秘籍06 动能定理、机械能守恒定律和功能关系-备战2023年高考物理抢分秘籍(全国通用)

秘籍06动能定理、机械能守恒和功能关系 概率预测 ☆☆☆☆☆ 题型预测 选择题、计算题☆☆☆☆☆ 考向预测 动力学和功能关系的综合 能量观点是物理观念和科学思维的重要组成部分，高考中动能定理、机械能守恒定律和功能关系的考查分量比较重。高考中，要灵活应用牛顿运动定律和能量观点解决机械运动的实际问题。 1．从考点频率看，动能定理、机械能守恒定律和功能关系是高频考点、必考点，所以必须完全掌握。 2．从题型角度看，可以是选择题、计算题其中小问，分值10分左右，着实不少！ 一、动能定理及其应用 动能定理是高中物理知识中一个重要的定理，也是高考的热点题型。动能定理是利用状态量来描述过程量，因此应用动能定理来解题时，只需要考虑始末运动状态，无需关注运动过程中的细节变化，这样更为简捷。 1．适用条件 (1)动能定理既适用于直线运动，也适用于曲线运动． (2)动能定理既适用于恒力做功，也适用于变力做功． (3)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． 2．解题流程 3．注意事项 (1)动能定理中的位移和速度必须是相对于同一个参考系的，一般以地面或相对地面静止的物体为参考系． (2)当物体的运动包含多个不同过程时，可分段应用动能定理求解；也可以全过程应用动能定理求解． (3)动能是标量，动能定理是标量式，解题时不能分解动能． 二、机械能守恒定律及其应用 在经典模型中的机械能守恒，可以分为单物体模型和多物体模型，考察形式一般是综合运用动能定理、机械能守恒定律和动量守恒定律，结合动力学方法解决 直线运动、抛体运动、圆周运动、多运动过程问题，试题中通常出现难度较大的选择题和综合性较强的计算题，命题情景新，密切联系实际，综合性强，突出考查考生综合运用物理规律解决实际问题的能力。 1．表达式 2．应用机械能守恒定律解题的一般步骤 三、常见的功能关系 能量 功能关系 表达式 势能 重力做功等于重力势能减少量 W＝Ep1－Ep2＝－ΔEp 弹力做功等于弹性势能减少量 静电力做功等于电势能减少量 分子力做功等于分子势能减少量 动能 合外力做功等于物体动能变化量 W＝Ek2－Ek1＝mv2－mv02 机械能 除重力和弹力之外的其他力做功等于机械能变化量 W其他＝E2－E1＝ΔE 摩擦 产生 的内能 一对相互作用的滑动摩擦力做功之和的绝对值等于产生的内能 Q＝Ff·x相对 电能 克服安培力做功等于电能增加量 W电能＝E2－E1＝ΔE 一．动能定理与图像问题的结合 1．解决图像问题的基本步骤 (1)观察题目给出的图像，弄清纵坐标、横坐标所对应的物理量及图线所表示的物理意义． (2)根据物理规律推导出纵坐标与横坐标所对应的物理量间的函数关系式． (3)将推导出的物理规律与数学上与之相对应的标准函数关系式相对比，找出图线的斜率、截距、图线的交点、图与坐标轴围成的面积等所表示的物理意义，分析解答问题，或者利用函数图线上的特定值代入函数关系式求物理量． 2．图像所围“面积”和图像斜率的含义 核心素养提升 二、经典模型中的机械能守恒 1．解决多物体系统机械能守恒的注意点 (1)对多个物体组成的系统，要注意判断物体运动过程中系统的机械能是否守恒．一般情况为：不计空气阻力和一切摩擦，系统的机械能守恒． (2)注意寻找用绳或杆相连接的物体间的速度关系和位移关系． (3)列机械能守恒方程时，一般选用ΔEk＝－ΔEp或ΔEA＝－ΔEB的形式． 2．几种实际情景的分析 (1)速率相等情景 注意分析各个物体在竖直方向的高度变化． (2)角速度相等情景 ①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． ②由v＝ωr知，v与r成正比． (3)某一方向分速度相等情景(关联速度情景) 两物体速度的关联实质：沿绳(或沿杆)方向的分速度大小相等． 3.含弹簧的系统机械能守恒问题 (1)．通过其他能量求弹性势能 根据机械能守恒，列出方程，代入其他能量的数值求解． (2)．对同一弹簧，弹性势能的大小由弹簧的形变量决定，弹簧伸长量和压缩量相等时，弹簧弹性势能相等． (3)．物体运动的位移与弹簧的形变量或形变量的变化量有关． 三、功能关系的理解 1．功的正负与能量增减的对应关系 (1)物体动能的增加与减少要看合外力对物体做正功还是做负功． (2)势能的增加与减少要看对应的作用力(如重力、弹簧弹力、静电力等)做负功还是做正功． (3)机械能的增加与减少要看重力和弹簧弹力之外的力对物体做正功还是做负功． 2．摩擦力做功的特点 (1)一对静摩擦力所做功的代数和总等于零； (2)一对滑动摩擦力做功的代数和总是负值，差值为机械能转化为内能的部分，也就是系统机械能的损失量； (3)说明：无论是静摩