高三物理二轮复习 专题三 功和能
高考物理二轮复习计算题题型专练三功和能动量.docx
计算题题型专练(三) 功和能、动量1.如图所示是某次四驱车比赛的轨道中的某一段。
张华控制的四驱车(可视为质点),质量m= 1.0 kg,额定功率为P=7 W。
张华的四驱车到达水平平台上A点时速度很小(可视为0),此时启动四驱车的发动机并直接使发动机的功率达到额定功率,一段时间后关闭发动机。
当四驱车由平台边缘B点飞出后,恰能沿竖直光滑圆弧轨道CDE上C点的切线方向飞入圆弧轨道,且此时的速度大小为5 m/s,∠COD=53°,并从轨道边缘E点竖直向上飞出,离开E以后上升的最大高度为h=0.85 m。
已知A、B间的距离L=6 m,四驱车在AB段运动时的阻力恒为1 N。
重力加速度g取10 m/s2,不计空气阻力。
sin 53°= 0.8,cos 53°=0.6,求:(1)四驱车运动到B点时的速度大小:(2)发动机在水平平台上工作的时间;(3)四驱车对圆弧轨道的最大压力。
答案(1)3 m/s (2)1.5 s (3)55.5 N2.如图所示,两个半径为R的四分之一圆弧构成的光滑细管道ABC竖直放置,且固定在光滑水平面上,圆心连线O1O2水平。
轻弹簧左端固定在竖直挡板上,右端与质量为m的小球接触(不拴接,小球的直径略小于管的内径),长为R的薄板DE置于水平面上,板的左端D到管道右端C的水平距离为R。
开始时弹簧处于锁定状态,具有的弹性势能为3mgR,其中g为重力加速度。
解除锁定,小球离开弹簧后进入管道,最后从C点抛出。
(1)求小球经C 点时的动能; (2)求小球经C 点时所受的弹力大小;(3)讨论弹簧锁定时弹性势能满足什么条件,从C 点抛出的小球才能击中薄板DE 。
解析 (1)解除弹簧锁定后小球运动到C 点过程,弹簧和小球组成的系统机械能守恒3mgR =2mgR +E k解得E k =mgR(2)小球过C 点时的动能E k =12mv 2设小球经过C 点时管道对小球的作用力为F ,则mg +F =mv2R解得F =mg ,方向竖直向下 (3)小球离开C 点后做平抛运动 竖直方向:2R =12gt 2水平方向:x 1=v 1t若要小球击中薄板,应满足R ≤x 1≤2R 弹簧的弹性势能E p =2mgR +12mv 21解得弹性势能E p 满足178mgR ≤E p ≤52mgR 时,小球才能击中薄板。
高考物理二轮复习专题功和能练含解析.doc
【解析】根据题意,从图可以看出力
F 是均匀减小的,可以得出力 F 随高度 x 的变化关系: F F0 kx ,
而 k F0 ,可以计算出物体到达 h 处时力 错误!未指定书签。 ;物体从地面到 h 处的过程中,力 F 做正功, H
重力 G做负功, 由动能定理可得: F h mgh ,而 错误! 未指定书签。 ,可以计算出: 错误! 未指定书签。 ,
【答案】 A
错误!未指定书签。
4.取水平地面为零势能面, 一物块从某高处水平抛出, 在抛出点其重力势能为动能的 3 倍。 不计空气阻力,
该物块落地时的速度方向与水平方向的夹角为(
)
A. π B . 5π C . π D . π
6
12
4
3
【答案】 D
【解析】试题分析:根据机械能守恒定律,以及已知条件:抛出时动能是重力势能的
则物体在初位置加速度为: 错误!未指定书签。 : 错误!未指定书签。 ,而 错误!未指定书签。
,计算得: a
,计算处理得:
gh ;当物体运动到 h 处时,加速度为 2H h
a
gh ,即加速度最大的位置是 0 或
2H h
h 处。
【考点定位】动能定理、牛顿第二定律
【方法技巧】 首先结合图像分析物体从静止上升过程中加速度最大的位置,
III 卷)
【答案】 AC
【解析】试题分析 本题考查速度图像,牛顿运动定律、功和功率及其相关的知识点。
错误!未指定书签。
点睛 此题以速度图像给出解题信息。解答此题常见错误主要有四方面:一是对速度图像面积表示位移掌
握不到位;二是运用牛顿运动定律求解牵引力错误;三是不能找出最大功率;四是不能得出两次提升电机
高中物理二轮复习 第三课时机械能守恒功能关系
积盾市安家阳光实验学校第三课时机械能守恒功能关系【知识梳理】1、机械能守恒律机械能守恒律内容:____________________________________________________表达式:2、功和能的关系:(1)重力做功是变化的量度(2)弹力做功是变化的量度(3)电场力做功是变化的量度(4)安培力做功是变化的量度(5)除重力和弹簧弹力以外其它力做功是变化的量度(6)合力做功是变化的量度(7)滑动摩擦力做功与摩擦生热的关系3、能量转化与守恒律(1)物理中常见的能量形式_______________________________________________(2)能量转化与守恒律内容:_______________________表达式:【规律与方法总结】交流与探究1例题1、如图所示,质量分别为2 m和3m的两个小球固在一根直角尺的两端A、B,直角尺的顶点O处有光滑的固转动轴。
