精2010高考物理第二輪專題講解及考點(diǎn)詳析專題四動能定理與能量守恒

1、專題（四）動能定理與能量守恒一、大綱解讀內(nèi) 容要求功、功率動能，做功與動能改變的關(guān)系重力勢能.做功與重力勢能改變的關(guān)系彈性勢能機(jī)械能守恒定律能量守恒定律ii本專題涉及的考點(diǎn)有：功和功率、動能和動能定理、重力做功和重力勢能、彈性勢能、機(jī)械能守恒定律，都是歷年高考的必考內(nèi)容，考查的知識點(diǎn)覆蓋面全，頻率高，題型全。動能定理、機(jī)械能守恒定律是力學(xué)中的重點(diǎn)和難點(diǎn)，用能量觀點(diǎn)解題是解決動力學(xué)問題的三大途徑之一。大綱對本部分考點(diǎn)要求為類有五個， 功能關(guān)系一直都是高考的“重中之重”，是高考的熱點(diǎn)和難點(diǎn)，涉及這部分內(nèi)容的考題不但題型全、分值重，而且還常有高考壓軸題?？碱}的內(nèi)容經(jīng)常與牛頓運(yùn)動定律、曲線運(yùn)動、動量守

2、恒定律、電磁學(xué)等方面知識綜合，物理過程復(fù)雜，綜合分析的能力要求較高，這部分知識能密切聯(lián)系生活實際、聯(lián)系現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)，因此，每年高考的壓軸題，高難度的綜合題經(jīng)常涉及本專題知識。它的特點(diǎn)：一般過程復(fù)雜、難度大、能力要求高。還常考查考生將物理問題經(jīng)過分析、推理轉(zhuǎn)化為數(shù)學(xué)問題，然后運(yùn)用數(shù)學(xué)知識解決物理問題的能力。所以復(fù)習(xí)時要重視對基本概念、規(guī)律的理解掌握，加強(qiáng)建立物理模型、運(yùn)用數(shù)學(xué)知識解決物理問題的能力。在09年的高考中要考查學(xué)生對于生活、生產(chǎn)中的實際問題要建立相關(guān)物理模型，靈活運(yùn)用牛頓定律、動能定理、動量定理及能量轉(zhuǎn)化的方法提高解決實際問題的能力。二、重點(diǎn)剖析1、理解功的六個基本問題 （1）做功與否

3、的判斷問題：關(guān)鍵看功的兩個必要因素，第一是力；第二是力的方向上的位移。而所謂的“力的方向上的位移”可作如下理解：當(dāng)位移平行于力，則位移就是力的方向上的位的位移；當(dāng)位移垂直于力，則位移垂直于力，則位移就不是力的方向上的位移；當(dāng)位移與力既不垂直又不平行于力，則可對位移進(jìn)行正交分解，其平行于力的方向上的分位移仍被稱為力的方向上的位移。 （2）關(guān)于功的計算問題：w=fs cos這種方法只適用于恒力做功。用動能定理w=ek或功能關(guān)系求功。當(dāng)f為變力時，高中階段往往考慮用這種方法求功。 這種方法的依據(jù)是：做功的過程就是能量轉(zhuǎn)化的過程，功是能的轉(zhuǎn)化的量度。如果知道某一過程中能量轉(zhuǎn)化的數(shù)值，那么也就知道了該過

4、程中對應(yīng)的功的數(shù)值。（3）關(guān)于求功率問題： 所求出的功率是時間t內(nèi)的平均功率。功率的計算式：，其中是力與速度間的夾角。一般用于求某一時刻的瞬時功率。 （4）一對作用力和反作用力做功的關(guān)系問題：一對作用力和反作用力在同一段時間內(nèi)做的總功可能為正、可能為負(fù)、也可能為零；一對互為作用反作用的摩擦力做的總功可能為零（靜摩擦力）、可能為負(fù)（滑動摩擦力），但不可能為正。（5）了解常見力做功的特點(diǎn):重力做功和路徑無關(guān)，只與物體始末位置的高度差h有關(guān)：w=mgh，當(dāng)末位置低于初位置時，w0，即重力做正功；反之重力做負(fù)功?；瑒幽Σ亮ψ龉εc路徑有關(guān)。當(dāng)某物體在一固定平面上運(yùn)動時，滑動摩擦力做功的絕對值等于摩擦力與

