【大高考】(全国通用)2016届高考物理-专题六-机械能及其守恒定律课件ppt.ppt

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1、知识点一知识点一 功功1.做功的两个要素做功的两个要素(1)作用在物体上的作用在物体上的_.(2)物体在物体在_上上发发生的位移生的位移.力的方向力的方向力力2.公式：公式：W_(1)是力与是力与_方向之方向之间间的的夹夹角，角，l为为物体物体对对地的位移地的位移.(2)该该公式只适用于公式只适用于_做功做功.(3)功是功是_(标标或矢或矢)量量.3.功的正负功的正负(1)90，力，力对对物体做物体做_功，或者功，或者说说物体克服物体克服这这个力做了功个力做了功.(3)90，力，力对对物体不做功物体不做功.Flcos 位移位移恒力恒力标标正正负负知识点二知识点二 功率功率1.定义：定义：功与完

2、成功与完成这这些功所用些功所用时间时间的的_.物理意物理意义义：描述力：描述力对对物体物体_.比比值值做功的快慢做功的快慢平均功率平均功率平均功率平均功率瞬时功率瞬时功率【名师助学名师助学】判断正、负功的三种方法判断正、负功的三种方法(1)根据力和位移方向之间的夹角判断根据力和位移方向之间的夹角判断(2)根据力和速度方向之间的夹角判断根据力和速度方向之间的夹角判断(3)从能的转化角度来进行判断从能的转化角度来进行判断 知识点三知识点三 动能动能1.公式：公式：Ek_.(v为为物体的物体的对对地速度地速度)2.动动能是状能是状态态量，量，动动能的能的变变化量是化量是过过程量程量.3.动动能具有相

3、能具有相对对性，其性，其值值与参考系的与参考系的选选取有关，一般取地面取有关，一般取地面为为参参考系考系.知识点四知识点四 动能定理动能定理1.表达式：表达式：W合合ek_.2.物理意义：动能定理指出了外力对物体所做的总功与物体动能物理意义：动能定理指出了外力对物体所做的总功与物体动能变化之间的关系，即合外力的功是物体变化之间的关系，即合外力的功是物体_的量度的量度.3.动能定理的适用条件动能定理的适用条件(1)动能定理既适用于直线运动，也适用于曲线运动；动能定理既适用于直线运动，也适用于曲线运动；(2)既适用于恒力做功，也适用于变力做功；既适用于恒力做功，也适用于变力做功；(3)外力可以是各

4、种性质的力，既可以是同时作用，也可以是不外力可以是各种性质的力，既可以是同时作用，也可以是不同时作用同时作用.Ek2Ek1动动能能变变化化【名师助学名师助学】动能定理公式中动能定理公式中“”表明的表明的“两种关系两种关系，一个相同一个相同”，“两种关两种关系系”即数量关系：合外力所做的功与物体动能的变化具有等量代即数量关系：合外力所做的功与物体动能的变化具有等量代换关系；换关系；“一个相同一个相同”即单位相同：国际单位都是焦耳即单位相同：国际单位都是焦耳.知识点五知识点五 重力势能重力势能1.重力做功的特点：重力做功的特点：重力所做的功只跟初始位置和末位置的重力所做的功只跟初始位置和末位置的竖

5、竖直直高度有关，跟物体的运高度有关，跟物体的运动动路径无关路径无关.2.重力势能重力势能 (1)重力做功的特点重力做功的特点 重力做功与重力做功与_无关，只与始末位置的无关，只与始末位置的_有关有关.重力做功不引起物体重力做功不引起物体_的的变变化化.(2)重力重力势势能能 概念：物体由于概念：物体由于_而具有的能而具有的能.表达式：表达式：Ep_.矢矢标标性：重力性：重力势势能是能是_，正，正负负表示其表示其_.路径路径高度差高度差机械能机械能被举高被举高mgh标标量量大小大小(3)重力做功与重力重力做功与重力势势能能变变化的关系化的关系定性关系：重力定性关系：重力对对物体做正功，重力物体做

6、正功，重力势势能就能就_；重力；重力对对物物体做体做负负功，重力功，重力势势能就能就_.定量关系：重力定量关系：重力对对物体做的功物体做的功_物体重力物体重力势势能的减少量能的减少量.即即WG(Ep2Ep1)_.减少减少增大增大等于等于Ep知识点六知识点六 弹性势能弹性势能1.概念概念：物体由于：物体由于发发生生_而具有的能而具有的能.2.大小大小：弹弹簧的簧的弹弹性性势势能的大小与形能的大小与形变变量及量及劲劲度系数有关，度系数有关，弹弹簧的形簧的形变变量量_，劲劲度系数度系数_，弹弹簧的簧的弹弹性性势势能越大能越大.3.弹力做功与弹性势能变化的关系弹力做功与弹性势能变化的关系：类类似于重力