AO、BO的长分别为2L和L。
开始时直角尺的AO处于水平位置而B在O 的正下方。
让该系统由静止开始自由转动,求:⑴当A到达最低点时,A小球的速度大小v;⑵ B球能上升的最大高度h;⑶开始转动后B球可能达到的最大速度v m。
总结:1、机械能守恒律的条件(1)做功分析:____________________________________。
(2)能量形式分析:________________________________.。
2、解题步骤⑴确研究对象和研究过程。
⑵判断机械能是否守恒。
⑶选一种表达式,列式求解。
例如机械能守恒律就有多种表达形式:E K+E P=E K/+E P′,ΔE K+ΔE P=0。
它们的实质是一样的,但在运用时有繁简之分。
因为重力势能的计算要选参考平面,而重力势能变化的计算跟参考平面的选取无关,所以用后者往往更方便一些。
【变式训练1】如图所示,半径为R的光滑半圆上有两个小球BA、,质量分别为Mm和,由细线挂着,今由静止开始无初速度自由释放,求小球A 升至最高点C 时B A 、两球的速度? 交流与探究2例2、(功能关系)在将物体举起某一高度的过程中,若不计阻力,则 [ ]A 、举力所做的功于物体增加的重力势能B 、举力和重力做功代数和于物体增加的动能C 、合外力对物体所做的功于物体增加的机械能D 、举力所做的功于物体增加的机械能 【变式训练2】如图所示,固于绝缘水平面上的很长的平行金属导轨,表面粗糙,电阻不计.导轨左端与一个电阻R 连接,金属棒ab的质量为m ,电阻也不计.整个装置放在垂直于导轨平面的匀强磁场中.则当ab 棒在水平恒力F 作用下从静止起向右滑动的过程中A .恒力F 做的功于电路中产生的电能B .恒力F 与摩擦力的合力做的功于电路中产生的电能C .克服安培力做的功于电路中产生的电能D .恒力F 与摩擦力的合力做的功于电路中产生的电能与 棒获得的动能之和交流与探究3例3.(功能关系在电场中的用)如图所示匀强电场E 的区域内,在O 点处放置一点电荷 +Q , a 、b 、c 、d 、e 、f 为以O 点为球心的球面上的点,aecf 平面与电场平行,bedf 平面与电场垂直,则下列说法中正确的是 A .b 、d 两点的电场强度相同 B .a 点的电势于f 点的电势C .点电荷+q 在球面上任意两点之间移动时,电场力一做功D .将点电荷+q 在球面上任意两点之间移动,从球面上a 点移动到c 点的电势能变化量一最大解析:由于点电荷+Q 在b 、d 两点的场强方向分别向上和向下,b 、d 两点的场强大小相同,方向不同,A 错;a 点和f 点位于+Q 形成电场的势面上,但若把一电荷从a 点移动到f 点,电场E 要对电荷做功,B 错;当点电荷+q 在bedf 面上任意两点间移动时,电场力不做功,C 错;球面上相距最远的点(沿场强E 的方向)是ac ,电场E 对其做功最大,电势能的变化量最大。
高考二轮复习专题三 功和能
专题三功和能【专题评析】能量观点作为高中处理力学问题的基本观点之一,考查的重点有以下几个方面:(1)功与功率的求解;(2)运用动能定理解决力学综合问题;(3)机械能守恒定律的应用;(4)几个重要的功能关系的应用;(5)综合应用机械能守恒定律和能量守恒定律分析问题。
本专题的易错点多在于:(1)对于多个定律的理解不到位,导致选择规律公式的错误;(2)对于多过程问题,不能采取化整为零,多过程综合应用动能定理、机械能守恒定律和能量守恒,结合动力学方法解决;(3)对于功能关系,掌握不熟练,在解决一些选择题时,出现概念理解不准确的错误。
一、选择题(本题共10小题,每小题4分,共40分。
在每小题给出的四个选项中,有 的小题只有一个正确选项,有的小题有多个正确选项;全部选对的得4分,选不全 的得2分,有选错或不选的得0分。
