押全国卷24题 机械能综合问题-备战2022年高考物理临考题号押题（全国专用）

押2022年新高考全国卷第24题 机械能综合问题 考点内容 常见题型及要求 功和功率的理解和计算 选择题较多 机车启动问题 选择题、计算题 动能定理及其应用 选择题、计算题 机械能守恒定律的应用 选择题、计算题 功能关系的综合应用 选择题、计算题 秘籍一 功和功率的理解和计算 【规律秘籍】 计算功和功率时应注意的问题 (1)计算功时，要注意分析受力情况和能量转化情况，分清是恒力做功，还是变力做功，恒力做功一般用功的公式或动能定理求解，变力做功用动能定理、转化法或图象法求解。 (2)用图象法求外力做功时应注意横轴和纵轴分别表示的物理意义，若横轴表示位移，纵轴表示力，则可用图线与横轴围成的面积表示功，例如下图甲、乙、丙所示(丙图中图线为圆弧)，力做的功分别为W1＝F1x1、W2＝F2x2、W3＝F3x3。 (3)计算功率时，要明确是求瞬时功率，还是平均功率，若求瞬时功率，应明确是哪一时刻或哪个位置的瞬时功率，若求平均功率应明确是哪段时间内的平均功率；应注意区分公式P＝和公式P＝Fvcosθ的适用范围，P＝计算的是平均功率，P＝Fvcosθ侧重于对瞬时功率的计算。 【方法秘籍】 1.要注意区分是恒力做功，还是变力做功，求恒力的功常用定义式． 2.变力的功根据特点可将变力的功转化为恒力的功(如大小不变、方向变化的阻力)，或用图象法、平均值法(如弹簧弹力的功)，或用W＝Pt求解(如功率恒定的力)，或用动能定理等求解． 秘籍二 机车启动问题 【规律秘籍】 解决机车启动问题时的分析思路 (1)明确启动方式：分清是匀加速启动还是恒定功率启动。 (2)匀加速启动过程：机车功率是不断改变的，但该过程中的最大功率是额定功率，匀加速运动阶段的最大速度小于机车所能达到的最大速度，达到额定功率后做加速度减小的加速运动。 匀加速过程的最大速度v1(此时机车输出的功率最大)和全程的最大速度vm(此时F牵＝F阻)求解方法： ①求v1：由F牵－F阻＝ma，P＝F牵v1可得v1＝。 ②求vm：由P＝F阻vm，可得vm＝。 (3)额定功率启动的过程：机车做加速度减小的加速运动，匀变速直线运动的规律不能用，速度最大值等于，牵引力是变力，牵引力做的功可用W＝Pt计算，但不能用W＝Flcosθ计算。 注意：无论哪种启动方式，最后达到最大速度时，均满足P＝F阻vm，P为机车的额定功率。 【方法秘籍】 分析机车启动问题时，抓住两个关键，一是汽车的运动状态，即根据牛顿第二定律找出牵引力与加速度的关系；二是抓住功率的定义式，即牵引力与速度的关系．综合以上两个关系，即可确定汽车的运动情况． 秘籍三 动能定理及其应用 【规律秘籍】 应用动能定理解题的“四步三注意两适用” (1)应用动能定理解题的四个步骤 ①确定研究对象及其运动过程； ②分析受力情况和各力的做功情况； ③明确物体初末状态的动能； ④由动能定理列方程求解。 (2)应用动能定理解题应注意的三个问题 ①动能定理往往用于单个物体的运动过程，由于不牵扯加速度及时间，比动力学研究方法要简捷。 ②动能定理表达式是一个标量式，在某个方向上应用动能定理是没有依据的。 ③物体在某个运动过程中包含有几个运动性质不同的小过程(如加速、减速的过程)，此时可以分段考虑，也可以对全过程考虑，但若能对整个过程利用动能定理列式，则可使问题简化。 (3)动能定理适用的两种情况 ①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。 【方法秘籍】 1.要对研究对象受力分析并分析各力做功情况；分析物体运动过程，明确对哪个过程应用动能定理． 2.列动能定理方程要规范，注意各功的正负号问题． 秘籍四 机械能守恒定律的应用 【规律秘籍】 1.机械能守恒的判断 (1)利用机械能的定义判断：若系统的动能、重力势能和弹性势能的总和不变，则机械能守恒。 (2)利用做功判断：若系统只有重力或弹簧弹力做功，或其他力做功的代数和为零，则机械能守恒。 (3)利用能量转化判断：若系统只有动能和势能的相互转化，或还有其他形式能之间的相互转化，而无机械能与其他形式能之间的相互转化，则机械能守恒。 (4)绳子突然绷紧、物体间非弹性碰撞等，机械能不守恒。 2．应用机械能守恒定律解题时的三点注意 (1)要注意研究对象的选取研究对象的选取是解题的首要环节，有的问题选单个物体(实为一个物体与地球组成的系统)为研究对象机械能不守恒，但选此物体与其他几个物体组成的系统为研究对象，机械能却是守恒的。如图所示，单独选物体A机械能减少，但由物体A、B二者组成的系统机械能守恒。 (2)要注意研究过程的选取有些问题研究对象的运动过程分几个阶段，有的阶段机械能守恒，而有的阶段机械能不守恒。因此，在应用机械能守恒定律解题时要注意过程的选取。 (3)要注意机