2018年高考物理大二轮复习专题四功能关系的应用第1讲功能关系在力学中的应用讲学案.docx

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1、第1讲 功能关系在力学中的应用课标卷高考命题分析年份题号·题型·分值模型·情景题眼分析难度2015年Ⅰ卷17题·选择题·6分自由落体、竖直面内的圆周运动比较两段摩擦力做功中Ⅱ卷17题·选择题·6分汽车启动现象(v-t、P-t图象)结合图象多过程分析中21题·选择题·6分刚性杆连接体难2016年Ⅰ卷25题·计算题·18分直线运动与曲线运动直线、圆周、平抛运动多过程,相应临界点难Ⅱ卷21题·选择题·6分弹簧模型M、N两点处,弹簧对小球的弹力大小相等难25题·计算题·20分直线运动与曲线运动直线、圆周、平抛运动

2、多过程,相应临界点难Ⅲ卷24题·计算题·12分自由落体运动与曲线运动直线、圆周运动多过程,相应临界点中2017年Ⅰ卷24题·计算题·12分机械能,动能定理取地面为重力势能零点中Ⅲ卷16题·选择题·6分功能关系重心的变化易1.常见的几种力做功的特点(1)重力、弹簧弹力、静电力做功与路径无关.(2)摩擦力做功的特点①单个摩擦力(包括静摩擦力和滑动摩擦力)可以做正功,也可以做负功,还可以不做功.②相互作用的一对静摩擦力做功的代数和总等于零,在静摩擦力做功的过程中,只有机械能的转移,没有机械能转化为其他形式的能;

3、相互作用的一对滑动摩擦力做功的代数和不为零,且总为负值.在一对滑动摩擦力做功的过程中,不仅有相互摩擦物体间机械能的转移,还有部分机械能转化为内能,转化为内能的量等于系统机械能的减少量,等于滑动摩擦力与相对位移的乘积.③摩擦生热是指滑动摩擦生热,静摩擦不会生热.2.几个重要的功能关系(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=ΔEk.(4)重力(或弹簧弹力)之外的其他力的功等于机械能的变化,即W其他=ΔE.(5)

4、一对滑动摩擦力做的功等于系统中内能的变化,即Q=Ff·x相对.1.动能定理的应用(1)动能定理的适用情况:解决单个物体(或可看成单个物体的物体系统)受力与位移、速率关系的问题.动能定理既适用于直线运动,也适用于曲线运动;既适用于恒力做功,也适用于变力做功,力可以是各种性质的力,既可以同时作用,也可以分段作用.(2)应用动能定理解题的基本思路①选取研究对象,明确它的运动过程.②分析研究对象的受力情况和各力做功情况,然后求各个外力做功的代数和.③明确物体在运动过程初、末状态的动能Ek1和Ek2.④列出动能定理

5、的方程W合=Ek2-Ek1,及其他必要的解题方程,进行求解.2.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)以外的其他力做功的代数和是否为零.②用能量转化来判断,看是否有机械能与其他形式的能的相互转化.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或暗示.(2)应用机械能守恒定律解题的基本思路①选取研究对象——物体系统.②根据研究对象所经历的物理过程,进行受力、做功分析,判断机械能是否守恒.③恰当的选取参考平面,确定研究对象在运动

6、过程的初、末状态的机械能.④根据机械能守恒定律列方程,进行求解.高考题型1 力学中的几个重要功能关系的应用例1 (2017·山东滨州市一模)两物块A和B用一轻弹簧连接,静止在水平桌面上,如图1甲,现用一竖直向上的力F拉动物块A,使之向上做匀加速直线运动,如图乙,在物块A开始运动到物块B将要离开桌面的过程中(弹簧始终处于弹性限度内),下列说法正确的是(  )图1A.力F先减小后增大B.弹簧的弹性势能一直增大C.物块A的动能和重力势能一直增大D.两物块A、B和轻弹簧组成的系统机械能先增大后减小答案 C解析 对

7、A物块由牛顿第二定律得:F-mg+kx=ma,解得:F=m(g+a)-kx,由于x先减小后反向增大,故拉力一直增大,故A错误;在A上升过程中,弹簧从压缩到伸长,所以弹簧的弹性势能先减小后增大,故B错误;在上升过程中,由于物块A做匀加速运动,所以物块A的速度增大,高度升高,则物块A的动能和重力势能增大,故C正确;在上升过程中,除重力与弹力做功外,还有拉力做正功,所以两物块A、B和轻弹簧组成的系统的机械能一直增大,故D错误.1.对研究对象进行受力分析、运动分析、能量分析.2.熟练掌握动能、重力势能、弹性势能、

8、机械能等变化的分析方法.1.(2017·全国卷Ⅲ·16)如图2,一质量为m、长度为l的均匀柔软细绳PQ竖直悬挂.用外力将绳的下端Q缓慢地竖直向上拉起至M点,M点与绳的上端P相距l.重力加速度大小为g.在此过程中,外力做的功为(  )图2A.mglB.mglC.mglD.mgl答案 A解析 由题意可知,PM段细绳的机械能不变,MQ段细绳的重心升高了,则重力势能增加ΔEp=mg·=mgl,由功能关系可知,在此过程中,外力做的功为W

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