)(改编)1.关于力对物体做功,下列说法正确的是 ( ) A. 滑动摩擦力对物体一定做负功 B. 静摩擦力对物体可能做负功C. 一对相互作用的滑动摩擦力对相互作用的两物体做功代数和一定为负值D. 合外力对物体不做功,物体一定处于平衡状态 【答案】BC【解析】静摩擦力和滑动摩擦力都可以对物体做正功,也可以对物体做负功,还可以不做功,A 错误、B 正确;相互摩擦的系统内,一对滑动摩擦力所做的功的总和为负值,其绝对值恰好等于滑动摩擦力与相对位移的乘积,即恰等于系统损失的机械能,C 选项正确;合外力对物体不做功,由动能定理知物体动能不变,物体的速率不变,但速度方向不一定不变如匀速圆周运动,D 选项错误.2.(2015年四川卷)在同一位置以相同的速率把三个小球分别沿水平、斜向上、斜向下方向抛出,不计空气阻力,则落在同一水平地面时的速度大小A .一样大B .水平抛的最大C .斜向上抛的最大D .斜向下抛的最大 答案:A解析:三个小球被抛出后,均仅在重力作用下运动,三球从同一位置落至同一水平地面时,设其下落高度为h ,并设小球的质量为m ,根据动能定理有:mgh =221mv -2021mv ,解得小球的末速度大小为:v =gh v 220 ,与小球的质量无关,即三球的末速度大小相等,故选项A 正确。
高考物理二轮专题复习课件专题三 功和能3-2
A 沿着杆滑到左侧滑轮正下方的过程, 绳子拉力对 A 做正功, A 做加速运动,此后绳子拉力对 A 做负功,A 做减速运动。 故当 θ3=90° 时,A 的速度最大,设为 vAm,此时 B 下降到最 低点, B 的速度为零, 此过程中 B 下降的高度为 h2, 则有 mgh2 1 2 h = mvAm,其中 h2= -h,代入数据解得 vAm=1.63m/s。 2 sinθ1
相对
中l
相对
为相对滑动的两物体间相对滑行路径
(2013· 上海普陀区一模)用恒力 F 竖直向上拉一物体, 使其 由地面处开始加速上升到某一高度。 若该过程空气阻力不能忽 略,下列说法中正确的是( )
A.力 F 做的功和阻力做的功之和等于物体动能的增量 B.重力所做的功等于物体重力势能的增量 C. 力 F 做的功和阻力做的功之和等于物体机械能的增量 D.力 F、重力、阻力三者的合力所做的功等于物体机械 能的增量
二、方法技巧要用好 1.机械能守恒的判定 (1)利用机械能的定义判断,分析动能与势能的和是否变 化,如匀速下落的物体动能不变,重力势能减少,物体的机 械能必减少。 (2)用做功判断:若物体或系统只有重力 (或弹簧弹力 )做 功,或有其他力做功,但其他力做功的代数和为零,则机械 能守恒。
(3)用能量转化来判断:若系统中只有动能和势能的相互 转化,而无机械能与其他形式能的转化,则系统的机械能守 恒。 (4)对一些绳子突然绷紧、物体间非弹性碰撞等问题机械 能一般不守恒,除非题中有特别说明或暗示。
3.选取三种表达式时应注意的问题 第一种表达式是从“守恒”的角度反映机械能守恒,解 题必须选取参考平面,而后两种表达式都是从“转化”的角 度来反映机械能守恒,不必选取参考平面,具体用哪种表达 式解题,要注意灵活选取。
《三功和能动能》PPT课件
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1
1、能的概念:粗浅地说,如果一个物体能够对外界做功,我们就说物 体具有能量, 如流动的河水能够推动水轮机而做功,举到高处的铁 锤下落时能够把木状打进土里而做功,流动的河水、举高的铁锤都 具有能量。
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2
2、能量有各种不同的形式.各种不同形式的能量可以相互 转化,而且在转化过程中守恒。在这种转化过程中,功 扮演着重要的角色。
它们的动能,则( A )
A. m2 的动能较大; B m1.的动能较大; C.动能相等; D.不能确定
(等5时),它两们个的小动球量的之质比量P分1:别P2=为—2m—:11—和m2
,且m1 .
=4m2
,当它们的动能相
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7
课堂小结:
1.能的概念 2.功和能关系,即功是能转化的量度. 3.动能定义 4.动能表达式:Ek=mv2/2. 5、动能与动量的联系和区别
能量及其转化的问题了。 精选课件ppt
3
3、动能的概念:物体由于运动具有的能量叫做动能。动能是 描述物体运动状态的物理量。研究课本8—10实验。想一想: 动能与哪些因素有关。
实验表明:物体的运动速度越快大,质量越大,动能越大。
4、动能公式的推导:
v1
a
v2
m
F
m
F
s
如图所示:水平面光滑,则:F=ma
例如:举重运动员把重物举起来; 被压缩的弹簧放开时把一个小球弹出去; 列车在机车的牵引下加速运动; 起重机提升重物。
分析以上例子中能的转化和做功的过程之间的关系。
由上可知:做功的过程就是能量转化的过程,做了多 少功就有多少能量发生了转化。即功是能转化的量度.
