高考物理：功能关系和能量守恒.ppt

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1、高考物理：功能关系和能量守恒1微网构建2高考真题3热点聚焦微网构建高考真题1．(2018·全国Ⅰ，18)如图，abc是竖直面内的光滑固定轨道，ab水平，长度为2R；bc是半径为R的四分之一圆弧，与ab相切于b点。一质量为m的小球，始终受到与重力大小相等的水平外力的作用，自a点处从静止开始向右运动。重力加速度大小为g。小球从a点开始运动到其轨迹最高点，机械能的增量为()A．2mgRB．4mgRC．5mgRD．6mgRC2．(2018·天津，2)滑雪运动深受人民群众喜爱。某滑雪运动员(可视为质点)由坡道

2、进入竖直面内的圆弧形滑道AB，从滑道的A点滑行到最低点B的过程中，由于摩擦力的存在，运动员的速率不变，则运动员沿AB下滑过程中()A．所受合外力始终为零B．所受摩擦力大小不变C．合外力做功一定为零D．机械能始终保持不变C[解析]运动员从A点滑到B点的过程中速率不变，则运动员做匀速圆周运动。A错：运动员做匀速圆周运动，合外力指向圆心。B错：如图所示，运动员受到的沿圆弧切线方向的合力为零，即Ff＝mgsinα，下滑过程中α减小，sinα变小，故摩擦力Ff变小。C对：由动能定理知，匀速下滑动能不变，合外力

3、做功为零。D错：运动员下滑过程中动能不变，重力势能减小，机械能减小。3．(2018·江苏，14)如图所示，钉子A、B相距5l，处于同一高度。细线的一端系有质量为M的小物块，另一端绕过A固定于B。质量为m的小球固定在细线上C点，B、C间的线长为3l。用手竖直向下拉住小球，使小球和物块都静止，此时BC与水平方向的夹角为53°。松手后，小球运动到与A、B相同高度时的速度恰好为零，然后向下运动。忽略一切摩擦，重力加速度为g，取sin53°＝0.8，cos53°＝0.6。求：(1)小球受到手的拉力大小F；(2

4、)物块和小球的质量之比M∶m；(3)小球向下运动到最低点时，物块M所受的拉力大小T。[解析](1)对小球受力分析，如图所示，设小球受AC、BC的拉力分别为F1、F2在水平方向：F1sin53°＝F2cos53°①在竖直方向：F＋mg＝F1cos53°＋F2sin53°②且F1＝Mg③由①②③式解得F＝Mg－mg④4．(2017·全国卷Ⅰ，24)一质量为8.00×104kg的太空飞船从其飞行轨道返回地面。飞船在离地面高度1.60×105m处以7.5×103m/s的速度进入大气层，逐渐减慢至速度为100

5、m/s时下落到地面。取地面为重力势能零点，在飞船下落过程中，重力加速度可视为常量，大小取为9.8m/s2。(结果保留2位有效数字)(1)分别求出该飞船着地前瞬间的机械能和它进入大气层时的机械能；(2)求飞船从离地面高度600m处至着地前瞬间的过程中克服阻力所做的功，已知飞船在该处的速度大小是其进入大气层时速度大小的2.0%。热点聚焦热点一　机械能守恒的判断及应用2．机械能是否守恒的判断方法(1)用做功来判断：分析物体或系统受力情况(包括内力和外力)，明确各力做功的情况，若对物体或系统只有重力或弹力做

6、功，没有其他力做功或其他力做功的代数和为零，则机械能守恒。(2)用能量转化来判定：若物体系中只有动能和势能的相互转化而无机械能与其他形式的能的转化，则物体系机械能守恒。(3)对一些绳子突然绷紧的问题，除非题目特别说明，机械能必定不守恒。(2018·全国押题卷二)如图所示，倾角为30°的光滑斜面上，轻质弹簧两端连接着两个质量均为m＝1kg的物块B和C，C紧靠着挡板P，B通过轻质细绳跨过光滑定滑轮与质量为M＝8kg的物块A连接，细绳平行于斜面，A在外力作用下静止在圆心角为60°、半径为R＝2m的1/6光

7、滑圆弧轨道的顶端a处，此时绳子恰好拉直且无张力；圆弧轨道最低端b与粗糙水平轨道bc相切，bc与一个半径为r＝0.2m的光滑圆轨道平滑连接；由静止释放A，当A滑至b点时，C恰好离开挡板P，此时绳子断裂；已知A与bc间的动摩擦因数μ＝0.1，重力加速度取g＝10m/s2，弹簧的形变始终在弹性限度内，细绳不可伸长。典例1(1)求弹簧的劲度系数；(2)求物块A滑至b处，绳子断后瞬间，A对圆轨道的压力大小；(3)为了让物块A能进入圆轨道且不脱轨，则bc间的距离应满足什么条件？方法总结(1)机械能守恒定律的三种

8、表达式①守恒观点：Ek1＋Ep1＝Ek2＋Ep2②转化观点：ΔEp＝－ΔEk③转移观点：ΔEA增＝ΔEB减(2)判断机械能是否守恒的三个注意①必须准确地选择系统，在此基础上分析内力和外力的做功情况，判断系统机械能是否守恒；②当研究对象(除地球以外)只有一个物体时，往往根据是否“只有重力做功”来判定机械能是否守恒；③当研究对象(除地球以外)由多个物体组成的，往往用能量转化来判定机械能是否守恒。C功是能量转化的量度，是能量转化的标志热点二　几个重要功能关系的应用功能量转化