常适用于单个物体，如果涉及物体组或动能定理通常适用于单个物体，如果涉及物体组或系统，可以先分别对系统内每一个物体应用动能定理

2、，然后系统，可以先分别对系统内每一个物体应用动能定理，然后再联立求解再联立求解 6 6如果物体在某个运动过程中包含有几个不同运动性质如果物体在某个运动过程中包含有几个不同运动性质的运动阶段的运动阶段( (如加速、减速阶段如加速、减速阶段) )，此时可以分段应用动能定，此时可以分段应用动能定理，也可以对全程应用动能定理，一般对全程列式更简单理，也可以对全程应用动能定理，一般对全程列式更简单专题六专题六 主干知识整合主干知识整合二、机械能守恒定律二、机械能守恒定律 在只有在只有_(_(或系统内的弹力或系统内的弹力)_)_的情况下，的情况下，_(_(或弹性势能或弹性势能) )和和_发生相互转化，发生

3、相互转化，系统总的机械能保持不变系统总的机械能保持不变1 1适用条件：从做功的角度看，只有重力适用条件：从做功的角度看，只有重力( (或系统内的弹或系统内的弹力力) )做功；从能量转化和转移的角度看，系统内只有重力势做功；从能量转化和转移的角度看，系统内只有重力势能能( (或弹性势能或弹性势能) )和动能发生相互转化，且系统与外界无能和动能发生相互转化，且系统与外界无能量转移对量转移对“只有重力只有重力( (或系统内弹力或系统内弹力) )做功做功”在具体问题在具体问题的分析中要特别注意以下几种情况：的分析中要特别注意以下几种情况：重力重力 做功做功 重力势能重力势能 动能动能 专题六专题六 主

4、干知识整合主干知识整合可以对系统的受力进行整体分析，如果有除重力以外可以对系统的受力进行整体分析，如果有除重力以外的其他力对系统做了功，则系统的机械能不守恒；的其他力对系统做了功，则系统的机械能不守恒；当系统内的物体或系统与外界发生碰撞时，如果题目当系统内的物体或系统与外界发生碰撞时，如果题目没有说明没有说明“不计机械能的损失不计机械能的损失”或或“碰撞属于完全弹性碰碰撞属于完全弹性碰撞撞”，系统机械能不守恒；，系统机械能不守恒；如果系统内部发生如果系统内部发生“爆炸爆炸”，则系统机械能不守恒；，则系统机械能不守恒；当系统内部有细绳产生瞬间拉紧的作用时，系统机械当系统内部有细绳产生瞬间拉紧的作

5、用时，系统机械能不守恒能不守恒专题六专题六 主干知识整合主干知识整合2 2三种表述：三种表述：系统初、末态机械能相等，即系统初、末态机械能相等，即 _；系统动能增量等于势能增量的负值，即系统动能增量等于势能增量的负值，即 _；系统一部分机械能的增量等于另一部分机械能增量系统一部分机械能的增量等于另一部分机械能增量的负值，即的负值，即 _._.3 3由机械能守恒定律推导，我们可以得到如下结论：由机械能守恒定律推导，我们可以得到如下结论：除重力和弹簧弹力以外的力做的功等于物体机械能的变化除重力和弹簧弹力以外的力做的功等于物体机械能的变化( (功能原理功能原理) )，这是分析机械能变化问题的捷径，这

6、是分析机械能变化问题的捷径专题六专题六 主干知识整合主干知识整合三、能量守恒定律三、能量守恒定律能量既不会消灭，也不会创生，它只会从一种能量既不会消灭，也不会创生，它只会从一种_转化为转化为 _，或者从一个，或者从一个 _转移到转移到_，而在转化和转移的过程中，能量的总量保持不变，这就是能而在转化和转移的过程中，能量的总量保持不变，这就是能量守恒定律量守恒定律1 1两种表述：两种表述：系统初、末态总能量相等，即系统初、末态总能量相等，即_；系统中某几种能量的增加等于其他能量的减系统中某几种能量的增加等于其他能量的减少，即少，即_._.形式形式 其他形式其他形式 物体物体 另一个物体另一个物体专

