【物理】2019届一轮复习人教版力的观点和能量观点的综合应用学案 8页

第五章 功和能 ‎1.从近几年高考来看，关于功和功率的考查，多以选择题的形式出现，有时与电流及电磁感应相结合命题．‎ ‎2．功和能的关系一直是高考的“重中之重”，是高考的热点和重点，涉及这部分内容的考题不但题型全、分量重，而且还经常有压轴题，考查最多的是动能定理和机械能守恒定律，且多数题目是与牛顿运动定律、平抛运动、圆周运动以及电磁学等知识相结合的综合性试题．‎ ‎3．动能定理及能量守恒定律仍将是高考考查的重点．高考题注重与生产、生活、科技相结合，将对相关知识的考查放在一些与实际问题相结合的情境中去，能力要求不会降低.‎ 第22讲 力的观点和能量观点的综合应用 ‎1.掌握平抛运动、圆周运动问题和多过程问题的分析方法.‎ ‎2.能利用动能定理、功能关系、能量守恒定律分析平抛运动和圆周运动组合问题．‎ ‎3.能够根据不同运动过程的特点合理选择动力学观点或能量观点解决问题．‎ 高考试题中常常以能量守恒为核心考查重力、摩擦力、电场力、磁场力的做功特点，以及动能定理、机械能守恒定律和能量守恒定律的应用．分析时应抓住能量核心和各种力做功的不同特点，运用动能定理和能量守恒定律进行分析．‎ 高考试题中常常以能量守恒为核心考查重力、摩擦力、电场力、磁场力的做功特点，以及动能定理、机械能守恒定律和能量守恒定律的应用．分析时应抓住能量核心和各种力做功的不同特点，运用动能定理和能量守恒定律进行分析．‎ 考点一 平抛运动与直线运动的组合问题和平抛运动与圆周运动的组合问题 一、平抛运动与直线运动的组合问题 ‎1．平抛运动可以分为水平方向的匀速直线运动和竖直方向的自由落体运动，两分运动具有等时性．‎ ‎2．当物体做直线运动时，分析物体受力是解题的关键．正确分析物体受力，求出物体的加速度，然后运用运动学公式确定物体的运动规律．‎ ‎3．平抛运动与直线运动的衔接点的速度是联系两个运动的桥梁，因此解题时要正确分析衔接点速度的大小和方向．‎ 二、平抛运动与圆周运动的组合问题 ‎1．物体的圆周运动主要是竖直面内的圆周运动，通常应用动能定理和牛顿第二定律进行分析，有的题目需要注意物体能否通过圆周的最高点． ‎ ‎2．平抛运动与圆周运动的衔接点的速度是解题的关键．‎ 考点二 直线运动、平抛运动和圆周运动组合问题的分析 ‎1．模型特点：物体在整个运动过程中，经历直线运动、圆周运动和平抛运动或三种运动两两组合．‎ ‎2．表现形式：(1)直线运动：水平面上的直线运动、斜面上的直线运动、传送带上的直线运动．(2)圆 周运动：绳模型圆周运动、杆模型圆周运动、拱形桥模型圆周运动．(3)平抛运动：与斜面相关的平抛运动、与圆轨道相关的平抛运动．‎ ‎3．应对策略：这类模型一般不难，各阶段的运动过程具有独立性，只要对不同过程分别选用相应规律即可，两个相邻的过程连接点的速度是联系两过程的纽带．很多情况下平抛运动末速度的方向是解决问题的重要突破口．‎ 考点三 应用动力学方法和能量方法解决多过程问题 若一个物体参与了多个运动过程，有的运动过程只涉及分析力或求解力而不涉及能量问题，则常常用牛顿运动定律求解；若该过程涉及能量转化问题，并且具有功能关系的特点，则往往用动能定理求解．‎ 若一个物体参与了多个运动过程，有的过程只涉及运动和力的问题或只要求分析物体的动力学特点，则要用动力学方法求解；若某过程涉及到做功和能量转化问题，则要考虑应用动能定理或机械能守恒定律求解．‎ 一、选择题(本大题共12小题，每小题5分，共60分。在每小题给出的四个选项中. 1~8题只有一项符合题目要求； 9~12题有多项符合题目要求。全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。)‎ ‎1．质量为1 500 kg的汽车在平直的公路上运动，v－t图象如图所示．由此下列选项中不可求的是(　　)‎ A． 前25 s内汽车的平均速度 B． 前10 s内汽车的加速度 C． 前10 s内汽车所受的阻力 D． 15～25 s内合力对汽车所做的功 ‎【答案】 C ‎2．