創(chuàng)新設(shè)計(jì)浙江鴨2017版高考物理二輪復(fù)習(xí)高分突破專(zhuān)題三功和能第12課時(shí)動(dòng)力學(xué)和能量守恒的綜合應(yīng)用課件

1、第12課時(shí)　動(dòng)力學(xué)和能量守恒的綜合應(yīng)用,知識(shí)點(diǎn)　能量守恒定律與能源(c/d)1.下列說(shuō)法不正確的是(　　)A.力對(duì)物體做了多少功，物體就有多少能B.物體在速度增大時(shí)，其機(jī)械能可能在減小C.滑動(dòng)摩擦力做功時(shí)，一定會(huì)引起機(jī)械能的轉(zhuǎn)化D.一個(gè)物體的能量增加，必定有別的物體能量減少答案　A,2.(2016·浙江諸暨中學(xué)期末)質(zhì)量為m的物體，由靜止開(kāi)始下落，由于阻力的作用，下落的加速度為0.8g。在物體下落h的過(guò)程

2、中，下列說(shuō)法正確的是(　　)A.物體的重力勢(shì)能增加了0.8mghB.物體的重力勢(shì)能減少了0.8mghC.物體克服阻力做功0.8mghD.物體的重力勢(shì)能減少了mgh,解析　一個(gè)物體重力勢(shì)能的變化量?jī)H與高度的變化有關(guān)，與物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)無(wú)關(guān)，所以物體下落h的過(guò)程中，物體的重力勢(shì)能減少了mgh。故A、B均錯(cuò)誤；D正確；由于物體下落的加速度是0.8g。由牛頓第二定律得mg－f＝ma，得f＝mg－ma＝0.2mg，物體克服阻力做功W

3、＝fh＝0.2mgh，故C錯(cuò)誤。答案　D,3. (如圖1)蹦床是青少年喜歡的一種體育活動(dòng)，蹦床邊框用彈簧固定有彈性網(wǎng)角，運(yùn)動(dòng)員從最高點(diǎn)落下直至最低點(diǎn)的過(guò)程中，空氣阻力大小恒定，則運(yùn)動(dòng)員(　　),圖1,A.剛接觸網(wǎng)面時(shí)，動(dòng)能最大B.機(jī)械能一直減少C.重力勢(shì)能的減少量等于彈性勢(shì)能的增加量D.重力做功等于克服空氣阻力做功解析　當(dāng)運(yùn)動(dòng)員受到的彈力、阻力、重力三力的合力為零時(shí)加速度為零，動(dòng)能最大，A錯(cuò)誤；在此過(guò)程中除重力外，運(yùn)動(dòng)員受到的

4、彈力和阻力一起做負(fù)功，所以運(yùn)動(dòng)員的機(jī)械能減小，B正確；全過(guò)程由功能關(guān)系知mgh＝W阻＋Ep彈，所以C、D錯(cuò)誤。答案　B,4.一顆子彈以某一水平速度擊中了靜止在光滑水平面上的木塊，并從中穿出，對(duì)于這一過(guò)程，下列說(shuō)法正確的是(　　)A.子彈減少的機(jī)械能等于木塊增加的機(jī)械能B.子彈和木塊組成的系統(tǒng)機(jī)械能的損失量大于系統(tǒng)產(chǎn)生的熱量C.子彈減少的機(jī)械能等于木塊增加的動(dòng)能與木塊增加的內(nèi)能之和D.子彈減少的動(dòng)能等于木塊增加的動(dòng)能與子