7、题六专题六 主干知识整合主干知识整合2 2能量守恒是自然界普遍存在的自然规律，而我们能量守恒是自然界普遍存在的自然规律，而我们研究的问题往往是一个或几个研究对象研究的问题往往是一个或几个研究对象( (或几个物体构成或几个物体构成的系统的系统) )，所以能量守恒定律在不同条件下有不同的表现，所以能量守恒定律在不同条件下有不同的表现，例如只有重力或弹簧弹力做功时就表现为机械能守恒定例如只有重力或弹簧弹力做功时就表现为机械能守恒定律律3 3由此拓展开来，对一个研究对象，如果只有电场由此拓展开来，对一个研究对象，如果只有电场力对其做功，则研究对象的动能与电势能之和保持不变，力对其做功，则研究对象的动能

8、与电势能之和保持不变，因为只有这两种能量相互转化其他情况以此类推因为只有这两种能量相互转化其他情况以此类推专题六专题六 主干知识整合主干知识整合4 4能量转化是与做功紧密联系在一起的，力做功的同时必能量转化是与做功紧密联系在一起的，力做功的同时必然伴随着能量的转化，而且功与能量转化的量值相等这一等量然伴随着能量的转化，而且功与能量转化的量值相等这一等量关系不仅提供了一条求功的途径，而且涉及功与能的其他物理量关系不仅提供了一条求功的途径，而且涉及功与能的其他物理量也可在这一等量关系中求出在力学问题中，经常涉及以下几种也可在这一等量关系中求出在力学问题中，经常涉及以下几种能量转化的等量关系：能量转

9、化的等量关系：合外力所做的功或外力所做功的代数和等于物体动能的变合外力所做的功或外力所做功的代数和等于物体动能的变化化动能定理；动能定理；除重力和弹簧弹力以外的力做的功等于物体机械能的变除重力和弹簧弹力以外的力做的功等于物体机械能的变化化功能原理；功能原理；重力或弹力对物体所做的功与重力势能或弹性势能的变化重力或弹力对物体所做的功与重力势能或弹性势能的变化数值相等；数值相等；两物体间滑动摩擦力对物体系所做的功两物体间滑动摩擦力对物体系所做的功( (即滑动摩擦力与即滑动摩擦力与物体间相对路程的乘积物体间相对路程的乘积) )与物体系增加的内能数值相等与物体系增加的内能数值相等要点热点探究专题六专题

10、六 要点热点探究要点热点探究 探究一动能定理及其应用探究一动能定理及其应用专题六专题六 要点热点探究要点热点探究(1)(1)物体第一次通过物体第一次通过C C点时轨道对物体的支持力点时轨道对物体的支持力N N的大小；的大小；(2)(2)要使物体不从斜面顶端飞出，斜面的长度要使物体不从斜面顶端飞出，斜面的长度LABLAB至少至少要多长；要多长；(3)(3)若斜面足够长，物体若斜面足够长，物体从从E E点开始下落，直至稳定，点开始下落，直至稳定，在此过程中系统因摩擦所产在此过程中系统因摩擦所产生的热量生的热量Q Q的大小的大小 专题六专题六 要点热点探究要点热点探究【点拨】【点拨】(1)(1)本题

11、重点考查动能定理，注意准确对所研本题重点考查动能定理，注意准确对所研究问题涉及的全程列式；究问题涉及的全程列式；(2)(2)注意圆弧轨道光滑而斜面轨道粗注意圆弧轨道光滑而斜面轨道粗糙，并注意与此相关的几何关系；糙，并注意与此相关的几何关系；(3)(3)稳定状态是指的稳定状态是指的“平衡平衡状态状态”吗？吗？ 专题六专题六 要点热点探究要点热点探究专题六专题六 要点热点探究要点热点探究【点评】本题中最后提到的稳定状态不是平【点评】本题中最后提到的稳定状态不是平衡状态，由于圆弧轨道光滑，所以物体最后的稳定衡状态，由于圆弧轨道光滑，所以物体最后的稳定状态一定是状态一定是“以以C C为中心，为中心，B