(完整版)高三物理专题---功和能,含答案解析
高三物理“功和能的关系”知识定位在高中物理学习过程中,既要学习到普遍适用的守恒定律——能量守恒定律,又要学习到条件限制下的守恒定律——机械能守恒定律。
学生掌握守恒定律的困难在于:对于能量守恒定律,分析不清楚哪些能量发生了相互转化,即哪几种能量之和守恒;而对于机械能守恒定律,又不能正确的分析何时守恒,何时不守恒。
在整个高中物理学习过程中,很多同学一直错误的认为功与能是一回事,甚至可以互相代换,其实功是功,能是能,功和能是两个不同的概念,对二者的关系应把握为:功是能量转化的量度。
知识梳理1、做功的过程是能量转化的过程,功是能的转化的量度。
2、能量守恒和转化定律是自然界最基本的定律之一。
而在不同形式的能量发生相互转化的过程中,功扮演着重要的角色。
本章的主要定理、定律都是由这个基本原理出发而得到的。
需要强调的是:功是一种过程量,它和一段位移(一段时间)相对应;而能是一种状态量,它个一个时刻相对应。
两者的单位是相同的(都是J),但不能说功就是能,也不能说“功变成了能”。
3、复习本章时的一个重要课题是要研究功和能的关系,尤其是功和机械能的关系。
突出:“功是能量转化的量度”这一基本概念。
⑴物体动能的增量由外力做的总功来量度:W外=ΔE k,这就是动能定理。
⑵物体重力势能的增量由重力做的功来量度:W G= -ΔE P,这就是势能定理。
⑶物体机械能的增量由重力以外的其他力做的功来量度:W其=ΔE机,(W其表示除重力以外的其它力做的功),这就是机械能定理。
⑷当W其=0时,说明只有重力做功,所以系统的机械能守恒。
⑸一对互为作用力反作用力的摩擦力做的总功,用来量度该过程系统由于摩擦而减小的机械能,也就是系统增加的内能。
f d=Q(d为这两个物体间相对移动的路程)。
例题精讲1【题目】如图所示,一根轻弹簧下端固定,竖立在水平面上。
其正上方A位置有一只小球。
小球从静止开始下落,在B位置接触弹簧的上端,在C位置小球所受弹力大小等于重力,在D位置小球速度减小到零。
2015届高三物理二轮复习 专题3 第1讲功功率动能定理课件
(2)48kW
(3)5s
专题三
第一讲
走向高考 · 二轮专题复习新课标版 ·物理
拓展提升 一、基础知识要记牢 1.机车输出功率:P=Fv,其中F为机车牵引力。 2.机车的两种启动方式:
(1)恒定功率启动;
(2)匀加速启动。
专题三
第一讲
走向高考 · 二轮专题复习新课标版 ·物理
二、方法技巧要用好 1.恒定功率启动 (1)机车先做加速度逐渐减小的加速运动,后做匀速直线运 P P 动,速度图象如图所示,当 F=F 阻时,vm=F= 。 F阻
专题三
第一讲
走向高考 · 二轮专题复习新课标版 ·物理
[解析]
(1)当牵引力等于阻力时,汽车的速度达到最大。
设汽车的最大速度为 vm,则汽车所受阻力为 F 阻=P 额/vm=4×103N。 (2)设汽车匀加速运动需要的牵引力为 F′,由牛顿第二定 律得 F′-F 阻=ma F′=ma+F 阻=8×103N P额 汽车匀加速阶段达到的最大速度为 vm′= =10m/s F′
专题三
第一讲
走向高考 · 二轮专题复习新课标版 ·物理
机车启动问题 额定功率为80kW的汽车,在平直公路上行驶的 最大速度是 20m/s ,汽车的质量是 2t ,如果汽车从静止开始做 匀加速直线运动,加速度的大小是 2m/s2 ,运动过程中阻力不
变。求:
(1)汽车受到的阻力多大? (2)3s末汽车的瞬时功率多大? (3)汽车维持匀加速运动的时间多长?