5、路程的乘積。在兩個接觸面上因相對滑動而產(chǎn)生的熱量，其中為滑動摩擦力，為接觸的兩個物體的相對路程。（6）做功意義的理解問題：做功意味著能量的轉(zhuǎn)移與轉(zhuǎn)化，做多少功，相應(yīng)就有多少能量發(fā)生轉(zhuǎn)移或轉(zhuǎn)化。2.理解動能和動能定理（1） 動能是物體運(yùn)動的狀態(tài)量，而動能的變化ek是與物理過程有關(guān)的過程量。(2)動能定理的表述：合外力做的功等于物體動能的變化。（這里的合外力指物體受到的所有外力的合力，包括重力）。表達(dá)式為動能定理也可以表述為：外力對物體做的總功等于物體動能的變化。實際應(yīng)用時，后一種表述比較好操作。不必求合力，特別是在全過程的各個階段受力有變化的情況下，只要把各個力在各個階段所做的功都按照代數(shù)和加起

6、來，就可以得到總功。不管是否恒力做功，也不管是否做直線運(yùn)動，該定理都成立； 對變力做功，應(yīng)用動能定理要更方便、更迅捷。動能為標(biāo)量，但仍有正負(fù)，分別表動能的增減。3.理解勢能和機(jī)械能守恒定律（1）機(jī)械能守恒定律的兩種表述在只有重力做功的情形下，物體的動能和重力勢能發(fā)生相互轉(zhuǎn)化，但機(jī)械能的總量保持不變。如果沒有摩擦和介質(zhì)阻力，物體只發(fā)生動能和重力勢能的相互轉(zhuǎn)化時，機(jī)械能的總量保持不變。 （2） 對機(jī)械能守恒定律的理解 機(jī)械能守恒定律的研究對象一定是系統(tǒng)，至少包括地球在內(nèi)。通常我們說“小球的機(jī)械能守恒”其實一定也就包括地球在內(nèi)，因為重力勢能就是小球和地球所共有的。另外小球的動能中所用的v，也是相對于

7、地面的速度。 當(dāng)研究對象（除地球以外）只有一個物體時，往往根據(jù)是否“只有重力做功”來判定機(jī)械能是否守恒；當(dāng)研究對象（除地球以外）由多個物體組成時，往往根據(jù)是否“沒有摩擦和介質(zhì)阻力”來判定機(jī)械能是否守恒。 “只有重力做功”不等于“只受重力作用”。在該過程中，物體可以受其它力的作用，只要這些力不做功。（3）系統(tǒng)機(jī)械能守恒的表達(dá)式有以下三種：系統(tǒng)初態(tài)的機(jī)械能等于系統(tǒng)末態(tài)的機(jī)械能即：或或系統(tǒng)重力勢能的減少量等于系統(tǒng)動能的增加量，即：或若系統(tǒng)內(nèi)只有a、b兩物體，則a物體減少的機(jī)械能等于b物體增加的機(jī)械能，即：或 4理解功能關(guān)系和能量守恒定律（1）做功的過程是能量轉(zhuǎn)化的過程，功是能的轉(zhuǎn)化的量度。功是一個過

8、程量，它和一段位移（一段時間）相對應(yīng)；而能是一個狀態(tài)量，它與一個時刻相對應(yīng)。兩者的單位是相同的（j），但不能說功就是能，也不能說“功變成了能”。 （2）要研究功和能的關(guān)系，突出“功是能量轉(zhuǎn)化的量度”這一基本概念。物體動能的增量由外力做的總功來量度，即：； 物體重力勢能的增量由重力做的功來量度，即：；物體機(jī)械能的增量由重力以外的其他力做的功來量度，即：，當(dāng)時，說明只有重力做功，所以系統(tǒng)的機(jī)械能守恒；一對互為作用力反作用力的摩擦力做的總功，用來量度該過程系統(tǒng)由于摩擦而減小的機(jī)械能，也就是系統(tǒng)增加的內(nèi)能。，其中為滑動摩擦力，為接觸物的相對路程。三、考點(diǎn)透視考點(diǎn)1：平均功率和瞬時功率例1、物體m從傾角

9、為的固定的光滑斜面由靜止開始下滑，斜面高為h，當(dāng)物體滑至斜面底端時，重力做功的功率為（ ）a. b. c. d.解析：由于光滑斜面，物體m下滑過程中機(jī)械能守恒，滑至底端是的瞬時速度，根據(jù)瞬時功率。圖1由圖1可知，的夾角則滑到底端時重力的功率是，故c選項正確。答案：c點(diǎn)撥：計算功率時，必須弄清是平均功率還是瞬時功率，若是瞬時功率一定要注意力和速度之間的夾角。瞬時功率（為，的夾角）當(dāng)，有夾角時，應(yīng)注意從圖中標(biāo)明，防止錯誤?？键c(diǎn)2：機(jī)車起動的問題例2質(zhì)量的汽車，發(fā)動機(jī)的額定功率為，汽車從靜止以的加速度行駛，所受阻力，則汽車勻加速行駛的最長時間為多少？汽車可能達(dá)到的最大速度為多少？解析：汽車從靜止開始

