高三物理二 能量、動量和原子物理 第1講 功 功率 動能定理

核心專題突破第一部分第一部分專題二能量、動量和原子物理專題二能量、動量和原子物理考考 綱綱 精精 解解高 頻 考 點1.功、功率與動能定理部分：考查與功、功率相關的分析和計算及動能定理的功、功率與動能定理部分：考查與功、功率相關的分析和計算及動能定理的綜合應用，題型為選擇題或與牛頓運動定律相結合的計算題綜合應用，題型為選擇題或與牛頓運動定律相結合的計算題2.功能關系和能量守恒部分：以直線運動、平拋和圓周運動為情景，考查運動功能關系和能量守恒部分：以直線運動、平拋和圓周運動為情景，考查運動過程中的受力分析、運動分析、能量轉化及功能關系問題，以及帶電粒子在電場、過程中的受力分析、運動分析、能量轉化及功能關系問題，以及帶電粒子在電場、磁場中的能量問題，以計算題形式命題為主磁場中的能量問題，以計算題形式命題為主3.原子物理和動量考查的重點和熱點：原子物理和動量考查的重點和熱點：(1)動量定理及應用；動量定理及應用；(2)動量守恒定律及動量守恒定律及其應用；其應用；(3)原子的能級躍遷；原子的能級躍遷；(4)原子核的衰變規(guī)律；原子核的衰變規(guī)律；(5)核反應方程的書寫；核反應方程的書寫；(6)質質量虧損和核能的計算；量虧損和核能的計算；(7)三種射線的特點及應用；三種射線的特點及應用；(8)光電效應的規(guī)律及應用等光電效應的規(guī)律及應用等. 備 考 策 略1.正確判斷是否做功、是做正功還是負功，掌握各種力做功的特點及計算方正確判斷是否做功、是做正功還是負功，掌握各種力做功的特點及計算方法，區(qū)別瞬時功率和平均功率，能熟練運用動能定理解決綜合問題，注意和圖象有法，區(qū)別瞬時功率和平均功率，能熟練運用動能定理解決綜合問題，注意和圖象有關的題型關的題型2.加強綜合運用功能關系、機械能守恒定律和能量守恒定律解決多運動過程問加強綜合運用功能關系、機械能守恒定律和能量守恒定律解決多運動過程問題的訓練，提高運用動能定理和能量守恒定律解決帶電粒子在電場、磁場中的運動題的訓練，提高運用動能定理和能量守恒定律解決帶電粒子在電場、磁場中的運動問題的能力，關注以競技體育或近現(xiàn)代科技為背景命制的題目問題的能力，關注以競技體育或近現(xiàn)代科技為背景命制的題目3.原子物理和動量涉及的知識點多，且與科技相關，題目新穎，但難度不大，原子物理和動量涉及的知識點多，且與科技相關，題目新穎，但難度不大，因此，備考中應加強對基本概念和規(guī)律的理解，抓住動量守恒定律和原子核反應兩因此，備考中應加強對基本概念和規(guī)律的理解，抓住動量守恒定律和原子核反應兩條主線，注意綜合題目的分析思路，強化典題的訓練條主線，注意綜合題目的分析思路，強化典題的訓練. 第第1講功講功 功率功率 動能定理動能定理欄目導航2年考情回顧年考情回顧熱點題型突破熱點題型突破對點規(guī)范演練對點規(guī)范演練熱點題源預測熱點題源預測逐題對點特訓逐題對點特訓2年考情回顧年考情回顧設問設問方式方式物塊在圓軌道上的運動物塊在圓軌道上的運動 例例 (2017全國卷全國卷，14題題)(2017全全國卷國卷，16題題)物塊在粗糙斜面上的運動物塊在粗糙斜面上的運動 例例 (2016浙江卷，浙江卷，18題題)審題審題要點要點對象對象過程過程(幾個過程幾個過程)受力情況受力情況(大小、方向大小、方向)做功情況做功情況(正、負功，恒力功、變力功正、負功，恒力功、變力功)初末狀態(tài)的動能初末狀態(tài)的動能熱點題型突破熱點題型突破題型一題型一功和功率的計算功和功率的計算命題規(guī)律命題規(guī)律功和功率的計算是高考命題熱點之一，命題特點是：功和功率的計算是高考命題熱點之一，命題特點是：(1)根據(jù)定義計算功和功根據(jù)定義計算功和功率；率；(2)結合功能關系求功和功率；結合功能關系求功和功率；(3)聯(lián)系生活實際估算功和功率的大小聯(lián)系生活實際估算功和功率的大小 