[答案] C
专题三
第一讲
走向高考 · 二轮专题复习新课标版 ·物理
拓展提升 一、基础知识要记牢 1.恒力做功的公式:W=Flcosα 2.功率 W (1)平均功率:P= t =F v cosα (2)瞬时功率:P=Fvcosα
高考物理二轮复习 专题三 功和能 第2课时 动力学和能量观点的综合应用讲义-人教版高三全册物理教案
第2课时动力学和能量观点的综合应用高考命题点命题轨迹情境图动力学方法和动能定理的综合应用20162卷16,3卷20,3卷2416(2)16题16(3)20题16(3)24题17(2)17题19(2)25题20172卷1720192卷25动力学和能量观点分析多运动过程问题20183卷2518(3)25题含弹簧的动力学和能量问题20161卷25,2卷2516(1)25题16(2)25题20191卷2119(1)21题1.相关规律和方法运动学的基本规律、牛顿运动定律、圆周运动的知识和动能定理. 2.解题技巧如果涉及加速度、时间和受力的分析和计算,一般应用动力学方法;如果只涉及位移、功和能量的转化问题,通常采用动能定理分析.例1 (2019·某某某某市联考)如图1所示,半径RB 点,且固定于竖直平面内.在水平地面上距B 点x =5m 处的A 点放一质量m =3kg 的小物块,小物块与水平地面间的动摩擦因数为μθ=37°斜向上的拉力F 的作用下由静止向B 点运动,运动到B 点时撤去F ,小物块沿圆轨道上滑,且能到圆轨道最高点C .圆弧的圆心为O ,P 为圆弧上的一点,且OP 与水平方向的夹角也为θ.(g 取10m/s 2,sin37°=0.6,cos37°=0.8)求:图1(1)小物块在B 点的最小速度v B 的大小;(2)在(1)情况下小物块在P 点时对轨道的压力大小;(3)为使小物块能沿水平面运动并通过圆轨道C 点,那么拉力F 的大小X 围. 答案 (1)25m/s (2)36N (3)21011N≤F ≤50N解析 (1)小物块恰能到圆轨道最高点时,物块与轨道间无弹力.设最高点物块速度为v C ,由mg =m v C 2R得:v C =2m/s物块从B 运动到C ,由动能定理得: -2mgR =12mv C 2-12mv B 2解得:v B =25m/s ;(2)物块从P 到C 由动能定理: -mgR (1-sin θ)=12mv C 2-12mv P 2,解得v P =655m/s在P 点由牛顿第二定律:mg sin θ+F N =m v P 2R解得F N =36N ;根据牛顿第三定律可知,小物块在P 点对轨道的压力大小为F N ′=F N =36N (3)当小物块刚好能通过C 点时,拉力F 有最小值,对物块从A 到B 过程分析:F f =μ(mg -F min sin θ),F min x cos θ-F f x =12mv B 2解得F min =21011N当物块在AB 段即将离开地面时,拉力F 有最大值,那么F max sin θ=mg 解得F max =50N综上,拉力的取值X 围是:21011N≤F ≤50N. 拓展训练1 (2019·某某某某市3月质量检查)央视节目《加油向未来》中解题人将一个蒸笼环握在手中,并在蒸笼环底部放置一个装有水的杯子,抡起手臂让蒸笼环连同水杯在竖直平面内做圆周运动,水却没有洒出来.如图2所示,蒸笼环的直径为20cm ,人手臂的长度为60cm ,杯子和水的质量均为m =0.2kg.转动时可认为手臂伸直且圆心在人的肩膀处,不考虑水杯的大小,g 取10m/s 2.图2(1)假设要保证在最高点水不洒出,求水杯通过最高点的最小速率v 0;(2)假设在最高点水刚好不洒出,在最低点时水对杯底的压力为16N ,求蒸笼环从最高点运动到最低点的过程中,蒸笼环对杯子和水所做的功W .答案 (1)2 2解析 (1)水杯通过最高点时,对水由牛顿第二定律得:mg =m v 02R其中R解得:v 0=22m/s ;(2)在最低点时水对水杯底的压力为16N ,杯底对水的支持力F N =16N , 对水,由牛顿第二定律得:F N -mg =m v 2R对杯子和水,从最高点到最低点的过程中,由动能定理得: 2mg ×2R +W =12×2mv 2-12×2mv 02解得:W =3.2J.1.运动模型多运动过程通常包括匀变速直线运动、平抛运动、圆周运动或者是一般的曲线运动.在实际问题中通常是两种或者多种运动的组合. 2.