2019高考物理總復習 提分策略一 臨考必記2 動量、功和能學案.docx

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2．動量、功和能 [基本公式] 1．恒力做功的計算式 W＝Flcos α(α是F與位移l方向的夾角)． 2．恒力所做總功的計算 W總＝F合lcos α或W總＝W1＋W2＋…. 3．計算功率的兩個公式 P＝或P＝Fvcos α. 4．動能定理 W總＝Ek2－Ek1.W總是外力所做的總功，包括自身重力所做的功． 5．重力勢能 Ep＝mgh(h是相對于零勢能面的高度)． 6．機械能守恒定律的三種表達方式 (1)始末狀態(tài)：mgh1＋mv＝mgh2＋mv. (2)能量轉化：ΔEk(增)＝ΔEp(減)． (3)研究對象：ΔEA＝－ΔEB. 7．幾種常見的功能關系 做功 能量變化 功能關系 重力做功 重力勢能變化ΔEp WG＝－ΔEp 彈力做功 彈性勢能變化ΔEp W彈＝－ΔEp 合外力做功W合 動能變化ΔEk W合＝ΔEk 除重力和彈力之外其他力做 功W其他 機械能變化ΔE W其他＝ΔE 滑動摩擦力與介 質阻力做功Ffl相對 系統(tǒng)內能變化ΔE內 Ffl相對＝ΔE內 電場力做功 WAB＝qUAB 電勢能變化ΔEp WAB＝－ΔEp 電流做功W＝UIt 電能變化ΔE W＝ΔE 8.動量：p＝mv. 9．動量定理：Ft＝mv2－mv1. 10．動量守恒定律 (1)理想守恒：系統(tǒng)不受外力或所受外力的合力為零，則系統(tǒng)動量守恒． (2)表達式：m1v1＋m2v2＝m1v1′＋m2v2′. [二級結論] 1．判斷某力是否做功，做正功還是負功 (1)F與l的夾角(恒力)． (2)F與v的夾角(曲線運動的情況)． (3)能量變化(兩個相聯(lián)系的物體做曲線運動的情況)． 2．求功的途徑 (1)W＝Flcos α(恒力，定義式)． (2)W＝Pt(變力，恒定功率)． (3)W＝ΔEk(變力或恒力)． (4)W其他＝ΔE機，功能原理． (5)圖象法(變力或恒力)． (6)氣體做功：W＝pΔV(p——氣體的壓強；ΔV——氣體的體積變化)． 3．機車啟動類問題中的“特殊點” (1)全程最大速度的臨界點為Ff＝. (2)勻加速運動的最后點為－Ff＝ma；此時瞬時功率P為額定功率P額，瞬時速度v為勻加速過程的最大速度． (3)在勻加速過程中的某點有－Ff＝ma1. (4)在變加速運動過程中的某點有－Ff＝ma2. 4．摩擦生熱：Q＝Ffl相對． 5．“一動一靜”彈性正碰中，若兩個小球質量相等，則碰后交換速度． [臨考必練] 1.(多選)如圖所示，擺球質量為m，懸線的長為L，把懸線拉到水平位置后放手．設在擺球從A點運動到B點的過程中空氣阻力F阻的大小不變，則下列說法正確的是(　　) A．重力做功為mgL B．線的拉力做功為0 C．空氣阻力F阻做功為－mgL D．空氣阻力F阻做功為－F阻πL 解析：小球下落過程中，重力做功為mgL，A正確；線的拉力始終與速度方向垂直，拉力做功為0，B正確；空氣阻力F阻大小不變，方向始終與速度方向相反，故空氣阻力F阻做功為－F阻πL，C錯誤，D正確． 答案：ABD 2.如圖所示，兩個完全相同的小球A、B，在同一高度處以相同大小的初速度v分別水平拋出和豎直向上拋出，下列說法正確的是(　　) A．