2011届高考物理二轮复习 专题五 功、功率、动能定课件要点

前84 s内物体的位移s=21(s1+s2)=168 m 所以力F对物体所做的功W=
最后1 s内物体的位移
s′=
故83秒内物体的位移为168 m-1 m=167 m
1 2 1 at 2 12 m 1 m 2 2
mv2/2+fs83 =8 J+668J=676 J
第83秒末的速度与第3秒末的速度相等,故v=v1
1 2
m/s 2 m/s 2 m 4 0 v1 第2个2 s末的速度:v2=v1-a2t=0 第2个2 s内的位移 s2= 2 2 m 4 m
a2=
第2个2 s内做减速运动,其加速度大小: 4 0.1 4 10 F 2 mg 2
2
2

体先匀加速2 s达最大速度4 m/s,后又匀减速运动2 s速度变为零,以后将重复这个运动.
kB
fs2 4 2J 8J
Ek总 EkA动能
5.如图所示，质量为M=4kg的木板静止在光滑的水平面上，在木板的右端放置一 个质量m=1kg大小可以忽略的铁块，铁块与木板之间的摩擦因数μ=0.4，在铁块 上加一个水平向左的恒力F=8N，铁块在长L=6m的木板上滑动。取g=10m/s2。求： （1）经过多长时间铁块运动到木板的左端． （2）在铁块到达木板左端的过程中，恒力F对铁块所做的功． （3）在铁块到达木板左端时，铁块和木板的总动能． L 方法二： F m 左 右 铁块的速度 M
专题五 功、功率、动能定理
例1．用水平力F拉一物体，使物体在水平地面上由静止开始做匀加 速直线运动，t1时刻撤去拉力F，物体做匀减速直线运动，到t2时 刻停止，其速度—时间图象如图1所示，且α>β，若拉力F做的功 为W1，平均功率为P1；物体克服摩擦阻力Ff做的功为W2，平均功率 为P2，则下列选项正确的是 ( ) BC A．W1>W2；F＝2Ff B．W1＝W2；F >2Ff C．P1>P2；F >2Ff D．P1＝P2；F＝2Ff
L 左 M
F
m
（2）铁块位移
右
1 2 1 s1 a1t 4 2 2 m 8m 2 2 木板位移 s 2 1 a 2 t 2 1 1 2 2 m 2m 2 2
恒力F做的功 W=Fs1=64J
铁块的动能
（3）方法一： 木板的动能 E
EkA ( F f )s1 (8 4) 8J 32J
例2．下列是一些说法中，正确的是 （ BD ） A．一质点受两个力作用且处于平衡状态，这两个力在同一段时间 内的对物体做功一定相同 B．一质点受两个力作用且处于平衡状态，这两个力在同一段时间 内做的功或者都为零，或者大小相在等符号相反 C．同样的时间内，作用力和反作用力的功大小不一定相等，但正 负号一定相反 D．在同样的时间内，作用力和反作用力的功大小不一定相等，但 正负号也不一定相反 因为处于平衡状态时，两个力大小相等方向相反，在同一段时间内 冲量大小相等，但方向相反。由恒力做功的知识可知，说法B正确。 关于作用力和反作用力的功要认识到它们是作用在两个物体上，两 个物体的位移可能不同，所以功可能不同，说法C不正确，说法D正 确。正确选项是BD。
t 2s
2
2
5.如图所示，质量为M=4kg的木板静止在光滑的水平面上，在木板的右端放置一 个质量m=1kg大小可以忽略的铁块，铁块与木板之间的摩擦因数μ=0.4，在铁块 上加一个水平向左的恒力F=8N，铁块在长L=6m的木板上滑动。取g=10m/s2。求： （1）经过多长时间铁块运动到木板的左端． （2）在铁块到达木板左端的过程中，恒力F对铁块所做的功． （3）在铁块到达木板左端时，铁块和木板的总动能．
Q y sin 370 0 cos370 6.8m / s
三、反馈练习
1．图为测定运动员体能的装置，轻绳拴在腰间沿水平线跨过定滑轮（不计滑轮 的质量与摩擦），下悬重为G的物体。设人的重心相对地面不动，人用力向后蹬 传送带，使水平传送带以速率v逆时针转动。则( BC ) A．人对重物做功，功率为Gv B．人对传送带的摩擦力大小等于G，方向水平向左 C．在时间t内人对传送带做功消耗的能量为Gvt D．若增大传送带的速度，人对传送带做功的功率不变
5.如图所示，质量为M=4kg的木板静止在光滑的水平面上，在木板的右端放置一 个质量m=1kg大小可以忽略的铁块，铁块与木板之间的摩擦因数μ=0.4，在铁块 上加一个水平向左的恒力F=8N，铁块在长L=6m的木板上滑动。取g=10m/s2。求： （1）经过多长时间铁块运动到木板的左端． （2）在铁块到达木板左端的过程中，恒力F对铁块所做的功． （3）在铁块到达木板左端时，铁块和木板的总动能．
v1 a1t 4 2m/s 8m/s
铁块的动能
E kA
1 1 mv12 1 8 2 J 32 J 2 2
木板的速度
木板的动能
v2 a2 t 1 2m/s 2m/s
E kB 1 1 2 Mv 2 4 2 2 J 8J 2 2
铁块和木板的总动能
(1)从开始滑下至d点
2 1 2 m mg ( H R) m m g N d 2 R 2H N d mg (3 ) 360 N R (2)所求的Nd--h图象如图所示(
例4.滑板运动是一项陆地上的“冲浪运动”，滑板运动员可在不同的滑坡上滑行，做出 各种动作给人以美的享受。如图甲所示，abcdef为同一竖直平面上依次平滑连接的滑行 轨道，其中ab段水平，H=3m，bc段和cd段均为斜直轨道，倾角θ=37º ，de段是一半径 R=2.5m的四分之一圆弧轨道，o点为圆心,其正上方的d点为圆弧的最高点，滑板及运动 员总质量m=60kg，运动员滑经d点时轨道对滑板支持力用Nd表示，忽略摩擦阻力和空气 阻力，取g=10m/s2，sin37º =0.6，cos37º =0.8。除下述问(3)中运动员做缓冲动作以外， 均可把滑板及运动员视为质点。 (3)运动员改为从b点以υ0=4m/s的速度水平滑出，落在bc上时通过短暂的缓冲动作使他 只保留沿斜面方向的速度继续滑行，则他是否会从d点滑离轨道?请通过计算得出结论