10、，以恒定加速度a做勻加速直線運(yùn)動 汽車勻加速行駛時，設(shè)汽車發(fā)動的牽引力為，汽車勻加速運(yùn)動過程的末速度為，汽車勻加速運(yùn)動的時間為根據(jù)牛頓第二定律： 由于發(fā)動機(jī)的功率： 根據(jù)運(yùn)動學(xué)公式： 由式得：當(dāng)汽車加速度為零時，汽車有最大速度，則：點(diǎn)撥：汽車的速度達(dá)到最大時，一定是機(jī)車的加速度為零，弄清了這一點(diǎn)，利用平衡條件就很容易求出機(jī)車的最大速度。汽車勻加速度運(yùn)動能維持多長時間，一定是機(jī)車功率達(dá)到額定功率的時間，弄清了這一點(diǎn)，利用牛頓第二定律和運(yùn)動學(xué)公式就很容易求出機(jī)車勻加速度運(yùn)動能維持的時間。考點(diǎn)3：動能定理的應(yīng)用例3如圖2所示，斜面足夠長，其傾角為，質(zhì)量為m的滑塊，距擋板p為，以初速度沿斜面上滑，滑塊

11、與斜面間的動摩擦因數(shù)為，滑塊所受摩擦力小于滑塊沿斜面方向的重力分力，若滑塊每次與擋板相碰均無機(jī)械能損失，求滑塊在斜面上經(jīng)過的總路程為多少？圖2解析：滑塊在滑動過程中，要克服摩擦力做功，其機(jī)械能不斷減少；又因為滑塊所受摩擦力小于滑塊沿斜面方向的重力分力，所以最終會停在斜面底端。在整個過程中，受重力、摩擦力和斜面支持力作用，其中支持力不做功。設(shè)其經(jīng)過和總路程為l，對全過程，由動能定理得： 得：點(diǎn)撥：物體在某個運(yùn)動過程中包含有幾個運(yùn)動性質(zhì)不同的小過程（如加速、減速的過程），此時可以分段考慮，也可以對全過程考慮，但如能對整個過程利用動能定理列式則使問題簡化。考點(diǎn)4:會用解物理問題例4如圖4-2所示，小

12、車的質(zhì)量為，后端放一質(zhì)量為的鐵塊，鐵塊與小車之間的動摩擦系數(shù)為，它們一起以速度沿光滑地面向右運(yùn)動，小車與右側(cè)的墻壁發(fā)生碰撞且無能量損失，設(shè)小車足夠長，則小車被彈回向左運(yùn)動多遠(yuǎn)與鐵塊停止相對滑動？鐵塊在小車上相對于小車滑動多遠(yuǎn)的距離？圖4-2解析：小車反彈后與物體組成一個系統(tǒng)滿足動量守恒，規(guī)定小車反彈后的方向作向左為正方向，設(shè)共同速度為，則：解得：以車為對象，摩擦力始終做負(fù)功，設(shè)小車對地的位移為，則：即：；系統(tǒng)損耗機(jī)械能為：；點(diǎn)撥：兩個物體相互摩擦而產(chǎn)生的熱量q（或說系統(tǒng)內(nèi)能的增加量）等于物體之間滑動摩擦力f與這兩個物體間相對滑動的路程的乘積，即.利用這結(jié)論可以簡便地解答高考試題中的“摩擦生熱”

13、問題。四、熱點(diǎn)分析熱點(diǎn)1：動能定理例1、半徑的豎直放置的圓軌道與水平直軌道相連接。如圖6所示。質(zhì)量為的小球a以一定的初速度由直軌道向左運(yùn)動，并沿圓軌道的內(nèi)壁沖上去，如果a經(jīng)過n點(diǎn)時的速度a經(jīng)過軌道最高點(diǎn)m時對軌道的壓力為，取求：小球a從n到m這一段過程中克服阻力做的功w圖6解析：解析：小球運(yùn)動到m點(diǎn)時，速度為,軌道對球的作用力為n，由向心力公式可得：即：從n到m點(diǎn)由動能定理：即：答案：反思：應(yīng)用動能定理解題時，要選取一個過程，確定兩個狀態(tài)，即初狀態(tài)和末狀態(tài)，以及與過程對應(yīng)的所有外力做功的代數(shù)和.由于動能定理中所涉及的功和動能是標(biāo)量，無需考慮方向.因此，無論物體是沿直線還是曲線運(yùn)動，無論是單一運(yùn)

