2020高考物理二轮浙江专用学案 专题二 第1讲 动量观点和能量观点在力学中的应用 Word版含解析

第1讲　动量观点和能量观点在力学中的应用 网络构建 备考策略 1.解决力学综合题目的关键要做好“三选择” (1)当运动物体受到恒力作用而且又涉及时间时，一般选择用动力学方法解题。 (2)当涉及功、能和位移时，一般选用动能定理、机械能守恒定律、功能关系解题，题目中出现相对位移时，应优先选择能量守恒定律。 (3)当涉及多个物体及时间时，一般考虑动量定理、动量守恒定律。 2.碰撞中的“三看”和“三想” (1)看到“弹性碰撞”，想到“动量守恒与机械能守恒”。 (2)看到“非弹性碰撞”，想到“动量守恒但机械能有损失”。 (3)看到“完全非弹性碰撞或者碰后连体”，想到“动量守恒，机械能损失 最大”。 　能量观点在力学中的应用 　功和功率的理解与计算 【典例1】 (2019·浙江省杭州市期末)下列表述中最符合实际情况的是(　　) A.某高中同学做一次引体向上的上升过程中克服重力做功约为25 J B.将一个鸡蛋从胸前举过头顶，克服重力做功约为10 J C.篮球从2 m高处自由下落到地面的过程中，重力做功的功率约为20 W D.某高中同学步行上楼时克服重力做功的功率约为10 kW 解析　高中的同学质量约60 kg，在一次引体向上的过程中向上的位移约0.5 m，则克服重力做的功W＝mgh＝60×10×0.5 J＝300 J，故A错误；一个鸡蛋的质量约为50 g＝0.05 kg，将一个鸡蛋从胸前举过头顶，位移约0.4 m，克服重力做功约为W＝mgh＝0.05×10×0.4 J＝0.2 J，故B错误；篮球的质量约0.6 kg，篮球从2 m高处自由下落到地面的过程中，重力做的功W＝mgh＝0.6×10×2 J＝12 J，篮球下落的时间t＝＝ s≈0.63 s，功率约为＝＝ W≈20 W，故C正确；高中的同学质量约60 kg，楼层的高度约为3 m，则高中同学步行上楼时，每秒钟向上的高度约为0.3 m(两个台阶)，每秒钟上楼克服重力做功W＝mgh＝50×10×0.3 J＝150 J，功率＝＝ W≈150 W，故D错误。 答案　C 　动能定理的应用 【典例2】 (2019·浙江临安上学期第二次模拟)(多选)如图1所示，倾角为θ的光滑斜面足够长，一质量为m的小物体，在沿斜面向上的恒力F作用下，由静止从斜面底端沿斜面向上做匀加速直线运动，经过时间t，力F做功为60 J，此后撤去力F，物体又经过相同的时间t回到斜面底端，若以底端的平面为零势能参考面，重力加速度为g，则下列说法正确的是(　　) 图1 A.物体回到斜面底端的动能为60 J B.恒力F＝2mgsin θ C.撤去力F时，物体的重力势能是45 J D.动能与势能相等的时刻一定出现在撤去力F之前 解析　由题设条件可知：前后两段小物体的运动的位移大小相等，方向相反，则由牛顿第二定律和运动学公式可得， x0＝·t2＝－，解得F＝mgsin θ，选项B错误；由题设条件知，Fx0＝mgx0sin θ＝60 J，则此过程中重力做的功为WG＝－mgx0sin θ＝－45 J，撤去力F时，物体的重力势能是45 J，选项C正确；全程由动能定理可得Fx0＝Ek0，则物体回到斜面底端的动能Ek0为60 J，选项A正确；物体从最高点下滑的过程中一定有一个点的动能与势能相等，选项D错误。 答案　AC 　动力学规律和动能定理的综合应用 【典例3】 (2018·全国卷Ⅰ，18)如图2，abc是竖直面内的光滑固定轨道，ab水平，长度为2R；bc是半径为R的四分之一圆弧，与ab相切于b点。一质量为m的小球，始终受到与重力大小相等的水平外力的作用，自a点处从静止开始向右运动。重力加速度大小为g。小球从a点开始运动到其轨迹最高点，机械能的增量为(　　) 图2 A.2mgR B.4mgR C.5mgR D.6mgR 解析　设小球运动到c点的速度大小为vc，则对小球由a到c的过程， 由动能定理有F·3R－mgR＝mv，又F＝mg，解得vc＝2。小球离开c点后，在水平方向做初速度为零的匀加速直线运动，竖直方向在重力作用下做匀减速直线运动，由牛顿第二定律可知，小球离开c点后水平方向和竖直方向的加速度 ... ...