2019-2020年高三物理一轮复习 功和能学案.doc

2019-2020年高三物理一轮复习 功和能学案【复习指导】一、知识特点1.功、功率、重力势能、弹性势能、机械能等概念抽象、应用广泛、基础性强.2.动能定理、机械能守恒定律、功能关系在高考中是必考内容.这部分知识常与力学中的其他内容及电磁学结合在一起综合考查.涉及本章内容的试题题型全、难度大、份量重、地位重要，是高考的热点.二、复习方法及重点难点突破1.复习方法(1)针对本章的知识特点，复习时应注意深刻理解、准确把握功、功率、动能、重力势能、弹性势能等重要概念及相关物理量的计算，对功的计算，要注意从恒力做功、变力做功及功能关系、动能定理等角度进行训练，使学生进一步明确“功是能量转化的量度”的内涵.(2)动能定理的复习首先使学生明确其物理意义及应用步骤，强调必须是物体受到的所有力做功的总和才等于物体动能的变化量，其次要重视对物理过程的分析,特别是对复杂过程整体运用动能定理.(3)对机械能守恒的条件，要从受力角度和做功角度两个方面讲解；对机械能守恒定律的几种表达形式，可通过一道例题进行比较讲解，使学生理解几种形式的实质是相同的.零势能参考面的选取是否合适直接关系到列式的繁简，这是应该注意的问题.2.重点难点突破方法(1)变力做功问题，机车启动过程分析问题，应用动能定理、机械能守恒定律、能量守恒定律,对多物体多过程问题的分析和计算，是本章的重点和难点.(2)变力做功问题，通过分类讲练、等效变换、化变为恒进行突破.机车启动问题重在过程分析，结合过程分析流程图和v-t图象更直观更形象.(3)对于过程复杂、难度较大的问题，合理地把全过程分成若干阶段，正确分析各阶段的受力情况、遵循的物理规律及各阶段间的联系，特别是每个过程的始末状态及物理过程中加速度、速度、能量的变化情况，分析过程中画好示意图，在图上标明必要的物理量，然后灵活运用动能定理、机械能守恒定律或其他力学知识列式计算.(4)复习时要加大与牛顿运动定律、运动的合成与分解、圆周运动、电磁学等核心内容的综合训练，熟练地应用能量的观点求解各种问题.【考点提升训练】(40分钟 100分)一、选择题(本大题共9小题，每小题7分，共63分.每小题至少一个答案正确，选不全得4分)1.如图所示，a、b两小球静止在同一条竖直线上，离地面足够高，b球质量大于a球质量.两球间用一条细线连接，开始线处于松弛状态.现同时释放两球，球运动过程中所受的空气阻力忽略不计.下列说法正确的是( ).下落过程中两球间的距离保持不变B.下落后两球间距离逐渐增大，一直到细线张紧为止C.下落过程中，a、b两球都处于失重状态D.整个下落过程中，系统的机械能守恒2.如图所示，电梯与水平地面成角，一人站在电梯上，电梯从静止开始匀加速上升，到达一定速度后再匀速上升.若以FN表示水平梯板对人的支持力，G为人受到的重力，Ff为电梯对人的静摩擦力，则下列结论正确的是( ).加速过程中Ff0，Ff、FN、G都做功B.加速过程中Ff0，FN不做功C.加速过程中Ff=0，FN、G都做功D.匀速过程中Ff=0，FN、G都不做功3.一只苹果从楼上某一高度自由下落，苹果在空中依次经过三个完全相同的窗户1、2、3.图中直线为苹果在空中的运动轨迹.若不计空气阻力的影响，以下说法正确的是( ).苹果通过第3个窗户所用的时间最长B.苹果通过第1个窗户的平均速度最大C.苹果通过第3个窗户重力做的功最大D.苹果通过第1个窗户重力的平均功率最小4.放在水平地面上的一物体，受到方向不变的水平推力F的作用，力F与时间t的关系和物体速度v与时间t的关系如图所示，则下列说法正确的是() ( ).物体与地面间的摩擦因数为0.2B.物体与地面间的摩擦因数为0.4C.9 s内，力F做的功是126 JD.36 s和69 s两段时间内摩擦力的平均功率相等5.如图所示，木板质量为M，长度为L，小木块的质量为m，水平地面光滑，一根不计质量的轻绳通过定滑轮分别与M和m连接，小木块与木板间的动摩擦因数为.开始时木块静止在木板左端，现用水平向右的力将m拉至右端，拉力至少做功为( ).mgLB.2mgLC.D.(M+m)gL6.