方法點撥方法點撥1功的計算方法功的計算方法(1)恒力做功的計算公式恒力做功的計算公式WFlcos ；(2)當當F為變力時，用動能定理為變力時，用動能定理WEk或功能關系求功，所求得的功是該過程或功能關系求功，所求得的功是該過程中外力對物體中外力對物體(或系統(tǒng)或系統(tǒng))做的總功；做的總功；(或者說是合力對物體做的功或者說是合力對物體做的功)(3)利用利用Fl圖象曲線下的面積求功；圖象曲線下的面積求功；(4)利用利用WPt計算計算 1. (多選多選)我國科學家正在研制航母艦載機使用的電磁彈射器艦載機總質量為我國科學家正在研制航母艦載機使用的電磁彈射器艦載機總質量為3.0104 kg，設起飛過程中發(fā)動機的推力恒為，設起飛過程中發(fā)動機的推力恒為1.0105 N；彈射器有效作用長度為；彈射器有效作用長度為100 m，推力恒定要求艦載機在水平彈射結束時速度大小達到，推力恒定要求艦載機在水平彈射結束時速度大小達到80 m/s.彈射過程中彈射過程中艦載機所受總推力為彈射器和發(fā)動機推力之和，假設所受阻力為總推力的艦載機所受總推力為彈射器和發(fā)動機推力之和，假設所受阻力為總推力的20%，則，則( )A彈射器的推力大小為彈射器的推力大小為1.1106 NB彈射器對艦載機所做的功為彈射器對艦載機所做的功為1.1108 JC彈射器對艦載機做功的平均功率為彈射器對艦載機做功的平均功率為8.8107 WD艦載機在彈射過程中的加速度大小為艦載機在彈射過程中的加速度大小為32 m/s2ABD【變式考法【變式考法】 在上述題在上述題1中，彈射器對艦載機做功的最大功率多大？中，彈射器對艦載機做功的最大功率多大？解析解析 最大功率為最大功率為PmF彈彈v1.110680W8.8107 W答案答案 8.8107 W2(2017全國卷全國卷)如圖，一光滑大圓環(huán)固定在桌面上，環(huán)面位于豎直平面如圖，一光滑大圓環(huán)固定在桌面上，環(huán)面位于豎直平面內，在大圓環(huán)上套著一個小環(huán)小環(huán)由大圓環(huán)的最高點從靜止開始下滑，在小環(huán)下內，在大圓環(huán)上套著一個小環(huán)小環(huán)由大圓環(huán)的最高點從靜止開始下滑，在小環(huán)下滑的過程中，大圓環(huán)對它的作用力滑的過程中，大圓環(huán)對它的作用力()A一直不做功一直不做功B一直做正功一直做正功C始終指向大圓環(huán)圓心始終指向大圓環(huán)圓心D始終背離大圓環(huán)圓心始終背離大圓環(huán)圓心解析解析 由于大圓環(huán)是光滑的，因此小環(huán)下滑的過程中，大圓環(huán)對小環(huán)的作用力方由于大圓環(huán)是光滑的，因此小環(huán)下滑的過程中，大圓環(huán)對小環(huán)的作用力方向始終與速度方向垂直，因此作用力不做功，向始終與速度方向垂直，因此作用力不做功，A項正確，項正確，B項錯誤；小環(huán)剛下滑項錯誤；小環(huán)剛下滑時，大圓環(huán)對小環(huán)的作用力背離大圓環(huán)的圓心，滑到大圓環(huán)圓心以下的位置時，大時，大圓環(huán)對小環(huán)的作用力背離大圓環(huán)的圓心，滑到大圓環(huán)圓心以下的位置時，大圓環(huán)對小環(huán)的作用力指向大圓環(huán)的圓心，圓環(huán)對小環(huán)的作用力指向大圓環(huán)的圓心，C、D項錯誤項錯誤AA (1)判斷力是否做功及做正、負功的方法判斷力是否做功及做正、負功的方法看力看力F的方向與位移的方向與位移l的方向間的夾角的方向間的夾角常用于恒力做功的情形常用于恒力做功的情形看力看力F的方向與速度的方向與速度v的方向間的夾角的方向間的夾角常用于曲線運動的情形常用于曲線運動的情形根據(jù)動能的變化：動能定理描述了合外力做功與動能變化的關系，即根據(jù)動能的變化：動能定理描述了合外力做功與動能變化的關系，即W合合Ek末末Ek初初，當動能增加時，合外力做正功；當動能減少時，合外力做負功，當動能增加時，合外力做正功；當動能減少時，合外力做負功(2)求功率時應注意的問題求功率時應注意的問題首先要明確所求功率是平均功率還是瞬時功率，對應于某一過程的功率為平首先要明確所求功率是平均功率還是瞬時功率，對應于某一過程的功率為平均功率，對應于某一時刻的功率為瞬時功率均功率，對應于某一時刻的功率為瞬時功率求功率大小時要注意求功率大小時要注意F與與v方向間的夾角方向間的夾角對結果的影響對結果的影響 題型二題型二動能定理的應用動能定理的應用命題規(guī)律命題規(guī)律高考對動能定理的命題主要考查：高考對動能定理的命題主要考查：(1)應用動能定理計算功或力的大?。粦脛幽芏ɡ碛嬎愎蛄Φ拇笮?；(2)應應用動能定理分析圓周運動，拋體運動等等多種不同的運動過程中遵循的規(guī)律用動能定理分析圓周運動，拋體運動等等多種不同的運動過程中遵循的規(guī)律 方法點撥方法點撥1應用動能定理解題的基本思路應用動能定理解題的基本思路(1)選取研究對象，明確它的運動過程選取研究對象，明確它的運動過程(2)分析研究對象的受力情況和各力做功情況，然后求各個外力做功的代數(shù)和分析研究對象的受力情況和各力做功情況，然后求各個外力做功的代數(shù)和(3)明確物體在運動過程初、末狀態(tài)的動能明確物體在運動過程初、末狀態(tài)的動能Ek1和和Ek2.(4)列出動能定理的方程列出動能定理的方程W合合Ek2Ek1，及其他必要的解題方程，進行求解，及其他必要的解題方程，進行求解2動能定理的適用情況動能定理的適用情況適用于解決單個物體適用于解決單個物體(或可看作單個物體的物體系統(tǒng)或可看作單個物體的物體系統(tǒng))受力與位移、速度關系的受力與位移、速度關系的問題動能定理既適用于直線運動，也適用于曲線運動；既適用于恒力做功，也適問題動能定理既適用于直線運動，也適用于曲線運動；既適用于恒力做功，也適用于變力做功力可以是各種性質的力既可以同時作用，也可是分段作用用于變力做功力可以是各種性質的力既可以同時作用，也可是分段作用1. (2017山東重點中學聯(lián)考山東重點中學聯(lián)考)如圖所示，在某豎直平面內，光滑曲面如圖所示，在某豎直平面內，光滑曲面AB與水平與水平面面BC平滑連接于平滑連接于B點，點，BC右端連接一口深為右端連接一口深為H，寬度為，寬度為d的深井的深井CDEF，一個質量為，一個質量為m的小球放在曲面的小球放在曲面AB上，可從距上，可從距BC面不同的高度處靜止釋放小球已知面不同的高度處靜止釋放小球已知BC段長段長L，小球與，小球與BC間的動摩擦因數(shù)為間的動摩擦因數(shù)為，取重力加速度，取重力加速度g10 m/s2.