第一篇 专题二 第七讲　动能定理　机械能守恒定律　能量守恒定律-2024年高考物理大二轮复习

这是一份第一篇 专题二 第七讲　动能定理　机械能守恒定律　能量守恒定律-2024年高考物理大二轮复习，文件包含第一篇专题二第7讲动能定理机械能守恒定律能量守恒定律pptx、第一篇专题二第7讲动能定理机械能守恒定律能量守恒定律docx、专题二第7讲动能定理机械能守恒定律能量守恒定律docx等3份试卷配套教学资源，其中试卷共25页， 欢迎下载使用。
第7讲　动能定理　机械能守恒定律　能量守恒定律
(2021·山东卷·3)如图所示，粗糙程度处处相同的水平桌面上有一长为L的轻质细杆，一端可绕竖直光滑轴O转动，另一端与质量为m的小木块相连。木块以水平初速度v0出发，恰好能完成一个完整的圆周运动。在运动过程中，木块所受摩擦力的大小为
(2022·浙江1月选考·20)如图所示，处于竖直平面内的一探究装置，由倾角α＝37°的光滑直轨道AB、圆心为O1的半圆形光滑轨道BCD、圆心为O2的半圆形光滑细圆管轨道DEF、倾角也为37°的粗糙直轨道FG组成，B、D和F为轨道间的相切点，弹性板垂直轨道固定在G点(与B点等高)，B、O1、D、O2和F点处于同一直线上。已知可视为质点的滑块质量m＝0.1 kg，轨道BCD和DEF的半径R＝0.15 m，轨道AB长度lAB＝3 m，滑块与轨道FG间的动摩擦因数μ＝ ，滑块与弹性板作用后，以等大速度弹回，sin 37°＝0.6，cs 37°＝0.8。滑块开始时均从轨道AB上某点静止释放。
(1)若释放点距B点的长度l＝0.7 m，求滑块到最低点C时轨道对其支持力FN的大小；
滑块由静止释放到C点过程，由能量守恒定律有
(2)设释放点距B点的长度为lx，滑块第一次经F点时的速度v与lx之间的关系式；
要保证滑块能到F点，必须能过DEF的最高点，当滑块恰能达到最高点时，根据动能定理可得mgl1sin 37°－(3mgRcs 37°＋mgR)＝0解得l1＝0.85 m因此要能过F点必须满足lx≥0.85 m能过最高点，则能到F点，根据动能定理可得
(3)若滑块最终静止在轨道FG的中点，求释放点距B点长度lx的值。
设摩擦力做功为第一次到达中点时的n倍
又因为lAB≥lx≥0.85 m，lAB＝3 m，
1.应用动能定理解题的步骤图解：
2.应用动能定理的四点提醒：(1)动能定理往往用于单个物体的运动过程，由于不涉及加速度和时间，比动力学方法要简捷。(2)动能定理表达式是一个标量式，在某个方向上应用动能定理是没有依据的。(3)物体在某个运动过程中包含几个运动性质不同的小过程(如加速、减速的过程)，对全过程应用动能定理，往往能使问题简化。(4)多过程往复运动问题一般应用动能定理求解。
1.判断物体或系统机械能是否守恒的三种方法
2.机械能守恒定律的表达式
3.连接体的机械能守恒问题
说明：以上连接体不计阻力和摩擦力，系统(包含弹簧)机械能守恒，单个物体机械能不守恒。若存在摩擦生热，机械能不守恒，可用能量守恒定律进行求解。
(2022·全国乙卷·16)固定于竖直平面内的光滑大圆环上套有一个小环，小环从大圆环顶端P点由静止开始自由下滑，在下滑过程中，小环的速率正比于A.它滑过的弧长B.它下降的高度C.它到P点的距离D.它与P点的连线扫过的面积
如图所示，设小环下降的高度为h，大圆环的半径为R，小环到P点的距离为L，
(2023·江苏连云港市模拟)如图所示，竖直面内处于同一高度的光滑钉子M、N相距2L。带有光滑小孔的小球A穿过轻绳，轻绳的一端固定在钉子M上，另一端绕过钉子N与小球B相连，B球质量为m。用手将A球托住静止在M、N连线的中点P处，此时B球也处于静止状态。放手后，A球下落的最大距离为L，重力加速度为g，B球未运动到钉子N处。(1)A球的质量mA；
根据A、B系统机械能守恒有mAghA＝mghB解得A球的质量mA＝m
(2)A球下落0.75L时的速度大小v。
A球下落0.75L时，设A球与M或N连线与竖直方向的夹角为θ，根据几何关系有
如图所示，质量为2 000 kg的电梯的缆绳发生断裂后向下坠落，电梯刚接触井底缓冲弹簧时的速度为4 m/s，缓冲弹簧被压缩2 m时电梯停止了运动，下落过程中安全钳总共提供给电梯17 000 N的滑动摩擦力。已知弹簧的弹性势能为Ep＝ kx2(k为弹簧的劲度系数，x为弹簧的形变量)，安全钳提供的滑动摩擦力等于最大静摩擦力，重力加速度g＝10 m/s2，下列说法正确的是A.弹簧的劲度系数为3 000 N/mB.整个过程中电梯的加速度一直在减小C.电梯停止在井底时受到的摩擦力大小为17 000 ND.从电梯接触弹簧到速度最大的过程中电梯和弹簧 组成的系统损失的机械能约为4 636 J
与弹簧接触前，电梯做匀加速直线运动，接触弹簧后，先做加速度逐渐减小的加速运动后做加速度逐渐增大的减速运动，故B错误；电梯停止在井底时，由受力平衡得kΔx＝mg＋Ff静，代入数据解得Ff静＝kΔx－mg＝22 000 N－20 000 N＝2 000 N，故C错误；
(2023·江苏盐城市、南京市期末)如图，一长L＝6 m的倾斜传送带在电动机带动下以速度v＝4 m/s沿顺时针方向匀速转动，传送带与水平方向的夹角θ＝37°，质量m1＝4 kg的小物块A和质量m2＝2 kg的小物块B由跨过定滑轮的轻绳连接，A与定滑轮间的绳子与传送带平行，不可伸长的轻绳足够长。某时刻将物块A轻轻放在传送带底端，已知物块A与传送带间的动摩擦因数μ＝0.5，不计滑轮的质量与摩擦，在A运动到传送带顶端前物块B都没有落地。取sin 37°＝0.6，cs 37°＝0.8，重力加速度g＝10 m/s2。求：(1)物块B刚下降时的加速度a的大小；
对A分析FT＋μm1gcs θ－m1gsin θ＝m1a对B分析m2g－FT＝m2a解得a＝2 m/s2
(2)物块A从底端到达顶端所需的时间t；
物块A从底端到达顶端所需的时间t＝t1＋t2＝2.5 s
(3)物块A从底端到达顶端时，电动机多做的功W。
物块A从底端到达顶端时，与传送带的相对位移Δx＝vt1－x1＝4 m
涉及物体在传送带上运动的具体细节问题，一般用动力学观点进行解决。传送带因传送物体多做的功，从能量的观点进行分析，等于物体增加的动能、重力势能及摩擦生热，而摩擦生热需要用摩擦力与相对路程的乘积进行求解。
1.如图所示，倾角为θ的斜面AB段光滑，BP段粗糙，一轻弹簧下端固定于斜面底端P处，弹簧处于原长时上端位于B点，可视为质点、质量为m的物体与BP之间的动摩擦因数为μ(μ