14、動過程還是復(fù)雜的運(yùn)動過程，都可以求解.熱點(diǎn)2：機(jī)械能守恒定律例2、如圖7所示，在長為l的輕桿中點(diǎn)a和端點(diǎn)b各固定一質(zhì)量均為m的小球，桿可繞無摩擦的軸o轉(zhuǎn)動，使桿從水平位置無初速釋放擺下。求當(dāng)桿轉(zhuǎn)到豎直位置時，輕桿對a、b兩球分別做了多少功? 圖7本題簡介：本題考查學(xué)生對機(jī)械能守恒的條件的理解，并且機(jī)械能守恒是針對a、b兩球組成的系統(tǒng)，單獨(dú)對a或b球來說機(jī)械能不守恒. 單獨(dú)對a或b球只能運(yùn)用動能定理解決。解析：設(shè)當(dāng)桿轉(zhuǎn)到豎直位置時，a球和b球的速度分別為和。如果把輕桿、地球、兩個小球構(gòu)成的系統(tǒng)作為研究對象，那么由于桿和小球的相互作用力做功總和等于零，故系統(tǒng)機(jī)械能守恒。若取b的最低點(diǎn)為零重力勢能參

15、考平面，可得： 又因a球?qū)球在各個時刻對應(yīng)的角速度相同,故 由式得：.根據(jù)動能定理，可解出桿對a、b做的功。對于a有：，即：對于b有：，即：.答案：、反思：繩的彈力是一定沿繩的方向的，而桿的彈力不一定沿桿的方向。所以當(dāng)物體的速度與桿垂直時，桿的彈力可以對物體做功。機(jī)械能守恒是針對a、b兩球組成的系統(tǒng)，單獨(dú)對系統(tǒng)中單個物體來說機(jī)械能不守恒. 單獨(dú)對單個物體研究只能運(yùn)用動能定理解決。學(xué)生要能靈活運(yùn)用機(jī)械能守恒定律和動能定理解決問題。.熱點(diǎn)3：能量守恒定律例3、如圖4-4所示，質(zhì)量為m，長為l的木板（端點(diǎn)為a、b，中點(diǎn)為o）在光滑水平面上以v0的水平速度向右運(yùn)動，把質(zhì)量為m、長度可忽略的小木塊置于

16、b端（對地初速度為0），它與木板間的動摩擦因數(shù)為，問v0在什么范圍內(nèi)才能使小木塊停在o、a之間？圖4-4本題簡介：本題是考查運(yùn)用能量守恒定律解決問題，因為有滑動摩擦力做功就有一部分機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能。在兩個接觸面上因相對滑動而產(chǎn)生的熱量，其中為滑動摩擦力，為接觸物的相對路程。解析：木塊與木板相互作用過程中合外力為零，動量守恒.設(shè)木塊、木板相對靜止時速度為 v，則 (m +m)v = mv0能量守恒定律得： 滑動摩擦力做功轉(zhuǎn)化為內(nèi)能： 由式得： v0 的范圍應(yīng)是：v0.答案：v0反思：只要有滑動摩擦力做功就有一部分機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，轉(zhuǎn)化的內(nèi)能：，其中為滑動摩擦力，為接觸物的相對路程。五、能力突破1

17、作用力做功與反作用力做功例1下列是一些說法中，正確的是（）a一質(zhì)點(diǎn)受兩個力作用且處于平衡狀態(tài)(靜止或勻速)，這兩個力在同一段時間內(nèi)的沖量一定相同;b一質(zhì)點(diǎn)受兩個力作用且處于平衡狀態(tài)(靜止或勻速)，這兩個力在同一段時間內(nèi)做的功或者都為零，或者大小相等符號相反;c在同樣的時間內(nèi)，作用力和反作用力的功大小不一定相等，但正負(fù)號一定相反;d在同樣的時間內(nèi)，作用力和反作用力的功大小不一定相等，但正負(fù)號也不一定相反;解析：說法a不正確，因為處于平衡狀態(tài)時，兩個力大小相等方向相反，在同一段時間內(nèi)沖量大小相等，但方向相反。由恒力做功的知識可知，說法b正確。關(guān)于作用力和反作用力的功要認(rèn)識到它們是作用在兩個物體上，

18、兩個物體的位移可能不同，所以功可能不同，說法c不正確，說法d正確。正確選項是bd。反思：作用力和反作用是兩個分別作用在不同物體上的力，因此作用力的功和反作用力的功沒有直接關(guān)系。作用力可以對物體做正功、負(fù)功或不做功，反作用力也同樣可以對物體做正功、負(fù)功或不做功。2機(jī)車的啟動問題例2汽車發(fā)動機(jī)的功率為60kw，若其總質(zhì)量為5t，在水平路面上行駛時，所受的阻力恒為5.0×103n，試求：（1）汽車所能達(dá)到的最大速度。（2）若汽車以0.5m/s2的加速度由靜止開始勻加速運(yùn)動,求這一過程能維持多長時間?解析：(1)汽車在水平路面上行駛,當(dāng)牽引力等于阻力時,汽車的速度最大，最大速度為：（2）當(dāng)汽

