能量观点在物理解题中的应用

2. 高考物理复习专题之 能量观点在物理解题中的应用 施甸一中 李耀飞

3. 一、考情分析 功、能、能量守恒是近几年高考理科综合物理命题的重点、热点和焦点，也是学生普遍感到棘手的难点之一。能量守恒贯穿于整个高中物理学习的始终，是联系各部分知识的主线。它不仅为解决力学问题开辟了一条重要途径，同时也为我们分析问题和解决问题提供了重要依据。守恒思想是物理学中极为重要的思想方法，是物理学研究的极高境界，是开启物理学大门的金钥匙，同样也是对考生进行方法教育和能力培养的重要方面。因此，功、能、能量守恒可谓高考物理的重中之重，常作为压轴题出现在物理试卷中。 纵观近几年高考理科综合试题，功、能、能量守恒考查的特点是： ①灵活性强，难度较大，能力要求高，内容极丰富，多次出现综合计算； ②题型全，不论是从内容上看还是从方法上看都极易满足理科综合试题的要求，经常与牛顿运动定律、圆周运动、电磁学和近代物理知识综合运用，在高考中所占份量相当大。 从考题逐渐趋于稳定的特点来看，我们认为：2014年对功、能、能量守恒的考查重点仍放在分析问题和解决问题的能力上．因此在复习中，还是应在熟练掌握基本概念和规律的同时，注重分析综合能力的培养，训练从能量守恒的角度分析问题的思维方法。

4. 重力势能： 抛体远动 动能定理： 动能: 平均功率： 机械能 功 功能关系 能量守恒 弹簧类 传送带 弹性势能: 瞬时功率： 二、知识网络 功的计算： W=Flcosα

5. 三、知识点： 发生了位移 恒力 动能定理 相同

6. 路径 总等于零 不为零 负值 相对路程

7. －ΔEp 重力势能 －ΔEp 弹性势能 ΔEk 动能 机械能 系统中内能

8. 四、题型探究 题型I：应用动能定理求变力做功 例1：一质量为m的小球，用长为 的轻绳悬挂于O点，小球在水平力F作用下，从平衡位置P点很缓慢地移到Q点。如图所示，此时悬线与竖直方向夹角为θ，则拉力F所做的功为： （A） （B） （C） （D）

9. 【思路点拨】分析题中小球的受力情况，注意缓慢的物理意义，判断力的做功情况，动能的变化，所以用动能定理分析．【思路点拨】分析题中小球的受力情况，注意缓慢的物理意义，判断力的做功情况，动能的变化，所以用动能定理分析． 【解析】小球缓慢移动，加速度a=0，拉力F是个变力，速度的大小不发生变化，绳子的拉力不做功，由动能定理得：

10. W/J B 27 A 15 3 9 X/m 题型II：从图象获取信息 例2：质量2Kg的物体，放在μ=0.1的水平地面上，在水平拉力F的作用下，由静止开始运动，拉力做功W和物体发生的位移x关系如图，g=10m/s2，正确的： A.此物在AB段做匀加直运动，且整个过程拉力最大功率15W B.此物在AB段做匀速直运动，且整个过程拉力最大功率6W C.此物在AB段做匀加直运动，且整个过程拉力最大功率6W D.此物在AB段做匀速直运动，且整个过程拉力最大功率15W D 分析：f=μmg=2N恒定 1）在前3m：W=Fx , F=5N, a=1.5m/s2 匀加，末速V=3m/s,所以Pm=15w 2)后6m，F=2N=f，匀直，V=3m/s

11. H B上升的最大高度： 题型III：系统的机械能守恒 例3：如图，可视为质点的小球A、B用不可伸长的细软轻线连接，跨过固定在地面上、半径为R的光滑圆柱，A的质量为B的两倍。当B位于地面时，A恰与圆柱轴心等高。将A由静止释放， B上升的最大高度是: （A）2R（B）5R/3 （C）4R/3 （D）2R/3 C 【解析】A着地前，AB系统的机械能守恒，有： A着地后，B做竖直上抛运动，上抛高度：

12. 变式训练举一反三 已知A、B、C三小球质量均为m，用长均为L的细线相连后于高为h的光滑桌面上，已知L＞h，C球恰在桌边外，且桌边有光滑挡板，使小球离开桌面后只能向下运动，如图所示，静止起释放它们，小球落地后都不再弹起，求小球C、B、A落地时速度大小。 【思路点拨】：在存在多个物体和多个物理过程时，应如何选择系统和过程？ 【启发】：若系统和过程选择得不恰当，则可能出现机械能不守恒的情况！

