内容正文:
押全国卷20题:能量与动量(体育运动+经典模型)
核心考点
考情统计
考向预测
备考策略
动能定理
机械能守恒定律
动量定理
动量守恒定律
2023·新课标卷19
功能关系与动量问题是每年高考必考内容,从近年来的高考情况看,选择题和计算题中都会涉及,通常难度较大,综合性较强。因此该部分内容是我们2024高考备考必须要重点研究的。
牢记力学部分知识和规律,力求将力学中解题的三大观点融会贯通。尤其突出对能量观点和动量观点的理解和运用。
2023·新课标卷20
2023·全国甲卷25
2023·全国乙卷25
2022全国甲卷14题
2022全国乙卷25题
2022全国甲卷24题
1.(2022·全国乙卷,T20)(多选)一质量为1kg的物体在水平拉力的作用下,由静止开始在水平地面上沿x轴运动,出发点为x轴零点,拉力做的功W与物体坐标x的关系如图所示。物体与水平地面间的动摩擦因数为0.4,重力加速度大小取10m/s2。下列说法正确的是( )
A.在x = 1m时,拉力的功率为6W
B.在x = 4m时,物体的动能为2J
C.从x = 0运动到x = 2m,物体克服摩擦力做的功为8J
D.从x = 0运动到x = 4的过程中,物体的动量最大为2kg∙m/s
2.(2023·新课标卷,T20)(多选)质量为的物块在水平力F的作用下由静止开始在水平地面上做直线运动,F与时间t的关系如图所示。已知物块与地面间的动摩擦因数为0.2,重力加速度大小取。则( )
A.时物块的动能为零
B.时物块回到初始位置
C.时物块的动量为
D.时间内F对物块所做的功为
1.常见功能关系
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克安=E2-E1=ΔE
2.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)
3.有关板块类的功能关系问题
两个分析角度
(1)动力学角度:首先隔离物块和木板,分别分析受力,求出加速度,根据初速度分析两者的运动过程,画出运动轨迹图,找到位移和相对位移关系,根据时间关系列位移等式和速度等式。
(2)能量角度:物块在木板上滑行时,速度减小的物块动能减小,速度增大的木板动能增加,根据能量守恒,减小的动能等于增加的动能与系统产生的内能之和。
三种处理方法
(1)求解对地位移可优先考虑应用动能定理。
(2)求解相对位移可优先考虑应用能量守恒定律。
(3)地面光滑时,求速度可优先考虑应用动量守恒定律。
4.传送带中摩擦力做功与能量转化
静摩擦力做功的特点
(1)静摩擦力可以做正功,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是等于零,不会转化为内能.
滑动摩擦力做功的特点
(1)滑动摩擦力可以做正功,也可以做负功,还可以不做功.
(2)相互间存在滑动摩擦力的系统内,一对滑动摩擦力做功之和的绝对值等于产生的内能.
摩擦生热
的计算
(1)Q=Ff·s相对,其中s相对为相互摩擦的两个物体间的相对路程.
(2)传送带因传送物体多消耗的能量等于物体增加的机械能与系统产生的内能之和.
5.动量守恒及应用
(1)判断动量守恒的三种方法
1 理想守恒:不受外力或所受外力的合力为0,如光滑水平面上的板-块模型、电磁感应中光滑导轨