19、車勻加速起動時，由牛頓第二定律知：而所以汽車做勻加速運(yùn)動所能達(dá)到的最大速度為：所以能維持勻加速運(yùn)動的時間為反思：機(jī)車的兩種起動方式要分清楚,但不論哪一種方式起動,汽車所能達(dá)到的最大速度都是汽車沿運(yùn)動方向合外力為零時的速度,此題中當(dāng)牽引力等于阻力時,汽車的速度達(dá)到最大；而當(dāng)汽車以一定的加速度起動時，牽引力大于阻力，隨著速度的增大，汽車的實際功率也增大，當(dāng)功率增大到等于額定功率時，汽車做勻加速運(yùn)動的速度已經(jīng)達(dá)到最大，但這一速度比汽車可能達(dá)到的最大速度要小。3動能定理與其他知識的綜合例3： 靜置在光滑水平面上坐標(biāo)原點(diǎn)處的小物塊，在水平拉力f作用下，沿x軸方向運(yùn)動，拉力f隨物塊所在位置坐標(biāo)x的變化關(guān)系

20、如圖5所示，圖線為半圓則小物塊運(yùn)動到x0處時的動能為( )a0 b c d解析 由于水平面光滑,所以拉力f即為合外力，f隨位移x的變化圖象包圍的面積即為f做的功，由圖線可知，半圓的半徑為：設(shè)x0處的動能為ek，由動能定理得：即：，有：，解得：，所以本題正確選項為c、d。反思：不管是否恒力做功，也不管是否做直線運(yùn)動，該動能定理都成立；本題是變力做功和力與位移圖像相綜合，對變力做功應(yīng)用動能定理更方便、更迅捷，平時應(yīng)熟練掌握。4動能定理和牛頓第二定律相結(jié)合例4、如圖10所示，某要乘雪橇從雪坡經(jīng)a點(diǎn)滑到b點(diǎn)，接著沿水平路面滑至c點(diǎn)停止。人與雪橇的總質(zhì)量為。右表中記錄了沿坡滑下過程中的有關(guān)數(shù)據(jù)，開始時人

21、與雪橇距水平路面的高度，請根據(jù)右表中的數(shù)據(jù)解決下列問題： （1）人與雪橇從a到b的過程中，損失的機(jī)械能為多少？ （2）設(shè)人與雪橇在bc段所受阻力恒定，求阻力的大小。 （3）人與雪橇從b運(yùn)動到c的過程中所對應(yīng)的距離。（?。┪恢胊bc速度（m/s）2.012.00時刻（s）04.010.0圖10解析：（1）從a到b的過程中，人與雪橇損失的機(jī)械能為 代入數(shù)據(jù)解得: （2）人與雪橇在bc段做減速運(yùn)動的加速度大小 ： 根據(jù)牛頓第二定律有 解得 n （3）人與雪橇從b運(yùn)動到c的過程中由動能定得得： 代入數(shù)據(jù)解得： 反思：動能定理是研究狀態(tài)，牛頓第二定律是研究過程。動能定理不涉及運(yùn)動過程中的加速度和時間，用

22、它來處理問題要比牛頓定律方便，但要研究加速度就必須用牛頓第二定律。 5機(jī)械能守恒定律和平拋運(yùn)動相結(jié)合例5、小球在外力作用下，由靜止開始從a點(diǎn)出發(fā)做勻加速直線運(yùn)動，到b點(diǎn)時消除外力。然后，小球沖上豎直平面內(nèi)半徑為r的光滑半圓環(huán)，恰能維持在圓環(huán)上做圓周運(yùn)動，到達(dá)最高點(diǎn)c后拋出，最后落回到原來的出發(fā)點(diǎn)a處，如圖11所示，試求小球在ab段運(yùn)動的加速度為多大？圖11解析：本題的物理過程可分三段：從a到孤勻加速直線運(yùn)動過程；從b沿圓環(huán)運(yùn)動到c的圓周運(yùn)動，且注意恰能維持在圓環(huán)上做圓周運(yùn)動，在最高點(diǎn)滿足重力全部用來提供向心力；從c回到a的平拋運(yùn)動。根據(jù)題意，在c點(diǎn)時，滿足： 從b到c過程，由機(jī)械能守恒定律得：

23、 由、式得：從c回到a過程，做平拋運(yùn)動：水平方向： 豎直方向： 由、式可得s=2r 從a到b過程，由勻變速直線運(yùn)動規(guī)律得： 即：反思：機(jī)械能守恒的條件：在只有重力做功的情形下，物體的動能和重力勢能發(fā)生相互轉(zhuǎn)化，但機(jī)械能的總量保持不變。平拋運(yùn)動的處理方法：把平拋運(yùn)動看作為兩個分運(yùn)動的合動動：一個是水平方向（垂直于恒力方向）的勻速直線運(yùn)動，一個是豎直方向（沿著恒力方向）的勻加速直線運(yùn)動。6機(jī)械能的瞬時損失例6、一質(zhì)量為m的質(zhì)點(diǎn)，系于長為r的輕繩的一端，繩的另一端固定在空間的o點(diǎn)，假定繩是不可伸長的、柔軟且無彈性的。今把質(zhì)點(diǎn)從o點(diǎn)的正上方離o點(diǎn)的距離為的o1點(diǎn)以水平的速度拋出，如圖12所示。試求；圖

