1 2022 高考物理二轮备 考 专题二能量与动量 西华一高高三物理组 02 2022 栏目导航 本板块在高考命题特点 ⑴ 、主要集中在：功和功率、动能定理、机械能守 ： 恒定律、动量定理和动量守恒定律等，试题难度中 等或偏上。 ⑵ 、单独命题多以选择题形式呈现，而动能定理 、机械能守恒定律、动量守恒定律及能量守恒定 律的综合问题，常以计算题的形式呈现，有时甚 至以压轴题的形式呈现。 ⑶ 、本板块在高考命题中命题情境多与生产、生 活、体育、娱乐及现代科技相联系。 本板块知识体 系 ① 合力做 牛 顿 第 二 定 律 七 功：力 功是能 种 对位移 量转化 功 的累积 的量度 与 能 冲量 量 正大负小零守恒 ：力 转 化 对时 间的 功 重力做 ② 功 弹力做 ③ 功 ④ 静电力 功 ⑤ 安培力 功 ⑥ 其他力 功 ⑦ 摩擦力的功 动能变化 △ Ek 重力势能变化 △Ep 弹性势能变化 △Ep 电势能变化 △Ep 电能变化 -△E 电 机械能变化△ E 机 内能变化 Q 能量守 恒 ①E 初＝ E ②ΔE 增＝ ΔE 末 减 冲量 ：力 对时 间的 累积 I合= △ P ①p ＝ p′ 如果一个 系统不受 外力，或 者所受外 力的矢量 和为 0 ② p 1＋ p 2 ＝ p1′ ＋ p2′ ③Δp1 ＝－ Δp2 ④Δp ＝ （ 1 ）套路 （2 ： ）口 动量列守恒 诀 动能列变化 完全弹性碰撞 完全非弹性碰撞 爆炸、反冲类 2022 高考物理备 考 专题二　能量与动 量 第 2 课时　 功能关系　能量守恒 考点一、机械能守恒定律的应用 [ 知能必 1 ．判断机械能是否守恒的两个角度 备] (1) 从功的角度：若只有物体重力和弹簧弹力做功，则物体和弹簧组成的 系统机械能守恒． w 其 = △E 正大负小零守恒 (2) 从能的角度：若系统内部只有动能和势能的相互转化，没有其他形式 机 的能 ( 如内能 ) 与机械能相互转化，且系统与外部也没有能量的转移或转化， 则系统机械能守恒． 式 2 ．机械能守恒定律的三种表达形 ① 守恒 式 ② 转化 式 ③ 转移 式 E1=E2 △Ek=-△Ep △EA=-△EB 要选择零势 面 不用选零势 面 不用选零势 面 [ 典例剖 例 1 、如图所示，位于竖直面内的光滑轨道 AB ，与半径为 R 的光滑圆 析] 形轨道底部相通，圆形轨道上部有一缺口 CDE ， D 点为圆形最高 点，∠ COD ＝∠ DOE ＝ 30° ，质量为 m 可视为质点的小球自光滑轨道 AB 上某点由静止下滑，由底部进入圆形轨道，通过不断调整释放位置，直到小 D 球从 C 点飞出后能无碰撞的从 E 点进入左侧轨道，重力加速度为 g. 下列说法 正确的是 ( 　　 ) A ．小球通过最高点的速度大小为 B ．小球通过 C 点时速度大小为 C ．小球从 C 点运动到最高点的时间为 D ．释放点距地面的高度为 面 例 2 、如图所示，一半圆形光滑轨道固定在竖直平面内，半圆顶点有 大小可不计的定滑轮， O 点为其圆心， AB 为半圆上两点， OA 处于水平 方向， OB 与竖直方向夹角为 45°. 一轻绳两端连接大小可不计的两个小球 甲、乙，初始时甲、乙分别静止在 B 、 O 两点，绳子处于拉直状态．已知 甲球的质量 m1 ＝ 2 kg ，乙球的质量 m2 ＝ 1 kg ，半圆轨道的半径 r ＝ 1 m ，当地重力加速度为 g ＝ 10 m/s2 ，忽略一切摩擦．