20xx屆新高考二輪復(fù)習(xí)-專題二-第一講-動能定理、機械能守恒定律、功能關(guān)系的應(yīng)用-學(xué)案-文庫吧
2025-04-05 05:16 本頁面
【正文】 類題演練3.(2020江蘇高三模擬)為減少汽車排放帶來的污染,很多城市開始使用電動汽車,現(xiàn)有一輛質(zhì)量為2 t的某品牌電動汽車,電池每次充滿電后能提供的總電能為60 kWh,充電時,直流充電樁充電電壓為400 V, h,充電效率為95%。汽車以108 km/h的速度在平直高速公路勻速行駛時將總電能轉(zhuǎn)化為機械能的效率為90%,受到的阻力為重力的3%,g取10 m/s2,由此可知( ) A kW h km4.(2020天津高三模擬)如圖所示是一種升降電梯的模型示意圖,A為轎廂,B為平衡重物,A、B的質(zhì)量分別為1 kg。A、B由跨過輕質(zhì)滑輪的足夠長的輕繩系住。在電動機牽引下使轎廂由靜止開始向上運動,電動機輸出功率10 W保持不變,轎廂上升1 m后恰好達(dá)到最大速度。不計空氣阻力和摩擦阻力,g取10 m/s2。在轎廂向上運動的過程中,求:(1)轎廂的最大速度vm。(2)當(dāng)轎廂向上的加速度為a=2 m/s2時,重物B下端繩的拉力大小。(3)轎廂從開始運動到恰好達(dá)到最大速度過程中所用的時間?？键c二動能定理及機械能守恒定律的理解及應(yīng)用考法1 動能定理的理解和應(yīng)用(H)規(guī)律方法 (1)確定研究對象及其運動過程。(2)分析受力情況和各力的做功情況。(3)明確物體初末狀態(tài)的動能。(4)由動能定理列方程求解。(1)動能定理往往用于單個物體的運動過程,由于不涉及加速度及時間,比動力學(xué)研究方法要簡潔。(2)動能定理表達(dá)式是一個標(biāo)量式,在某個方向上應(yīng)用動能定理是沒有依據(jù)的。(3)物體在某個運動過程中包含幾個運動性質(zhì)不同的小過程(如加速、減速的過程),此時可以分段考慮,也可以對全過程考慮,但若能對整個過程利用動能定理列式則可使問題簡化。(1)公式W=12mv2212mv12中W應(yīng)是總功,方程為標(biāo)量方程,不能在某方向上應(yīng)用。(2)功的計算過程中,易出現(xiàn)正、負(fù)功判斷錯誤及遺漏某些力做功的情況。(3)多過程問題中,不善于挖掘題目中的隱含條件,物體的運動過程分析易出現(xiàn)錯誤?！镜淅?】(2020浙江寧波高三二模)某遙控賽車軌道如圖所示,賽車從起點A出發(fā),沿擺放在水平地面上的直軌道AB運動L=10 m后,從B點進入半徑R= m的光滑豎直圓軌道,經(jīng)過一個完整的圓周后進入粗糙的、長度可調(diào)的、傾角θ=30176。的斜直軌道CD,最后在D點速度方向變?yōu)樗胶箫w出(不考慮經(jīng)過軌道中C、D兩點的機械能損失,B、C兩點的距離可忽略)。已知賽車質(zhì)量m= kg,通電后賽車以額定功率P= W工作,賽車與AB軌道、CD軌道間的動摩擦因數(shù)分別為μ1==36,重力加速度g取10 m/s2。(1)求賽車恰好能通過圓軌道最高點P時的速度vP的大小。(2)若要求賽車能沿圓軌道做完整的圓周運動,求賽車通電的最短時間。(3)已知賽車在水平直軌道AB上運動時一直處于通電狀態(tài)且最后階段以恒定速率運動,進入圓軌道后關(guān)閉電源(此時能沿圓軌道做完整的圓周運動),選擇CD軌道合適的長度,可使賽車從D點飛出后落地的水平位移最大,求此最大水平位移,并求出此時CD軌道的長度。解題指導(dǎo)審題讀取題干獲取信息光滑豎直圓軌道豎直圓軌道沒有摩擦力最后在D點速度方向變?yōu)樗胶箫w出從D點向右做平拋運動賽車以額定功率P=以恒定功率運動,牽引力做功可求賽車與AB軌道、CD軌道間的動摩擦因數(shù)分別為μ1==36摩擦力可求恰好能通過圓軌道最高點P時的速度重力提供向心力的臨界狀態(tài)選擇CD軌道合適的長度,可使賽車從D點飛出后落地的水平位移最大需要建立函數(shù)關(guān)系,求極值,明確幾個運動過程,從“恰好能過圓軌道最高點P時的速度”入手,求出臨界速度。,應(yīng)用動能定理列方程。