24、12（1）輕繩即將伸直時，繩與豎直方向的夾角為多少？（2）當(dāng)質(zhì)點(diǎn)到達(dá)o點(diǎn)的正下方時，繩對質(zhì)點(diǎn)的拉力為多大？解析：其實質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動可分為三個過程：第一過程：質(zhì)點(diǎn)做平拋運(yùn)動。設(shè)繩即將伸直時，繩與豎直方向的夾角為，如圖13所示，則，圖13，其中聯(lián)立解得。第二過程：繩繃直過程。繩棚直時，繩剛好水平，如圖2所示.由于繩不可伸長，故繩繃直時，v0損失，質(zhì)點(diǎn)僅有速度v，且。第三過程：小球在豎直平面內(nèi)做圓周運(yùn)動。設(shè)質(zhì)點(diǎn)到達(dá)o點(diǎn)正下方時，速度為v，根據(jù)機(jī)械能守恒守律有：設(shè)此時繩對質(zhì)點(diǎn)的拉力為t，則，聯(lián)立解得：。反思：在繩被拉直瞬時過程中有機(jī)械能的瞬時損失，繩棚直時，繩剛好水平，由于繩不可伸長，其速度的水平分量突變

25、為零。這時候存在機(jī)械能的瞬時損失，即物體的速度突然發(fā)生改變（物體某個方向的突然減為零）物理的機(jī)械能一定不守恒！ 六、規(guī)律整合1.應(yīng)用動能定理解題的步驟選取研究對象，明確它的運(yùn)動過程。分析研究對象的受力情況。明確物體受幾個力的作用，哪些力做功，哪些力做正功，哪些力做負(fù)功。明確物體的初、末狀態(tài)，應(yīng)根據(jù)題意確定物體的初、末狀態(tài)，及初、末狀態(tài)下的動能。依據(jù)動能定理列出方程：解方程，得出結(jié)果。友情提醒：動能定理適合研究單個物體，式中應(yīng)指物體所受各外力對物體做功的代數(shù)和，是指物體末態(tài)動能和初態(tài)動能之差。在應(yīng)用動能定理解題時，如果物體在某個運(yùn)動過程中包含有幾個運(yùn)動性質(zhì)不同的分過程（例如加速、減速過程），此時

26、也可分段考慮，也可對全程考慮，如能對整個過程列式，則可以使問題簡化，在把各力的功代入公式：時，要把它們的數(shù)值連同符號代入，解題要分清各過程中各個力的做功情況。動能定理問題的特征動力學(xué)和運(yùn)動學(xué)的綜合題：需要應(yīng)用牛頓運(yùn)動定律和運(yùn)動學(xué)公式求解的問題，應(yīng)用動能定理比較簡便。變力功的求解問題和變力作用的過程問題：變力作用過程是應(yīng)用牛頓運(yùn)動定律和運(yùn)動學(xué)公式難以求解的問題，變力的功也是功的計算式難以解決的問題，都可以應(yīng)用動能定理來解決。2應(yīng)用機(jī)械能守恒定律解題的基本步驟根據(jù)題意，選取研究對象。明確研究對象的運(yùn)動過程，分析研究對象在過程中的受力情況，弄清各力做功的情況，判斷是否符合機(jī)械能守恒的條件。恰當(dāng)?shù)剡x取

27、參考平面，確定研究對象在過程中初狀態(tài)和末狀態(tài)的機(jī)械能(包括動能和勢能)。根據(jù)機(jī)械能守恒定律列方程，進(jìn)行求解。友情提醒：1重力做功和重力勢能：(1)重力勢能具有相對性，隨著所選參考平面的不同，重力勢能的數(shù)值也不同。(2)重力勢能是標(biāo)量、是狀態(tài)量，但也有正負(fù)。正值表示物體在參考平面上方，負(fù)值表示物體在參考平面下方。(3)重力對物體所做的功只跟始末位置的高度差有關(guān)，而跟物體運(yùn)動路徑無關(guān)。(4)重力對物體做正功，物體重力勢能減小，減少的重力勢能等于重力所做的功； 重力做負(fù)功(物體克服重力做功)，重力勢能增加，增加的重力勢能等于克服重力所做的功。 即wg=-ep2機(jī)械能守恒定律：單個物體和地球(含彈簧)