解除约束后，两球 开始运动的过程中，下列说法正确的是 ( 　　 ) D A ．甲球沿着球面运动过程中， 甲、乙两球系统的机械能减少 B ．甲球沿着球面运动过程中， 甲球机械能增加 C ．甲球一定能沿圆弧面下滑经过 A 点 D ．甲球一定在到达 A 点之前离开圆弧 [ 规律总 应用机械能守恒定律解题的基本思路 结] ① 选对象 ① 单个物体 ② 多个物体组成的系统 ③ 含弹簧的系统 ② 受力分 析 ③ 选零势 面 ④ 列守恒 方程 分析研究对象运动过程中的受力分析，明确 各力的做功情况，判定机械能是否守恒 ⑤ 解方程 解方程求出结果，并对结果进行必要的讨论和说 明。 明确对象初末状态机械 能 根据守恒定律列方 程 [精 练] 1 ． (2021·“ 八省联考”重庆市学业水平选择考适应性测试 ) 一质量为 m 的物 块仅在重力作用下运动，物块位于 r1 和 r2 时的重力势能分别为 3E0 和 E0(E0 ＞ ． 若物块位于 r1 时速度为 0 ，则位于 r2 时其速度大小为 ( ) A   A．2 C． 2 B． D．4 可伸长的轻绳一端与小环相连，另一端跨过光滑的定滑轮与质量为 M 的物块相 连，已知 M ＝ 2m. 与定滑轮等高的 A 点和定滑轮之间的距离为 3 m ，定滑轮 小 及质量可忽略．现将小环从 A 点由静止释放，小环运动到 C 点速度为 0. 重力 AD 速 2 度取 g ＝ 10 m/s . 下列说法正确的是 ( ) A ． A 、 C 间距离为 4m B ．小环最终静止在 C 点 C ．小环下落过程中减少的重力 势能始终等于物块增加的机械能 D ．当小环下滑至绳与杆的夹角 为 60° 时，小环与物块的动能之 比为 2∶1 力 的 3 ． (2021· 湖 北 随 州 市 3 月 调 研 )( 多选 ) 如图所示，质量分别为 2m 、 m 的小滑块 A 、 B ，其中 A 套在固定的竖直杆上， B 静置于水平地 面上， A 、 B 间通过铰链用长为 L 的刚性轻杆连接．一轻弹簧左端与 B 相 连，右端固定在竖直杆上，弹簧水平．当 α ＝ 30° 时，弹簧处于原长状 态，此时将 A 由静止释放，下降到最低点时 α 变为 45° ，整个运动过程 中， A 、 B 始终在同一竖直平面内，弹簧在弹性限度内，忽略一切摩擦， 不计空气阻力，重力加速度为 g. 则 A 下降过程中 ( 　　 ) BD A ． A 、 B 组成的系统机械能守恒 B ．弹簧弹性势能的最大值为 ()mgL C ．竖直杆对 A 的弹力一定大于弹簧弹 D ． A 的速度达到最大值前，地面对 B 支持力小于 3mg [ 知能必 考点二、功能关系的理解和应用 1 ．常见的功能关 备 ]合 外 力 做 功 系与 动 能 的 关 (1) W 合＝ ΔEk. (2) 重 力 做 功 与 重 力 势 能 的 关 W ＝－ ΔE . 系： G p 系：(3) 弹 力 做 功 与 弹 性 势 能 的 关 W ＝－ ΔE . 弹 p 系： (4) 除 重 力以 外 其 他力做 功与 机械 能的关 W 其他＝ ΔE 机． 系：(5) 滑 动 摩 擦 力 做 功 与 内 能 的 关 Ffx 相对＝ ΔE 内 系：(6) 电场力做功与电势能的关系： ． W 电＝－ ΔEp 电 (7) 克 服 安 培 力 做 功 与 电 能 的 关 ． W ＝ ΔE 克 电 2 ．