,牽引力與滑動摩擦力平衡,設(shè)CD軌道的長度為l,平拋水平位移為x,應(yīng)用平拋運動規(guī)律和動能定理列方程,寫出函數(shù)關(guān)系求解。素養(yǎng)微點解答多過程問題的科學(xué)思維指要:建立模型,判斷物體運動過程中做了哪些運動,如直線運動、平拋運動、圓周運動等。涉及彈簧及彈性勢能時,要明確彈力做的正功等于彈性勢能的減小量,彈力做的負(fù)功等于彈性勢能的增加量。:分析各個運動過程中物體的受力情況以及運動情況,判斷物體運動過程中有沒有需要特別注意的臨界點、隱含條件等(如本題豎直平面內(nèi)的圓周運動中物體在最高點的臨界條件,平拋運動中是分解速度還是分解位移、是否要用到斜面的傾角以及有關(guān)推論等)。:應(yīng)用動能定理的關(guān)鍵是寫出各力做功的代數(shù)和,不要漏掉某個力做的功,同時要注意各力做功的正、負(fù),抓住模型之間的聯(lián)系紐帶(是速度、加速度,還是位移等),同時關(guān)注什么位置是動能定理中的初態(tài)和末態(tài),根據(jù)實際情況分階段或整體利用動能定理進行列式計算。 類題演練5.(多選)(2020江蘇揚州模擬)“蹦極”是一項深受年輕人喜愛的極限運動,跳躍者把一端固定的長彈性繩綁在腰間,從幾十米高處跳下。如右圖所示,某人做蹦極運動,他從高臺由靜止開始下落,下落過程不計空氣阻力,設(shè)彈性繩原長為h0,彈性繩的彈性勢能與其伸長量的平方成正比。則他在從高臺下落至最低點的過程中,他的動能Ek、彈性繩的彈性勢能Ep隨下落高度h變化的關(guān)系圖像可能正確的是( )6.(多選)(2020天津卷)復(fù)興號動車在世界上首次實現(xiàn)速度350 km/h的自動駕駛功能,成為我國高鐵自主創(chuàng)新的又一重大標(biāo)志性成果。一列質(zhì)量為m的動車,初速度為v0,以恒定功率P在平直軌道上運動,經(jīng)時間t達(dá)到該功率下的最大速度vm,設(shè)動車行駛過程所受到的阻力F保持不變。動車在時間t內(nèi)( )=Fvm=12mvm212mv02,半徑R=1 m的水平圓盤邊緣E點固定一小桶。在圓盤直徑DE正上方平行放置的水平傳送帶沿順時針方向勻速轉(zhuǎn)動,傳送帶右端C點與圓盤圓心O在同一豎直線上,豎直高度h= m。AB為一個與CO在同一豎直平面內(nèi)的四分之一光滑圓弧軌道,半徑r= m,且與水平傳送帶相切于B點。一質(zhì)量m= kg的滑塊(可視為質(zhì)點)從A點由靜止釋放,滑塊與傳送帶間的動摩擦因數(shù)μ=,當(dāng)滑塊到達(dá)B點時,圓盤從圖示位置以一定的角速度ω繞通過圓心O的豎直軸勻速轉(zhuǎn)動,滑塊到達(dá)C點時恰與傳送帶同速并水平拋出,剛好落入圓盤邊緣的小桶內(nèi)。g取10 m/s2,求:(1)滑塊到達(dá)圓弧軌道B點時對軌道的壓力NB。(2)傳送帶BC部分的長度L。(3)圓盤轉(zhuǎn)動的角速度ω應(yīng)滿足的條件?？挤? 機械能守恒定律的理解及應(yīng)用規(guī)律方法 機械能守恒定律應(yīng)用中的“三選取”(1)研究對象的選取研究對象的選取是解題的首要環(huán)節(jié),有的問題選單個物體(實際為一個物體與地球組成的系統(tǒng))為研究對象,有的選幾個物體組成的系統(tǒng)為研究對象,如圖所示單選物體A機械能減少不守恒,但由物體A、B二者組成的系統(tǒng)機械能守恒。(2)研究過程的選取研究對象的運動過程分幾個階段,有的階段機械能守恒,而有的階段機械能不守恒,因此在應(yīng)用機械能守恒定律解題時要注意過程的選取。(3)機械能守恒表達(dá)式的選?、偈睾阌^點:Ek1+Ep1=Ek2+Ep2。(需選取參考面)②轉(zhuǎn)化觀點:ΔEp=ΔEk。(不需選取參考面)③轉(zhuǎn)移觀點:ΔEA增=ΔEB減。(不需選取參考面)【典例4】如圖為單板滑雪的簡化模型示意圖,一質(zhì)量M為45 kg的運動員從軌道a處由靜止滑下,若運動員在下行過程中做功,上行過程中不做功,運動員在b點豎直向上滑出軌道上升的最高點離b點高度H為10 m,軌道簡化為半圓軌道,其半徑R為20 m,滑板的
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