第一部分 专题三 力学中的能量问题（课件+word）-2020高考物理【步步高】大二轮专题复习与增分策略（江苏）

1.(2011·江苏卷·4)如图1所示，演员正在进行杂技表演．由图可估算出他将一只鸡蛋抛出的过程中对鸡蛋所做的功最接近于(　　) 图1 A．0.3 J B．3 J C．30 J D．300 J 答案　A 解析　由生活常识及题图知，一只鸡蛋的质量接近0.05 kg，上抛高度在0.6 m左右，则人对鸡蛋做的功W＝mgh＝0.3 J，故A对，B、C、D错． 2．(多选)(2019·江苏卷·8)如图2所示，轻质弹簧的左端固定，并处于自然状态．小物块的质量为m，从A点向左沿水平地面运动，压缩弹簧后被弹回，运动到A点恰好静止．物块向左运动的最大距离为s，与地面间的动摩擦因数为μ，重力加速度为g，弹簧未超出弹性限度．在上述过程中(　　) 图2 A．弹簧的最大弹力为μmg B．物块克服摩擦力做的功为2μmgs C．弹簧的最大弹性势能为μmgs D．物块在A点的初速度为 答案　BC 解析　小物块处于最左端时，弹簧的压缩量最大，然后小物块先向右加速运动再减速运动，可知弹簧的最大弹力大于滑动摩擦力μmg，选项A错误；物块从开始运动至最后回到A点过程，由功的定义可得物块克服摩擦力做功为2μmgs，选项B正确；自物块从最左侧运动至A点过程由能量守恒定律可知Ep＝μmgs，选项C正确；设物块在A点的初速度为v0，整个过程应用动能定理有－2μmgs＝0－mv02，解得v0＝2，选项D错误． 考向三　平衡、机械能守恒与牛顿第二定律的综合应用 3．(2018·江苏卷·14)如图3所示，钉子A、B相距5l，处于同一高度．细线的一端系有质量为M的小物块，另一端绕过A固定于B.质量为m的小球固定在细线上C点，B、C间的线长为3l.用手竖直向下拉住小球，使小球和物块都静止，此时BC与水平方向的夹角为53°.松手后，小球运动到与A、B相同高度时的速度恰好为零，然后向下运动．忽略一切摩擦，重力加速度为g，取sin 53°＝0.8，cos 53°＝0.6.求： [来源:Zxxk.Com] 图3 (1)小球受到手的拉力大小F； (2)物块和小球的质量之比M∶m； (3)小球向下运动到最低点时，物块M所受的拉力大小T. 答案　(1)Mg－mg　(2)6∶5　(3) 解析　(1)对小球受力分析，如图所示，设小球受AC、BC的拉力分别为F1、F2 在水平方向：F1sin 53°＝F2cos 53°① 在竖直方向：F＋mg＝F1cos 53°＋F2sin 53°② 且F1＝Mg③ 由①②③式解得F＝Mg－mg④ (2)小球运动到与A、B相同高度过程中 由几何关系得小球上升高度h1＝3lsin 53°⑤ 物块下降高度h2＝2l⑥ 物块和小球组成的系统机械能守恒，根据机械能守恒定律 mgh1＝Mgh2⑦ 由⑤⑥⑦式解得＝⑧ (3)根据机械能守恒，小球回到起始点，设此时AC方向的加速度大小为a，物块受到的拉力为T 对物块由牛顿第二定律得 Mg－T＝Ma⑨ 根据牛顿第三定律，小球受AC的拉力 T′＝T⑩ 对小球，在沿AC方向，由牛顿第二定律得 T′－mgcos 53°＝ma⑪ 解得T＝(结合⑧式，也可得到T＝mg或T＝Mg)． 1．功和功率的求解 (1)功的求解：W＝Flcos α用于恒力做功，变力做功可以用动能定理或者图象法来求解．[来源:Zxxk.Com] (2)功率的求解：P＝，P为时间t内的平均功率；P＝Fvcos α(α为F与v的夹角)． ①v为平均速度，则P为平均功率．②v为瞬时速度，则P为瞬时功率． 2．动能定理 (1)表达式：W合＝mv22－mv12或W1＋W2＋W3＋…＝ΔEk (2)应用动能定理解决的典型问题大致分为两种： ①单一物体的单一过程或者某一过程； ②某一物体的多个过程． 动能定理由于不涉及加速度和时间，比动力学研究方法要简便． 3．机械能守恒定律 (1)守恒条件：只有重力或系统内弹簧的弹力做功． (2)守恒式：mgh1＋mv12＝mgh2＋mv22.(要选零势能参考平面) 转化式：mg(h1－h2)＝mv22－mv12 (不用选零势能参考平面) 转移式：ΔEA＝－ΔEB(不用选零势能参考平面) 4．几种力做功的特点 (1)重力、弹簧弹力、静电力做功与路径无关． (2)摩擦力做功的特点 ①单个摩擦力(包括静摩擦力和滑动摩擦力)可以做正功，也可以做负功，还可以不做功． ②相互作用的一对静摩擦力做功的代数和总等于零，在静摩擦力做功的过程中，只有机械能的转移，没有机械能转化为其他形式的能；相互作用的一对滑动摩擦力做功的代数和不为零，且总为负值．在一对滑动摩擦力做功的过程中，不仅有相互摩擦的物体间机械能的转移，还有部分机械能转化为内能，转化为内能的量等于系统机械能的减少量，等于滑动摩擦力与相对位移的乘积． ③摩擦生热是指滑动摩擦生热，静摩擦不会生热． 5