2018届二轮复习功功率动能定理课件（41张）（全国通用） 41页

核心专题突破 第一部分 专题二　能量、动量和原子物理 考 纲 精 解 高 频 考 点 1. 功、功率与动能定理部分：考查与功、功率相关的分析和计算及动能定理的综合应用，题型为选择题或与牛顿运动定律相结合的计算题． 2. 功能关系和能量守恒部分：以直线运动、平抛和圆周运动为情景，考查运动过程中的受力分析、运动分析、能量转化及功能关系问题，以及带电粒子在电场、磁场中的能量问题，以计算题形式命题为主． 3. 原子物理和动量考查的重点和热点： (1) 动量定理及应用； (2) 动量守恒定律及其应用； (3) 原子的能级跃迁； (4) 原子核的衰变规律； (5) 核反应方程的书写； (6) 质量亏损和核能的计算； (7) 三种射线的特点及应用； (8) 光电效应的规律及应用等 . 备 考 策 略 1. 正确判断是否做功、是做正功还是负功，掌握各种力做功的特点及计算方法，区别瞬时功率和平均功率，能熟练运用动能定理解决综合问题，注意和图象有关的题型． 2. 加强综合运用功能关系、机械能守恒定律和能量守恒定律解决多运动过程问题的训练，提高运用动能定理和能量守恒定律解决带电粒子在电场、磁场中的运动问题的能力，关注以竞技体育或近现代科技为背景命制的题目． 3. 原子物理和动量涉及的知识点多，且与科技相关，题目新颖，但难度不大，因此，备考中应加强对基本概念和规律的理解，抓住动量守恒定律和原子核反应两条主线，注意综合题目的分析思路，强化典题的训练 . 第 1 讲　功 功率 动能定理 栏目导航 2 年考情回顾 热点题型突破 对点规范演练 热点题源预测 逐题对点特训 2 年考情回顾 设问 方式 ① 物块在圆轨道上的运动 [ 例 ] (2017 · 全国卷 Ⅱ ， 14 题 ) 　 (2017 · 全国卷 Ⅲ ， 16 题 ) ② 物块在粗糙斜面上的运动 [ 例 ] (2016 · 浙江卷， 18 题 ) 审题 要点 ① 对象． ② 过程 ( 几个过程 ) ． ③ 受力情况 ( 大小、方向 ) ． ④ 做功情况 ( 正、负功，恒力功、变力功 ) ． ⑤ 初末状态的动能 热点题型突破 题型一　功和功率的计算 命题规律 功和功率的计算是高考命题热点之一，命题特点是： (1) 根据定义计算功和功率； (2) 结合功能关系求功和功率； (3) 联系生活实际估算功和功率的大小． 方法点拨 1 ． 功的计算方法 (1) 恒力做功的计算公式 W ＝ Fl cos α ； (2) 当 F 为变力时，用动能定理 W ＝ Δ E k 或功能关系求功，所求得的功是该过程中外力对物体 ( 或系统 ) 做的总功； ( 或者说是合力对物体做的功 ) (3) 利用 F － l 图象曲线下的面积求功； (4) 利用 W ＝ Pt 计算． 1. ( 多选 ) 我国科学家正在研制航母舰载机使用的电磁弹射器．舰载机总质量为 3.0 × 10 4 kg ，设起飞过程中发动机的推力恒为 1.0 × 10 5 N ；弹射器有效作用长度为 100 m ，推力恒定．要求舰载机在水平弹射结束时速度大小达到 80 m/s . 弹射过程中舰载机所受总推力为弹射器和发动机推力之和，假设所受阻力为总推力的 20% ，则 ( 　 　 ) A ．弹射器的推力大小为 1.1 × 10 6 N B ．弹射器对舰载机所做的功为 1.1 × 10 8 J C ．弹射器对舰载机做功的平均功率为 8.8 × 10 7 W D ．舰载机在弹射过程中的加速度大小为 32 m/s 2 ABD 【变式考法 】 在上述题 1 中，弹射器对舰载机做功的最大功率多大？ 解析 最大功率为 P m ＝ F 弹 · v ＝ 1.1 × 10 6 × 80W ＝ 8.8 × 10 7 W 答案 8.8 × 10 7 W 2 ． (2017 · 全国卷 Ⅱ ) 如图，一光滑大圆环固定在桌面上，环面位于竖直平面内，在大圆环上套着一个小环．