5、彈和木塊增加的內(nèi)能之和,解析　子彈射穿木塊的過(guò)程中，由于相互間摩擦力的作用使得子彈的動(dòng)能減少，木塊獲得動(dòng)能，同時(shí)兩者產(chǎn)生熱量，且系統(tǒng)產(chǎn)生的熱量在數(shù)值上等于系統(tǒng)機(jī)械能的損失，選項(xiàng)A、B、C均錯(cuò)。答案 D,疑難點(diǎn)一　功能關(guān)系的理解和應(yīng)用1.做功的過(guò)程就是能量轉(zhuǎn)化的過(guò)程，不同形式的能量發(fā)生相互轉(zhuǎn)化是通過(guò)做功來(lái)實(shí)現(xiàn)的；功是能量轉(zhuǎn)化的量度，功和能的關(guān)系體現(xiàn)在不同的力做功，對(duì)應(yīng)不同形式的能轉(zhuǎn)化，且做功的多少與能量轉(zhuǎn)化的多少在數(shù)值上相等，解題時(shí)

6、必須明確哪些力做的功等于哪種能量的增加量或減少量。,2.相互作用的一對(duì)靜摩擦力做功的代數(shù)和為零，在靜摩擦力做功的過(guò)程中，只有機(jī)械能的轉(zhuǎn)移(靜摩擦力起著傳遞機(jī)械能的作用)，不產(chǎn)生內(nèi)能。3.相互作用的一對(duì)滑動(dòng)摩擦力做功的代數(shù)和Wf＝－f·Δs(Δs為兩個(gè)物體之間的相對(duì)位移)，在一對(duì)滑動(dòng)摩擦力做功的過(guò)程中機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，產(chǎn)生的內(nèi)能等于滑動(dòng)摩擦力與相對(duì)位移的乘積，Q＝f·Δs。,【練1】 如圖2所示，一張薄紙板放在光滑水

7、平面上，其右端放有小木塊，小木塊與薄紙板的接觸面粗糙，原來(lái)系統(tǒng)靜止。現(xiàn)用水平恒力F向右拉薄紙板，小木塊在薄紙板上發(fā)生相對(duì)滑動(dòng)，直到從薄紙板上掉下來(lái)。上述過(guò)程中有關(guān)功和能的說(shuō)法正確的是 (　　),圖2,A.拉力F做的功等于薄紙板和小木塊動(dòng)能的增加量B.摩擦力對(duì)小木塊做的功一定等于系統(tǒng)中由摩擦產(chǎn)生的熱量C.離開(kāi)薄紙板前小木塊可能先做加速運(yùn)動(dòng)，后做勻速運(yùn)動(dòng)D.小木塊動(dòng)能的增加量可能小于系統(tǒng)中由摩擦產(chǎn)生的熱量,解析　由功能關(guān)系，拉力F做

8、的功等于薄紙板和小木塊動(dòng)能的增加量與系統(tǒng)產(chǎn)生的內(nèi)能之和，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；摩擦力對(duì)小木塊做的功等于小木塊動(dòng)能的增加量，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；離開(kāi)薄紙板前小木塊一直在做勻加速運(yùn)動(dòng)，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；對(duì)于系統(tǒng)，由摩擦產(chǎn)生的熱量Q＝FfΔL，其中ΔL為小木塊相對(duì)薄紙板運(yùn)動(dòng)的位移，即薄紙板的長(zhǎng)度。對(duì)小木塊，F(xiàn)fL木＝ΔEk，L木為小木塊相對(duì)地面的位移，由于L木存在大于、等于或小于ΔL三種可能，即ΔEk存在大于、等于或小于Q三種可能，選項(xiàng)D正確。答案　D,易混點(diǎn)二　

9、不能正確應(yīng)用機(jī)械能守恒定律和能量守恒定律1.機(jī)械能守恒定律反映的是一個(gè)系統(tǒng)中只有重力和彈力做功，系統(tǒng)內(nèi)物體的重力勢(shì)能、彈性勢(shì)能和動(dòng)能可以相互轉(zhuǎn)化，但總機(jī)械能不變。2.能量守恒定律反映的是一個(gè)系統(tǒng)除了機(jī)械能以外還有其他形式的能量參與轉(zhuǎn)化，總能量不變。3.機(jī)械能守恒定律的適用是有條件的，能量守恒定律的適用無(wú)條件。,【練2】 如圖3所示，一物體質(zhì)量m＝2 kg，在傾角θ＝37°的斜面上的A點(diǎn)以初速度v0＝3 m/s下滑，A點(diǎn)距