‎ 如图为测定运动员体能的装置，轻绳拴在腰间沿水平线跨过定滑轮（不计滑轮的质量与摩擦），下悬重力为G的物体。设人的重心相对地面不动，人用力向后蹬传送带，使水平传送带以速率为v逆时针转动，则（ ）‎ A． 人对重物做功功率为Gv B． 人对传送带的摩擦力大小等于G，方向水平向右 C． 人对传送带的摩擦力对传送带不做功 D． 人对传送带做功的功率大小为Gv ‎【答案】 D ‎3．如图所示，取一块长为L的表面粗糙的木板，第一次将其左端垫高，让一小物块从板左端的A点以初速度沿板下滑，滑到板右端的B点时速度为；第二次保持板右端位置不变，将板放置水平，让同样的小物块从A点正下方的C点也以初速度向右滑动，滑到B点时的速度为．下列说法正确的是 A． 一定大于 B． 物块第一次损失的机械能大于第二次损失的机械能 C． 第一次的平均速度一定比第二次的平均速度小 D． 两次物块损失的机械能相同 ‎【答案】 D ‎4．假设某次罚点球直接射门时，球恰好从横梁下边缘踢进，此时的速度为v.横梁下边缘离地面的高度为h，足球质量为m，运动员对足球做的功为W1，足球运动过程中克服空气阻力做的功为W2，选地面为零势能面，下列说法正确的是(　　)‎ A． 运动员对足球做的功为W1＝mgh＋mv2‎ B． 足球机械能的变化量为W1－W2‎ C． 足球克服空气阻力做的功为W2＝mgh＋mv2－W1‎ D． 运动员刚踢完球的瞬间，足球的动能为mgh＋mv2‎ ‎【答案】 B ‎5．如图所示，从倾角为θ=30°的斜面顶端以初动能E1=6J向下坡方向平抛出一个小球，则小球落到斜面上时的动能E2为（   ）‎ A． 8J B． 12J C． 14J D． 16J ‎【答案】 C ‎6．在奥运比赛项目中，高台跳水是我国运动员的强项.质量为m的跳水运动员进入水中后受到水的阻力而做减速运动，设水对他的阻力大小恒为F，那么在他减速下降高度为h的过程中，下列说法正确的是（g为当地的重力加速度)(       )‎ A． 他的动能减少了Fh B． 他的重力势能减少了mgh C． 他的机械能减少了(F一mg)h D． 他的机械能增加了Fh ‎【答案】 B ‎7．如图所示，斜轨道与半径为R的半圆轨道平滑连接，点A与半圆轨道最高点C等高，B 为轨道最低点.现让小滑块（可视为质点）从A点开始以速度v0沿斜面向下运动，不计一切摩擦，关于滑块运动情况的分析，正确的是 A． 若v0=0，小滑块恰能通过C点，且离开C点后做自由落体运动 B． 若v0=0，小滑块恰能通过C点，且离开C点后做平抛运动 C． 若，小滑块能到达C点，且离开C点后自自由落体运动 D． 若，小滑块能到达C点，且离开C点后做平抛运动 ‎【答案】 D ‎8．小车静止在光滑的水平导轨上，一个小球用细绳悬挂在车上由图中位置无初速释放，在小球下摆到最低点的过程中，下列说法正确的是( )‎ A． 绳对球的拉力不做功 B． 球克服绳拉力做的功等于球减少的机械能 C． 绳对车做的功等于球减少的动能 D． 球减少的重力势能等于球增加的动能 ‎【答案】 B ‎9．如图所示，竖直平面内放一直角杆，杆的水平部分粗糙，杆的竖直部分光滑，两部分各套有质量均为1kg的小球A和B，A、B间用细绳相连，A与水平杆之间的动摩擦因数。初始时刻A、B均处于静止状态，已知OA=3m，OB=4m。若A球在水平拉力F的作用下向右缓慢地移动1m（取g=10m/s2），那么该过程中 A． 小球A受到的摩擦力大小为6N B． 小球B上升的距离小于1m C． 拉力F做功为16J D． 拉力F做功为14J ‎【答案】 AC ‎10．如图所示，竖直平面内四分之一光滑圆弧轨道AP和水平传送带PC相切于P点，圆弧轨道的圆心为O，半径为R．一质量为m的小物块从圆弧顶点A由静止开始沿轨道下滑，再滑上传送带PC，传送带可以速度沿逆时针方向的传动．小物块与传送带间的动摩擦因数为μ，不计物体经过圆弧轨道与传送带连接处P时的机械能损失，若传送带沿逆时针方向转动，物块恰能滑到右端C，重力加速度为g=10 m/s2．则下列说法正确的是 A． 若水平传送带沿逆时针方向转动的速度增大，小物块不能滑到传送带右端C B． 