7、做功与重力似于重力做功与重力势势能能变变化的关系，用公式表示：化的关系，用公式表示：W_.弹性形变弹性形变越大越大越大越大Ep【名师助学名师助学】物体弹性形变为零时物体弹性形变为零时，对应的弹性势能为零对应的弹性势能为零，而重力势能是否为而重力势能是否为零与所选的参考平面有关零与所选的参考平面有关，具有任意性具有任意性.知识点七知识点七 机械能守恒定律机械能守恒定律1.动能和势能动能和势能(重力势能和弹性势能重力势能和弹性势能)统称为统称为_：EEkEp.2.在只有重力或系统内弹力做功的情形下，物体的动能和势能可在只有重力或系统内弹力做功的情形下，物体的动能和势能可以相互转化，但机械能的以相互

8、转化，但机械能的_，这个结论叫做机械能，这个结论叫做机械能守恒定律守恒定律.机械能机械能总总量保持不量保持不变变3.对对机械能守恒定律的理解机械能守恒定律的理解机械能守恒的机械能守恒的对对象象应该应该是某个物体系是某个物体系组组成的系成的系统统，粗略的情况下，粗略的情况下也可也可认为认为是某一物体是某一物体.(1)机械能守恒即机械能守恒即为为物体物体(系系统统)在在_的的总总机械能机械能E1等于等于_的的总总机械能机械能E2，即，即E1E2.(2)机械能守恒意味着在此机械能守恒意味着在此过过程中，物体程中，物体(系系统统)减少的减少的势势能能Ep等等于增加的于增加的动动能能Ek，反之亦然，反之

9、亦然.(3)若系若系统统内只有内只有A、B两个物体，两个物体，则则A减少的减少的_EA等于等于B增加的增加的_EB，反之亦然，反之亦然.初状态初状态末状态末状态机械能机械能机械能机械能【名师助学名师助学】判断机械能守恒的两种方法判断机械能守恒的两种方法(1)用做功判断：若物体或系统只有重力或弹簧弹力做功用做功判断：若物体或系统只有重力或弹簧弹力做功，虽受虽受其他力其他力，但其他力不做功但其他力不做功，或其他力也做功或其他力也做功，但其他力做功之和但其他力做功之和为零为零，则机械能守恒则机械能守恒.该法常用于单个物体该法常用于单个物体.(2)用能量转化来判断：若物体系统中只有动能和势能的相互转用

10、能量转化来判断：若物体系统中只有动能和势能的相互转化而无机械能与其他形式的能的转化化而无机械能与其他形式的能的转化，则物体系统机械能守恒则物体系统机械能守恒.该法常用于多个物体组成的系统该法常用于多个物体组成的系统.知识点八知识点八 功能关系功能关系 能量守恒定律能量守恒定律1.常见力做功与能量转化的对应关系常见力做功与能量转化的对应关系(1)重力做功：重力做功：_与其他形式的能相互与其他形式的能相互转转化化.(2)弹弹簧簧弹弹力做功：力做功：_与其他形式的能相互与其他形式的能相互转转化化.(3)滑滑动动摩擦力做功：摩擦力做功：_与内能相互与内能相互转转化化.(4)电场电场力做功：力做功：_与

11、其他形式的能相互与其他形式的能相互转转化化.(5)安培力做功：安培力做功：_和机械能相互和机械能相互转转化化.重力势能重力势能弹性势能弹性势能机械能机械能电能电能电能电能2.功和能的关系功和能的关系(1)功是能量功是能量转转化的量度，做了多少功，就有多少化的量度，做了多少功，就有多少_发发生了生了转转化化.(2)WE，该该式的物理含式的物理含义义是除是除_所有其他外力所有其他外力对对物物体所做的功等于物体机械能的体所做的功等于物体机械能的变变化，即功能原理化，即功能原理.要注意的是物要注意的是物体的内能体的内能(所有分子所有分子热热运运动动的的动动能和分子能和分子势势能的能的总总和和)、电势电

12、势能能不属于机械能不属于机械能.能量能量重力以外重力以外3.能量守恒定律能量守恒定律(1)内容：能量既不会内容：能量既不会_，也不会，也不会_，它只能，它只能从一种形式从一种形式转转化化为为另一种形式另一种形式,或者从一个物体或者从一个物体转转移到另一个物移到另一个物体，在体，在转转化或化或转转移的移的过过程中其程中其总总量量_，这这就是能量守恒就是能量守恒定律定律.(2)表达式：表达式：E减减_.凭空产生凭空产生凭空消失凭空消失保持不变保持不变E增增【名师助学名师助学】(1)某种形式的能量减少某种形式的能量减少，一定存在其他形式的能量增加一定存在其他形式的能量增加，且减少且减少量和增加量一定

