高考考前沖刺考點(diǎn)歸總及復(fù)習(xí)策略與得分技巧第2節(jié)考前第9天曲線運(yùn)動(dòng)功與能量

1、考前第9天曲線運(yùn)動(dòng)功與能量,高頻考點(diǎn)再回扣，經(jīng)典例題再研究,高頻考點(diǎn)解讀,經(jīng)典例題再研究,內(nèi)容索引,高頻考點(diǎn)解讀,高頻考點(diǎn)6運(yùn)動(dòng)的合成與分解() 合運(yùn)動(dòng)與分運(yùn)動(dòng)的關(guān)系： (1)獨(dú)立性：一個(gè)物體同時(shí)參與幾個(gè)運(yùn)動(dòng)，各分運(yùn)動(dòng)獨(dú)立進(jìn)行，互不影響，合運(yùn)動(dòng)由幾個(gè)分運(yùn)動(dòng)疊加而成. (2)等時(shí)性：若一個(gè)物體同時(shí)參與幾個(gè)分運(yùn)動(dòng)，合運(yùn)動(dòng)與分運(yùn)動(dòng)是在同一時(shí)間內(nèi)進(jìn)行的. 注意運(yùn)動(dòng)合成時(shí)，速度、加速度、位移的合成都遵循平行四邊形定則. 合運(yùn)動(dòng)是物體的實(shí)際運(yùn)動(dòng).,合運(yùn)動(dòng)的運(yùn)動(dòng)性質(zhì)： 兩個(gè)勻速直線運(yùn)動(dòng)的合運(yùn)動(dòng)仍是勻速直線運(yùn)動(dòng).一個(gè)勻速直線運(yùn)動(dòng)和一個(gè)勻變速直線運(yùn)動(dòng)的合運(yùn)動(dòng)是勻變速運(yùn)動(dòng)，二者共線時(shí)為勻變速直線運(yùn)動(dòng)；二者不共線時(shí)

2、為勻變速曲線運(yùn)動(dòng).兩個(gè)勻變速直線運(yùn)動(dòng)的合運(yùn)動(dòng)仍為勻變速運(yùn)動(dòng)，當(dāng)合初速度與合加速度共線時(shí)為勻變速直線運(yùn)動(dòng)；當(dāng)合初速度與合加速度不共線時(shí)為勻變速曲線運(yùn)動(dòng).,高頻考點(diǎn)7拋體運(yùn)動(dòng)() (1)平拋運(yùn)動(dòng)問題的分析方法：分解為水平方向上的勻速直線運(yùn)動(dòng)和豎直方向上的自由落體運(yùn)動(dòng). (2)平拋運(yùn)動(dòng)的運(yùn)動(dòng)規(guī)律：,注意平拋運(yùn)動(dòng)是勻變速曲線運(yùn)動(dòng)，任意相等時(shí)間內(nèi)速度變化量相同，方向豎直向下. 平拋物體下落時(shí)間僅取決于豎直下落高度；水平射程取決于豎直下落高度和初速度. 因平拋物體下落過程中僅有重力做功，故機(jī)械能守恒.,高頻考點(diǎn)8勻速圓周運(yùn)動(dòng)的向心力() (1)特點(diǎn)：合外力大小不變，方向總是指向圓心.勻速圓周運(yùn)動(dòng)是加速度(

3、方向)時(shí)刻在變化的變速曲線運(yùn)動(dòng).,(5)做圓周運(yùn)動(dòng)的物體，只要物體所受合外力大小恒定，且方向總是指向圓心(與速度方向垂直)，則物體一定做勻速圓周運(yùn)動(dòng).,(6)豎直平面內(nèi)的圓周運(yùn)動(dòng) 輕繩模型,圖1,輕桿模型,圖2,高頻考點(diǎn)9萬有引力定律及其應(yīng)用(),是由卡文迪許通過扭秤實(shí)驗(yàn)測(cè)得的.,(3)天體運(yùn)動(dòng)問題的分析方法 把天體的運(yùn)動(dòng)看成是勻速圓周運(yùn)動(dòng)，其所需向心力由萬有引力提供.,應(yīng)用時(shí)可根據(jù)實(shí)際情況選用適當(dāng)?shù)墓竭M(jìn)行分析或計(jì)算.,(4)天體質(zhì)量M、密度的估算 測(cè)出衛(wèi)星繞天體做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的半徑R和周期T，,高頻考點(diǎn)10環(huán)繞速度 () (1)衛(wèi)星的繞行速度、角速度、周期與半徑r的關(guān)系,(2)三種宇宙速度