传送带PC之间的距离 C． 若传送带速度大小v0不变，顺时针转动，小物块从P点滑到C点所用的时间 D． 若传送带速度大小v0不变，顺时针转动，要让小物块一直在传送带上做匀减速运动，则小物块在圆弧顶点A的最小速度 ‎【答案】 BCD ‎11．如图所示,竖直放置的半径为R的光滑半圆轨道与粗糙水平面平滑连接,水平面上放置一轻弹簧,其右端固定,左端被质量为m的小物块压缩至P点(弹簧左端与小物块末连接),P点与圆弧最低点A的距离为R.现将小物块由P点静止释放,此后它恰能到达圆弧最高点C．已知物块与弹簧分离的位置在AP之间,‎ 物块和水平面间的动摩擦因数为0.5,重力加速度为g.则有关上述过程说法正确的是( )‎ A． 弹簧对物块做的功为3mgR B． 在最高点物块与轨道间有相互作用力 C． 物块在B点对轨道的作用大小为3mg D． 在PA段物块机械能减少了0.5mgR ‎【答案】 ACD ‎12．某同学在开展研究性学习的过程中，利用加速度传感器研究质量为5 kg的物体由静止开始做直线运动的规律，并在计算机上得到了前4s内物体加速度随时间变化的关系图象，如图所示。设第Is内运动方向为正方向，则物体 A． 先向正方向运动，后向负方向运动 B． 在第3s末的速度最大 C． 在第3 s末距离出发点最远 D． 在第4s末的动能为22.5 J ‎【答案】 BD 二、非选择题（本大题共4小题，第13、14题每题10分；第15、16题每题15分；共50分）‎ ‎13．光滑水平面AB与竖直面内的圆形导轨在B点连接，导轨半径R=0.5m，一个质量m=2kg的小球在A处压缩一轻质弹簧，弹簧与小球不拴接。用手挡住小球不动。此时弹簧弹性势能Ep=49J，如图所示。放手后小球向右运动脱离弹簧，沿圆形轨道向上运动恰能通过最高点C，取g=10m/s2。求：‎ ‎(1)小球脱离弹簧时的速度大小；‎ ‎(2)小球从B到C克服阻力做的功；‎ ‎(3)小球离开C点后落回水平面时的动能。‎ ‎【答案】 （1） （2） （3）‎ ‎14．如图所示，平台上的小球从A点水平抛出，恰能无碰撞地进入粗糙的BC斜面，经C点进入光滑水平面CD时速率不变，最后进入悬挂在O点并与水平面等高的弧形轻质筐内。已知小球质量为m，A、B两点高度差h；BC斜面高2h，动摩擦因数μ=0.5，倾角α=450；悬挂弧筐的轻绳长为3h，小球看成质点，轻质筐的重量忽略不计，弧形轻质筐的大小远小于悬线长度，重力加速度为g，试求：‎ ‎（1）小球运动至B点的速度大小vB；‎ ‎（2）小球运动至C点的速度大小vC；‎ ‎（3）小球进入轻质筐后瞬间，轻质筐所受拉力F的大小。‎ ‎【答案】 （1）（2）（3）F=3mg ‎15．如图所示，质量为m=0.4kg的小物块从A点，在一个水平方向的拉力F作用下，由静止开始沿斜面向上做匀加速直线运动，经t1=2s的时间物块运动到B点后，立即撤去拉力F，物块继续上升到C点后又沿斜面下滑到A点。已知斜面倾角θ=37°，物块与斜面之间的动摩擦因数μ=0.5，AB两点间的距离L=10m，重力加速度的大小g取10m/s2。求：（sin37°=0.6，cos37°=0.8，结果可用根式或小数表示）‎ ‎（1）拉力F的大小；‎ ‎（2）撤去F后又上滑的距离；‎ ‎（3）物块从C点滑回A点所用的时间。‎ ‎【答案】 12N，5m，s ‎16．如图1所示。游乐场的过山车可以底朝上在竖直圆轨道上运行.可抽象为图2的模型。倾角为的直轨道AB、半径R=10m的光滑竖直圆轨道和倾角为的直轨道EF，分别通过过水平光滑街接轨道BC．C‘E平滑连接，另有水平减速直轨道FG与EF平滑连接EG间的水平距离l=40m.现有质量m<500kg的过山车，从高h=40m的A点静止下滑，经BCDC‘EF最终停在G点，过山车与轨道AB、EF的动摩擦因数均为 与减速直轨道FG的动摩擦因数均为，过山车可视为质点，运动中不脱离轨道，求 ‎（1）过山车运动至圆轨道最低点C时的速度大小；‎ ‎（2）过山车运动至圆轨道最高点D时对轨道的作用力；‎ ‎（3）减速直轨道FG的长度x（已知，）‎ ‎【答案】 （1）；（2）7000N；（3）x=30m