13、相等量和增加量一定相等.(2)某个物体的能量减少某个物体的能量减少，一定存在其他物体的能量增加一定存在其他物体的能量增加，且减少且减少量和增加量一定相等量和增加量一定相等.要点一功的计算方法要点一功的计算方法突破指南突破指南1.恒力做功恒力做功对对恒力作用下物体的运恒力作用下物体的运动动，力，力对对物体做的功用物体做的功用WFlcos 求解求解.2.变力做功变力做功(1)用用动动能定理能定理WEk或功能关系或功能关系WE.即用能量的即用能量的变变化量等效化量等效代代换换相相应变应变力所做的功力所做的功.(2)当当变变力的功率力的功率P一定一定时时，可用，可用WPt求功，如机求功，如机车车以恒定

14、功率以恒定功率启启动时动时.(3)将将变变力做功力做功转转化化为为恒力做功：当力的大小不恒力做功：当力的大小不变变，而方向始，而方向始终终与与运运动动方向相同或相反方向相同或相反时时，这类这类力的功等于力和路程力的功等于力和路程(不是位移不是位移)的的乘乘积积，如滑，如滑动动摩擦力做功、空气阻力做功等摩擦力做功、空气阻力做功等.(4)利用利用图图象求功：作出象求功：作出Fl图图象，象，图图象与位移象与位移轴轴所所围围面面积积即即为为力力F做的功做的功.如如图图所示所示.3.总功的求法总功的求法(1)总总功等于合外力的功功等于合外力的功先求出物体所受各力的合力先求出物体所受各力的合力F合合，再根

15、据，再根据W总总F合合lcos 计计算算总总功，但功，但应应注意注意应应是合力与位移是合力与位移l的的夹夹角角.(2)总总功等于各力做功的代数和功等于各力做功的代数和分分别别求出每一个力做的功：求出每一个力做的功：W1，W2，W3，再把各个外力，再把各个外力的功求代数和，即的功求代数和，即W总总W1W2W3【典例典例1】(多选多选)一一质质量量为为1 kg的的质质点静止于光滑水平面上，从点静止于光滑水平面上，从t0时时起，第起，第1秒内受到秒内受到2 N的水平外力作用，第的水平外力作用，第2秒内受到同方向秒内受到同方向的的1 N的外力作用的外力作用.下列判断正确的是下列判断正确的是()答案答案

16、AD【解题探究解题探究】(1)卫星变轨后动能减小卫星变轨后动能减小，轨道半径如何变化？轨道半径如何变化？(2)随着卫星轨道半径增大随着卫星轨道半径增大，卫星运行的快慢如何变化？卫星运行的快慢如何变化？提示提示(1)轨道半径增大轨道半径增大(2)卫星越高越慢卫星越高越慢 要点二机车启动的两种情况分析要点二机车启动的两种情况分析突破指南突破指南 物体在物体在牵牵引力引力(受功率和速度制受功率和速度制约约)作用下，从静止开始克服一定作用下，从静止开始克服一定的阻力，最后达到最大速度的整个加速的阻力，最后达到最大速度的整个加速过过程，可看作程，可看作“机机车车的启的启动动”模型模型.【典例典例2】(2

17、015河南洛阳期中河南洛阳期中)如如图图所示所示为为修建高修建高层层建筑常用建筑常用的塔式起重机的塔式起重机.在起重机将在起重机将质质量量m5103 kg的重物的重物竖竖直吊起的直吊起的过过程中，重物由静止开始向上做匀加速直程中，重物由静止开始向上做匀加速直线线运运动动，加速度，加速度a0.2 m/s2，当起重机，当起重机输输出功率达到其允出功率达到其允许许的最大的最大值时值时，保持，保持该该功功率直到重物做率直到重物做vm1.02 m/s的匀速运的匀速运动动.取取g10 m/s2，不，不计额计额外外功功.求：求：(1)起重机允起重机允许输许输出的最大功率；出的最大功率；(2)重物做匀加速运重

18、物做匀加速运动动所所经历经历的的时间时间和起重机在第和起重机在第2秒末的秒末的输输出功率出功率.教你审题教你审题审题审题关键点：过程分析：重物由静止开始向上做匀加速直线运动关键点：过程分析：重物由静止开始向上做匀加速直线运动起重机达到最大功率时保持功率不变起重机达到最大功率时保持功率不变直到匀速运动直到匀速运动建模建模属于机车匀加速启动模型属于机车匀加速启动模型选公式选公式PFvFFfmavat列方程求解列方程求解自己试一试！自己试一试！解析解析(1)设起重机允许输出的最大功率为设起重机允许输出的最大功率为P0，重物达到最大速度重物达到最大速度时时，拉力拉力F0等于重力等于重力.P0F0vmF