4、 第一宇宙速度：v17.9 km/s，是人造地球衛(wèi)星的最小發(fā)射速度，也是人造地球衛(wèi)星繞地球做圓周運(yùn)動(dòng)的最大環(huán)繞速度. 第二宇宙速度：v211.2 km/s，是物體掙脫地球引力束縛的最小發(fā)射速度. 第三宇宙速度：v316.7 km/s，是物體掙脫太陽引力束縛的最小發(fā)射速度.,高頻考點(diǎn)11功和功率() (1)功的兩個(gè)不可缺少的因素：力和在力的方向上發(fā)生的位移. 恒力做功的計(jì)算公式：WFlcos . 當(dāng)F為變力時(shí)，用動(dòng)能定理WEk或功能關(guān)系求功.所求得的功是該過程中外力對(duì)物體(或系統(tǒng))做的總功(或者說是合外力對(duì)物體做的功). 利用Fl圖象與坐標(biāo)軸所圍的面積求功. 利用WPt計(jì)算.,注意摩擦力做功取決

5、于物體運(yùn)動(dòng)的路程，不是位移，摩擦力做功的特點(diǎn)是：a.摩擦力既可對(duì)物體做正功，也可對(duì)物體做負(fù)功.b.在相互間存在靜摩擦力的系統(tǒng)內(nèi)，一對(duì)靜摩擦力做功之和為零，沒有機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能.c.在相互間存在滑動(dòng)摩擦力的系統(tǒng)內(nèi)，一對(duì)滑動(dòng)摩擦力的凈功為負(fù)值，在數(shù)值上等于滑動(dòng)摩擦力與相對(duì)位移的乘積. 作用力和反作用力做功的特點(diǎn)： a.作用力和反作用力中可以一個(gè)做正功，另一個(gè)做負(fù)功或不做功. b.作用力和反作用力可以都做正功或都做負(fù)功. c.作用力和反作用力做功之和可以為零，也可以不為零.,(2)功率：描述做功快慢的物理量.,功率計(jì)算式：PFvcos .其中是力與速度間的夾角. 高頻考點(diǎn)12動(dòng)能和動(dòng)能定理(),說明

6、：研究對(duì)象是單一物體，有時(shí)也可以是系統(tǒng).W是外力功，包括自身重力.合力功由W合W1W2W3或W合F合l來計(jì)算.Ek是動(dòng)能增量，Ek0、Ek0、Ek0分別表示動(dòng)能增加、不變和減少.,高頻考點(diǎn)13重力做功與重力勢(shì)能() (1)重力勢(shì)能Epmgh，式中的h是物體相對(duì)零勢(shì)能面的高度，它與零勢(shì)能面的選擇有關(guān). (2)重力做功將引起物體重力勢(shì)能的變化，重力做多少正功，重力勢(shì)能就減少多少；重力做多少負(fù)功，重力勢(shì)能就增加多少，WGEp.,高頻考點(diǎn)14功能關(guān)系、機(jī)械能守恒定律及其應(yīng)用() (1)做功的過程就是能量轉(zhuǎn)化的過程，功是能量轉(zhuǎn)化的量度，中學(xué)階段常見的功能關(guān)系有： 重力做功等于重力勢(shì)能的變化(重力做正功，

7、重力勢(shì)能減少)；彈力做功等于彈性勢(shì)能的變化(彈力做正功，彈性勢(shì)能減少)；合外力做功等于動(dòng)能的變化(動(dòng)能定理)；重力或彈力以外的其他力做的功等于機(jī)械能的變化；一對(duì)相互作用的滑動(dòng)摩擦力做的總功，等于系統(tǒng)增加的內(nèi)能(摩擦生熱)；電場(chǎng)力做功等于電勢(shì)能的變化(電場(chǎng)力做正功，電勢(shì)能減少).,返回,(2)機(jī)械能守恒定律：在只有系統(tǒng)內(nèi)重力和彈簧彈力做功時(shí)，物體的動(dòng)能與重力勢(shì)能、彈性勢(shì)能相互轉(zhuǎn)化，機(jī)械能總量保持不變.機(jī)械能守恒定律有以下幾種表達(dá)形式： 可任選兩個(gè)狀態(tài)(一般選擇過程的初、末狀態(tài))，研究對(duì)象的機(jī)械能相等，即E1E2，利用E1E2建立方程需要選擇零勢(shì)能面. 系統(tǒng)勢(shì)能(包括重力勢(shì)能和彈性勢(shì)能)減少多少，

8、動(dòng)能就增加多少，反之亦然，即EpEk. 系統(tǒng)內(nèi)某一部分機(jī)械能減少多少，另一部分機(jī)械能就增加多少，即E1E2.,經(jīng)典例題再研究,解析,例1(多選)如圖3所示，某公路急轉(zhuǎn)彎處是一段圓弧，當(dāng)汽車行駛的速率為v時(shí)，汽車恰好沒有向公路內(nèi)外兩側(cè)滑動(dòng)的趨勢(shì)，則在該彎道處() A.路面外側(cè)高、內(nèi)側(cè)低 B.車速只要低于v，車輛便會(huì)向內(nèi)側(cè)滑動(dòng) C.車速雖然高于v，但只要不超出某一限度，車輛便不 會(huì)向外側(cè)滑動(dòng) D.當(dāng)路面結(jié)冰時(shí)，與未結(jié)冰時(shí)相比，v的值變小,圖3,說明,解析 路面應(yīng)建成外高內(nèi)低，此時(shí)重力和支持力的合力指向內(nèi)側(cè)，可以提供做圓周運(yùn)動(dòng)的向心力.故A正確； 車速低于v，所需的向心力減小，此時(shí)摩擦力可以指向外側(cè)