10、彈簧上端B的距離AB＝4 m。當(dāng)物體到達(dá)B后將彈簧壓縮到C點(diǎn)，最大壓縮量BC＝0.2 m，然后物體又被彈簧彈上去，彈到的最高位置為D點(diǎn)，D點(diǎn)距A點(diǎn)AD＝3 m。擋板及彈簧質(zhì)量不計(jì)，g取10 m/s2，sin 37°＝0.6，求：,圖3,(1)物體與斜面間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ；(2)彈簧的最大彈性勢(shì)能Epm。,答案　(1)0.52　(2)24.4 J,疑難點(diǎn)三　應(yīng)用動(dòng)力學(xué)和能量觀點(diǎn)分析直線(xiàn)、平拋和圓周運(yùn)動(dòng)`組合問(wèn)題這類(lèi)模型一般

11、各階段的運(yùn)動(dòng)過(guò)程具有獨(dú)立性，只要對(duì)不同過(guò)程分別選用相應(yīng)規(guī)律即可，兩個(gè)相鄰的過(guò)程連接點(diǎn)的速度是聯(lián)系兩過(guò)程的紐帶。很多情況下平拋運(yùn)動(dòng)末速度的方向是解決問(wèn)題的重要突破口。,【練3】 滑板運(yùn)動(dòng)是極限運(yùn)動(dòng)的鼻祖，許多極限運(yùn)動(dòng)項(xiàng)目均由滑板項(xiàng)目延伸而來(lái)。如圖4所示是滑板運(yùn)動(dòng)的軌道，BC和DE是兩段光滑圓弧形軌道，BC段的圓心為O點(diǎn)，圓心角為60°，半徑OC與水平軌道CD垂直，水平軌道CD段粗糙且長(zhǎng)8 m。一運(yùn)動(dòng)員從軌道上的A點(diǎn)以3 m/s的

12、速度水平滑出，在B點(diǎn)剛好沿軌道的切線(xiàn)方向滑入圓弧形軌道BC，經(jīng)CD軌道后沖上DE軌道，到達(dá)E點(diǎn)時(shí)速度減為零，然后返回。已知運(yùn)動(dòng)員和滑板的總質(zhì)量為60 kg，B、E兩點(diǎn)與水平面CD的豎直高度分別為h和H，且h＝2 m，H＝2.8 m，g取10 m/s2。求：,(1)運(yùn)動(dòng)員從A運(yùn)動(dòng)到達(dá)B點(diǎn)時(shí)的速度大小vB；(2)軌道CD段的動(dòng)摩擦因數(shù)μ；(3)通過(guò)計(jì)算說(shuō)明，第一次返回時(shí)，運(yùn)動(dòng)員能否回到B點(diǎn)？如能，請(qǐng)求出回到B點(diǎn)時(shí)的速度的大?。蝗绮荒?，則

13、最后停在何處？,圖4,答案　(1)6 m/s　 (2)0.125　 (3)不能　 最后停在D點(diǎn)左側(cè)6.4 m處(或C點(diǎn)右側(cè)1.6 m處),疑難點(diǎn)四　應(yīng)用動(dòng)力學(xué)和能量觀點(diǎn)分析傳送帶、滑塊——木板模型1.方法技巧傳送帶、滑塊—木板的問(wèn)題是和實(shí)際聯(lián)系較緊密且較難的物理模型，是高中階段必須掌握的重要內(nèi)容。解決此類(lèi)問(wèn)題的關(guān)鍵是對(duì)物體進(jìn)行動(dòng)態(tài)分析和終態(tài)推斷，靈活巧妙地從能量的觀點(diǎn)和力的觀點(diǎn)來(lái)揭示其本質(zhì)、特征，列方程聯(lián)立求解。,2.解題模板,圖