19、0mg代入数据代入数据，有：有：P05.1104 W(2)匀加速运动结束时匀加速运动结束时，起重机达到允许输出的最大功率起重机达到允许输出的最大功率，设此时设此时重物受到的拉力为重物受到的拉力为F，速度为速度为v1，匀加速运动经历时间为匀加速运动经历时间为t1，有：有：P0Fv1Fmgmav1at1由由，代入数据代入数据，得：得：t15 st2 s时时，重物处于匀加速运动阶段重物处于匀加速运动阶段，设此时速度为设此时速度为v2，输出功输出功率为率为P，则则v2atPFv2由由，代入数据代入数据，得：得：P2.04104 W.答案答案(1)5.1104 W(2)5 s2.04104 W要点三动能

20、定理的应用要点三动能定理的应用突破指南突破指南1.应用动能定理的解题步骤应用动能定理的解题步骤 2.应用动能定理的技巧应用动能定理的技巧(1)动动能定理能定理虽虽然是在恒力作用、直然是在恒力作用、直线线运运动动中推中推导导出来的，但也适出来的，但也适用于用于变变力作用、曲力作用、曲线线运运动动的情况的情况.(2)动动能定理是能定理是标标量式，不涉及方向量式，不涉及方向问题问题.在不涉及加速度和在不涉及加速度和时间时间的的问题时问题时，可，可优优先考先考虑动虑动能定理能定理.(3)对对于求解多个于求解多个过过程的程的问题问题可全可全过过程考程考虑虑，从而避开考，从而避开考虑虑每个运每个运动过动过

21、程的具体程的具体细节细节，具有，具有过过程程简简明、运算量小等明、运算量小等优优点点.【典例典例3】(2015湖南邵阳石齐学校月考湖南邵阳石齐学校月考)如如图图所示，所示，竖竖直面内有直面内有一粗糙斜面一粗糙斜面AB，BCD部分是一个光滑的部分是一个光滑的圆圆弧面，弧面，C为圆为圆弧的最低弧的最低点，点，AB正好是正好是圆圆弧在弧在B点的切点的切线线，圆圆心心O与与A、D点在同一高度，点在同一高度，OAB37，圆圆弧面的半径弧面的半径R3.6 m，一滑，一滑块质块质量量m5 kg，与，与AB斜面斜面间间的的动动摩擦因数摩擦因数0.45，将滑，将滑块块由由A点静止点静止释释放放.求在以求在以后的

22、运后的运动动中：中：(sin370.6，cos370.8，g取取10 m/s2)(1)滑滑块块在在AB段上运段上运动动的的总总路程；路程；(2)在滑在滑块块运运动过动过程中，程中，C点受到的点受到的压压力的最大力的最大值值和最小和最小值值.解析解析(1)由于滑块在由于滑块在AB段受摩擦力作用段受摩擦力作用，则滑块做往复运动的高则滑块做往复运动的高度将越来越低度将越来越低，最终以最终以B点为最高点在光滑的圆弧面往复运动点为最高点在光滑的圆弧面往复运动.设滑块在设滑块在AB段上运动的总路程为段上运动的总路程为x，滑块在滑块在AB段上受摩擦力段上受摩擦力.FfFNmgcos 从从A点出发到最终以点出

23、发到最终以B点为最高点做往复运动点为最高点做往复运动，根据动能定理有：根据动能定理有：mgRcos Ffx0答案答案(1)8 m(2)102 N70 N【借题发挥借题发挥】应用动能定理的几个特殊情景应用动能定理的几个特殊情景(1)动能定理虽然是在恒力作用、直线运动中推导出来的动能定理虽然是在恒力作用、直线运动中推导出来的，但也适但也适用于变力作用、曲线运动的情况用于变力作用、曲线运动的情况.(2)在涉及力、位移在涉及力、位移(或路程或路程)、速度的关系及分析、速度的关系及分析，而不涉及加速而不涉及加速度和时间问题时度和时间问题时，可优先考虑动能定理可优先考虑动能定理.(3)对于求解多个过程的问