分析技巧多个运动过程的组合实际上是多种物理规律和方法的综合应用,分析这种问题时应注意要独立分析各个运动过程,而不同过程往往通过连接点的速度建立联系,有时对整个过程应用能量的观点解决问题会更简单.例2 (2019·某某某某州2月教学质量检测)如图3所示为轮滑比赛的一段模拟赛道.一个小物块从A 点以一定的初速度水平抛出,刚好无碰撞地从C 点进入光滑的圆弧赛道,圆弧赛道所对的圆心角为60°,圆弧半径为R ,圆弧赛道的最低点与水平赛道DE 平滑连接,DE 长为R ,物块经圆弧赛道进入水平赛道,然后在E 点无碰撞地滑上左侧的斜坡,斜坡的倾角为37°,斜坡也是光滑的,物块恰好能滑到斜坡的最高点F ,F 、O 、A 三点在同一高度,重力加速度大小为g ,不计空气阻力,不计物块的大小.求:图3(1)物块的初速度v 0的大小及物块与水平赛道间的动摩擦因数;(2)试判断物块向右返回时,能不能滑到C 点,如果能,试分析物块从C 点抛出后,会不会直接撞在竖直墙AB 上;如果不能,试分析物块最终停在什么位置? 答案 (1)133gR 16 (2)物块刚好落在平台上的B 点解析 (1)物块从A 点抛出后做平抛运动,在C 点v C =v 0cos60°=2v 0由题意可知AB 的高度:h =RR ;设物块的质量为m ,从A 到C 点的过程,由机械能守恒可得:mgh =12mv C 2-12mv 02解得v 0=133gR物块从A 到F 的过程,由动能定理: -μmgR =0-12mv 02解得μ=16;(2)假设物块能回到C 点,设到达C 点的速度大小为v C ′,根据动能定理:mg ×12R -μmgR =12mv C ′2 求得v C ′=136gR ,假设成立;假设物块从C 点抛出后直接落在BC 平台上,BC 长度:s =v 02h g=33R 物块在C 点竖直方向的分速度v y =v C ′sin60°=2gR 2水平分速度:v x =v C ′cos60°=6gR 6落在BC 平台上的水平位移:x =v x ×2v y g =33R 即物块刚好落在平台上的B 点.拓展训练2 (2019·某某名校联盟高三下学期联考)如图4所示,AB 是一段位于竖直平面内的光滑轨道,高度为h ,末端B 处的切线方向水平.一个质量为m 的小物体P 从轨道顶端A 处由静止释放,滑到B 端后飞出,落到地面上的C 点,轨迹如图中虚线BC 所示.它落地时相对于B 点的水平位移OC =l .现在轨道下方紧贴B 点安装一水平木板,木板的右端与B 的距离为l2,让P 再次从A 点由静止释放,它离开轨道并在木板上滑行后从右端水平飞出,仍然落在地面的C 点.求:(不计空气阻力,重力加速度为g )图4(1)P 滑至B 点时的速度大小; (2)P 与木板之间的动摩擦因数μ. 答案 (1)2gh (2)3h2l解析 (1)物体P 在AB 轨道上滑动时,物体的机械能守恒,根据机械能守恒定律mgh =12mv 02得物体P 滑到B 点时的速度大小为v 0=2gh(2)当没有木板时,物体离开B 点后做平抛运动,运动时间为t ,有:t =l v 0=l 2gh当B 点右方安装木板时,物体从木板右端水平抛出,在空中运动的时间也为t ,水平位移为l2,因此物体从木板右端抛出的速度v 1=v 02=2gh2根据动能定理,物体在木板上滑动时,有-μmg l 2=12mv 12-12mv 02解得物体与木板之间的动摩擦因数μ=3h 2l.拓展训练3 (2019·某某省第二次诊断)如图5所示为某同学设计的一个游戏装置,用弹簧制作的弹射系统将小球从管口P 弹出,右侧水平距离为L ,竖直高度为H =0.5m 处固定一半圆形管道,管道所在平面竖直,半径R =0.75m ,内壁光滑.通过调节立柱Q 可以改变弹射装置的位置及倾角,假设弹出的小球从最低点M 沿切线方向进入管道,从最高点N 离开后能落回管口P ,那么游戏成功.小球质量为0.2kg ,半径略小于管道内径,可视为质点,不计空气阻力,g 取10m/s 2.该同学某次游戏取得成功,试求:图5(1)水平距离L ;(2)小球在N 处对管道的作用力; (3)弹簧储存的弹性势能.答案 (1)2m (2)23N ,方向竖直向上 (3)5J解析 (1)设小球进入M 点时速度为v M ,运动至N 点速度为v N , 由P 至M ,L =v M t 1H =12gt 12由N 至P ,L =v N t 2H +2R =12gt 22由M 至N 过程,-2mgR =12mv N 2-12mv M 2联立解得:L =2m ; (2)由(1)可得,v N =10m/smg +F N =m v N 2R解得:F N =23N由牛顿第三定律可知,小球在N 处对管道的作用力F N ′=F N =23N ,方向竖直向上;(3)由P 至N 全过程,由能量守恒定律:E p =12mv N 2+mg (H +2R )解得:E p =5J.