教科版高三物理復(fù)習(xí)材料：機(jī)械能單元二輪復(fù)習(xí)策略

1、機(jī)械能單元二輪復(fù)習(xí)策略 機(jī)械能部分是力學(xué)中的重點(diǎn)以及難點(diǎn)，以二級(jí)要求為主。分析歷年的高考試卷，與機(jī)械能有關(guān)的問題在試卷中會(huì)多次出現(xiàn)，尤其是動(dòng)能定理、機(jī)械能守恒以及功能關(guān)系。這些知識(shí)點(diǎn)常常和電磁感應(yīng)、帶電粒子在復(fù)合場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)問題結(jié)合在一起，考查方式靈活，對(duì)學(xué)生的應(yīng)用能力有較高的要求。在2009年的試卷中，第9題（多選最后一題）將運(yùn)動(dòng)分析與能量轉(zhuǎn)換問題結(jié)合在一起；第14題回旋加速器的問題，第15題主要是電磁感應(yīng)的問題，但這兩題在解題過程中需要多次使用動(dòng)能定理。2010年高考，第8題考查動(dòng)能定理，第14題則需要使用機(jī)械能守恒和動(dòng)能定理。2011年，第2題d選項(xiàng)涉及到用功能關(guān)系判斷機(jī)械能的變換情況，第

2、4題直接考查動(dòng)能定理，第15題同樣需要多次使用動(dòng)能定理，第14題可以用牛頓運(yùn)動(dòng)定理求解，但也可以使用機(jī)械能守恒定律。與2011年考試說明相比，其中功和功率的計(jì)算升為二級(jí)要求，這一點(diǎn)應(yīng)當(dāng)注意，比如汽車的啟動(dòng)問題中兩種啟動(dòng)方式的理解與應(yīng)用。在二輪復(fù)習(xí)中，要重視對(duì)基本概念和規(guī)律的應(yīng)用，在掌握動(dòng)能定理、能量守恒的基礎(chǔ)上，加大與牛頓運(yùn)動(dòng)定律、帶電粒子的運(yùn)動(dòng)、電磁感應(yīng)等核心內(nèi)容的綜合訓(xùn)練，還要密切關(guān)注聯(lián)系生活、生產(chǎn)實(shí)際、現(xiàn)代科技及能源環(huán)保的問題。經(jīng)過一輪復(fù)習(xí)后，學(xué)生對(duì)各章節(jié)的知識(shí)點(diǎn)已經(jīng)有了更為全面的認(rèn)識(shí)，二輪復(fù)習(xí)主要是提高綜合運(yùn)用的能力，在復(fù)習(xí)中應(yīng)該注意以下幾個(gè)方面：一.抓基礎(chǔ)：1.進(jìn)一步理解機(jī)車啟動(dòng)的兩

3、種方式，強(qiáng)化對(duì)動(dòng)能定理、功能關(guān)系和機(jī)械能守恒定律的理解，(1) 機(jī)車以恒定功率啟動(dòng)過程中牽引力是變力，發(fā)動(dòng)機(jī)做的功只能用wpt計(jì)算，而以恒定加速度啟動(dòng)時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)的功率在不斷增大，所以發(fā)動(dòng)機(jī)做的功只能用wfl計(jì)算。(2) pfv中的f僅是機(jī)動(dòng)車的牽引力，而非機(jī)動(dòng)車所受合力。同時(shí)還要注意勻加速過程的最大速度v1和全程的最大速度vm的區(qū)別及求解方法。2.對(duì)動(dòng)能定理的理解(1)動(dòng)能定理中“外力”指作用在物體上包含重力在內(nèi)的所有外力。求功的代數(shù)和時(shí)要注意功的正、負(fù)。(2)不論物體做什么形式的運(yùn)動(dòng)，其受力如何，動(dòng)能定理總是適用的。(3)動(dòng)能定理表達(dá)式中的“”表示一種因果聯(lián)系的數(shù)值上相等的符號(hào)，說明了功是引