24、题可全过程考虑对于求解多个过程的问题可全过程考虑，从而避开每个运动过从而避开每个运动过程的具体细节程的具体细节，具有过程简明、运算量小等优点，具有过程简明、运算量小等优点.(4)变力做功问题变力做功问题.在某些问题中在某些问题中，由于力由于力F大小变化或方向改变大小变化或方向改变，不能直接由不能直接由WFlcos来求变力来求变力F所做的功所做的功，此时可由其做功的此时可由其做功的效果效果动能的变化来求变力动能的变化来求变力F所做的功所做的功.要点四机械能守恒定律的应用要点四机械能守恒定律的应用突破指南突破指南1.应用机械能守恒定律的基本思路应用机械能守恒定律的基本思路 2.机械能守恒定律的表达

25、形式机械能守恒定律的表达形式(1)守恒守恒观观点点表达式：表达式：Ek1Ep1Ek2Ep2或或E1E2.意意义义：系：系统统初状初状态态的机械能等于末状的机械能等于末状态态的机械能的机械能.注意注意问题问题：要先：要先选选取零取零势势能参考平面，并且在整个能参考平面，并且在整个过过程中必程中必须须选选取同一个零取同一个零势势能参考平面能参考平面.(2)转转化化观观点点表达式：表达式：EkEp.意意义义：系：系统统(或物体或物体)的机械能守恒的机械能守恒时时，系，系统统增加增加(或减少或减少)的的动动能等于系能等于系统统减少减少(或增加或增加)的的势势能能.注意注意问题问题：要明确：要明确势势能

26、的增加量或减少量，即能的增加量或减少量，即势势能的能的变变化，化，可以不可以不选选取零取零势势能参考平面能参考平面.(3)转转移移观观点点表达式：表达式：EA增增EB减减.意意义义：若系：若系统统由由A、B两部分两部分组组成，当系成，当系统统的机械能守恒的机械能守恒时时，则则A部分机械能的增加量等于部分机械能的增加量等于B部分机械能的减少量部分机械能的减少量.注意注意问题问题：A部分机械能的增加量等于部分机械能的增加量等于A部分末状部分末状态态的机械能的机械能减初状减初状态态的机械能，而的机械能，而B部分机械能的减少量等于部分机械能的减少量等于B部分初状部分初状态态的机械能减末状的机械能减末状

27、态态的机械能的机械能.【典例典例4】如图所示为某种鱼饵自动投放器中的投饵管装置示意如图所示为某种鱼饵自动投放器中的投饵管装置示意图，其下半部图，其下半部AB是一长为是一长为2R的竖直细管，上半部的竖直细管，上半部BC是半径为是半径为R的四分之一圆弧弯管，管口沿水平方向，的四分之一圆弧弯管，管口沿水平方向，AB管内有一原长为管内有一原长为R、下端固定的轻质弹簧下端固定的轻质弹簧.投饵时，每次总将弹簧长度压缩到投饵时，每次总将弹簧长度压缩到0.5R后后锁定，在弹簧上端放置一粒鱼饵，解除锁定，弹簧可将鱼饵弹射锁定，在弹簧上端放置一粒鱼饵，解除锁定，弹簧可将鱼饵弹射出去出去.设质量为设质量为m的鱼饵到

28、达管口的鱼饵到达管口C时，对管壁的作用力恰好为零时，对管壁的作用力恰好为零.不计鱼饵在运动过程中的机械能损失，且锁定和解除锁定时，均不计鱼饵在运动过程中的机械能损失，且锁定和解除锁定时，均不改变弹簧的弹性势能不改变弹簧的弹性势能.已知重力加速度为已知重力加速度为g.求：求：(1)质质量量为为m的的鱼饵鱼饵到达管口到达管口C时时的速度大小的速度大小v1；(2)弹弹簧簧压缩压缩到到0.5R时时的的弹弹性性势势能能Ep；解题思路解题思路【借题发挥借题发挥】机械能守恒定律与其他力学知识的综合应用机械能守恒定律与其他力学知识的综合应用机械能守恒定律与平抛运动、圆周运动等知识相结合的多过程、机械能守恒定律

29、与平抛运动、圆周运动等知识相结合的多过程、多情景试题在近几年高考中常出现多情景试题在近几年高考中常出现，求解关键是抓好两个分析：求解关键是抓好两个分析：(1)状态分析：找到圆周运动的临界状态及有关向心力问题状态分析：找到圆周运动的临界状态及有关向心力问题，如题如题中中C点点.(2)过程分析：利用机械能守恒定律求解几个状态之间的关系过程分析：利用机械能守恒定律求解几个状态之间的关系，如，如求解锁到弹到求解锁到弹到C点点，机械能守恒机械能守恒.要点五功能关系、能量守恒定律的应用要点五功能关系、能量守恒定律的应用突破指南突破指南【典例典例5】(多选多选)如如图图所示，楔形木所示，楔形木块块abc固定

