（京津鲁琼版）2020版高考物理总复习 第五章 紧扣高考热点 培养核心素养课件

第五章机械能及其守恒定律紧扣高考热点培养核心素养热点1变力做功的计算(多选)(2019·安徽安庆一模)如图所示，摆球质量为m，悬线长为L，把悬线拉到水平位置后释放．设在摆球从A点运动到B点的过程中空气阻力的大小F阻始终恒定不变，则下列说法正确的是()A．重力做功为mgLB．悬线的拉力做功为零C．空气阻力做功为－mgLD．空气阻力做功为－12F阻πL[解析]摆球下落过程中，重力做功为mgL，选项A正确；悬线的拉力始终与速度的方向垂直，故拉力做功为零，选项B正确；空气阻力大小不变，方向始终与摆球运动方向相反，故做功为－12F阻πL，选项C错误，D正确．[答案]ABD此题最容易出现的错误是在计算空气阻力做功的时候，看到空气阻力的大小不变，就直接计算出小球的位移，然后用功的定义式进行计算．殊不知，我们说的恒力做功，一定是力的大小、方向均不变的情况．热点2机车启动问题(多选)(2019·广东揭阳模拟)质量为400kg的赛车在平直赛道上以恒定功率加速，受到的阻力不变，其加速度a与速度的倒数1v的关系如图所示，则赛车()A．速度随时间均匀增大B．加速度随时间均匀增大C．输出功率为160kWD．所受阻力大小为1600N[解析]由题图可知，加速度是变化的，故赛车做变加速直线运动，选项A错误；由P＝F·v和F－F阻＝ma可得a＝Pm·1v－F阻m，由此式可知，赛车速度增大时，加速度逐渐减小，故赛车做加速度逐渐减小的加速运动，选项B错误；由a＝Pm·1v－F阻m结合a－1v图象可得F阻＝4m(N)，P＝400m(W)，代入数据解得F阻＝1600N，P＝160kW，选项C、D正确．[答案]CD本题以赛车在恒定功率加速过程中的a－1v图象为背景，结合赛车运动的实际情境，建立物理模型，恰当推理，然后运用数学方法进行分析计算，体现了物理核心素养中的“科学思维”．热点3动能定理在多过程或往复运动中的应用(2019·浙江杭州模拟)如图所示是某游乐场新建的水上娱乐项目．在运营前需要通过真实场景模拟来确定其安全性．质量为120kg的皮划艇载着质量为60kg的乘客模拟，以一定速度冲上倾角θ＝37°、长度LAB＝8m的长直轨道AB，皮划艇恰好能到达B点．设皮划艇之后能通过B点到达下滑轨道BC上．皮划艇到达C点后，进入半径R＝5m的圆弧涉水轨道CDE，其中圆弧轨道CDE与轨道BC相切于C点，轨道AB与轨道BC垂直；C与E等高，A与D等高，D为最低点．已知皮划艇与轨道AB、BC间的动摩擦因数均为μ＝0.5，sin37°＝0.6，cos37°＝0.8，涉水轨道可视为光滑轨道，不计其他阻力和浮力，皮划艇和乘客模型可看做质点．(1)求皮划艇在A点的速度大小；(2)求皮划艇经过CDE轨道的最低点D时，对轨道的压力大小．[解析](1)由几何关系可知，皮划艇上升高度为H＝4.8m，皮划艇由A运动到B的过程中，由运动定理可得－mgH－μmgLABcosθ＝0－12mv2A，解得vA＝410m/s.(2)由几何关系可知，轨道BC的长度为x＝3.5m，B点到D点的高度差为H＝4.8m．在皮划艇从B运动到D的过程中，由动能定理得mgH－μmgxsinθ＝12mv2D，在D点对皮划艇受力分析可得FN－mg＝mv2DR，代入数据可解得FN＝4500N，由牛顿第三定律可知，在D点时皮划艇对轨道的压力大小为4500N.