高考物理一輪復(fù)習(xí)-第五章-章末提升-核心素養(yǎng)培養(yǎng)

核心素養(yǎng)培養(yǎng)素養(yǎng)1物理觀念——物理概念和規(guī)律的辨析

5．機(jī)械能守恒定律的三種表達(dá)形式：E1＝E2，ΔEk＝－ΔEp，ΔEA增＝ΔEB減。6．做功的過程一定伴隨著能量的轉(zhuǎn)化，而且能量的轉(zhuǎn)化必須通過做功來實(shí)現(xiàn)。BCD1．“鏈條”“液柱”類的物體在運(yùn)動(dòng)過程中往往發(fā)生形變，其重心位置相對(duì)物體也發(fā)生變化，因此這類物體不能再看作質(zhì)點(diǎn)來處理。2．“鏈條”“液柱”類物體雖然不能看成質(zhì)點(diǎn)來處理，但因只有重力做功，故整體機(jī)械能守恒。一般情況下，可將物體分段處理，確定各部分的重心位置，根據(jù)初、末狀態(tài)將物體重力勢(shì)能的變化列式求解。素養(yǎng)2科學(xué)思維——“非質(zhì)點(diǎn)”類機(jī)械能守恒中的模型建構(gòu)[典例2]

如圖所示，有一條長(zhǎng)為L(zhǎng)、質(zhì)量為m的均勻金屬鏈條，一半在光滑斜面上，斜面傾角為θ，另一半沿豎直方向下垂在空中，當(dāng)鏈條從靜止開始釋放后鏈條滑動(dòng)，以斜面頂點(diǎn)為重力勢(shì)能零點(diǎn)，則：(1)開始和鏈條剛好從右側(cè)全部滑出斜面時(shí)其重力勢(shì)能各是多大？(2)此過程中重力勢(shì)能減少了多少？彈性勢(shì)能是一種常見能量形式，彈性勢(shì)能的大小與彈簧的形變量l和勁度系數(shù)k有關(guān)。探究彈性勢(shì)能的大小與形變量的定性關(guān)系或探究彈性勢(shì)能的表達(dá)式都可能是高考創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)的命題點(diǎn)。素養(yǎng)3科學(xué)探究——探究彈簧的彈性勢(shì)能

[典例3]

某同學(xué)根據(jù)機(jī)械能守恒定律，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)探究彈簧的彈性勢(shì)能與壓縮量的關(guān)系。(1)如圖(a)，將輕質(zhì)彈簧下端固定于鐵架臺(tái)，在上端的托盤中依次增加砝碼，測(cè)量相應(yīng)的彈簧長(zhǎng)度，部分?jǐn)?shù)據(jù)如下表，由數(shù)據(jù)算得勁度系數(shù)k＝____________N/m。(g取9.8m/s2)砝碼質(zhì)量(g)50100150彈簧長(zhǎng)度(cm)8.627.636.66(2)取下彈簧，將其一端固定于氣墊導(dǎo)軌左側(cè)，如圖(b)所示，調(diào)整導(dǎo)軌使滑塊自由滑動(dòng)時(shí)，通過兩個(gè)光電門的速度大小______________。(3)用滑塊壓縮彈簧，記錄彈簧的壓縮量x；釋放滑塊，記錄滑塊脫離彈簧后的速度v。釋放滑塊過程中，彈簧的彈性勢(shì)能轉(zhuǎn)化為______________。(4)重復(fù)(3)中的操作，得到v與x的關(guān)系如圖(c)。由圖可知，v與x成______關(guān)系。由上述實(shí)驗(yàn)可得結(jié)論：對(duì)同一根彈簧，彈性勢(shì)能與彈簧的__________成正比。[解析]

(1)由表中數(shù)據(jù)可知，當(dāng)砝碼質(zhì)量由50g增加為150g時(shí)，彈簧長(zhǎng)度由8.62cm縮短為6.66cm，也就是說，壓力增加0.98N時(shí)，彈簧壓縮1.96cm，根據(jù)胡克定律ΔF＝kΔx可得彈簧的勁度系數(shù)k＝50N/m。(2)調(diào)整導(dǎo)軌使滑塊自由滑動(dòng)時(shí)，通過兩個(gè)光電門的速度大小相等，說明導(dǎo)軌水平。(3)用滑塊壓縮彈簧，記錄彈簧的壓縮量x；釋放滑塊，記錄滑塊脫離彈簧后的速度v。釋放滑塊過程中，彈簧的彈性勢(shì)能轉(zhuǎn)化為滑塊的動(dòng)能。(4)由圖可知，v與x成正比關(guān)系，由于彈簧的彈性勢(shì)能轉(zhuǎn)化為滑塊的動(dòng)能，而動(dòng)能與速度的平方成正比，則可得結(jié)論：對(duì)同一根彈簧，彈性勢(shì)能與彈簧的壓縮量的平方成正比。[答案]

(1)50

(2)相等(3)滑塊的動(dòng)能(4)正比壓縮量的平方與生產(chǎn)、生活相聯(lián)系的能量守恒問題往往情景新穎，所敘述的內(nèi)容可能平時(shí)很少涉及，但問題的實(shí)質(zhì)仍是能量守恒定律的應(yīng)用。對(duì)于該類問題，可通過認(rèn)真讀題，確定所研究的物理過程的初、末狀態(tài)，分析在狀態(tài)變化過程中哪些形式的能量減少了，又有哪些形式的能量增加了，然后根據(jù)ΔE減＝ΔE增列式求解。素養(yǎng)4

科學(xué)態(tài)度與責(zé)任——生活中的STSE問題

[典例4]

(多選)某汽車研發(fā)機(jī)構(gòu)在汽車的車輪上安裝了小型發(fā)電機(jī)，將減速時(shí)的部分動(dòng)能轉(zhuǎn)化為電能并儲(chǔ)存在蓄電池中，以達(dá)到節(jié)能的目的。某次測(cè)試中，汽車以額定功率行駛一段距離后關(guān)閉發(fā)動(dòng)機(jī)，測(cè)出了汽車動(dòng)能Ek與位移x的關(guān)系圖像如圖所示，其中①是關(guān)閉儲(chǔ)能裝置時(shí)的關(guān)系圖線，②是開啟儲(chǔ)能裝置時(shí)的關(guān)系圖線。已知汽車的質(zhì)量為1000kg，設(shè)汽車運(yùn)動(dòng)過程中所受地面阻力恒定，空氣阻力不計(jì)。根據(jù)圖像所給的信息可求出 (

)A．汽