30、在水平面上，粗糙固定在水平面上，粗糙斜面斜面ab和光滑斜面和光滑斜面bc与水平面的与水平面的夹夹角相同，角相同，顶顶角角b处处安装一定滑安装一定滑轮轮，质质量分量分别为别为M、m(Mm)的滑的滑块块，通，通过过不可伸不可伸长长的的轻绳轻绳跨跨过过定滑定滑轮连轮连接，接，轻绳轻绳与斜面平行与斜面平行.两滑两滑块块由静止由静止释释放后，沿斜面做匀加速放后，沿斜面做匀加速运运动动.若不若不计计滑滑轮轮的的质质量和摩擦，在两滑量和摩擦，在两滑块块沿斜面运沿斜面运动动的的过过程中程中()A.两滑两滑块组块组成系成系统统的机械能守恒的机械能守恒B.重力重力对对M做的功等于做的功等于M动动能的增加能的增加C

31、.轻绳对轻绳对m做的功等于做的功等于m机械能的增加机械能的增加D.两滑两滑块组块组成系成系统统的机械能的机械能损损失等于失等于M克服摩擦力做的功克服摩擦力做的功【解题探究解题探究】(1)两滑块运动的过程中有哪些力做功？两滑块运动的过程中有哪些力做功？(2)物体物体M动能的增加应等于动能的增加应等于 .(3)物体物体m机械能的增加应等于机械能的增加应等于 .(4)系统机械能的损失应等于系统机械能的损失应等于 .提示提示(1)有重力、摩擦力做功有重力、摩擦力做功，绳子拉力对绳子拉力对M做负功做负功，对对m做做正功正功，合功为零合功为零(2)合外力所做的功合外力所做的功，即重力、摩擦力和绳子拉力所做

32、的合功即重力、摩擦力和绳子拉力所做的合功.(3)m机械能的增加应等于除重力以外的力对机械能的增加应等于除重力以外的力对m做的功做的功，即应为即应为轻绳对轻绳对m做的做的 功功.(4)应等于除了重力以外的力对系统所做的功应等于除了重力以外的力对系统所做的功，即应为即应为M克服摩克服摩擦力做的功擦力做的功.解析因为解析因为M克服摩擦力做功克服摩擦力做功，所以系统机械能不守恒所以系统机械能不守恒，A错误；错误；由功能关系知系统减少的机械能等于由功能关系知系统减少的机械能等于M克服摩擦力做的功克服摩擦力做的功，D正正确；对确；对M，除重力外还有摩擦力和轻绳拉力对其做功除重力外还有摩擦力和轻绳拉力对其做

33、功，由动能定由动能定理知理知B错误；对错误；对m，有拉力和重有拉力和重力对其做功力对其做功，由功能关系知由功能关系知C正确正确.答案答案CD 要点六牛顿运动定律与能量的综合问题要点六牛顿运动定律与能量的综合问题突破指南突破指南解决力学问题的方法选取解决力学问题的方法选取(1)牛牛顿顿第二定律揭示了力的瞬第二定律揭示了力的瞬时时效效应应，在研究某一物体所受力，在研究某一物体所受力的瞬的瞬时时作用与物体运作用与物体运动动的关系的关系时时，优选优选运运动动学公式和牛学公式和牛顿顿第二定第二定律律.(2)动动能定理反映了力能定理反映了力对对空空间间的累的累积积效效应应，对对于不涉及物体运于不涉及物体运

34、动动过过程中的加速度和程中的加速度和时间时间，优选动优选动能定理能定理.(3)如果物体只有重力和如果物体只有重力和弹弹簧簧弹弹力做功而又不涉及物体运力做功而又不涉及物体运动过动过程中程中的加速度和的加速度和时间时间，此，此类问题优类问题优先先选选用机械能守恒定律求解用机械能守恒定律求解.(4)在涉及相在涉及相对对滑滑动问题时则优动问题时则优先考先考虑虑能量守恒定律，即系能量守恒定律，即系统统的的动动能能转转化化为为系系统统的内能的内能.(5)在涉及摩擦力、在涉及摩擦力、电场电场力、磁力、磁场场力力(安培力安培力)做功做功时优时优先考先考虑虑能量能量守恒定律守恒定律.【典例典例6】蹦床比赛分成预

