第二板块 专题六 主题一 涉及功能关系的三类题型（课件PPT）-【新高考方案】2024年高考物理二轮复习专题增分方略（新教材 江苏北京专用）

三大观点的综合应用 专题六 三大观点指的是动力学观点、能量观点和动量观点。三大观点的综合应用主要有牛顿运动定律和运动学规律的综合、功能关系和能量守恒定律的综合、动量和能量的综合，还可以是牛顿运动定律、动量和能量的综合，通常涉及多个物体和多个过程，命题注重与生产生活情境的融合。要解决此类问题考生必须具备良好的建模能力、分析综合能力、并具有在不同情境下选择合理方法解决问题的能力。 　本专题共设计2个教学主题，建议用时2课时 主题一　涉及功能关系的三类题型 01 02 03 目 录 题型(一)　连接体系统中的功能关系 题型(二)　弹簧模型中的功能关系 题型(三)　功能关系与图像的综合 4 01 题型(一)　连接体系统中的功能关系 两类连接体对比 类型 常见连接方式 关键点拨 轻绳连接 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。 轻杆连接 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，单个物体的机械能不守恒。 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 续表 [考法全训] 答案：A　 考法2　速度大小不同的绳连接体系统 2．(2023·南通市通州湾中学检测)人用绳子通过光滑定滑轮拉静止在地面上的物体A，A穿在光滑的竖直杆上，当人以速度v竖直向下匀速拉绳使质量为m的物体A上升高度h后到达如图所示位置时，此时绳与竖直杆的夹角为θ。已知重力加速度为g，则(　 ) 答案：D　 3．如图所示，两根轻质杆构成直角支架，O点为水平转轴，OA杆长为L，A端固定一质量为2m的小球a，OB杆长为2L，B端固定一质量为m的小球b，用手抬着B端使OB杆处于水平状态，撒手后支架在竖直平面内转动，不计一切摩擦，则以下说法正确的是(　 ) 考法3　轻杆连接体系统 答案：B　 解析：假设小球a恰好转到与O点等高处，设O点所在水平面为零势能面，小球a和b组成的系统初始位置机械能E1＝－2mgL，当小球a转到与O点等高处时系统机械能E2＝－2mgL，即E1＝E2，假设成立，故小球a一定能转到与O点等高处，A错误； 在转动过程中小球a的机械能增加，小球b的机械能减少，所以杆对a和b均做功，存在杆对a和b的力与速度不垂直位置，即存在杆对a和b的力不沿杆的位置，根据牛顿第三定律，转动过程中存在杆受力不沿杆方向，C错误； 设杆对小球a做的功为W，由动能定理，有W－2mgL＝0，得W＝2mgL，D错误。 02 题型(二)　弹簧模型中的功能关系 运用功能关系求解弹簧模型问题的一般思路 第一步： 明确对象 选取物体或物体和弹簧整体为研究对象 第二步： 动量分析 (1)动量定理：分析各力冲量与研究对象动量变化情况 (2)动量守恒定律：分析研究对象初、末状态的动量及是否满足动量守恒定律 第三步： 能量分析 (1)分析弹力及其他力做功情况，利用动能定理列式(弹力做的功和弹簧弹性势能变化量的数值相等) (2)分析能量转化情况，利用机械能守恒定律或能量守恒定律求解弹力做功 第四步： 列式求解 结合能量守恒定律、动能定理、动量 守恒定律准确列式求解 续表 [典例]　如图所示，A、B两小球通过绕过轻质 光滑定滑轮的不可伸长的细线相连，A球放在足够 长的固定光滑斜面上，B、C两小球在竖直方向上 通过劲度系数为80 N/m的轻质弹簧相连，C球放在水平地面上。现用手控制住A球，并使连接A、B球的细线刚刚拉直但无拉力作用，且保证滑轮左侧细线竖直、右侧细线与斜面平行。已知A球的质量为4 kg，B、C球的质量均为1 kg，取重力加速度大小g＝10 m/s2，开始时整个系统处于静止状态。释放A球后，A球沿斜面下滑至速度最大时C球恰好离开地面。弹簧一直在弹性限度内，下列描述不正确的是(　 ) A．斜面的倾角α为30° B．A球的最大速度为1 m/s C．C球刚离开地面时，B球的加速度最大 D．从释放A球到C球刚离开地面的过程中，A、B两小球组成的系统机械能先增加后减少 [答案]　C [解析]　C球恰好离开地面时，对C球有kx1＝mCg，此时A、B球有最大速度，但加速度最小，即aB＝aA＝0，则对B球有F－kx1－mBg＝0，对A球有mAgsin α－F＝0，解得α＝30°，选项A正确，C错误。 速度为1 m/s，选项B正确。从释放A球到C球刚离开地面的过程中，弹簧对B球的弹力方向先为竖直向上，后为竖直向下，故弹簧弹力对A、B球组成的系统先做正功，后做负功，故A、B系统的机械能先增加后减少，选项D正确。 [微点拨] 对弹簧模型的两点提醒 (1)对同一弹簧，弹性势能的大小完全由弹簧的形变量决定，无论弹簧伸长还是