28、構(gòu)成的系統(tǒng)機(jī)械能守恒定律：在只有重力（或）（和）彈簧的彈力做功的條件下，物體的能量只在動能和重力勢能（彈性勢能）間發(fā)生相互轉(zhuǎn)化，機(jī)械能總量不變，機(jī)械能守恒定律的存在條件是 ：(1) 只有重力（或）（和）彈簧的彈力做功；(2)除重力（或）（和）彈簧的彈力做功外還受其它力的作用，但其它力做功的代數(shù)和等于零。七、高考預(yù)測動能定理與能量守恒知識點(diǎn)，在2009年高考中大約占總分的百分十六左右，對于動能定理與能量守恒可能以單獨(dú)命題出現(xiàn)，也可以結(jié)合牛頓運(yùn)動定律、曲線運(yùn)動、動量守恒定律、電磁學(xué)等方面知識考綜合題?？墒且赃x擇題或計算題出現(xiàn)，其難度系數(shù)是0.6左右，屬于中等難度題。命題的方向是曲線運(yùn)動、體育運(yùn)動和

29、實際生活聯(lián)系，如對“嫦娥1號”探測器方面的有關(guān)信息； 08年奧運(yùn)會的相關(guān)的體育項目的分析；08年9月神七的發(fā)射成功及涉及能量方面的問題；電磁學(xué)和軍事演習(xí)行動等。它們再與動量守恒定律和電磁學(xué)中的安培力、洛侖滋力等結(jié)合考查。命題特點(diǎn)：一般過程復(fù)雜、難度大、能力要求高。還常考查考生將物理問題經(jīng)過分析、推理轉(zhuǎn)化為數(shù)學(xué)問題，然后運(yùn)用數(shù)學(xué)知識解決物理問題的能力。八、專題專練 一、選擇題（共10小題，在每小題給出的四個選項中，有的小題只有一個選項正確，有的小題有多個選項正確。全部選對的得4分，選不全的得2分，有選錯的或不答的得0分）1.一物體在豎直平面內(nèi)做圓勻速周運(yùn)動，下列物理量一定不會發(fā)生變化的是( )a

30、向心力 b向心加速度 c動能 d機(jī)械能2.行駛中的汽車制動后滑行一段距離，最后停下；流星在夜空中墜落并發(fā)出明亮的光焰；降落傘在空中勻速下降；條形磁鐵在下落過程中穿過閉線圈，線圈中產(chǎn)生電流，上述不同現(xiàn)象中所包含的相同的物理過程是（ ）a.物體克服阻力做功b.物體的動能轉(zhuǎn)化為其他形式的能量c.物體的勢能轉(zhuǎn)化為其他形式的能量d.物體的機(jī)械能轉(zhuǎn)化為其他形式的能量3.一個質(zhì)量為的物體，以的加速度豎直向下運(yùn)動，則在此物體下降高度過程中，物體的（ ）a重力勢能減少了 b動能增加了c機(jī)械能保持不變 d機(jī)械能增加了4如圖1所示，在勻速轉(zhuǎn)動的圓筒內(nèi)壁上，有一物體隨圓筒一起轉(zhuǎn)動而未滑動。當(dāng)圓筒的角速度增大以后，下列

31、說法正確的是（ ）a、物體所受彈力增大，摩擦力也增大了b、物體所受彈力增大，摩擦力減小了c、物體所受彈力和摩擦力都減小了d、物體所受彈力增大，摩擦力不變5.質(zhì)量為m的物體靜止在粗糙的水平地面上，若物體受水平力f的作用從靜止開始通過位移時的動能為e1，當(dāng)物體受水平力2f作用，從靜止開始通過相同位移，它的動能為e2，則( ) ae2=e1 b. e2=2e1 c. e22e1 d. e1e22e16如圖2所示，傳送帶以的初速度勻速運(yùn)動。將質(zhì)量為m的物體無初速度放在傳送帶上的a端，物體將被傳送帶帶到b端，已知物體到達(dá)b端之間已和傳送帶相對靜止，則下列說法正確的是（ ）a傳送帶對物體做功為b傳送帶克服

32、摩擦做功c電動機(jī)由于傳送物體多消耗的能量為d在傳送物體過程產(chǎn)生的熱量為7利用傳感器和計算機(jī)可以測量快速變化的力的瞬時值。如圖3中的右圖是用這種方法獲得的彈性繩中拉力隨時間的變化圖線。實驗時，把小球舉高到繩子的懸點(diǎn)o處，然后放手讓小球自由下落。 由此圖線所提供的信息，以下判斷正確的是（ ） a.t2時刻小球速度最大b.t1t2期間小球速度先增大后減小c.t3時刻小球動能最小d.t1與t4時刻小球速度一定相同8如圖4所示，斜面置于光滑水平地面上，其光滑斜面上有一物體由靜止沿斜面下滑，在物體下滑過程中，下列說法正確的是 ( ) a. 物體的重力勢能減少，動能增加 b. 斜面的機(jī)械能不變 c斜面對物體