4、起物體動(dòng)能變化的原因。(4)動(dòng)能定理以單個(gè)物體為研究對(duì)象，表達(dá)式w合ek是個(gè)標(biāo)量方程式。3.對(duì)功能關(guān)系和能量守恒定律的理解（1）常見的功能關(guān)系（2）對(duì)能量轉(zhuǎn)化和守恒定律的進(jìn)一步理解某種形式能量的減少，一定存在另外形式能量的增加，且減少量與增加量相等。某個(gè)物體能量的減少，一定存在別的物體能量的增加，且減少量與增加量相等。機(jī)械能守恒定律是有條件的，能量守恒定律是無條件的二探技法：1.功的計(jì)算方法恒力的功： wflcos。變力的功：(1)變力f的功率p恒定，wpt。(2)利用動(dòng)能定理及功能關(guān)系等方法間接求解，即w合ek 或we。(3)轉(zhuǎn)換法也叫等效替代，即若某一變力做的功和某一恒力做的功相等，可以通

5、過計(jì)算該恒力做的功來求變力做的功。(4)微元法：適用于大小不變、方向總與運(yùn)動(dòng)方向相同或相反的變力做功(5)平均力法：如果力的方向不變，大小隨位移按線性規(guī)律變化時(shí)，2.動(dòng)能定理的應(yīng)用策略(1)對(duì)涉及單個(gè)物體的受力、位移及過程始、末速度的問題的分析，尤其不涉及時(shí)間時(shí)，應(yīng)優(yōu)先考慮用動(dòng)能定理求解。(2)若物體運(yùn)動(dòng)包含幾個(gè)不同過程時(shí)，可分段運(yùn)用動(dòng)能定理列式，也可以全程列式(當(dāng)所求解的問題不涉及中間速度時(shí))。(3)應(yīng)用動(dòng)能定理解題的思路和一般步驟確定研究對(duì)象和物理過程，找出始末狀態(tài)的速度情況；分析研究對(duì)象的受力情況(包括重力)，求出各力做功的代數(shù)和，注意求功時(shí)，位移必須是相對(duì)地面的；確定過程始、末狀態(tài)的動(dòng)

6、能，以及動(dòng)能的變化量；利用動(dòng)能定理列方程求解。要注意方程的左邊是功，右邊是動(dòng)能的變化量。3.機(jī)械能守恒定律及其應(yīng)用1）.應(yīng)注意的問題(1)研究對(duì)象的選取。有的問題選單個(gè)物體為研究對(duì)象，機(jī)械能不守恒，但選此物體與其他幾個(gè)物體組成的系統(tǒng)為研究對(duì)象，機(jī)械能卻是守恒的(2)研究過程的選取。有些問題研究對(duì)象的運(yùn)動(dòng)過程分幾個(gè)階段，有的階段機(jī)械能守恒，而有的階段機(jī)械能不守恒，因此在應(yīng)用機(jī)械能守恒定律解題時(shí)要注意過程的選取。(3)表達(dá)式的選取。機(jī)械能守恒的表達(dá)式有三種不同的形式系統(tǒng)初、末態(tài)總機(jī)械能相等，即e1e2。系統(tǒng)減少的總重力勢(shì)能ep減等于系統(tǒng)增加的總動(dòng)能ek增，即ep減ek增或ep增ek減。若系統(tǒng)只有a

7、、b兩物體，則a減少的機(jī)械能ea減等于b增加的機(jī)械能eb增。第一種表達(dá)式是從“守恒”的角度反映機(jī)械能守恒，解題必須選取參考平面，而后兩種表達(dá)式都是從“轉(zhuǎn)化”的角度來反映機(jī)械能守恒，不必選取參考平面。2）機(jī)械能守恒的判定(1)利用機(jī)械能的定義判斷，分析動(dòng)能和勢(shì)能的和是否變化。(2)用做功判斷，若物體或系統(tǒng)只有重力做功(或彈簧彈力做功，或有其他力做功但其他力做功的代數(shù)和為零)，則機(jī)械能守恒。(3)根據(jù)能量轉(zhuǎn)化來判斷，若系統(tǒng)中只有動(dòng)能與勢(shì)能的相互轉(zhuǎn)化，則系統(tǒng)的機(jī)械能守恒。(4)對(duì)一些繩子突然繃緊，物體間非彈性碰撞等問題機(jī)械能一般不守恒，特別說明除外。三研考向1.本單元中除了上述定理之外，還有驗(yàn)證機(jī)械

