高三物理知识点复习课件24课件

专题二功和能第一部分锁定高考六专题知识互联网达人寄语——科学复习、事半功倍我在北大等你！

我是北京大学大一的学生，身经高考，感触颇深．我的学习方法是：不是方法的方法——刻苦．起初我不刻苦，怕刻苦了也不能考第一，丢人！后来我试着刻苦，最终“刻苦”惊人地回报了我．“勤奋的态度＋科学的方法＋良好的心态＝成功”．学弟学妹们！十年磨砺，今朝亮剑，加油！我在北大等你！“功和能”是物理学中一把万能的利剑，能量守恒是永恒的主题．大题当前，一定要沉着冷静，奇思妙想，灵活建模，规范解答，坚决拿下力学大题！

专题二功和能第5讲功和能常考的4个问题(选择题、计算题)第一部分锁定高考六专题考情报告主要题型：选择题、计算题难度档次：

难度较大，考卷的高档题．知识点多、综合性强、题意较深邃，含有临界点，或多过程现象、或多物体系统．以定量计算为主，对解答表述要求较规范．一般设置或递进、或并列的2～3小问，各小问之间按难度梯度递增．

高考热点

高考必备1．做功的两个重要因素是：有力作用在物体上，且使物体在力的方向上

．功的求解可利用W＝Flcosα求，但F必须为

．也可以利用F－l图象来求；变力的功一般应用

间接求解．发生了位移恒力动能定理相同

特别提醒(1)用动能定理求解问题是一种高层次的思维和方法．应该增强用动能定理解题的意识．(2)应用动能定理解题时要灵活选取过程，过程的选取对解题的难易程度有很大影响．特别提醒(1)系统所受到的合力为零，则系统机械能不一定守恒．(2)物体系统机械能守恒，则其中单个物体机械能不一定守恒．

状元微博名师点睛精细剖析“多过程”现象力学综合题的“多过程现象”，一般由匀变速直线运动、平抛运动及圆周运动组成，各运动“子过程”由“衔接点”连接．解答时注意以下几点．(1)由实际抽象相应的物理模型，确定研究对象，对物体进行受力、运动情况的分析，分析好可能的“临界点”．确定每一个“子过程”及其特点，特别是有些隐蔽的“子过程”．(2)一般要画出物体的运动示意图．

(3)针对每一个“子过程”，应用运动规律、牛顿运动定律、动能定理、机械能守恒定律等，列出有效方程．要合理选用“过程性方程”与“瞬时性方程”，能列全过程的方程、不列分过程的方程．(4)分析好“衔接点”速度、加速度等关系．如“点前”或“点后”的不同数值．(5)联立方程组，分析求解.常考问题【例1】

(2012·江苏卷，3)如图5－1所示，细线的一端固定于O点，另一端系一小球．在水平拉力作用下，小球以恒定速率在竖直平面内由A点运动到B点．在此过程中拉力的瞬时功率变化情况是()．对功、功率的理解及定量计算(选择题)图5－1A．逐渐增大 B．逐渐减小C．先增大，后减小 D．先减小，后增大解析小球速率恒定，由动能定理知：拉力做的功与克服重力做的功始终相等，将小球的速度分解，可发现小球在竖直方向分速度逐渐增大，重力的瞬时功率也逐渐增大，则拉力的瞬时功率也逐渐增大，A项正确．答案A本题主要考查动能定理、瞬时功率的计算等，着重考查学生的理解能力和推理能力，难度中等．图5－2