小环由大圆环的最高点从静止开始下滑，在小环下滑的过程中，大圆环对它的作用力 ( 　　 ) A ．一直不做功 B ．一直做正功 C ．始终指向大圆环圆心 D ．始终背离大圆环圆心 解析 由于大圆环是光滑的，因此小环下滑的过程中，大圆环对小环的作用力方向始终与速度方向垂直，因此作用力不做功， A 项正确， B 项错误；小环刚下滑时，大圆环对小环的作用力背离大圆环的圆心，滑到大圆环圆心以下的位置时，大圆环对小环的作用力指向大圆环的圆心， C 、 D 项错误． A A (1) 判断力是否做功及做正、负功的方法 ① 看力 F 的方向与位移 l 的方向间的夹角 α —— 常用于恒力做功的情形． ② 看力 F 的方向与速度 v 的方向间的夹角 α —— 常用于曲线运动的情形 ③ 根据动能的变化：动能定理描述了合外力做功与动能变化的关系，即 W 合 ＝ E k 末 － E k 初 ，当动能增加时，合外力做正功；当动能减少时，合外力做负功． (2) 求功率时应注意的问题 ① 首先要明确所求功率是平均功率还是瞬时功率，对应于某一过程的功率为平均功率，对应于某一时刻的功率为瞬时功率． ② 求功率大小时要注意 F 与 v 方向间的夹角 α 对结果的影响． 题型二　动能定理的应用 命题规律 高考对动能定理的命题主要考查： (1) 应用动能定理计算功或力的大小； (2) 应用动能定理分析圆周运动，抛体运动等等多种不同的运动过程中遵循的规律． 方法点拨 1 ． 应用动能定理解题的基本思路 (1) 选取研究对象，明确它的运动过程． (2) 分析研究对象的受力情况和各力做功情况，然后求各个外力做功的代数和． (3) 明确物体在运动过程初、末状态的动能 E k1 和 E k2 . (4) 列出动能定理的方程 W 合 ＝ E k2 － E k1 ，及其他必要的解题方程，进行求解． 2 ． 动能定理的适用情况 适用于解决单个物体 ( 或可看作单个物体的物体系统 ) 受力与位移、速度关系的问题．动能定理既适用于直线运动，也适用于曲线运动；既适用于恒力做功，也适用于变力做功．力可以是各种性质的力．既可以同时作用，也可是分段作用． 1. (2017 · 山东重点中学联考 ) 如图所示，在某竖直平面内，光滑曲面 AB 与水平面 BC 平滑连接于 B 点， BC 右端连接一口深为 H ，宽度为 d 的深井 CDEF ，一个质量为 m 的小球放在曲面 AB 上，可从距 BC 面不同的高度处静止释放小球．已知 BC 段长 L ，小球与 BC 间的动摩擦因数为 μ ，取重力加速度 g ＝ 10 m/s 2 . 则 (1) 若小球恰好落在井底 E 点处，求小球释放点距 BC 面的高度 h 1 ； (2) 若小球不能直接落在井底，求小球打在井壁 EF 上的最小动能 E kmin 和此时的释放点距 BC 面的高度 h 2 . 突破点拨 (1) 小球从 A 到 C 过程中，根据动能定理求出 C 点速度，从 C 点飞出做平抛运动刚好到达 E 点． (2) 小球不能直接落在井底，而打在井壁上的动能，跟释放点距 BC 面的高度 h 2 有关，找出这个动能跟 h 2 的关系并依据数学知识求出最小动能． 【变式考法 】 (2017 · 湖南长沙一模 ) 如图所示，质量为 m 的小球从 A 端由静止开始沿粗糙曲面轨道 AB 滑下，从 B 端水平飞出，撞击到一个与水平地面成 θ ＝ 37° 的斜面上，撞击点为 C . 已知斜面顶端与曲面末端 B 相连， A 、 B 间的高度差为 2 H ， B 、 C 间的高度差为 H ，不计空气阻力，重力加速度为 g ，求小球在曲面上运动时克服阻力做的功． ( 已知 sin 37° ＝ 0.6) 　 2 ． (2017 · 江苏卷 ) 一小物块沿斜面向上滑动，然后滑回到原处．