功能关系的应用“三注意” (1) 分清是什么力做功，并且分析该力做正功还是做负功； 根据功能之间的对应关系，确定能量之间的转化情况． (2) 当涉及滑动摩擦力做功时，机械能不守恒，一般应用能量守恒定律求 。 特别注意 摩擦产生的内能 Q ＝ F l ， l 为相对 f 相对 相对 ： 滑动的两物体间相对滑动路径的总长度． (3) 解题时，首先确定初、末状态，然后分清有多少种形式的能在化， 再分析状态变化过程中哪种形式的能量减少，哪种形式的能量增加，求 出减少的能量总和 ΔE 减和增加的能量总和 ΔE 增， 最后由 ΔE 减＝ ΔE 增列式求 解． [典 　例、 (2020· 全国卷Ⅰ )( 例多选 ] ) 一物块在高 3.0 m 、长 5.0 m 的斜 端从静止开始沿斜面下滑，其重力势能和动能随下滑距离 s 的变化如 AB 2 图中直线Ⅰ、Ⅱ所示，重力加速度取 10 m/s . 则 ( 　　 ) A ．物块下滑过程中机械能不守恒 B ．物块与斜面间的动摩擦因数为 0.5 C ．物块下滑时加速度的大小为 6.0 m/s2 D ．当物块下滑 2.0 m 时机械能损失了 12 J [精 1 ． (2021· 东北三省四市教研联合体高三一模 )( 多选 ) 第 22 练] 届哈尔滨冰雪大世界开门迎客了，近 400 m 长的极速大滑梯是大 人、孩子最喜欢的王牌娱乐项目．一名游客坐在雪橇上下滑了一段 路程，重力对他做功 3000 J ，他克服阻力做功 500 J ，则在此过程 中这名游客 ( 　　 ) CD A ．重力势能增加了 3000 J B ．动能增加了 3000 J C ．动能增加了 2500 J D ．机械能减少了 500 J 2 ． (2021· 江苏省无锡市二模 )( 多选 ) 如图所示，楔形木 块 abc 固定在水平面上，粗糙斜面 ab 和光滑斜面 bc 与水平面 的夹角相同，顶角 b 处安装一定滑轮．质量分别为 M 、 m(M>m) 的滑块、通过不可伸长的轻绳跨过定滑轮连接， 轻绳与斜面平行．两滑块由静止释放后，沿斜面做匀加速运动． 若不计滑轮的质量和摩擦，在两滑块沿斜面运动的过程中 ( 　　 ) CD A ．两滑块组成的系统机械能守恒 B ．重力对 M 做的功等于 M 动能的增加 C ．轻绳对 m 做的功等于 m 机械能的增 D ．两滑块组成的系统的机械能损失等 M 克服摩擦力做的功 3 ． ( 多选 ) 一足够长的传送带与水平面的夹角为 θ ，以一定的速 度匀速运动．某时刻在传送带适当的位置放上具有一定初速度的物块 ( 如图甲所示 ) ，以此时为 t ＝ 0 时刻记录了物块之后在传送带上运动 的速度随时间的变化关系，如图乙所示 ( 图中取沿斜面向上的运动方 向为正方向，其中两坐标大小 v1>v2) ．已知传送带的速度保持不 变，则下列判断正确的是 ( 　　 ) AC A ．若物块与传送带间的动摩擦 因数为 μ ，则 μ>tan θ B ． 0 ～ t1 时间内，传送带对 物块做正功 C ． 0 ～ t2 时间内，系统产生 的热量一定比物块动能的减少量大 D ． 0 ～ t2 时间内，传送带对 考点三、动力学及功能关系的综合应用 [ 知能必备 ] 做好两个分析 (1) 综 合 受 力 分 析 、 运 动 过 程 分 析， 由牛顿运动定律做好动力学分析． (2) 分析各力做功情况，做好能量的转化与守恒的分析 把握运动各阶段的运动性质，各连接点、临界点的力学 特征、运动特征和能量特征．