9、，減小提供的力，車輛不會(huì)向內(nèi)側(cè)滑動(dòng).故B錯(cuò)誤； 當(dāng)速度為v時(shí)，靜摩擦力為零，靠重力和支持力的合力提供向心力，速度高于v時(shí)，摩擦力指向內(nèi)側(cè)，只要速度不超出最高限度，車輛不會(huì)側(cè)滑.故C正確； 當(dāng)路面結(jié)冰時(shí)，與未結(jié)冰時(shí)相比，由于支持力和重力不變，則v的值不變.故D錯(cuò)誤.,說明,說明,本題以公路急轉(zhuǎn)彎處為背景，分析安全行駛中應(yīng)注意的物理問題，是一道緊密聯(lián)系日常生活的試題，通過簡(jiǎn)化模型，考查應(yīng)用圓周運(yùn)動(dòng)的規(guī)律、力的合成和向心加速度公式定性分析問題的能力，屬于較難的題目.,解析,例2(多選)如圖4所示，3根直桿1、2、3，直桿的粗細(xì)不計(jì)，高度均為0.1 m，相鄰兩直桿之間的距離為0.3 m.比賽時(shí)，運(yùn)動(dòng)員

10、將內(nèi)圓直徑為0.2 m的環(huán)沿水平方向拋出，剛拋出時(shí)環(huán)平面距地面的高度為1.35 m，環(huán)的中心與直桿1的水平距離為1 m.假設(shè)直桿與環(huán)的中心位于同一豎直面，且運(yùn)動(dòng)中環(huán)心始終在該平面上，環(huán)面在空中保持水平，忽略空氣阻力的影響，g取10 m/s2.以下說法正確的是() A.如果能夠套中直桿，環(huán)拋出時(shí)的水平初 速度不能小于1.9 m/s B.如果能夠套中第2根直桿，環(huán)拋出時(shí)的 水平初速度范圍在2.42.8 m/s之間 C.若以2 m/s的水平初速度將環(huán)拋出，就可以套中第1根直桿 D.若環(huán)拋出的水平速度大于3.3 m/s，就不能套中第3根直桿,圖4,說明,若以2 m/s的水平初速度拋出，水平位移為1 m

11、，就可以套中第1根直桿，故C正確； 若環(huán)拋出的水平速度大于3.3 m/s，則水平位移大于1.65 m，能套中第3根直桿，D錯(cuò)誤.,說明,本題素材來自學(xué)生感興趣的套環(huán)，貼近生活實(shí)際.考查對(duì)平拋運(yùn)動(dòng)規(guī)律的理解和應(yīng)用及臨界、極值問題，考查學(xué)生根據(jù)所學(xué)知識(shí)構(gòu)建物理模型的能力，難度適中.,說明,解析,例3(多選)目前，在地球周圍有許多人造地球衛(wèi)星繞著它運(yùn)轉(zhuǎn)，其中一些衛(wèi)星的軌道可近似為圓，且軌道半徑逐漸變小.若衛(wèi)星在軌道半徑逐漸變小的過程中，只受到地球引力和稀薄氣體阻力的作用，則下列判斷正確的是() A.衛(wèi)星的動(dòng)能逐漸減小 B.由于地球引力做正功，引力勢(shì)能一定減小量 C.由于氣體阻力做負(fù)功，地球引力做正功，機(jī)械能保持不變 D.衛(wèi)星克服氣體阻力做的功小于引力勢(shì)能的減小,說明,說明,說明,本題結(jié)合地球所處的近太空衛(wèi)星目前的實(shí)際情況，將衛(wèi)星軌道半徑逐漸變小的原因限制為一個(gè)因素進(jìn)行設(shè)問，考查學(xué)生應(yīng)用萬有引力定律、牛頓第二定律、功能關(guān)系進(jìn)行推理判斷的能力.,例4(多選)如圖5所示，在外力作用下某質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)的vt圖象為正弦曲線，從圖中可以判斷 () A.在0t1時(shí)間內(nèi)，外力做正功 B.在0t1時(shí)間內(nèi)，外力的功率逐漸增大 C.在t2時(shí)刻，外力的功率最大 D.在t1t3時(shí)間內(nèi)，外力做的總功為零,返回,圖5,解析,說明,說明,解析在0t1時(shí)間內(nèi)，速度增大，由動(dòng)能定理得，外力做正功；由PFv可知，在t0