20xx屆新高考二輪復(fù)習(xí)-專題二-第一講-動(dòng)能定理、機(jī)械能守恒定律、功能關(guān)系的應(yīng)用-學(xué)案(存儲(chǔ)版)
【正文】 ,從而求得彈性勢(shì)能的最大值。當(dāng)然,如果你受身體條件和心理承受能力的限制,無(wú)法親身體驗(yàn)過(guò)山車帶來(lái)的種種感受,那么不妨站在一旁仔細(xì)觀察過(guò)山車的運(yùn)動(dòng)和乘坐者的反應(yīng)。(3)若過(guò)D點(diǎn)時(shí)發(fā)現(xiàn)圓軌道EF段有故障,為保證乘客安全,立即觸發(fā)制動(dòng)裝置,使過(guò)山車不能到達(dá)EF段并保證不下滑,則過(guò)山車受到的摩擦力至少多大?情境分析本題屬于綜合性、應(yīng)用性題目,以?shī)蕵?lè)場(chǎng)中“過(guò)山車”為素材創(chuàng)設(shè)生活實(shí)踐類問(wèn)題情境。(2)處理此類問(wèn)題,在各種不同運(yùn)動(dòng)形式組合時(shí),要注意分段和過(guò)渡點(diǎn)的速度?，F(xiàn)有質(zhì)量m=500 kg的過(guò)山車,從高h(yuǎn)=40 m的A點(diǎn)靜止下滑,經(jīng)BCDC39。在B從釋放位置運(yùn)動(dòng)到速度最大過(guò)程,除重力之外只有彈簧彈力做功,根據(jù)功能關(guān)系,克服彈力做功等于B機(jī)械能的減少量,選項(xiàng)D正確。小物塊從A點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)的過(guò)程中由動(dòng)能定理得mg【典例2】B 解析由P=Fv得Fm=Pv1,A錯(cuò)誤。當(dāng)汽車勻速行駛時(shí),牽引力大小等于阻力的大小,即F=kmg=210310N=600N,則牽引力的功率為P=Fv=600=18103W=18kW,故B錯(cuò)誤。根據(jù)動(dòng)能定理可得Ek=mghW彈(hh0),由克服彈性繩的彈力做功等于彈性繩的彈性勢(shì)能的變化量可得W彈=k(hh0)2,則有動(dòng)能Ek=mghk(hh0)2(hh0),彈性繩的彈性勢(shì)能Ep=k(hh0)2,故B、D正確,A、C錯(cuò)誤?！绢愵}演練8】AD 解析圓環(huán)沿桿下滑,滑到桿的底端的過(guò)程中有兩個(gè)力對(duì)圓環(huán)做功,即環(huán)的重力和橡皮繩的拉力,所以圓環(huán)的機(jī)械能不守恒,如果把圓環(huán)和橡皮繩組成的系統(tǒng)作為研究對(duì)象,則系統(tǒng)的機(jī)械能守恒,故A正確。)=12mvF2+2mgR由于四驅(qū)車恰好經(jīng)過(guò)最高點(diǎn)F,即mg=mvF2R聯(lián)立以上各式解得vC=10m/s,vB=8m/s,Wf=16J,即克服摩擦力做功16J。物體接觸彈簧前,由機(jī)械能守恒定律知,物體剛接觸彈簧時(shí)的動(dòng)能等于mgLsinθ。故B、C錯(cuò)誤,D正確。當(dāng)圓環(huán)從A到D運(yùn)動(dòng)時(shí),彈簧為拉力且逐漸減小,此時(shí)桿對(duì)環(huán)的支持力等于環(huán)的重力與彈簧彈力向下的分量之和,可知桿對(duì)環(huán)的支持力隨彈簧彈力的減小而減小,當(dāng)圓環(huán)從D到B運(yùn)動(dòng)時(shí),彈簧被壓縮,且彈力沿彈簧向上逐漸增加,此時(shí)桿對(duì)環(huán)的支持力等于環(huán)的重力與彈簧彈力向上的分量之差,可知桿對(duì)環(huán)的支持力隨彈簧彈力的增加而減小,即從A到B的過(guò)程中,桿對(duì)環(huán)的支持力一直減小,故B正確。=7000N(3)過(guò)山車從A到達(dá)G點(diǎn)。hcos45176。物塊A和彈簧組成的系統(tǒng)的機(jī)械能增加量等于斜面對(duì)物塊的支持力和B對(duì)彈簧拉力做功的和,故D正確。