例3 (2019·某某某某市第一次联考)如图6所示,由两个内径均为R 的四分之一圆弧细管道构成的光滑细管道ABC 竖直放置,且固定在光滑水平面上,圆心连线O 1O 2水平,轻弹簧左端固定在竖直板上,右端与质量为m 的小球接触(不拴接,小球的直径略小于管的内径,小球大小可忽略),宽和高均为R 的木盒子固定于水平面上,盒子左侧DG 到管道右端C 的水平距离为R ,开始时弹簧处于锁定状态,具有的弹性势能为4mgR ,其中g 为重力加速度.当解除锁定后小球离开弹簧进入管道,最后从C 点抛出.(轨道ABC 与木盒截面GDEF 在同一竖直面内)图6(1)求小球经C 点时的动能; (2)求小球经C 点时对轨道的压力;(3)小球从C 点抛出后能直接击中盒子底部时,讨论弹簧此时弹性势能满足什么条件. 答案 (1)2mgR (2)3mg ,方向竖直向上 (3)94mgR <E p <52mgR解析 (1)对小球从释放到C 的过程,应用动能定理可得:4mgR -2mgR =E k C -0 解得小球经C 点时的动能:E k C =2mgR (2)由(1)可知C 点小球的速度:v C =2gRC 点:取向下为正方向,由牛顿第二定律可得:mg +F N =m v C 2R解得:F N =3mg ,方向向下由牛顿第三定律可知在C 点时小球对轨道的压力大小也为3mg ,方向竖直向上 (3)当小球恰从G 点射入盒子中,那么由平抛运动规律可得: 竖直方向:R =12gt 12水平方向:R =v C 1t 1 联立解得:v C 1=gR2小球从释放到C 点的过程:E p1-2mgR =12mv C 12-0得:E p1=94mgR当小球直接击中E 点时,弹性势能取符合条件的最大值,由平抛运动规律可得:竖直方向:2R =12gt 22水平方向:2R =v C 2t 2 联立解得:v C 2=gR小球从释放到C 点的过程:E p2-2mgR =12mv C 22-0得:E p2=52mgR综上符合条件的弹性势能应满足:94mgR <E p <52mgR拓展训练4 (2019·某某某某市期末质检)如图7,一劲度系数为k =100N/m 的轻弹簧下端固定于倾角为θ=53°的光滑斜面底端,上端连接物块Q .一轻绳跨过定滑轮O ,一端与物块Q 连接,另一端与套在光滑竖直杆的物块P 连接,定滑轮到竖直杆的距离为d =0.3 m .初始时在外力作用下,物块P 在A 点静止不动,轻绳与斜面平行,绳子X 力大小为50 N .物块P 质量为m 1=0.8 kg ,物块Q 质量为m 2=5 kg.(不计滑轮大小及摩擦,取g =10 m/s 2,sin 53°=0.8,cos 53°=0.6)现将物块P 由静止释放,求:图7(1)物块P 位于A 时,弹簧的伸长量x 1; (2)物块P 上升hO 等高的B 点时的速度大小;(3)在(2)情况下物块P 上升至B 点过程中,轻绳拉力对其所做的功. 答案 (1)0.1m (2)23m/s (3)8J解析 (1)物块P 位于A 点,设弹簧伸长量为x 1, 那么:F T =m 2g sin θ+kx 1, 代入数据解得:x 1(2)(3)经分析,此时OB 垂直竖直杆,OB =0.3m ,此时物块Q 速度为0,h =0.4m ,那么OP =0.5m ,物块Q 下降距离为: Δx =OP -OB =0.5m -0.3m =0.2m ,那么弹簧压缩x 2=0.2m -0.1m =0.1m ,弹性势能不变.对物块P 、Q 和弹簧组成的系统,物块P 从A 到B 的过程中根据能量守恒有:m 2g ·Δx ·sin θ-m 1gh =12m 1v B 2代入可得:v B =23m/s 对物块P :W T -m 1gh =12m 1v B 2代入数据得:W T =8J.专题强化练 (限时45分钟)1.(2019·某某某某市一轮复习质检)如图1所示,半径为r 的半圆弧轨道ABC 固定在竖直平面内,直径AC 水平,一个质量为m 的物块从圆弧轨道A 端正上方P 点由静止释放,物块刚好从A 点无碰撞地进入圆弧轨道并做匀速圆周运动,到B 点时对轨道的压力大小等于物块重力的2倍,重力加速度为g ,不计空气阻力,不计物块的大小,那么:图1(1)物块到达A 点时的速度大小和PA 间的高度差分别为多少? (2)物块从A 运动到B 所用时间和克服摩擦力做的功分别为多少?