35、备运动和比赛动作两个阶段蹦床比赛分成预备运动和比赛动作两个阶段.最初，最初，运动员静止站在蹦床上；在预备运动阶段，他经过若干次蹦跳，运动员静止站在蹦床上；在预备运动阶段，他经过若干次蹦跳，逐渐增加上升高度，最终达到完成比赛动作所需的高度；此后，逐渐增加上升高度，最终达到完成比赛动作所需的高度；此后，进入比赛动作阶段进入比赛动作阶段.把蹦床简化为一个竖直放置的轻弹簧，弹力把蹦床简化为一个竖直放置的轻弹簧，弹力大小大小Fkx(x为床面下沉的距离，为床面下沉的距离，k为常量为常量).质量质量m50 kg的运的运动员静止站在蹦床上，床面下沉动员静止站在蹦床上，床面下沉x00.10 m；在预备运动中，；

36、在预备运动中，假定运动员所做的总功假定运动员所做的总功W全部用于增加其机械能；在比赛动作全部用于增加其机械能；在比赛动作中，把该运动员视作质点，其每次离开床面做竖直上抛运动的中，把该运动员视作质点，其每次离开床面做竖直上抛运动的腾空时间均为腾空时间均为t2.0 s，设运动员每次落下使床面压缩的最大，设运动员每次落下使床面压缩的最大深度均为深度均为x1.取重力加速度取重力加速度g10 m/s2，忽略空气阻力的影响，忽略空气阻力的影响.(1)求常量求常量k，并在，并在图图中画出中画出弹弹力力F随随x变变化的示意化的示意图图；(2)求在比求在比赛动赛动作中，运作中，运动员动员离开床面后上升的最大高度

37、离开床面后上升的最大高度hm；(3)借助借助Fx图图象可以确定象可以确定弹弹力做功的力做功的规规律，在此基律，在此基础础上，求上，求x1和和W的的值值.解题流程解题流程第一步：规范审题第一步：规范审题 关键点关键点获取信息获取信息运动员静止站在蹦床上运动员静止站在蹦床上运动员受力平衡运动员受力平衡，重力和弹簧弹力重力和弹簧弹力相等相等运动员所做的总功运动员所做的总功W全部用全部用于增加其机械能于增加其机械能运动员所做的总功运动员所做的总功W全部转化为其全部转化为其机械能机械能竖直上抛运动的腾空时间均竖直上抛运动的腾空时间均为为t2.0 s腾空时间为上升和下降时间之和腾空时间为上升和下降时间之和

38、使床面压缩的最大深度均为使床面压缩的最大深度均为x1达到最大深度时达到最大深度时，运动员增加的机运动员增加的机械能全部转化为弹簧的弹性势能械能全部转化为弹簧的弹性势能答案答案(1)5.0103 N/m见解析图见解析图(2)5.0 m(3)1.1 m2.5103 J功能关系在实际问题中的应用功能关系在实际问题中的应用在高考试题中常常涉及以生产、生活、科技为背景的题目，在实在高考试题中常常涉及以生产、生活、科技为背景的题目，在实际问题中如何应用功能关系分析做功以及能量的转化，是考生必际问题中如何应用功能关系分析做功以及能量的转化，是考生必备的能力备的能力.一、在体育运动中的应用一、在体育运动中的应

39、用1.滑板运动滑板运动【典例典例1】(2015山东师大附中月考山东师大附中月考)某滑板某滑板爱爱好者在离地好者在离地h1.8 m高的平台上滑行，如高的平台上滑行，如图图所示所示,水平离开水平离开A点后落在水平地面的点后落在水平地面的B点，点，其水平位移其水平位移x13 m，由于着地，由于着地时时存在能量存在能量损损失，着地后速度失，着地后速度变为变为v4 m/s，并以此，并以此为为初速度沿水平地面滑行初速度沿水平地面滑行x28 m后停止后停止.已知人与已知人与滑板的滑板的总质总质量量m60 kg，求：，求：(1)人与滑板在水平地面滑行人与滑板在水平地面滑行时时受到的平均阻力大小；受到的平均阻力

40、大小；(2)人与滑板离开平台人与滑板离开平台时时的水平初速度的水平初速度.(空气阻力忽略不空气阻力忽略不计计，g取取10 m/s2)答案答案(1)60 N(2)5 m/s2.摸高运动摸高运动【典例典例2】(2015河南中原名校二联河南中原名校二联)起跳摸高是学生常起跳摸高是学生常进进行的一行的一项项活活动动，李，李刚刚同学身高同学身高1.72 m，质质量量60 kg，站立，站立时举时举手摸高能达手摸高能达到到2.14 m，在一次摸高，在一次摸高测试测试中，他先弯曲两腿向下蹲，再用力蹬中，他先弯曲两腿向下蹲，再用力蹬地起跳，从蹬地开始地起跳，从蹬地开始经经0.40 s竖竖直跳离地面，直跳离地面，