兩小球落地時的速度相同 B．兩小球落地時，A球重力的瞬時功率較小 C．從開始運動至落地，A球重力做功較大 D．從開始運動至落地，重力對A小球做功的平均功率較小 解析：根據(jù)機械能守恒定律得，mv2＋mgh＝mv′2，兩小球落地時速度大小v′是相同的，但兩小球的速度方向不同，選項A錯誤；兩小球落地時，A球重力瞬時功率為mgv′cos α，B球重力瞬時功率為mgv′，A球重力瞬時功率小于B球重力瞬時功率，選項B正確；從開始運動到落地，兩球重力做功都是mgh，是相等的，選項C錯誤；從開始運動到落地，兩球重力做功相等，A球下落時間較短，重力對A球做功的平均功率＝較大，選項D錯誤． 答案：B 3.(多選)如圖所示，質量為M的小車原來靜止在光滑水平面上，小車A端固定一根輕彈簧，彈簧的另一端放置一質量為m的物體C，小車底部光滑，開始讓彈簧處于壓縮狀態(tài)，當彈簧釋放后，物體C被彈出向小車B端運動，最后與B端粘在一起，下列說法中正確的是(　　) A．物體離開彈簧時，小車向左運動 B．物體與B端粘在一起之前，小車的運動速率與物體C的運動速率之比為 C．物體與B端粘在一起后，小車靜止下來 D．物體與B端粘在一起后，小車向右運動 解析：在物體離開彈簧的過程中，物體和小車組成的系統(tǒng)動量守恒，系統(tǒng)原來的總動量為零，物體向右運動，故小車向左運動，A正確；小車和物體動量大小相等，運動速率與其質量成反比，B正確；物體與小車B端粘在一起的過程動量也守恒，二者粘在一起前的總動量為零，則粘在一起后的總動量也為零，因此小車將靜止下來，C正確，D錯誤． 答案：ABC 4.(多選)如圖所示，光滑水平面OB與足夠長的粗糙斜面BC相接于B點，一輕彈簧左端固定于豎直墻面，右端被一質量為m的滑塊壓縮至D點，然后由靜止釋放，滑塊脫離彈簧后經B點滑上斜面，上升到最大高度h時靜止在斜面上．重力加速度為g，以水平面OB為參考平面．下列說法正確的是(　　) A．彈簧彈開滑塊的過程中，彈性勢能越來越小 B．彈簧對滑塊做功為W時，滑塊的動能為0.5W C．滑塊在斜面上靜止時的重力勢能為mgh D．滑塊在斜面上運動的過程中，克服摩擦力做的功為mgh 解析：彈簧彈開滑塊的過程中，彈簧的壓縮量越來越小，故彈簧的彈性勢能越來越小，A正確；彈簧對滑塊做功為W時，對滑塊，由動能定理可知，滑塊的動能為W，B錯誤；滑塊在斜面上靜止時，離OB面的高度為h，以水平面OB為參考平面，則滑塊的重力勢能為mgh，C正確；對滑塊在斜面上運動的過程，由功能關系有mgh＋Wf＝mv，解得滑塊克服摩擦力做的功Wf＝mv－mgh，D錯誤． 答案：AC 5．質量為m的汽車在平直公路上行駛，阻力恒為車重力的k倍．當它以加速度a加速前進，速度達到v時，發(fā)動機的實際功率剛好達到額定功率，從此時開始，發(fā)動機功率保持不變，已知重力加速度大小為g，則(　　) A．汽車發(fā)動機的額定功率為kmgv B．汽車行駛的最大速度為 C．當汽車的加速度減小為時，速度增大到2v D．