8
x0
2
4.一个质量为4 kg的物体静止在足够大的水平地面上,物体与地面 间的动摩擦因数μ=0.1.从t=0开始,物体受到一个大小和方向呈周 期性变化的水平力F作用,力F随时间的变化规律如图所示.求83秒内 物体的位移大小和力F对物体所做的功(g取10 m/s2). 第1个2s内,其加速度: a1= F1 umg = 12 - 0.1 4 10 2 =2 m/s m 4 第1个2 s末的速度: v =a t=2×2 m/s=4 m/s 1 1 v1 4 t 2m 4m 第1个2 s内的位移: s1=
例3.如图所示，竖直平面内的轨道ABCD由水平轨道AB与光滑的四分之一圆弧轨道CD组成， AB恰与圆弧CD在C点相切，轨道固定在水平面上。一个质量为m的小物块（可视为质点） 从轨道的A端以初动能E冲上水平轨道AB，沿着轨道运动，由DC弧滑下后停在水平轨道AB 的中点。已知水平轨道AB长为L。求： （1）小物块与水平轨道的动摩擦因数μ ? （2）为了保证小物块不从轨道的D端离开轨道，圆弧轨道的半径R至少是多大？ （3）若圆弧轨道的半径R取第（2）问计算出的最小值，增大小物块的初动能，使得小物 块冲上轨道后可以达到最大高度是1.5R处，试求物块的初动能并分析物块能否停在水平 轨道上。如果能，将停在何处？如果不能，将以多大速度离开水平轨道？
（1）小物块最终停在AB的中点
mg( L 0.5L) E
mgL mgR E
E R 3m g
2E 3m gL
X=L/4
（2）若小物块刚好到达D处，速度为零
（3）设物块以初动能E′冲上轨道，可以达到的最大高度是1.5R
故物块将停在轨道上
E 物块滑回C点时的动能为 EC 1.5mgR 2
；由于水平面光滑,所以拉力F即为合外力，F 随位移X的变化图象包围的面积即为F做的功， 由图线可知，半圆的半径为：R=F0=x0/2
设x0处的动能为EK
W Ek 0
W Ek
x0 Ek W S＝ F0 F0 x0 2 2 2 4
R 2

F0 x0 2
Ek
Ek总 EkA EkB 32J 8J 40J
6.如图，ABCD为一竖直平面的轨道，其中BC水平，A点比BC高出10米，BC长1米， AB和CD轨道光滑。一质量为1千克的物体，从A点以4米/秒的速度开始运动，经过 BC后滑到高出C点10.3m的D点速度为零。求：（g=10m/s2） （1）物体与BC轨道的滑动摩擦系数。 （1）从A到D过程， （2）物体第5次经过B点时的速度。 0 .5 （3）物体最后停止的位置（距B点）。 1 2 A D mg ( h H ) mgS BC 0 mV1
(3)当以v0=4m/s从b点水平滑出时，运动员 做平抛运动落在Q点，如图所示。设Bq=s1，
2 0 tan37 t 0.6s g
1 2 s1 sin 37 gt 2 0
0
y gt 6m / s
s1 cos370 0t
在Q点缓冲后 1 1 2 2 2 1 mg ( H gt ) mgR m m d Q Qd 2 2 2 `2 `2 2 m d d d 4.76 运动员恰从d点滑离轨道应满足：m g ` R d d 可见滑板运动员不会从圆弧最高点 d滑离轨道。
f =μmg
F+f=2T
T
fMm
m
F
vm
F=5μmg
WF=FL/2=5μmgL/2
vM
T
M
f=μ（m+M）g=3μmg
3.静置在光滑水平面上坐标原点处的小物块，在水平拉力F作用下， 沿x轴方向运动，拉力F随物块所在位置坐标x的变化关系如图所示， 图线为半圆．则小物块运动到x0处时的动能为 （ ） A．0CD B．1 C． D． 2 F0 x 0 x0 F0 x 0 2 4 8