14、5,(1)物體從A運(yùn)動(dòng)到B共需多少時(shí)間？(2)電動(dòng)機(jī)因傳送該物體多消耗的電能。,答案　(1)2.4 s　(2)28 J,[真題示例],【例1】 (2015·10月浙江學(xué)考)畫(huà)作《瀑布》如圖所示。有人對(duì)此畫(huà)作了如下解讀：水流從高處傾瀉而下，推動(dòng)水輪機(jī)發(fā)電，又順著水渠流動(dòng)，回到瀑布上方，然后再次傾瀉而下，如此自動(dòng)地周而復(fù)始。這一解讀違背了(　　),圖6,A.庫(kù)侖定律B.歐姆定律C.電荷守恒定律D.能量守恒定律解析　水從

15、高處傾瀉而下，推動(dòng)水輪機(jī)發(fā)電，水減少的重力勢(shì)能一部分轉(zhuǎn)化為電能，水的機(jī)械能減少，水又順著水渠流動(dòng)，回到瀑布上方，機(jī)械能又變?yōu)樵瓉?lái)的值，這違背了能量守恒定律，D選項(xiàng)正確。答案　D,【例2】 (2016·4月浙江學(xué)考)如圖7所示，裝置由一理想彈簧發(fā)射器及兩個(gè)軌道組成。其中軌道Ⅰ由光滑軌道AB與粗糙直軌道BC平滑連接，高度差分別是h1＝0.20 m，h2＝0.10 m，BC水平距離L＝1.00 m。軌道Ⅱ由AE、螺旋圓形EFG和G

16、B三段光滑軌道平滑連接而成，且A點(diǎn)與F點(diǎn)等高。當(dāng)彈簧壓縮量為d時(shí)，恰能使質(zhì)量m＝0.05 kg的滑塊沿軌道Ⅰ上升到B點(diǎn)；當(dāng)彈簧壓縮量為2d時(shí)，恰能使滑塊沿軌道Ⅰ上升到C點(diǎn)。(已知彈簧彈性勢(shì)能與壓縮量的平方成正比),(1)當(dāng)彈簧壓縮量為d時(shí)，求彈簧的彈性勢(shì)能及滑塊離開(kāi)彈簧瞬間的速度大小；(2)求滑塊與軌道BC間的動(dòng)摩擦因數(shù)；(3)當(dāng)彈簧壓縮量為d時(shí)，若沿軌道Ⅱ運(yùn)動(dòng)，滑塊能否上升到B點(diǎn)？請(qǐng)通過(guò)計(jì)算說(shuō)明理由。,圖7,答案　(1)0.1 J

17、　2 m/s　(2)0.5　(3)見(jiàn)解析,[沖刺訓(xùn)練],1.如圖8所示，勁度系數(shù)為k的輕質(zhì)彈簧，一端系在豎直放置、半徑為R的光滑圓環(huán)頂點(diǎn)P，另一端連接一套在圓環(huán)上且質(zhì)量為m的小球。開(kāi)始時(shí)小球位于A點(diǎn)，此時(shí)彈簧處于原長(zhǎng)且與豎直方向的夾角為45°，之后小球由靜止沿圓環(huán)下滑，小球運(yùn)動(dòng)到最低點(diǎn)B時(shí)的速率為v，此時(shí)小球與圓環(huán)之間的壓力恰好為零，已知重力加速度為g。下列分析正確的是(　　),圖8,答案　D,(1)為使小物塊不落在擋板上，求