如图所示，一质量为m的质点在半径为R的半球形容器中(容器固定)由静止开始自边缘上的点滑下，到达最低点B时，它对容器的正压力为FN.重力加速度为g，则质点自滑到B的过程中，摩擦力对其所做的功为( ). R(FN-3mg)B. R(3mg-FN)C. R(FN-mg)D. R(FN-2mg)7.(新课标全国卷)一蹦极运动员身系弹性蹦极绳从水面上方的高台下落，到最低点时距水面还有数米距离.假定空气阻力可忽略，运动员可视为质点，下列说法正确的是( ).运动员到达最低点前重力势能始终减小B.蹦极绳张紧后的下落过程中，弹性力做负功，弹性势能增加C.蹦极过程中，运动员、地球和蹦极绳所组成的系统机械能守恒D.蹦极过程中，重力势能的改变与重力势能零点的选取有关8.(xx昆明模拟)长木板放在光滑的水平面上，质量为m=2 kg的另一物体B以水平速度v0=2 m/s滑上原来静止的长木板的表面，由于、B间存在摩擦，之后、B速度随时间变化情况如图所示，则下列说法正确的是( ).木板获得的动能为2 JB.系统损失的机械能为2 JC.木板的最小长度为1 mD.、B间的动摩擦因数为0.19.(xx烟台模拟)如图所示，物体和B的质量均为m，它们通过一劲度系数为k的轻弹簧相连，开始时B放在地面上，、B都处于静止状态.现用手通过细绳缓慢地将向上提升距离L1时，B刚要离开地面，此过程手做功为W1；若将加速向上提起，上升的距离为L2时，B刚要离开地面，此时的速度为v，此过程手做功为W2，弹簧一直处于弹性限度内，则( ).B.W2W1C.W1mgL1D.二、实验题(7分)10.某同学为探究“恒力做功与物体动能改变的关系”，设计了如下实验，他的操作步骤是：组装好实验装置如图所示.将质量为200 g的小车拉到打点计时器附近，并按住小车.在质量为10 g、20 g、50 g的三种钩码中，他挑选了一个质量为50 g的钩码挂在拉线的挂钩P上.释放小车，打开电磁打点计时器的电源，打出一条纸带.(1)在多次重复实验得到的纸带中取出自认为满意的一条.经测量、计算，得到如下数据(g取9.8 m/s2):第一个点到第N个点的距离为40.0 cm.打下第N点时小车的速度大小为1.00 m/s.该同学将钩码的重力当做小车所受的拉力，算出拉力对小车做的功为_J，小车动能的增量为_J.(2)此次实验探究的结果，他没能得到“恒力对物体做的功等于物体动能的增量”，且误差很大.显然，在实验探究过程中忽视了各种产生误差的因素.请你根据该同学的实验装置和操作过程，帮助他分析一下，造成较大误差的主要原因是_.三、计算题(本大题共2小题，共30分，要有必要的文字说明和解题步骤，有数值计算的要注明单位) 11.(xx内江模拟)(15分)如图所示，两半径分别为r1、r2的半圆形钢管(内径很小)竖直立起，管面光滑.现让一质量为m的小球由地面以某一速度射入管口.小球最终刚好停留在管道的最高点.求：(1)入射速度v0;(2)小球通过下面管道的最高点P时对管道的压力，并说明r1、r2满足什么关系时，小球是压上壁还是下壁.12.(15分)一质量为M=2 kg的物块随足够长的水平传送带一起运动，被一水平向左飞来的子弹击中，子弹并从物块中穿过，如图甲所示.地面观察者记录了物块被击中后的速度随时间的变化关系，如图乙所示(图中取向右运动的方向为正方向)，已知传送带的速度保持不变(g取10 m/s2).(1)指出传送带的速度v的大小及方向，说明理由;(2)计算物块与传送带间的动摩擦因数;(3)物块对传送带总共做了多少功？系统有多少能量转化为内能？答案解析1.【解析】选、C、D.不计空气阻力，同时释放两球后，两球做自由落体运动，只有重力做功，系统的机械能守恒，两球间距也保持不变，因两球的加速度均为g，故两球均处于失重状态，、C、D均正确，B错误.2.【解析】选.加速过程中，水平方向的加速度由摩擦力Ff提供，所以Ff0，Ff、FN做正功，G做负功，选项正确，B、C错误；匀速过程中，水平方向不受静摩擦力作用，Ff=0，FN做正功，G做负功，选项D错误.3.【解析】选D.苹果加速下落，运动得越来越快，故苹果通过第3个窗户所用的时间最短，平均速度最大，、B均错；窗户完全相同，所以苹果通过三个窗户重力做的功一样多，苹果通过第1个窗户用时最长，重力的平均功率最小，故C错，D对.4.