41、设设他蹬地的力大小他蹬地的力大小恒恒为为1 050 N，其重心上升可，其重心上升可视为视为匀匀变变速直速直线线运运动动，不，不计计空气阻力，空气阻力，取取g10 m/s2，求：，求：(1)李李刚刚同学摸高的最大高度；同学摸高的最大高度；(2)李李刚刚同学从蹬地开始到跳离地面的同学从蹬地开始到跳离地面的过过程中机械能的增加量程中机械能的增加量.答案答案(1)2.59 m(2)630 J二、在军事科技中的应用二、在军事科技中的应用【典例典例3】(2015北京海淀期中北京海淀期中)“辽辽宁宁舰舰”上的上的舰载舰载机的起机的起飞飞若若仅仅依靠自身依靠自身喷喷气式气式发动发动机推力起机推力起飞飞需要需要

42、较长较长的跑道，的跑道，为为此一物理此一物理兴兴趣小趣小组设计组设计在航空母在航空母舰舰上安装上安装电电磁磁弹弹射器以射器以缩缩短短飞飞机起机起飞飞距离：距离：如如图图所示，航空母所示，航空母舰舰的水平跑道的水平跑道总长总长l180 m，其中，其中电电磁磁弹弹射器射器是一种是一种长长度度为为l1120 m的直的直线电线电机，机，这这种直种直线电线电机从机从头头至尾可以至尾可以提供一个恒定的提供一个恒定的牵牵引力引力F牵牵.一架一架质质量量为为m2.0104 kg的的飞飞机，其机，其喷喷气式气式发动发动机可以提供恒定的推力机可以提供恒定的推力F推推1.2105 N.考考虑虑到到飞飞机在机在起起飞

43、飞过程中受到的阻力与速度大小有关，假设在电磁弹射阶段的过程中受到的阻力与速度大小有关，假设在电磁弹射阶段的平均阻力为飞机平均阻力为飞机重力的重力的0.05倍，在后一倍，在后一阶阶段的平均阻力段的平均阻力为飞为飞机重机重力的力的0.2倍倍.飞飞机离机离舰舰起起飞飞的速度的速度v100 m/s，舰母处于舰母处于静止状静止状态态，飞飞机可机可视为质视为质点点.请计请计算算(计计算算结结果均保留两位有效数果均保留两位有效数字字)：(1)飞飞机在后一机在后一阶阶段的加速度大小；段的加速度大小；(2)电电磁磁弹弹射器的射器的牵牵引力引力F牵牵的大小；的大小；(3)电电磁磁弹弹射器射器输输出效率可以达到出效

44、率可以达到80%，则则每每弹弹射射这样这样一架一架飞飞机机电电磁磁弹弹射器需要消耗多少能量？射器需要消耗多少能量？答案答案(1)4.0 m/s2(2)6.8105 N(3)1.0108 J三、在生产科技中的应用三、在生产科技中的应用【典例典例4】(2015四川绵阳一诊四川绵阳一诊)如如图图甲所示，在甲所示，在圆圆形水池正上方，形水池正上方，有一半径有一半径为为r的的圆圆形形储储水桶水桶.水桶底部有多个水平小孔，小孔水桶底部有多个水平小孔，小孔喷喷出的出的水在水池中的落点离水池中心的距离水在水池中的落点离水池中心的距离为为R，水桶底部与水池水面之，水桶底部与水池水面之间间的高度差是的高度差是h.

45、为为了了维维持水桶水面的高度不持水桶水面的高度不变变，用水，用水泵泵通通过细过细水管水管将洒落的水重新抽回到高度差将洒落的水重新抽回到高度差为为H的水的水桶上方桶上方.水水泵泵由效率由效率为为1的太阳能的太阳能电电池板供池板供电电，电电池板与水平面之池板与水平面之间间的的夹夹角角为为，太阳光，太阳光竖竖直向下照射直向下照射(如如图图乙所示乙所示)，太阳光垂直照射，太阳光垂直照射时单时单位位时间时间内内单单位面位面积积的的电电池板接受的能量池板接受的能量为为E0.水水泵泵的效率的效率为为2，水，水泵泵出水口出水口单单位位时间时间流出水的流出水的质质量量为为m0，流出水流的速度大小，流出水流的速度大小为为v0(不不计计水在水在细细水管和水管和空气中运空气中运动时动时所受的阻力所受的阻力).求：求：(1)水从小孔水从小孔喷喷出出时时的速度大小；的速度大小；(2)水水泵泵的的输输出功率；出功率；(3)为为了使水了使水泵泵的工作能的工作能维维持水面的高度不持水面的高度不变变，太阳能，太阳能电电池板面池板面积积的最小的最小值值S.答案见解析答案见解析