18、拉力F作用的最長(zhǎng)時(shí)間；(2)若小物塊在水平臺(tái)階上運(yùn)動(dòng)時(shí)，拉力F一直作用在小物塊上，當(dāng)小物塊過(guò)O點(diǎn)時(shí)撤去拉力F，求小物塊擊中擋板上的位置坐標(biāo)。,圖9,3.現(xiàn)代化的生產(chǎn)流水線(xiàn)大大提高了勞動(dòng)效率，如圖10為某工廠生產(chǎn)流水線(xiàn)上的水平傳輸裝置的俯視圖，它由傳送帶和轉(zhuǎn)盤(pán)組成。物品從A處無(wú)初速、等時(shí)間間隔地放到傳送帶上，運(yùn)動(dòng)到B處后進(jìn)入勻速轉(zhuǎn)動(dòng)的轉(zhuǎn)盤(pán)隨其一起運(yùn)動(dòng)(無(wú)相對(duì)滑動(dòng))，到C處被取走裝箱。已知A、B的距離L＝9.0 m，物品在轉(zhuǎn)盤(pán)上與轉(zhuǎn)軸O的

19、距離R＝3.0 m、與傳送帶間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ1＝0.25，傳送帶的傳輸速度和轉(zhuǎn)盤(pán)上與O相距為R處的線(xiàn)速度均為v＝3.0 m/s，取g＝10 m/s2。問(wèn)：,(1)物品從A處運(yùn)動(dòng)到B處的時(shí)間t；(2)若物品在轉(zhuǎn)盤(pán)上的最大靜摩擦力可視為與滑動(dòng)摩擦力大小相等，則物品與轉(zhuǎn)盤(pán)間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ2至少為多大；(3)若物品的質(zhì)量為0.5 kg，每輸送一個(gè)物品從A到C，該流水線(xiàn)為此至少多做多少功。,圖10,答案　(1)3.6 s　(2)0.3　(3)

20、4.5 J,4.如圖11所示，“蝸牛狀”軌道OAB豎直固定在水平地面BC上，與地面在B處平滑連接。其中，“蝸牛狀”軌道由內(nèi)壁光滑的兩個(gè)半圓軌道OA、AB平滑連接而成，半圓軌道OA的,圖11,半徑R＝0.6 m，下端O剛好是半圓軌道AB的圓心。水平地面BC長(zhǎng)xBC＝7 m，C處是一深坑。一質(zhì)量m＝0.5 kg的小球，從O點(diǎn)沿切線(xiàn)方向以某一速度v0進(jìn)入軌道OA后，沿OAB軌道運(yùn)動(dòng)至水平地面。已知小球與水平地面間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ＝0.7，g取1

21、0 m/s2。,(1)為使小球不脫離OAB軌道，小球在O點(diǎn)的初速度的最小值vmin多大？(2)若v0＝9 m/s，求小球在B點(diǎn)對(duì)半圓軌道的壓力大??；(3)若v0＝9 m/s，通過(guò)計(jì)算說(shuō)明，小球能否落入深坑？,由牛頓第二定律得：μmg＝ma解得：x＝7.5 m＞xBC＝7 m故小球能落入深坑。答案　(1)6 m/s　(2)48.75 N　(3)能落入深坑,5.利用彈簧彈射和皮帶傳動(dòng)裝置可以將工件運(yùn)至至高處。如圖12所示，已知傳送

22、軌道平面與水平方向成37°角，傾角也是37°的光滑斜面軌道固定于地面且與傳送軌道良好對(duì)接，彈簧下端固定在斜面底端，工件與皮帶間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ＝0.25。皮帶傳動(dòng)裝置順時(shí)針勻速轉(zhuǎn)動(dòng)的速度v＝4 m/s，兩輪軸心相距L＝5 m，B、C分別是傳送帶與兩輪的切點(diǎn)，輪緣與傳送帶之間不打滑?，F(xiàn)將質(zhì)量m＝1 kg的工件放在彈簧上，用力將彈簧壓縮至A點(diǎn)后由靜止釋放，工件離開(kāi)斜面頂端滑到皮帶上的B點(diǎn)時(shí)速度v0＝8 m/s，A、B間的距