12、 B为一侧最高点沿圆弧轨为一侧最高点沿圆弧轨道做往返运动道做往返运动”，这是第，这是第(3)(3)问解题的关键问解题的关键 专题六专题六 要点热点探究要点热点探究20092009宁夏卷宁夏卷 冰壶比赛是在水平冰面上进冰壶比赛是在水平冰面上进行的体育项目，比赛场地示意如图行的体育项目，比赛场地示意如图2 26 62 2所示比赛时，所示比赛时，运动员从起滑架处推着冰壶出发，在投掷线运动员从起滑架处推着冰壶出发，在投掷线ABAB处放手让冰处放手让冰壶以一定的速度滑出，使冰壶的停止位置尽量靠近圆心壶以一定的速度滑出，使冰壶的停止位置尽量靠近圆心O O. .为使冰壶滑行得更远，运动员可以用毛刷擦冰壶运行

13、前方为使冰壶滑行得更远，运动员可以用毛刷擦冰壶运行前方的冰面，使冰壶与冰面间的动摩擦因数减小设冰壶与冰的冰面，使冰壶与冰面间的动摩擦因数减小设冰壶与冰面间的动摩擦因数为面间的动摩擦因数为1 10.0080.008，用毛刷擦冰面后动摩擦，用毛刷擦冰面后动摩擦因数减小至因数减小至2 20.004.0.004.在某次比赛中，运动员使冰壶在某次比赛中，运动员使冰壶C C在在投掷线中点处以投掷线中点处以2 m/s2 m/s的速度沿虚线滑出为使冰壶的速度沿虚线滑出为使冰壶C C能够能够沿虚线恰好到达圆心沿虚线恰好到达圆心O O点，点，运动员用毛刷擦冰面运动员用毛刷擦冰面的长度应为多少？的长度应为多少？(

14、(g g取取10 m/s2)10 m/s2)专题六专题六 要点热点探究要点热点探究专题六专题六 要点热点探究要点热点探究【课标新题借鉴】这是一道典型的牛顿运动定律和运【课标新题借鉴】这是一道典型的牛顿运动定律和运动学结合的题目，题目不难，考核考生能否将所学过的物理动学结合的题目，题目不难，考核考生能否将所学过的物理知识用于解决实际的物理问题的能力冰壶被运动员抛出后知识用于解决实际的物理问题的能力冰壶被运动员抛出后在冰面上的运动可能有两种情况，一种是冰壶在没有被毛刷在冰面上的运动可能有两种情况，一种是冰壶在没有被毛刷擦过的冰面上滑动，另一种是冰壶在被运动员用毛刷擦过的擦过的冰面上滑动，另一种是冰

15、壶在被运动员用毛刷擦过的冰面上滑动，两种情况下，冰壶都是在做匀减速运动冰壶冰面上滑动，两种情况下，冰壶都是在做匀减速运动冰壶在冰面上实际的运动情况，既可以先做前一种情况的运动，在冰面上实际的运动情况，既可以先做前一种情况的运动，再在余下的路程上做后一种情况的运动；再在余下的路程上做后一种情况的运动；专题六专题六 要点热点探究要点热点探究又可以一会儿做前一种情况的运动，一会儿又做后一种情况又可以一会儿做前一种情况的运动，一会儿又做后一种情况的运动，具体做哪种运动完全由运动员根据比赛的具体情况的运动，具体做哪种运动完全由运动员根据比赛的具体情况决定考生在理解了上述情况后要建立一个求解此问题的理决定