則則(1)若小球恰好落在井底若小球恰好落在井底E點處，求小球釋放點處，求小球釋放點距點距BC面的高度面的高度h1；(2)若小球不能直接落在井底，求小球打在井若小球不能直接落在井底，求小球打在井壁壁EF上的最小動能上的最小動能Ekmin和此時的釋放點距和此時的釋放點距BC面面的高度的高度h2.突破點撥突破點撥(1)小球從小球從A到到C過程中，根據(jù)動能定理求出過程中，根據(jù)動能定理求出C點速度，從點速度，從C點飛出做平拋運動剛點飛出做平拋運動剛好到達好到達E點點(2)小球不能直接落在井底，而打在井壁上的動能，跟釋放點距小球不能直接落在井底，而打在井壁上的動能，跟釋放點距BC面的高度面的高度h2有關，找出這個動能跟有關，找出這個動能跟h2的關系并依據(jù)數(shù)學知識求出最小動能的關系并依據(jù)數(shù)學知識求出最小動能 【變式考法【變式考法】 (2017湖南長沙一模湖南長沙一模)如圖所示，質量為如圖所示，質量為m的小球從的小球從A端由靜止開端由靜止開始沿粗糙曲面軌道始沿粗糙曲面軌道AB滑下，從滑下，從B端水平飛出，撞擊到一個與水平地面成端水平飛出，撞擊到一個與水平地面成37的的斜面上，撞擊點為斜面上，撞擊點為C.已知斜面頂端與曲面末端已知斜面頂端與曲面末端B相連，相連，A、B間的高度差為間的高度差為2H，B、C間的高度差為間的高度差為H，不計空氣阻力，重力加速度為，不計空氣阻力，重力加速度為g，求小球在曲面上運動時克服阻，求小球在曲面上運動時克服阻力做的功力做的功(已知已知sin 370.6)2(2017江蘇卷江蘇卷)一小物塊沿斜面向上滑動，然后滑回到原處物塊初動能為一小物塊沿斜面向上滑動，然后滑回到原處物塊初動能為Ek0，與斜面間的動摩擦因數(shù)不變，則該過程中，物塊的動能，與斜面間的動摩擦因數(shù)不變，則該過程中，物塊的動能Ek與位移與位移x關系的圖線關系的圖線是是()C解析解析 設物塊與斜面間的動摩擦因數(shù)為設物塊與斜面間的動摩擦因數(shù)為，物塊的質量為，物塊的質量為m，則物塊在上滑過程，則物塊在上滑過程中根據(jù)功能關系有中根據(jù)功能關系有(mgsin mgcos )xEkEk0，即，即EkEk0(mgsin mgcos )x，物塊沿斜面下滑的過程中有，物塊沿斜面下滑的過程中有(mgsin mgcos )(x0 x)Ek，由此可，由此可以判斷以判斷C項正確項正確3.如圖所示，一半徑為如圖所示，一半徑為R、粗糙程度處處相同的半圓形軌道豎直固定放置，直、粗糙程度處處相同的半圓形軌道豎直固定放置，直徑徑POQ水平一質量為水平一質量為m的質點自的質點自P點上方高度為點上方高度為R處由靜止開始下落，恰好從處由靜止開始下落，恰好從P點點進入軌道質點滑到軌道最低點進入軌道質點滑到軌道最低點N時，對軌道的壓力為時，對軌道的壓力為4mg，g為重力加速度的大為重力加速度的大小，用小，用W表示質點從表示質點從P點運動到點運動到N點的過程中克服摩擦力所做的功則點的過程中克服摩擦力所做的功則()C(1)應用動能定理解題步驟應用動能定理解題步驟了解由哪些過程組成，選哪個過程進行研究；了解由哪些過程組成，選哪個過程進行研究；分析每個過程物體的受力情況；分析每個過程物體的受力情況；各個力做功有何特點，對動能的變化有無貢獻；各個力做功有何特點，對動能的變化有無貢獻；總體把握全過程，表達出總功，找出初、末狀態(tài)的動能；總體把握全過程，表達出總功，找出初、末狀態(tài)的動能；對所研究的全過程運用動能定理列方程對所研究的全過程運用動能定理列方程(2)一過程，兩狀態(tài)一過程，兩狀態(tài)應用動能定理的著眼點，即明確研究對象的始、末狀態(tài)