[答案]见解析以游乐场中的水上娱乐项目为命题情境，创设了匀变速直线运动、圆周运动等不同的运动情境，促进学生形成物质观念、运动观念，体现了对“物理观念”的考查；将皮划艇和乘客模型抽象为一个质点，进行科学模型建构，对运动过程进行分段分析，然后选择不同的物理规律，结合数学进行解决，体现了对物理核心素养中的“科学思维”的考查．热点4机械能守恒定律的应用如图所示为在游乐场中过山车的装置原理示意图，过山车由许多节完全相同的车厢组成，过山车启动后先沿光滑水平轨道行驶，然后滑上一固定的半径为R的竖直圆形光滑轨道，若过山车全长为L(L＞2πR)，R远大于一节车厢的长度和高度，那么过山车在运动到圆形光滑轨道前的速度至少要多大，才能使整个过山车安全通过固定的圆形轨道(车厢间的距离不计)．[思路点拨]过山车运动过程中机械能守恒，当过山车在圆形轨道上运动的时候，过山车在圆形轨道上的那一部分重力势能增加，再结合过山车通过圆形轨道最高点的临界条件即可求解．[解析]当过山车进入轨道后，动能逐渐向重力势能转化，车速逐渐减小．设过山车运动到圆形光滑轨道前的速度为v0，当车厢占满圆形轨道时的速度最小，设此时过山车的速度为v，设过山车的质量为M，则圆形光滑轨道上那部分过山车的质量为M′＝ML·2πR，由机械能守恒定律可得12Mv20＝12Mv2＋M′gR，过山车能够在圆形轨道内做圆周运动，则在圆形轨道顶部应满足M′g＝M′v2R，联立以上各式可求得v0＝1＋4πRLgR.[答案]见解析以过山车创设试题情境，通过受力分析，结合临界条件，采用机械能守恒定律解决实际问题，从而促进学生形成物质观念和相互作用观念，体现了物理核心素养中的“物理观念”这一要素．通过将实际问题转化为物理模型，然后对物理模型进行分析推理．综合运用物理、数学知识进行求解，体现了对“科学思维”的考查．热点5能量守恒定律的应用(多选)(2019·浙江嘉兴一中模拟)在儿童乐园的蹦床项目中，小孩在两根弹性绳和弹性床的协助下实现上下弹跳，如图所示．某些蹦床活动中小孩静止时处于O点，当其弹跳到最高点A后下落可将蹦床压到最低点B，小孩可看成质点．不计空气阻力，下列说法正确的是()A．从A点运动到O点，小孩重力势能的减少量大于动能的增加量B．从O点运动到B点，小孩机械能的减少量等于蹦床弹性势能的增加量C．从A点运动到B点，小孩机械能的减小量小于蹦床弹性势能的增加量D．从B点返回到A点，小孩机械能的增加量大于蹦床弹性势能的减少量[解析]从A点运动到O点，小孩的速度不断增大，根据能量转化和守恒定律可知，其重力势能的减少量等于增加的动能与弹性绳的弹性势能之和，故重力势能的减小量大于动能的增加量，选项A正确；从O点运动到B点，小孩的速度不断减小，根据能量守恒定律可知，小孩机械能减小量等于弹性绳、蹦床弹性势能增加量，故小孩机械能减少量大于蹦床弹性势能的增加量，选项B错误；从A点运动到B点，小孩机械能转化为弹性绳和蹦床的弹性势能，则知小孩机械能减少量大于蹦床弹性势能增加量，选项C错误；从B点返回到A点的过程中，弹性绳的弹性势能和蹦床的弹性势能转化为小孩的机械能，则知小孩机械能增加量大于蹦床弹性势能的减少量，选项D正确．[答案]AD本题是结合蹦床运动来考查变速运动过程中能量的转化问题，试题联系实际，情境熟悉，解答时如何从这些熟悉的生活情境中抽象出物理学特征，然后应用所学的物理知识解决问题，正是物理学科核心素养中的“科学思维”的体现．