物块初动能为 E k0 ，与斜面间的动摩擦因数不变，则该过程中，物块的动能 E k 与位移 x 关系的图线是 ( 　　 ) C 解析 设物块与斜面间的动摩擦因数为 μ ，物块的质量为 m ，则物块在上滑过程中根据功能关系有－ ( mg sin θ ＋ μmg cos θ ) x ＝ E k － E k0 ，即 E k ＝ E k0 － ( mg sin θ ＋ μmg cos θ ) x ，物块沿斜面下滑的过程中有 ( mg sin θ － μmg cos θ )( x 0 － x ) ＝ E k ，由此可以判断 C 项正确． 3. 如图所示，一半径为 R 、粗糙程度处处相同的半圆形轨道竖直固定放置，直径 POQ 水平．一质量为 m 的质点自 P 点上方高度为 R 处由静止开始下落，恰好从 P 点进入轨道．质点滑到轨道最低点 N 时，对轨道的压力为 4 mg ， g 为重力加速度的大小，用 W 表示质点从 P 点运动到 N 点的过程中克服摩擦力所做的功．则 ( 　　 ) C (1) 应用动能定理解题步骤 ① 了解由哪些过程组成，选哪个过程进行研究； ② 分析每个过程物体的受力情况； ③ 各个力做功有何特点，对动能的变化有无贡献； ④ 总体把握全过程，表达出总功，找出初、末状态的动能； ⑤ 对所研究的全过程运用动能定理列方程． (2) 一过程，两状态 应用动能定理的着眼点，即明确研究对象的始、末状态的速度或动能情况，明确研究过程，关注这一过程的位置变化或位移信息． 热点题源预测 机车的启动问题 考向 预测 机车启动问题在高考中常有命题，可以综合功率、动能定理、牛顿运动定律、运动学公式和 v － t 图等知识，考查学生的综合分析能力．题型为选择题或计算题 解题 关键 解决机车启动问题要注意四点： (1) 分清是匀加速启动还是恒定功率启动． (2) 匀加速启动过程中，机车功率是不断增大的，但该过程中的最大功率是额定功率． (3) 以额定功率启动的过程中，牵引力是不断减小的，机车做加速度减小的加速运动，牵引力的最小值等于阻力． (4) 无论哪种运行过程，机车的最大速度都等于其匀速运动时的速度，即 v m ＝＝ ( 式中 F min 为最小牵引力，其值等于阻力 F 阻 ) 失分 防范 (1) 机车匀加速启动时，牵引力是恒力，可应用牛顿第二定律和运动学公式列式，牵引力做功可用 W ＝ Fl 求解． (2) 机车以恒定功率启动时，牵引力是变力，牵引力做功用 W ＝ Pt 求解，此过程不能应用匀变速直线运动的公式列式，一般可用动能定理列式 【预测 】 水平面上静止放置一质量为 m ＝ 0.2 kg 的物块，固定在同一水平面上的小型电动机通过水平细线牵引物块，使物块由静止开始做匀加速直线运动， 2 秒末达到额定功率，其 v － t 图线如图所示，物块与水平面间的动摩擦因数为 μ ＝ 0.1 ， g ＝ 10 m/s 2 ，电动机与物块间的距离足够远．求： (1) 物块做匀加速直线运动时受到的牵引力大小； (2) 电动机的额定功率； (3) 物块在电动机牵引下，最终能达到的最大速度． 思维导航 规范答题 设警车达到最大速度后又经过 t 2 的时间追上汽车，根据位移关系有 x 1 ＋ v 2 t 2 ＝ v 1 ( t 1 ＋ t 2 ) ， 代入数据，解得 t 2 ＝ 57.5 s. 故警车达到最大速度到追上汽车的过程中运动的位移为 x 2 ＝ v 2 t 2 ＝ 2 300 m ， 则警车追上汽车时离出发点的距离为 x ＝ x 1 ＋ x 2 ＝ 2 400 m. 答案 能　 2 400 m 对点规范演练 逐题对点特训 制作者：状元桥 适用对象：高中 学生 制作软件： Powerpoint2003、 Photoshop cs3 运行环境： WindowsXP以上操作系统