發(fā)動機以額定功率工作后，汽車的牽引力不再變化 解析：汽車加速度為a時，設牽引力為F，由牛頓第二定律有F－kmg＝ma，解得F＝kmg＋ma，當速度達到v時汽車的功率P＝(kmg＋ma)v，由題意知，此時汽車功率等于額定功率，A項錯誤；汽車保持功率不變，達到最大速度時，汽車加速度為零，即P額＝kmgvm＝(kmg＋ma)v，解得vm＝，B項正確；當汽車加速度減小為時，F(xiàn)′－kmg＝m，解得此時牽引力F′＝kmg＋m，并非F的一半，故速度一定不是2v，C項錯誤；汽車功率不變，速度增大，牽引力不斷減小，速度達到最大后，牽引力不再變化，D項錯誤． 答案：B 6.如圖所示，一半圓形碗的邊緣上裝有一定滑輪，滑輪兩邊通過一不可伸長的輕質細線掛著兩個小物體，質量分別為m1、m2，m1>m2.現(xiàn)讓m1從靠近定滑輪處由靜止開始沿碗內壁下滑．設碗固定不動，其內壁光滑、半徑為R，則m1滑到碗最低點時的速度為(　　) A．2 　　　 B. C. D．2 解析：設當m1到達碗最低點時速率為v1，此時m2的速率為v2，則有v1cos 45＝v2，由機械能守恒定律得m1gR＝m2gR＋m1v＋m2v，解得v1＝2 ，D正確． 答案：D 7.如圖所示，AOB是光滑水平軌道，BC是半徑為R的光滑固定圓弧軌道，兩軌道恰好相切，質量為M的小木塊靜止在O點，一個質量為m的子彈以初速度v0水平向右快速射入小木塊內，并留在其中和小木塊一起運動，且恰能到達圓弧軌道的最高點C(木塊和子彈均可以看成質點)．已知R＝0.4 m，m＝1 kg，M＝10 kg.(重力加速度g取10 m/s2，結果保留兩位有效數(shù)字)求： (1)子彈射入木塊前的速度v0； (2)若每當小木塊上升到圓弧并返回到O點時，立即有相同的子彈射入小木塊，并留在其中，則當?shù)谌w子彈射入小木塊后，木塊速度多大？ 解析：(1)第一顆子彈射入木塊的過程，系統(tǒng)動量守恒，即mv0＝(m＋M)v1 系統(tǒng)由O到C的運動過程中機械能守恒，即 (m＋M)v＝(m＋M)gR 聯(lián)立以上兩式解得v0＝＝31 m/s. (2)由動量守恒定律可知，第二顆子彈射入木塊后，木塊的速度為0 當?shù)谌w子彈射入木塊時，由動量守恒定律得 mv0＝(3m＋M)v3，解得v3＝＝2.4 m/s. 答案：(1)31 m/s　(2)2.4 m/s 8.如圖所示，在某豎直面內，光滑曲面AB與水平面BC平滑連接于B點，BC右端連接內壁光滑、半徑為r的細圓管CD，管口D端正下方直立一根勁度系數(shù)為k的輕彈簧，輕彈簧一端固定，另一端恰好與管口D端平齊．質量為m的滑塊在曲面上距BC高度為2r處由靜止開始下滑，滑塊與BC間的動摩擦因數(shù)μ＝，進入管口C端時與圓管恰好無作用力，通過CD后壓縮彈簧，在壓縮彈簧過程中滑塊速度最大時彈簧的彈性勢能為Ep.求： (1)滑塊到達B點時的速度大小vB； (2)水平面BC的長度s； (3)在壓縮彈簧過程中滑塊的最大速度vm. 解析：(1)滑塊在曲面的下滑過程，由動能定理得 mg2r＝mv，解得vB＝2. (2)在C點，滑塊與圓管之間恰無作用力， 則mg＝m，解得vC＝ 滑塊從A點運動到C點過程，由動能定理得 mg2r－μmgs＝mv，解得s＝3r. (3)設在壓縮彈簧過程中速度最大時，滑塊離D端的距離為x0，此時kx0＝mg，解得x0＝ 滑塊由C運動到距離D端x0處的過程中，由能量守恒得mg(r＋x0)＝mv－mv＋Ep 聯(lián)立解得vm＝ . 答案：(1)2　(2)3r　(3)