答案BC借题发挥1．判断正功、负功或不做功的方法 (1)用力和位移的夹角θ判断． (2)用力和速度的夹角θ判断． (3)用动能变化判断．2．计算功的方法 (1)按照功的定义求功． (2)用动能定理W＝ΔEk或功能关系求功．当F为变力时，高中阶段往往考虑用这种方法求功． (3)利用功率公式W＝Pt求解．【例2】(2012·安徽卷，16)如图5－3所示，在竖直平面内有一半径为R的圆弧轨道，半径OA水平、OB竖直，一个质量为m的小球自A的正上方P点由静止开始自由下落，小球沿轨道到达最高点B时恰好对轨道没有压力．已知AP＝2R，重力加速度为g，则小球从P到B的运动过程中 ()．功能关系与曲线运动的综合(选择题)图5－3答案D 如图5－4所示是北京朝阳公园摩天轮，一质量为m的乘客坐在摩天轮中以速率v在竖直平面内做半径为R的匀速圆周运动，假设t＝0时刻乘客在轨迹最低点且重力势能为零，那么，下列说法正确的是 ()．图5－4答案AD阅卷感悟错因档案1．不能正确找出竖直平面内圆周运动的临界条件2．对重要的功能关系不清楚应对策略1．应用功能关系解题，首先弄清楚重要的功能关系 (1)重力的功等于重力势能的变化，即WG＝－ΔEp (2)弹力的功等于弹性势能的变化，即W弹＝－ΔEp (3)合力的功等于动能的变化，即W合＝ΔEk (4)重力之外(除弹簧弹力)的其他力的功等于机械能的变化，即W其他＝ΔE (5)一对滑动摩擦力做功等于系统中内能的变化ΔQ＝fl相对 (6)电场力做功等于电势能的变化，即WAB＝－ΔE2．运用能量守恒定律解题的基本思路【例3】(2012·重庆理综，23)如图5－5所示为一种摆式摩擦因数测量仪，可测量轮胎与地面间动摩擦因数，其主要部件有：底部固定有轮胎橡胶片的摆锤和连接摆锤的轻质细杆，摆锤的质量为m、细杆可绕轴O在竖直平面内自由转动，动能定理的应用(计算题)图5－5 摆锤重心到O点距离为L，测量时，测量仪固定于水平地面，将摆锤从与O等高的位置处静止释放．摆锤到最低点附近时，橡胶片紧压地面擦过一小段距离s(s≪L)，之后继续摆至与竖直方向成θ角的最高位置．若摆锤对地面的压力可视为大小为F的恒力，重力加速度为g，求：(1)摆锤在上述过程中损失的机械能；(2)在上述过程中摩擦力对摆锤所做的功；(3)橡胶片与地面之间的动摩擦因数．解析(1)选从右侧最高点到左侧最高点的过程研究．因为初、末状态动能为零，所以全程损失的机械能ΔE等于减少的重力势能，即：ΔE＝mgLcosθ. ①(2)对全程应用动能定理：WG＋Wf＝0， ②WG＝mgLcosθ，③由②、③得Wf＝－WG＝－mgLcosθ