16、考生在理解了上述情况后要建立一个求解此问题的理想模型，如果用功能关系求解，只需理解两种情况下的摩擦想模型，如果用功能关系求解，只需理解两种情况下的摩擦力不同，做出下面的假设：即冰壶在未被毛刷擦过的冰面上力不同，做出下面的假设：即冰壶在未被毛刷擦过的冰面上滑行的距离为滑行的距离为S S1 1，所受摩擦力的大小为，所受摩擦力的大小为f f1 1；在被毛刷擦过的冰；在被毛刷擦过的冰面上滑行的距离为面上滑行的距离为S S2 2，所受摩擦力的大小为，所受摩擦力的大小为f f2 2；冰壶的初动能；冰壶的初动能全部用来克服摩擦力做功，冰壶停下来的位置应是圆心，这全部用来克服摩擦力做功，冰壶停下来的位置应是圆

17、心，这样摩擦力做功的总距离也就确定了，问题得以解决这样就样摩擦力做功的总距离也就确定了，问题得以解决这样就不用去考虑冰壶在冰面上实际的运动情况了这就是解答时不用去考虑冰壶在冰面上实际的运动情况了这就是解答时的想法的想法专题六专题六 要点热点探究要点热点探究当然本题还可以用牛顿定律与运动学的规律结合求解，当然本题还可以用牛顿定律与运动学的规律结合求解，这就要求考生对实际物理过程进行理想化的假设了，当然这就要求考生对实际物理过程进行理想化的假设了，当然把实际的运动简化为先在没有用毛刷擦过的冰面上滑行一把实际的运动简化为先在没有用毛刷擦过的冰面上滑行一段后，剩余的滑行路程全部是在被运动员用毛刷擦过的

18、冰段后，剩余的滑行路程全部是在被运动员用毛刷擦过的冰面上完成的为最简单的模型面上完成的为最简单的模型本题的抽样统计难度为本题的抽样统计难度为0.4380.438，对物理得分在，对物理得分在2525分至分至5555分段的考生有很好的区分度有分段的考生有很好的区分度有40%40%的考生得零分，的考生得零分，7%7%的考的考生得生得6 6分，分，5%5%的考生得的考生得1010分，分，32%32%的考生得满分的考生得满分专题六专题六 要点热点探究要点热点探究 探究点二机械能守恒定律及其应用探究点二机械能守恒定律及其应用机械能守恒定律适用于以下情景：机械能守恒定律适用于以下情景：不计空气阻力条不计空气

19、阻力条件下所有的抛体运动件下所有的抛体运动( (包括平抛、斜抛、上抛、下抛等包括平抛、斜抛、上抛、下抛等) )；光滑斜面上物体的运动；光滑斜面上物体的运动；线线球模型在竖直面球模型在竖直面( (或光或光滑斜面上滑斜面上) )的摆动的摆动( (或圆周运动或圆周运动) )；沿竖直光滑内测圆形沿竖直光滑内测圆形轨道运动的物体；轨道运动的物体；球球杆杆球模型；球模型；球球绳绳球模型；球模型；软绳、链条类问题软绳、链条类问题专题六专题六 要点热点探究要点热点探究 例例如图如图2 26 62 2所示，一质量不计的细线绕过无摩擦的轻所示，一质量不计的细线绕过无摩擦的轻质小定滑轮质小定滑轮O O与质量为与质量

20、为5 5 m m的砝码相连，另一端与套在一根固定的砝码相连，另一端与套在一根固定的光滑的竖直杆上质量为的光滑的竖直杆上质量为m m的圆环相连，直杆上有的圆环相连，直杆上有A A、C C、B B三点，三点，且且C C为为A A、B B的中点，的中点，AOAO与竖直杆的夹角与竖直杆的夹角5353，C C点与滑轮点与滑轮O O在同一水平高度，滑轮与竖直杆相距为在同一水平高度，滑轮与竖直杆相距为L L，重力加速度为，重力加速度为g g，设，设直杆足够长，圆环和砝码运动过程中不会与其他物体相碰现直杆足够长，圆环和砝码运动过程中不会与其他物体相碰现将圆环由将圆环由A A点静点静止开始释放止开始释放( (已