13. 【解析】 C球落地时，C球减少的重力势能转化为A、B、C三球的动能 B球落地时，B球减少的重力势能等于A、B两球增加的动能 A球落地时，A球减少的重力势能等于A球增加的动能

14. 题型IV：用动能定理对全程列式，可使问题简化题型IV：用动能定理对全程列式，可使问题简化 例4：如图所示，MNP为竖直面内一固定轨道，其圆弧段MN与水平段NP相切于N，P端固定 一竖直挡板．M相对于N的高度为h，NP长度为s.一物块自M端从静止开始沿轨道下滑，与挡板发生一次完全弹性碰撞后停止在水平轨道上某处．若在MN段的摩擦可忽略不计，物块与NP段轨道间的滑动摩擦因数为μ，求物块停止的地方与N点距离的可能值． 【思路点拨】物块运动过程有哪些力做功，物块的运动有哪些可能性？

15. d d 【解析】设物块在水平轨道上停住的地方与N点的距离为d，物块的运动存在两种可能性， （1）若物块在与P碰撞后，在到达圆弧形轨道前停止，则 ： （2）若物块与P碰撞后，再一次滑上圆弧形轨道，滑下后在水平轨道上停止，则：

16. 变式训练举一反三 如图所示，BCDG是光滑绝缘的3/4圆形轨道，位于竖直平面内，轨道半径为R， 下端与水平绝缘轨道在B点平滑连接，整个轨道处在水平向左的匀强电场中． 现有一质量为m、带正电的小滑块（可视为质点）置于水平轨道上，滑块受到的电场力大小为3mg/4，滑块与水平轨道间的动摩擦因数为0.5，重力加速度为g． （1）若滑块从水平轨道上距离B点s=3R的A点由静止释放，滑块到达与圆心O等高的C点时速度为多大？ （2）在（1）的情况下，求滑块到达C点时受到轨道的作用力大小； （3）改变s的大小，使滑块恰好始终沿轨道滑行，且从G点飞出轨道，求滑块在圆轨道上滑行过程中的最小速度大小．

17. qE qE F mg mg （1）在A到C中: （2）设滑块到达C点时受到轨道的作用力大小为F， （3）要使滑块恰好始终沿轨道滑行，则滑至圆轨道DG间某点，由电场力和重力的合力提供向心力，此时的速度最小（设为vn）

18. a E b B H X 题型V：功能观点与动力学观点的综合应用 例5、如图所示，PQ为一固定的光滑绝缘斜轨道，轨道末端Q水平，距水平地面的高度为H，不带电的绝缘小球b静止于轨道末端Q处，带正电的金属小球a从轨道上某点由静止下滑后与小球b发生无能量损失的正碰，两球质量关系ma=2mb，碰后小球b依然不带电，两小球进入虚线MN右侧空间动，该空间有相互正交的匀强磁场和匀强电场，磁感应强度大小为B，电场强度大小为E，方向如图，碰后一段时间内小球a在竖直平面内做半径为R的匀速圆周运动，不计空气阻力，重力加速度为g。求： （1）、小球a在电磁场中做匀速圆周运动的速率。 （2）、小球a从斜轨道上下滑的初始位置与轨道 末端Q的竖直高度差。 （3）、小球b落地点与Q的水平距离。

19. a E b B H X

20. a、b无能量损失相碰 球a沿斜面下滑 a做匀速圆周运动 b做平抛运动 动量守恒 能量守恒 机械能守恒

21. 得： 【解析】 （1）、设小球a所带电量为q，a在电磁场中做匀速圆周运动，有： （2）、设小球a与b相碰前速度为v0，相碰后小球b的速度为vb,因两球发生弹性碰撞，有：

22. 注意到ma=2mb，解得： 小球a沿斜面下滑，对a应用动能定理，有： （3）、相碰后小球b做平抛运动，有：

23. 让我们为 前途、荣誉而战

24. 路漫漫其修远兮，吾将上下而求索。

25. 你若想获得知识，你该下苦功；你若想获得食物，你该下苦功；你若想得到快乐，你也该下苦功，因为辛苦是获得一切的定律。你若想获得知识，你该下苦功；你若想获得食物，你该下苦功；你若想得到快乐，你也该下苦功，因为辛苦是获得一切的定律。 1642--1727 牛顿

26. 谢谢