④本题对动能定理、功能关系、滑动摩擦力及其做功进行了考查，考查学生的理解能力及分析推理能力，中等难度． 如图5－6甲所示，长为4m的水平轨道AB与半径为R＝0.6m的竖直半圆弧轨道BC在B处相连接，有一质量为1kg的滑块(大小不计)，从A处由静止开始受水平向右的力F作用，F的大小随位移变化的关系如图乙所示，滑块与AB间的动摩擦因数为μ＝0.25，与BC间的动摩擦因数未知，取g＝10m/s2，求：图5－6(1)滑块到达B处时的速度大小；(2)滑块在水平轨道AB上运动前2m过程所用的时间；(3)若到达B点时撤去力F，滑块沿半圆弧轨道内侧上滑，并恰好能到达最高点C，则滑块在半圆弧轨道上克服摩擦力所做的功是多少？答案见解析方法锦囊应用动能定理解题的基本步骤(1)选取研究对象，分析运动过程．(2)(3)明确物体在过程的始末状态的动能Ek1和Ek2.(4)列出动能定理的方程W合＝Ek2－Ek1及其他必要的解题方程，进行求解．答题模板解：对……(研究对象)从……到……(过程)由动能定理得……(具体问题的原始方程)①根据……(定律)……得……(具体问题的原始辅助方程)……②联立方程①②得……(待求物理量的表达式)代入数据解得……(待求物理量的数值带单位)机械能守恒与力学知识的综合应用(计算题)图5－7(1)求此人落到坡面时的动能；(2)此人水平跳出的速度为多大时，他落在坡面时的动能最小？动能的最小值为多少？答案见解析本题考查牛顿运动定律、机械能守恒定律，旨在考查学生的推理能力、分析综合能力和应用数学知识解决物理问题的能力，难度较大． (2012·温州五校联考)如图5－8所示，在竖直平面内，粗糙的斜面轨道AB的下端与光滑的圆弧轨道BCD相切于B，C是最低点，圆心角∠BOC＝37°，D与圆心O等高，圆弧轨道半径R＝1.0m，现有一个质量为m＝0.2kg可视为质点的小物体，从D点的正上方E点处自由下落，DE距离h＝1.6m，小物体与斜面AB之间的动摩擦因数μ＝0.5.取sin37°＝0.6，cos37°＝0.8，g＝10m/s2.求：图5－8(1)小物体第一次通过C点时轨道对小物体的支持力FN的大小；(2)要使小物体不从斜面顶端飞出，斜面的长度LAB至少要多长；(3)若斜面已经满足(2)要求，小物体从E点开始下落，直至最后在光滑圆弧轨道做周期性运动，在此过程中系统因摩擦所产生的热量Q的大小．(2)从E→D→C→B→A过程，由动能定理得：WG－Wf＝0， ③WG＝mg[(h＋Rcos37°)－LABsin37°]， ④Wf＝μmgcos37°LAB， ⑤ 联立③④⑤解得LAB＝2.4m.(3)因为mgsin37°>μmgcos37°(或μ<tan37°)，所以，小物体不会停在斜面上．小物体最后以C为中心，B为一侧最高点沿圆弧轨道做往返运动，从E点开始直至运动稳定，系统因摩擦所产生的热量，Q＝ΔEp， ⑥ΔEp＝mg(h＋Rcos37°)， ⑦联立⑥⑦解得Q＝4.8J.答案(1)12.4N(2)2.4m(3)4.8J以题说法1．机械能守恒定律的应用 (1)机械能是否守恒的判断 ①用做功来判断，看重力(或弹簧弹力)以外的其他力做功代数和是否为零． ②用能量转化来判断，看是否有机械能转化为其他形式的能． ③对一些绳子突然绷紧、物体间碰撞等问题，机械能一般不守恒，除非题目中有特别说明及暗示．2．解决力学综合应用题目的方法

(1)在高考理综中，力学综合题均为“多过程”现象或多物体系统．解决手段有二： 一是力与运动的关系，主要是牛顿运动定律和运动学公式的应用；

二是功能关系与能量守恒，主要是动能定理和机械能守恒定律等规律的应用．(2)对物体进行运动过程的分析，分析每一运动过程的运动规律．(3)对物体进行每一过程中的受力分析，确定有哪些力做功，有哪些力不做功．哪一过程中满足机械能守恒定律的条件．(4)分析物体的运动状态，根据机械能守恒定律及有关的力学规律列方程求解．有些高考题之所以难，往往是由于某些条件或过程过于隐蔽，挖掘出这些隐含的条件或物理过程，是成功解决物理问题的关键．现举两例考题，探究挖掘隐含条件的方法．一、从物理规律中去挖掘如【典例1】(2010·上海物理，25)小球匀速运动由动能定理得：WF－WG－Wf＝0由此可知，Wf＝0时―→WF最小―→Ff＝0―→FN＝0(Ff＝0―→FN＝0，即本题的隐含条件)由动能定理―→找出隐含条件―→问题迎刃而解【典例1】

(2010·上海物理，25)如图5－9所示，固定于竖直面内的粗糙斜杆，与水平方向夹角为30°，质量为m的小球套在杆上，在大小不变的拉力作用下，小球沿杆由底端匀速运动到顶端，为使拉力做功最小，拉力F与杆的夹角α＝________，拉力大小F＝________．图5－9解析设拉力F对小球做的功为WF，小球克服重力做的功为WG，小球克服摩擦力做的功为Wf，对小球应用动能定理得WF－WG－Wf＝0，由此可知，当小球克服摩擦力做的功Wf＝0时，拉力做功最小，也即当小球与斜杆间的摩擦力为零时，拉力做的功最小，此时，小球与斜杆间无压力，其受力情况如图．由平衡条件得：Fcosα＝mgsin30°，Fsinα＝mgcos30°，联立解得，α＝60°，F＝mg.答案60°

mg二、从物理过程中去挖掘如【典例2】(2010·全国卷Ⅱ，24)题中“求……可能值”，为什么结果会出现可能值呢？原因就隐含在运动过程中．仔细分析物块的运动过程，不难找出物块的运动情况有两种可能性