的速度或動能情況，明應用動能定理的著眼點，即明確研究對象的始、末狀態(tài)的速度或動能情況，明確研究過程，關注這一過程的位置變化或位移信息確研究過程，關注這一過程的位置變化或位移信息熱點題源預測熱點題源預測機車的啟動問題機車的啟動問題考向考向預測預測機車啟動問題在高考中常有命題，可以綜合功率、動能定理、牛頓運動定機車啟動問題在高考中常有命題，可以綜合功率、動能定理、牛頓運動定律、運動學公式和律、運動學公式和vt圖等知識，考查學生的綜合分析能力題型為選擇圖等知識，考查學生的綜合分析能力題型為選擇題或計算題題或計算題解題解題關鍵關鍵解決機車啟動問題要注意四點：解決機車啟動問題要注意四點：(1)分清是勻加速啟動還是恒定功率啟動分清是勻加速啟動還是恒定功率啟動(2)勻加速啟動過程中，機車功率是不斷增大的，但該過程中的最大功率是勻加速啟動過程中，機車功率是不斷增大的，但該過程中的最大功率是額定功率額定功率(3)以額定功率啟動的過程中，牽引力是不斷減小的，機車做加以額定功率啟動的過程中，牽引力是不斷減小的，機車做加速度減小的加速運動，牽引力的最小值等于阻力速度減小的加速運動，牽引力的最小值等于阻力(4)無論哪種運行過程，無論哪種運行過程，機車的最大速度都等于其勻速運動時的速度，即機車的最大速度都等于其勻速運動時的速度，即vm(式中式中Fmin為最小牽為最小牽引力，其值等于阻力引力，其值等于阻力F阻阻)失分失分防范防范(1)機車勻加速啟動時，牽引力是恒力，可應用牛頓第二定律和運動學公式機車勻加速啟動時，牽引力是恒力，可應用牛頓第二定律和運動學公式列式，牽引力做功可用列式，牽引力做功可用WFl求解求解(2)機車以恒定功率啟動時，牽引力是機車以恒定功率啟動時，牽引力是變力，牽引力做功用變力，牽引力做功用WPt求解，此過程不能應用勻變速直線運動的公式求解，此過程不能應用勻變速直線運動的公式列式，一般可用動能定理列式列式，一般可用動能定理列式【預測【預測】 水平面上靜止放置一質量為水平面上靜止放置一質量為m0.2 kg的物塊，固定在同一水平面上的物塊，固定在同一水平面上的小型電動機通過水平細線牽引物塊，使物塊由靜止開始做勻加速直線運動，的小型電動機通過水平細線牽引物塊，使物塊由靜止開始做勻加速直線運動，2秒秒末達到額定功率，其末達到額定功率，其vt圖線如圖所示，物塊與水平面間的動摩擦因數(shù)為圖線如圖所示，物塊與水平面間的動摩擦因數(shù)為0.1，g10 m/s2，電動機與物塊間的距離足夠遠求：，電動機與物塊間的距離足夠遠求：(1)物塊做勻加速直線運動時受到的牽引力大小；物塊做勻加速直線運動時受到的牽引力大??；(2)電動機的額定功率；電動機的額定功率；(3)物塊在電動機牽引下，最終能達到的最大速度物塊在電動機牽引下，最終能達到的最大速度思維導航思維導航規(guī)范答題規(guī)范答題設警車達到最大速度后又經(jīng)過設警車達到最大速度后又經(jīng)過t2的時間追上汽車，根據(jù)位移關系有的時間追上汽車，根據(jù)位移關系有x1v2t2v1(t1t2)，代入數(shù)據(jù)，解得代入數(shù)據(jù)，解得t257.5 s.故警車達到最大速度到追上汽車的過程中運動的位移為故警車達到最大速度到追上汽車的過程中運動的位移為x2v2t22 300 m，則警車追上汽車時離出發(fā)點的距離為則警車追上汽車時離出發(fā)點的距離為xx1x22 400 m.答案答案 能能2 400 m適用對象：高中學生制作軟件：Powerpoint2003、 Photoshop cs3運行環(huán)境：WindowsXP以上操作系統(tǒng)