8、能守恒的實(shí)驗(yàn)，應(yīng)當(dāng)注意紙帶的選取、數(shù)據(jù)處理和誤差分析2.考試說明中功和功率的計(jì)算升至二級(jí)要求，也是需要重點(diǎn)注意的一個(gè)細(xì)節(jié)3.動(dòng)能定理和功能關(guān)系應(yīng)用范圍廣，因此要重點(diǎn)訓(xùn)練綜合性的問題，比如與帶電粒子在電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)結(jié)合、電磁感應(yīng)問題中安培力做功與電能的問題等四提能力對(duì)于大部分以達(dá)到b等級(jí)為目的的考生而言，重點(diǎn)是將基礎(chǔ)知識(shí)落實(shí)并加以一定以中等難度為主的訓(xùn)練。對(duì)于需要達(dá)到a等級(jí)的考生來說，則還要在難度較大的綜合問題上多花工夫，多研究歷年的高考真題，熟悉高考的命題方式，能熟練運(yùn)用各種解題方法（如圖像法、微元法等），教師在指導(dǎo)學(xué)生復(fù)習(xí)時(shí)需要因人而異，既要重視基礎(chǔ)也要培養(yǎng)能力。附錄：2009年高考：9.如圖

9、所示，兩質(zhì)量相等的物塊a、b通過一輕質(zhì)彈簧連接，b足夠長(zhǎng)、放置在水平面上，所有接觸面均光滑。彈簧開始時(shí)處于原長(zhǎng)，運(yùn)動(dòng)過程中始終處在彈性限度內(nèi)。在物塊a上施加一個(gè)水平恒力，a、b從靜止開始運(yùn)動(dòng)到第一次速度相等的過程中，下列說法中正確的有a當(dāng)a、b加速度相等時(shí)，系統(tǒng)的機(jī)械能最大b當(dāng)a、b加速度相等時(shí)，a、b的速度差最大c當(dāng)a、b的速度相等時(shí)，a的速度達(dá)到最大d當(dāng)a、b的速度相等時(shí)，彈簧的彈性勢(shì)能最大14.（16分）1932年，勞倫斯和利文斯設(shè)計(jì)出了回旋加速器?；匦铀倨鞯墓ぷ髟砣鐖D所示，置于高真空中的d形金屬盒半徑為r，兩盒間的狹縫很小，帶電粒子穿過的時(shí)間可以忽略不計(jì)。磁感應(yīng)強(qiáng)度為b的勻強(qiáng)磁場(chǎng)與

10、盒面垂直。a處粒子源產(chǎn)生的粒子，質(zhì)量為m、電荷量為+q ，在加速器中被加速，加速電壓為u。加速過程中不考慮相對(duì)論效應(yīng)和重力作用。 （1） 求粒子第2次和第1次經(jīng)過兩d形盒間狹縫后軌道半徑之比；（2） 求粒子從靜止開始加速到出口處所需的時(shí)間t ；（3） 實(shí)際使用中，磁感應(yīng)強(qiáng)度和加速電場(chǎng)頻率都有最大值的限制。若某一加速器磁感應(yīng)強(qiáng)度和加速電場(chǎng)頻率的最大值分別為bm、fm，試討論粒子能獲得的最大動(dòng)能e。15.（16分）如圖所示，兩平行的光滑金屬導(dǎo)軌安裝在一光滑絕緣斜面上，導(dǎo)軌間距為l、 足夠長(zhǎng)且電阻忽略不計(jì)，導(dǎo)軌平面的傾角為，條形勻強(qiáng)磁場(chǎng)的寬度為d，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為b、方向與導(dǎo)軌平面垂直。長(zhǎng)度為2d的

11、絕緣桿將導(dǎo)體棒和正方形的單匝線框連接在一起組成“”型裝置，總質(zhì)量為m，置于導(dǎo)軌上。導(dǎo)體棒中通以大小恒為i的電流（由外接恒流源產(chǎn)生，圖中未圖出）。線框的邊長(zhǎng)為d（d l），電阻為r，下邊與磁場(chǎng)區(qū)域上邊界重合。將裝置由靜止釋放，導(dǎo)體棒恰好運(yùn)動(dòng)到磁場(chǎng)區(qū)域下邊界處返回，導(dǎo)體棒在整個(gè)運(yùn)動(dòng)過程中始終與導(dǎo)軌垂直。重力加速度為g。求：（1）裝置從釋放到開始返回的過程中，線框中產(chǎn)生的焦耳熱q； （2）線框第一次穿越磁場(chǎng)區(qū)域所需的時(shí)間t1 ； （3）經(jīng)過足夠長(zhǎng)時(shí)間后，線框上邊與磁場(chǎng)區(qū)域下邊界的最大距離m 。2010年高考： 8.如圖所示，平直木板ab傾斜放置，板上的p點(diǎn)距a端較近，小物塊與木板間的動(dòng)摩擦因數(shù)由a到

