高考对机械能的考查揭秘

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1、高考对机械能的考查揭秘机械能是力学知识的重点内容之一，贯穿于整个物理学中，其中功和功率、动能定理、重力势能、弹性势能、机械能守恒定律是历年高考的必考内容。考查的知识点覆盖面全、频率高、题型全。考查的特点是灵活性强，综合面广，能力要求高。考题的内容经常与力学、电磁学，甚至热学等方面知识综合，过程复杂，需较强的综合分析能力。考向1考查功和功率的计算功和功率问题是高考中考查的重点内容之一，可单独考查，也可与其他知识综合考查。单独考查一般出现在选择题中，主要考查对功和功率概念的理解及其计算，难度中等；综合考查一般出现在计算题

2、中，可与平抛运动、圆周运动以及电磁学知识相结合，难度较大。如2011年海南卷第9题，2012年安徽卷第16题，2013年四川卷第10题。例1．（2011·海南卷·9）一质量为1kg的质点静止于光滑水平面上，从＝0时起，第1s内受到2N的水平外力作用，第2s内受到同方向的1N的外力作用。下列判断正确的是(　　)A．0～2s内外力的平均功率是WB．第2s内外力所做的功是JC．第2s末外力的瞬时功率最大D．第1s内与第2s内质点动能增加量的比值是解析：由牛顿第二定律F＝可得，第1s内的加速度a1＝2m/s2，第2s内的加速

3、度a2＝1m/s2；第1s内物体位移＝1m，外力做功W1＝＝2J；＝＝2m/s，第2s内位移＝2.5m，外力做功W2＝F＝2.5J，选项B错误；2s内外力的平均功率W＝W，选项A正确；由瞬时功率P＝F可知，第1s末瞬时功率P1＝F1＝4W，第2s末的速度＝3m/s，瞬时功率P2＝F2＝3W，选项C错误；由动能定理，动能增加量之比等于合外力做功之比，所以，选项D正确。点评：计算功有几种途径：（1）根据公式W＝F计算功（只适用于恒力做功）；（2）根据能量转化和守恒定律或动能定理计算功（适用于恒力做功，也适用于变力做功）；

4、（3）根据W＝P计算一段时间内做的功（适用于功率恒定情况）。求平均功率与瞬时功率要注意：（1）利用求解，注意为某一过程的总时间；（2）利用P＝F求解，注意为某一过程的平均速度时，P为平均功率，为瞬时速度时，P为瞬时功率。考向2动能定理的应用动能定理是解决力学问题的重要方法，是高考的重点和热点，考查的频率很高。分析近几年的考题，命题有以下规律：（1）物体在单一过程中受恒力作用，确定物体动能的变化；（2）物体在多个过程中受多个力作用，每个过程中所受力的个数可能不同，确定物体动能的变化；（3）在一个复杂的综合问题的某一过程

5、，牛顿第二定律与动能定理相结合，分析力做功或物体的动能变化情况。题型以计算题为主，在综合的选择题中也有出现，难度中等，如2011年全国课标卷第18题，2012年江苏卷第14题，2013年天津卷第10题。例3．（2012·江苏卷·14）某缓冲装置的理想模型如图1所示，劲度系数足够大的轻质弹簧与轻杆相连，轻杆可在固定的槽内移动，与槽间的滑动摩擦力恒为。轻杆向右移动不超过时，装置可安全工作。一质量为的小车若以速度撞击弹簧，将导致轻杆向右移动。轻杆与槽间的最大静擦力等于滑动摩擦力，且不计小车与地面的摩擦。（1）若弹簧的劲度系

6、数为，求轻杆开始移动时，弹簧的压缩量；图1（2）求为使装置安全工作，允许该小车撞击的最大速度；（3）讨论在装置安全工作时，该小车弹回速度和撞击速度的关系。解析：（1）轻杆开始移动时，弹簧的弹力，且，解得。（2）设轻杆移动前小车对弹簧所做的功为W，则小车从撞击到停止的过程中，由动能定理，小车以撞击弹簧时，有①小车以撞击弹簧时，有解得（3）设轻杆恰好移动时，小车撞击速度为，由动能定理得②由①②解得当时，当≤≤时，＝点评：应用动能定理解题的思路是：①选取研究对象，明确物体运动过程；②分析研究对象的受力情况和判断各力做功情况

7、；③明确物体在运动过程中始末状态的动能；④由动能定理列出方程求解。考向3考查机械能守恒定律的应用机械能守恒定律是高中阶段最重要的知识点之一，是解答力学问题的重要规律，是历年高考考查的热点。分析近几年高考试题，命题规律有：结合平抛运动、圆周运动、自由落体运动等典型运动进行考查；综合电场、磁场进行考查；在综合问题的某一过程中遵守机械能守恒定律时进行考查。考题经常与生产、生活及现代科技为背景，以选择题或计算题呈现，难度为中等或较大，如2011年福建卷第21题，2012年广东卷第17题，2013年福建卷第20题。图2例3．（

8、2013·福建卷·20）如图2所示，一不可伸长的轻绳上端悬挂于O点，下端系一质量＝1.0kg的小球。现将小球拉到A点（保持绳绷直）由静止释放，当它经过B点时绳恰好被拉断，小球平抛后落在水平地面上的C点。地面上的D点与OB在同一竖直线上，已知绳长L＝1.0m，B点离地高度H＝1.0m，A、B两点的高度差＝0.5m，重力加速度取10m/s2，不计空