专题07　动能定理　机械能守恒　能量守恒定律-2023年高三物理二轮复习（命题规律+知识荟萃+经典例题+精选习题）(广东专用)

2023年高三物理二轮复习资料（命题规律+知识荟萃+经典例题+精选习题） （广东通用） 专题07　动能定理　机械能守恒　能量守恒定律 【命题规律】 1、命题角度： （1）动能定理的综合应用； （2）机械能守恒定律及应用； （3）能量守恒定律. 2、常考题型：计算题． 【知识荟萃】 ★考向一、动能定理的综合应用 1．应用动能定理解题的步骤图解： 2．应用动能定理的四点提醒： （1）动能定理往往用于单个物体的运动过程，由于不涉及加速度及时间，比动力学方法要简捷． （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几个运动性质不同的小过程（如加速、减速的过程），对全过程应用动能定理，往往能使问题简化． （4）多过程往复运动问题一般应用动能定理求解． 3．五点说明 （1）W总为物体在运动过程中所受各力做功的代数和。 （2）动能增量Ek2－Ek1一定是物体在末、初两状态的动能之差。 （3）动能定理既适用于直线运动，也适用于曲线运动。 （4）动能定理既适用于恒力做功，也适用于变力做功。 （5）力可以是各种性质的力，既可以同时作用，也可以分阶段作用。 ★考向二、2　机械能守恒定律的应用 1．判断物体或系统机械能是否守恒的三种方法 定义判断法 看动能与重力（或弹性）势能之和是否变化 能量转化判断法 没有与机械能以外的其他形式的能转化时，系统机械能守恒 做功判断法 只有重力（或弹簧的弹力）做功时，系统机械能守恒 2.机械能守恒定律的表达式 3．连接体的机械能守恒问题 轻 绳 模 型 ①分清两物体是速度大小相等，还是沿绳方向的分速度大小相等． ②用好两物体的位移大小关系或竖直方向高度变化的关系． 轻 杆 模 型 ①平动时两物体速度相等，转动时两物体角速度相等．沿杆方向速度大小相等． ②杆对物体的作用力并不总是沿杆的方向，杆能对物体做功，单个物体机械能不守恒． ③对于杆和球组成的系统，忽略空气阻力和各种摩擦且没有其他力对系统做功，则系统机械能守恒． 轻 弹 簧 模 型 ①含弹簧的物体系统在只有弹簧弹力和重力做功时，物体和弹簧组成的系统机械能守恒，而单个物体机械能不守恒． ②同一根弹簧弹性势能大小取决于弹簧形变量的大小，在弹簧弹性限度内，形变量相等，弹性势能相等． ③由两个或两个以上的物体与弹簧组成的系统，当弹簧形变量最大时，弹簧两端连接的物体具有相同的速度；弹簧处于自然长度时，弹簧弹性势能最小（为零）. ★考向三、3　能量守恒定律的应用 1．含摩擦生热、焦耳热、电势能等多种形式能量转化的系统，优先选用能量守恒定律． 2．应用能量守恒定律的基本思路 （1）系统初状态的总能量等于系统末状态的总能量 E总初＝E总末． （2）系统只有A、B时，A的能量减少量等于B的能量增加量，表达式为ΔEA减＝ΔEB增，不必区分物体或能量形式． 3．系统机械能守恒可以看成是系统能量守恒的特殊情况． 【经典例题】 【例题1】（2023·广东·一模）如图所示，半径为R的圆弧轨道固定在竖直平面内，一质量为m的小球由距槽口M正上方3R的O点无初速度释放，经过一段时间小球运动到圆弧轨道的最高点N，且此时小球与轨道之间压力的大小为mg。重力加速度为g，则对小球由O到N的过程，下列描述正确的是（   ） A．小球在N点的速度大小为 B．小球在N点具有的重力势能为mgR C．合力对小球做功为2mgR D．摩擦力对小球做功为－2mgR 【例题2】（2023春·广东广州·高三校联考开学考试）风力发电为2022年卡塔尔世界杯供应绿色电能，其模型如图所示。风轮机叶片转速为n，并形成半径为r的圆面，通过转速比为的升速齿轮箱带动面积为S、匝数为N的发电机线圈高速转动，产生的交变电流经过理想变压器升压后，输出电压为U。已知空气密度为ρ，风速为v，匀强磁场的磁感应强度为B，为交流电压表，忽略线圈电阻，则（　　） A．线圈位于图示位置时，交流电压表的示数为零 B．从图示位置开始计时，线圈中感应电动势的瞬时值表达式为 C．变压器原、副线圈的匝数比为 D．单位时间内冲击风轮机叶片气流的动能为 【例题3】（多选）（2023·广东·一模）如图所示甲、乙两种粗糙面不同的传送带。倾斜于水平地面放置。以同样恒定速率向上运动。现将一质量为的小物体（视为质点）轻轻放在A处，小物体在甲传送带上到达处时恰好达到传送带的速率；在乙传送带上到达离竖直高度为的C处时达到传送带的速率。已知处离地面高度为，则在物体从A到的运动过程中（  ） A．两种传送带对小物体做功相等 B．将小物体传送到处，乙传送带上的划痕长 C．将小物体传送到处，乙系统由于摩擦产生的热量多 D．将小物体传送到处，甲上的小物体需要的时间较长 【例题4】（2023·广东茂名·