x=Ep。2(h1+h2)g代入數(shù)據(jù)由數(shù)學(xué)知識(shí)可知當(dāng)h1=2m時(shí),水平位移最大,xmax=8m。由于無(wú)碰撞從C點(diǎn)進(jìn)入圓弧軌道,由幾何關(guān)系(如圖所示)得vx=vB=vCcos37176。=1s圓盤轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度ω應(yīng)滿足條件t=2πnω(n=1,2,3,…)解得ω=2nπrad/s(n=1,2,3,…)【典例4】答案(1)1 800 N (2)5 000 J解析(1)從最低點(diǎn)到最高點(diǎn)的過(guò)程中,由機(jī)械能守恒定律得12(M+m)v2=(M+m)g(R+H)在最低點(diǎn)對(duì)運(yùn)動(dòng)員有FNMg=Mv2R聯(lián)立解得FN=1800N由牛頓第三定律得運(yùn)動(dòng)員對(duì)滑板的壓力為1800N。2聯(lián)立可得x=5l3l22由數(shù)學(xué)知識(shí)可得,當(dāng)l=56m,水平位移x有最大值,最大值為x=5612m【類題演練5】BD 解析彈性繩被拉直前,人做自由落體運(yùn)動(dòng),根據(jù)動(dòng)能定理可得Ek=mgh(h≤h0),彈性繩的彈性勢(shì)能為零。h=60103W【類題演練2】A 解析質(zhì)點(diǎn)經(jīng)過(guò)Q點(diǎn)時(shí),由重力和軌道的支持力提供向心力,由牛頓第二定律得Nmg=mvQ2R,解得vQ=gR,質(zhì)點(diǎn)自P滑到Q的過(guò)程中,由動(dòng)能定理得mgRWf=12mvQ2,得克服摩擦力所做的功為Wf=12mgR,故A正確,BCD錯(cuò)誤。由運(yùn)動(dòng)學(xué)公式有v⊥t+12gt2=CD⑩v⊥=vsinα由⑤⑦⑩式和題給數(shù)據(jù)得t=355Rg高頻考點(diǎn)能力突破【典例1】BD 解析小物塊所受重力沿圓盤的分力及靜摩擦力的合力提供向心力,始終指向圓心,A錯(cuò)誤。專題二 能量與動(dòng)量第一講 動(dòng)能定理、機(jī)械能守恒定律、功能關(guān)系的應(yīng)用體系構(gòu)建真題感悟高考真題 解析鉤碼由彈簧原長(zhǎng)處由靜止釋放,開始做簡(jiǎn)諧振動(dòng),根據(jù)機(jī)械振動(dòng)的對(duì)稱性,釋放處和最低點(diǎn)加速度大小相等均為g,故最低點(diǎn)彈簧彈力為2mg,滑輪光滑,則此時(shí)繩子彈力也為2mg,設(shè)傾斜繩與豎直方向夾角為θ,對(duì)物塊A在豎直方向上由平衡條件可得2mgcosθ=Mg,則2mM,選項(xiàng)A正確,B錯(cuò)誤。的直軌道AB、半徑R=10 m的光滑豎直圓軌道和傾角為37176。素養(yǎng)點(diǎn)撥用功能觀點(diǎn)分析豎直平面內(nèi)的圓周運(yùn)動(dòng)的方法歸納(1)豎直平面內(nèi)運(yùn)動(dòng),常見的運(yùn)動(dòng)模型有:圓周運(yùn)動(dòng)和平拋運(yùn)動(dòng)組合、圓周運(yùn)動(dòng)與直線運(yùn)動(dòng)組合,涉及的物件模型可能有傳送帶、彈簧、板塊等。=)(1)求過(guò)山車過(guò)F點(diǎn)時(shí)的速度大小。實(shí)際上,過(guò)山車的運(yùn)動(dòng)包含了許多物理學(xué)原理,人們?cè)谠O(shè)計(jì)過(guò)山車時(shí)巧妙地運(yùn)用了這些原理。當(dāng)物體受力平衡時(shí)速度最大,由平衡條件和胡克定律求出此時(shí)彈簧的壓縮量,再分析彈簧最大的壓縮量。已知沙坑距離EG平面高度為h2=2 m,四驅(qū)車的總質(zhì)量為2 kg,g取10 m/s2,cos 37176。