12、b逐漸減小，先讓物塊從a由靜止開始滑到b。然后，將a著地，抬高b，使木板的傾角與前一過程相同，再讓物塊從b由靜止開始滑到a。上述兩過程相比較，下列說法中一定正確的有a 物塊經(jīng)過p點(diǎn)的動(dòng)能，前一過程較小b 物塊從頂端滑到p點(diǎn)的過程中因摩擦產(chǎn)生的熱量，前一過程較少c物塊滑到底端的速度，前一過程較大d物塊從頂端滑到底端的時(shí)間，前一過程較長(zhǎng)14. (16分)在游樂節(jié)目中，選手需要借助懸掛在高處的繩飛越到水面的浮臺(tái)上，小明和小陽觀看后對(duì)此進(jìn)行了討論。如圖所示，他們將選手簡(jiǎn)化為質(zhì)量m=60kg的指點(diǎn)， 選手抓住繩由靜止開始擺動(dòng)，此事繩與豎直方向夾角=，繩的懸掛點(diǎn)o距水面的高度為h=3m.不考慮空氣阻力和繩

13、的質(zhì)量，浮臺(tái)露出水面的高度不計(jì)，水足夠深。取中立加速度， ，（1） 求選手?jǐn)[到最低點(diǎn)時(shí)對(duì)繩拉力的大小f；（2） 若繩長(zhǎng)l=2m, 選手?jǐn)[到最高點(diǎn)時(shí)松手落入手中。設(shè)水碓選手的平均浮力，平均阻力，求選手落入水中的深度；（3） 若選手?jǐn)[到最低點(diǎn)時(shí)松手， 小明認(rèn)為繩越長(zhǎng)，在浮臺(tái)上的落點(diǎn)距岸邊越遠(yuǎn)；小陽認(rèn)為繩越短，落點(diǎn)距岸邊越遠(yuǎn)，請(qǐng)通過推算說明你的觀點(diǎn)。2011年高考：2如圖所示，固定的水平長(zhǎng)直導(dǎo)線中通有電流i，矩形線框與導(dǎo)線在同一豎直平面內(nèi)，且一邊與導(dǎo)線平行。線框由靜止釋放，在下落過程中a穿過線框的磁通量保持不變b線框中感應(yīng)電流方向保持不變c線框所受安掊力的全力為零d線框的機(jī)械能不斷增大4如圖所示，演

14、員正在進(jìn)行雜技表演。由圖可估算出他將一只雞蛋拋出的過程中對(duì)雞蛋所做的功最接近于a0.3jb3j c30jd300j14(16分)如圖所示，長(zhǎng)為l、內(nèi)壁光滑的直管與水平地面成30角固定放置。將一質(zhì)量為m的小球固定在管底，用一輕質(zhì)光滑細(xì)線將小球與質(zhì)量為m=km的小物塊相連，小物塊懸掛于管口?，F(xiàn)將小球釋放，一段時(shí)間后，小物塊落地靜止不動(dòng)，小球繼續(xù)向上運(yùn)動(dòng)，通過管口的轉(zhuǎn)向裝置后做平拋運(yùn)動(dòng)，小球在轉(zhuǎn)向過程中速率不變。(重力加速度為g)(1)求小物塊下落過程中的加速度大??；(2)求小球從管口拋出時(shí)的速度大小；(3)試證明小球平拋運(yùn)動(dòng)的水平位移總小于15(16分)某種加速器的理想模型如題15-1圖所示：兩塊相距很近的平行小極板中間各開有一小孔a、b，兩極板間電壓uab的變化圖象如圖15-2圖所示，電壓的最大值為u0、周期為t0，在兩極板外有垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)。若將一質(zhì)量為m0、電荷量為q的帶正電的粒子從板內(nèi)a孔處?kù)o止釋放，經(jīng)電場(chǎng)加速后進(jìn)入磁場(chǎng)，在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)間t0后恰能再次從a 孔進(jìn)入電場(chǎng)加速?，F(xiàn)該粒子的質(zhì)量增加了。(粒子在兩極板間的運(yùn)動(dòng)時(shí)間不計(jì)，兩極板外無