21、知已知sin53sin530.80.8，cos53cos530.6)0.6)，试求：，试求：(1)(1)砝码下降到最低点时，砝码下降到最低点时，砝码和圆环的速度大小；砝码和圆环的速度大小；(2)(2)圆环能下滑的最大距离；圆环能下滑的最大距离；(3)(3)圆环下滑到圆环下滑到B B点时的速度大小点时的速度大小专题六专题六 要点热点探究要点热点探究专题六专题六 要点热点探究要点热点探究专题六专题六 要点热点探究要点热点探究专题六专题六 要点热点探究要点热点探究【点评】例【点评】例2 2属于连接体问题的机械能守恒问题在高属于连接体问题的机械能守恒问题在高考试题中经常出现涉及各种运动项目的能量问题，

22、如跳高、考试题中经常出现涉及各种运动项目的能量问题，如跳高、撑杆跳高、跳远、体操、吊环、举重等运动项目的力学原理撑杆跳高、跳远、体操、吊环、举重等运动项目的力学原理分析中都需要利用能量观点，对此类问题的分析要特别注意分析中都需要利用能量观点，对此类问题的分析要特别注意这样几点：这样几点：(1)(1)准确选取研究对象，一般是取器械的重心或运动员的准确选取研究对象，一般是取器械的重心或运动员的重心为研究对象，而且要特别注意该重心的起始高度，如举重心为研究对象，而且要特别注意该重心的起始高度，如举重问题中杠铃重心的初始高度到举重台面的距离等于杠铃半重问题中杠铃重心的初始高度到举重台面的距离等于杠铃半

23、径径专题六专题六 要点热点探究要点热点探究(2)(2)运动员在起跳过程中，地面并不对运动员做功，因运动员在起跳过程中，地面并不对运动员做功，因为地面对运动员的作用点为地面对运动员的作用点( (离地前的脚掌离地前的脚掌) )没有位移，此过程没有位移，此过程可认为运动员自己对自己的重心做功可认为运动员自己对自己的重心做功(3)(3)要熟悉一些常见体育运动项目的规则和动作要领，要熟悉一些常见体育运动项目的规则和动作要领，这对分析运动员在过程中的做功情况会有帮助如撑杆跳高这对分析运动员在过程中的做功情况会有帮助如撑杆跳高项目中，运动员在撑杆起跳上升过程中就要通过双臂腰的努项目中，运动员在撑杆起跳上升过

24、程中就要通过双臂腰的努力使自己重心升的尽可能高才能取得最佳成绩力使自己重心升的尽可能高才能取得最佳成绩专题六专题六 要点热点探究要点热点探究 探究点三能量观点综合应用探究点三能量观点综合应用滑动问题滑动问题专题六专题六 要点热点探究要点热点探究专题六专题六 要点热点探究要点热点探究 例例3 3图图2 26 64 4为某生产流水线工作原理示意图足够长的为某生产流水线工作原理示意图足够长的工作平台上有一小孔工作平台上有一小孔A A，一定长度的操作板，一定长度的操作板( (厚度可忽略不计厚度可忽略不计) )静静止于小孔的左侧，某时刻开始，零件止于小孔的左侧，某时刻开始，零件( (可视为质点可视为质点

25、) )无初速地放无初速地放在操作板的中点，同时操作板在电动机带动下向右做匀加速直在操作板的中点，同时操作板在电动机带动下向右做匀加速直线运动，直至完全运动到线运动，直至完全运动到A A孔的右侧孔的右侧( (忽略小孔对操作板运动的忽略小孔对操作板运动的影响影响) )，最终零件运动到，最终零件运动到A A孔时速度恰好为零，并由孔时速度恰好为零，并由A A孔下落进入孔下落进入下一道工序已知零件与操作板间的动摩擦因数下一道工序已知零件与操作板间的动摩擦因数1 10.050.05，零，零件与与工作台间的动摩擦因数件与与工作台间的动摩擦因数2 20.0250.025，不计操作板与工作台，不计操作板与工作台