思維點(diǎn)撥運(yùn)動(dòng)員從最低點(diǎn)到最高點(diǎn)的過(guò)程中,由機(jī)械能守恒定律求出最低點(diǎn)時(shí)的速度,由牛頓第二定律求出滑板對(duì)運(yùn)動(dòng)員的支持力,從而得到運(yùn)動(dòng)員對(duì)滑板的壓力?？挤? 機(jī)械能守恒定律的理解及應(yīng)用一列質(zhì)量為m的動(dòng)車,初速度為v0,以恒定功率P在平直軌道上運(yùn)動(dòng),經(jīng)時(shí)間t達(dá)到該功率下的最大速度vm,設(shè)動(dòng)車行駛過(guò)程所受到的阻力F保持不變。,牽引力與滑動(dòng)摩擦力平衡,設(shè)CD軌道的長(zhǎng)度為l,平拋水平位移為x,應(yīng)用平拋運(yùn)動(dòng)規(guī)律和動(dòng)能定理列方程,寫出函數(shù)關(guān)系求解?！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(diǎn)A出發(fā),沿?cái)[放在水平地面上的直軌道AB運(yùn)動(dòng)L=10 m后,從B點(diǎn)進(jìn)入半徑R= m的光滑豎直圓軌道,經(jīng)過(guò)一個(gè)完整的圓周后進(jìn)入粗糙的、長(zhǎng)度可調(diào)的、傾角θ=30176。(3)明確物體初末狀態(tài)的動(dòng)能。在電動(dòng)機(jī)牽引下使轎廂由靜止開始向上運(yùn)動(dòng),電動(dòng)機(jī)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。(4)無(wú)論哪種啟動(dòng)方式,最后達(dá)到最大速度時(shí),均滿足P=F阻vm,P為機(jī)車的額定功率。質(zhì)量為m的質(zhì)點(diǎn)自軌道端點(diǎn)P由靜止開始滑下,滑到最低點(diǎn)Q時(shí),對(duì)軌道的壓力為2mg,重力加速度大小為g?！镜淅?】(多選)如圖所示,傾角為θ、半徑為R的傾斜圓盤繞圓心處的轉(zhuǎn)軸O以角速度ω勻速轉(zhuǎn)動(dòng),一個(gè)質(zhì)量為m的小物塊放在圓盤的邊緣,小物塊與圓盤間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ。情境剖析本題屬于綜合性題目,以“豎直平面內(nèi)的圓周運(yùn)動(dòng)”為素材創(chuàng)設(shè)學(xué)習(xí)探索類問(wèn)題情境。BC為圓弧軌道的直徑,O為圓心,OA和OB之間的夾角為α,sin α=35?，F(xiàn)將質(zhì)量為m的鉤碼B掛于彈簧下端,當(dāng)彈簧處于原長(zhǎng)時(shí),將B由靜止釋放,當(dāng)B下降到最低點(diǎn)時(shí)(未著地),A對(duì)水平桌面的壓力剛好為零。動(dòng)能定理、機(jī)械能守恒定律、能量守恒定律、動(dòng)量定理、動(dòng)量守恒定律試題情境本專題高考中?？嫉摹扒榫场庇?結(jié)合“商場(chǎng)的自動(dòng)扶梯”考功能關(guān)系,結(jié)合“節(jié)水轉(zhuǎn)動(dòng)噴水水龍頭”“跳臺(tái)滑雪”等考查平拋運(yùn)動(dòng)與能量守恒。素養(yǎng)能力需要考生對(duì)客觀事物的本質(zhì)屬性、內(nèi)在規(guī)律及相互關(guān)系進(jìn)行抽象概括,基于事實(shí)證據(jù)和科學(xué)推理提出創(chuàng)造性的見解,考查考生的歸納推理能力。已知小球在C點(diǎn)所受合力的方向指向圓心,且此時(shí)小球?qū)壍赖膲毫η『脼榱恪Ｒ?guī)律方法 計(jì)算功和功率時(shí)應(yīng)注意的兩個(gè)問(wèn)題(1)恒力做功一般用功的公式或動(dòng)能定理求解。小物
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