【解析】选B、C.69 s内，物体做匀速运动，摩擦力与推力相等，为4 N，36 s内，物体做匀加速直线运动，加速度为2 m/s2，此时推力为6 N，由牛顿第二定律可知物体的质量，故物体与地面间的摩擦因数，错误、B正确；9 s内，力F做功W=F1x1+F2x2=54 J+72 J=126 J，C正确；36 s内摩擦力的平均功率，69 s内摩擦力的平均功率P2=Ffv2=24 W，D错误.5.【解题指南】思路一：根据物体的平衡条件先求出F，再分析物体的运动过程求出木板的对地位移，最后利用公式W=Fx求解.思路二：由功能关系可知F至少做的功等于系统增加的内能.【解析】选.若使拉力F做功最少，可使拉力F恰匀速拉木块，容易分析得出F=2mg(此时绳子上的拉力等于mg)，而位移为，所以 ，故正确.6.【解析】选.质点到达最低点B时，它对容器的正压力为FN，根据牛顿定律有，根据动能定理，质点自滑到B的过程中有，故摩擦力对其所做的功，故正确.7.【解析】选、B、C.运动员在下落过程中，重力做正功，重力势能减小，故正确.蹦极绳张紧后的下落过程中，弹性力向上，位移向下，弹性力做负功，弹性势能增加，故B正确.选取运动员、地球和蹦极绳为一系统，在蹦极过程中，只有重力和系统内弹力做功，这个系统的机械能守恒，故C正确.重力势能改变的表达式为Ep=mgh，由于h是绝对的，与重力势能零点的选取无关，故D错.【变式备选】如图所示，托盘质量为M，在水平盘面上放置一质量为m的物体，托盘固定在弹簧的上端，弹簧的下端固定在地面上.开始时托盘与物体处于静止状态.现在用力将托盘与物体从平衡位置下压高度H后，由静止释放，托盘与物体回到开始位置时所达到的最大速度为v，则在从释放到达到最大速度的过程中，以下说法正确的是( ).托盘对物体的支持力所做的功等于B.物体克服重力做的功等于C.弹簧的弹力所做的功等于+MgHD.合力对托盘所做的功等于【解析】选D.根据动能定理可知，托盘对物体的支持力做的功和物体重力做的功的代数和等于，选项、B错误；对托盘和物体有：弹力所做的功，对托盘有：，选项C错误，选项D正确.9.【解析】选B、D.缓慢地将向上提升距离L1时，B刚要离开地面，弹簧由压缩量为到拉伸量为，弹性势能不变，由功能关系可知，此过程手所做的功等于增加的机械能，即W1=mgL1；将加速向上提起，上升的距离为L2时，B刚要离开地面，弹簧也是由压缩量为到拉伸量为，弹性势能不变，由功能关系可知，此过程手所做的功等于增加的机械能，即.综上所述，B、D正确.10.【解析】(1)钩码对小车做的功为：W钩码mgh0.059.80.4 J0.196 J小车动能的增量为(2)由该同学计算的数据分析可知：W钩码Ek，且误差很大.该同学在做本实验时造成较大误差的原因有：小车质量没有远大于钩码质量；没有平衡摩擦力；操作错误：先释放小车后接通电源等.答案：(1)0.1960.1(2)小车质量没有远大于钩码质量；没有平衡摩擦力；操作错误：先释放小车后接通电源等11.【解析】(1)管面光滑，小球上升过程机械能守恒，由机械能守恒定律，得 (3分)得 (2分)(2)取竖直向下为正，设小球到达下管最高点P的速度为v，对管道的压力为FN，则有(3分)在下管最高点P，有(2分)由得 (2分)当r1=4r2时，FN=0(1分)当r14r2时，FN0，根据牛顿第三定律，小球压下壁.(1分)当r10，根据牛顿第三定律，小球压上壁.(1分)答案：(1) (2)见解析12.【解析】(1)由题图乙可知，物块被击穿后先向左做匀减速运动，速度为零后，又向右做匀加速运动，当速度等于2 m/s以后随传送带一起匀速运动，所以传送带的速度方向向右，大小为2 m/s.(3分)(2)由题图乙可知， (2分)由牛顿第二定律得滑动摩擦力Ff=Ma，其中Ff=FN，FN=Mg，所以物块与传送带间的动摩擦因数 (2分)(3)由题图乙可知，传送带与物块存在摩擦力的时间只有3 s，传送带在这段时间内的位移x=vt=23 m=6 m(1分)所以物块对传送带所做的功为W=-Ffx=-46 J=-24 J(2分)物块与传送带前2 s内的相对位移 (1分)