26、间的摩擦重力加速度间的摩擦重力加速度g g10 m/s10 m/s2 2. .求：求：专题六专题六 要点热点探究要点热点探究 (1) (1)操作板做匀加速直线运动的加速度大小；操作板做匀加速直线运动的加速度大小； (2)(2)若操作板长若操作板长L L2m2m，质量，质量M M3 kg3 kg，零件的质量，零件的质量m m0.5 0.5 kgkg，则操作板从，则操作板从A A孔左侧完全运动到右侧的过程中，电动机孔左侧完全运动到右侧的过程中，电动机至少做多少功？至少做多少功？专题六专题六 要点热点探究要点热点探究【点拨】【点拨】(1)(1)零件经历几个运动过程？工作台运动情况零件经历几个运动过程

27、？工作台运动情况如何？二者在运动参量上存在哪些关系？如何？二者在运动参量上存在哪些关系？(2)(2)此过程中能此过程中能量转化关系如何？量转化关系如何？专题六专题六 要点热点探究要点热点探究专题六专题六 要点热点探究要点热点探究专题六专题六 要点热点探究要点热点探究专题六专题六 要点热点探究要点热点探究 20102010全国卷全国卷 如图如图2 26 65 5所示，所示，MNPMNP为为竖直面内一固定轨道，其圆弧段竖直面内一固定轨道，其圆弧段MNMN与水平段与水平段NPNP相切于相切于N N，P P端固定一竖直挡板端固定一竖直挡板M M相对于相对于N N的高度为的高度为h h，NPNP长度为长

28、度为s s. .一木一木块自块自M M端从静止开始沿轨道下滑，与挡板发生一次完全弹性端从静止开始沿轨道下滑，与挡板发生一次完全弹性碰撞后停止在水平轨道上某处若在碰撞后停止在水平轨道上某处若在MNMN段的摩擦可忽略不段的摩擦可忽略不计，物块与计，物块与NPNP段轨道间的动摩擦因数为段轨道间的动摩擦因数为，求物块停止的，求物块停止的地方与地方与N N点距离的可能值点距离的可能值专题六专题六 要点热点探究要点热点探究专题六专题六 要点热点探究要点热点探究专题六专题六 要点热点探究要点热点探究 探究点四能量观点综合应用探究点四能量观点综合应用弹簧问题弹簧问题 涉及弹簧的综合问题在高考试题中也屡见不鲜，

29、一涉及弹簧的综合问题在高考试题中也屡见不鲜，一般难度较大，甚至作为压轴题出现其特点是出题形式般难度较大，甚至作为压轴题出现其特点是出题形式灵活、情景多样，需要考生在平时勤于总结、提炼规灵活、情景多样，需要考生在平时勤于总结、提炼规律律专题六专题六 要点热点探究要点热点探究 例例4 4专题六专题六 要点热点探究要点热点探究端的装卸工又取下端的装卸工又取下m m2 2装上装上m m1 1，然后重复上述过程若，然后重复上述过程若M M5 5 kgkg，m m1 144 kg44 kg，(sin37(sin370.60.6，cos37cos370.80.8，g g10 10 m/s2)m/s2)，问：，问：(1)(1)当载货箱和货物当载货箱和货物m m1 1下滑至刚接触轻弹簧时的速度大小下滑至刚接触轻弹簧时的速度大小是多少？是多少？(2)(2)若载货箱和货物若载货箱和货物m m2 2在弹簧的在弹簧的作用下被弹回到轨道顶端时速作用下被弹回到轨道顶端时速度恰好为零，则度恰好为零，则m m2 2的质量为多少？的质量为多少？专题六专题六