33、的作用力垂直于接觸面，不對物體做功 d物體和斜面組成的系統(tǒng)機(jī)械能守恒9如圖5所示,粗糙的水平面上固定一個點(diǎn)電荷q，在m點(diǎn)無初速度是放一帶有恒定電量的小物塊，小物塊在q的電場中運(yùn)動到n點(diǎn)靜止。則從m點(diǎn)運(yùn)動到n點(diǎn)的過程中（ ）a小物塊所受的電場力逐漸減小b小物塊具有的電勢能逐漸增大cm點(diǎn)的電勢一定高于n點(diǎn)的電勢d小物塊電勢能變化量的大小一定等于克服摩擦力做的功10如圖6所示,在豎直平面內(nèi)有一半徑為1m的半圓形軌道，質(zhì)量為2kg的物體自與圓心o等高的a點(diǎn)由靜止開始滑下，通過最低點(diǎn)b時的速度為3m/s，物體自a至b的過程中所受的平均摩擦力為( )a0n b7n c14n d28n二、填空題（共2小題，

34、共18分，把答案填在題中的橫線上）11. 某一在離地面10m的高處把一質(zhì)量為2kg的小球以10m/s的速率拋出，小球著地時的速率為15m/s。g取10m/s2， 人拋球時對球做功是 j，球在運(yùn)動中克服空氣阻力做功是 j12. 質(zhì)量m=1.5kg的物塊在水平恒力f作用下，從水平面上a點(diǎn)由靜止開始運(yùn)動，運(yùn)動一段距離撤去該力，物塊繼續(xù)滑行t=2.0s停在b點(diǎn)，已知a、b兩點(diǎn)間的距離s=5.0m，物塊與水平面間的動摩擦因數(shù)=0.20，恒力f等于 (物塊視為質(zhì)點(diǎn)g取10m/s2).三、計算題（共6小題，共92分，解答下列各題時，應(yīng)寫出必要的文字說明、表達(dá)式和重要步驟。只寫最后答案的不得分。有數(shù)值計算的題

35、，答案中必須明確寫出數(shù)值和單位。）13. (12分)某市規(guī)定：卡車在市區(qū)內(nèi)行駛速度不得超過40km/h，一次一輛卡車在市區(qū)路面緊急剎車后，量得剎車痕跡s=18m，假設(shè)車輪與路面的滑動摩擦系數(shù)為0.4。問這輛車是否違章？試通過計算預(yù)以證明。14. (13分)如圖7所示，在光滑的平臺上，有一質(zhì)量為m的物體，物體與輕繩的一端相連，輕繩跨過定滑輪（定滑輪的質(zhì)量和摩擦不計）另一端被滑輪正下方站在地面上的人拉住，人與繩的接觸點(diǎn)和定滑輪的高度差為h，若此人以速度v0 向右勻速前進(jìn)s，求在此過程中人的拉力對物體所做的功。15. (15分)一半徑r=1米的1/4圓弧導(dǎo)軌與水平導(dǎo)軌相連，從圓弧導(dǎo)軌頂端a靜止釋放一

36、個質(zhì)量m=20克的木塊，測得其滑至底端b的速度vb=3米/秒，以后又沿水平導(dǎo)軌滑行bc=3米而停止在c點(diǎn)，如圖8所示，試求（1）圓弧導(dǎo)軌摩擦力的功；（2）bc段導(dǎo)軌摩擦力的功以及滑動摩擦系數(shù)（取g=10米/秒2）16 (16分).如圖9所示，在水平桌面的邊角處有一輕質(zhì)光滑的定滑輪k，一條不可伸長的輕繩繞過k分別與a、b連，a、b的質(zhì)量分別為、，開始時系統(tǒng)處于靜止?fàn)顟B(tài)現(xiàn)用一水平恒力f拉物體a，使物體b上升已知當(dāng)b上升距離時，b的速度為求此過程中物體a克服摩擦力所做的功重力加速度為17. (17分)兒童滑梯可以看成是由斜槽ab和水平槽cd組成，中間用很短的光滑圓弧槽bc連接，如圖10所示.質(zhì)量為m的兒童從斜槽的頂點(diǎn)a由靜止開始沿斜槽ab滑下，再進(jìn)入水平槽cd，最后停在水平槽上的e點(diǎn)，由a到e的水平距離設(shè)為l.假設(shè)兒童可以看作質(zhì)點(diǎn)，已知兒童的質(zhì)量為m，他與斜槽和水平槽間的動摩擦因數(shù)都為，a點(diǎn)與水平槽cd的高度差為h. （1）求兒童從a點(diǎn)滑到e點(diǎn)的過程中，重力做的功和克服摩擦力做的功. （2）試分析說明，兒童沿滑梯滑下通過的水平