答案 (1)gr r 2 (2)π2rgmgr 解析 (1)设物块在B 点时的速度为v ,由牛顿第二定律得:F N -mg =m v 2r,因为F N =2mg ,所以v =gr ,因为物块从A 点进入圆弧轨道并做匀速圆周运动,所以物块到达A 点时速度大小为gr ;设PA 间的高度差为h ,从P 到A 的过程由动能定理得:mgh =12mv 2,所以h =r2.(2)因为物块从A 点进入圆弧轨道并做匀速圆周运动,所以物块从A 运动到B 所用时间t =πr2v=π2r g;从A 运动到B 由动能定理得:mgr -W 克f =0,解得:W 克f =mgr .2.(2019·某某某某市第一次模拟)弹簧所储存的弹性势能与其形变量的平方成正比.如图2所示,一轻弹簧左端固定在粗糙的水平轨道M 点的竖直挡板上,弹簧处于自然状态时右端位于O 点,轨道的MN 段与竖直光滑半圆轨道相切于N 点.ON 长为L =1.9m ,半圆轨道半径R =0.6m ,现将质量为m 的小物块放于O 点并用力缓慢向左压缩x 时释放,小物块刚好能到达N 点;假设向左缓慢压缩2x 时释放,小物块刚好能通过B 点,小物块与水平轨道之间的动摩擦因数μ2.小物块看成质点,弹簧始终处于弹性限度内,求:(结果可用根号表示)图2(1)小物块刚好能通过B 点时的速度大小;(2)弹簧的压缩量x .答案 (1) 6解析 (1)设小物块刚好通过B 点时速度为v ,只有重力充当向心力mg =m v 2R解得v =6m/s(2)压缩x 时,弹簧的弹性势能E p1=kx 2,k 为比例系数滑动摩擦力F f =μF N而F N =mg由能量守恒得E p1-F f ·(x +L )=0压缩2x 时,弹簧的弹性势能E p2=k (2x )2由能量守恒E p2-F f ·(2x +L )=mg ·2R +12mv 2 联立解得x =0.15m.3.(2019·某某省第二次统一检测)如图3所示,在光滑水平面上有一段质量不计、长为6m 的绸带,在绸带的中点放有两个紧靠着可视为质点的小滑块A 、B .现同时对A 、B 两滑块施加方向相反、大小均为F =12N 的水平拉力,并开始计时.A 滑块的质量m A =2kg ,B 滑块的质量m B =4kg ,A 、B 滑块与绸带之间的动摩擦因数均为μ=0.5,A 、B 两滑块与绸带之间的最大静摩擦力等于滑动摩擦力,不计绸带的伸长,g 取10m/s 2,求:图3(1)t =0时刻,A 、B 两滑块加速度的大小;(2)0~3s 时间内,滑块与绸带摩擦产生的热量.答案 (1)1 m/s 2 0.5 m/s 2(2)30 J解析 (1)A 滑块在绸带上水平向右滑动,受到的滑动摩擦力为F f A ,水平运动,那么竖直方向受力平衡:F N A =m A g ,F f A =μF N A解得:F f A =μm A g A 滑块在绸带上水平向右滑动,设0时刻A 滑块的加速度为a 1,由牛顿第二定律得:F -F f A =m A a 1B 滑块和绸带一起向左滑动,设0时刻B 滑块的加速度为a 2,由牛顿第二定律得:F -F f B =m B a 2又F f A =F f B联立解得:a 1=1m/s 2,a 2=0.5 m/s 2(2)设A 滑块经时间t 滑离绸带,此时A 、B 滑块发生的位移分别为x 1和x 2 x 1+x 2=L 2x 1=12a 1t 2x 2=12a 2t 2联立代入数据解得:x 1=2m ,x 2=1m ,t =2s2s 时A 滑块离开绸带,离开绸带后A 在光滑水平面上运动,B 和绸带一起在光滑水平面上运动,不产生热量,3s 时间内因摩擦产生的热量为:Q =F f A (x 1+x 2)代入数据解得:Q =30J.4.(2019·某某某某市上学期期末)如图4所示,半径为R 的四分之三圆周轨道固定在竖直平面内,O 为圆轨道的圆心,D 为圆轨道的最高点,圆轨道内壁光滑,圆轨道右侧的水平面BC 与圆心等高.质量为m 的小球从离B 点高度为h 处(32R ≤h ≤3R )的A 点由静止开始下落,从B 点进入圆轨道,不计空气阻力,重力加速度为g .图4(1)小球能否到达D 点?试通过计算说明;(2)求小球在圆轨道的最高点对轨道的压力X 围;(3)通过计算说明小球从D 点飞出后能否落在水平面BC 上,假设能,求落点与B 点水平距离d 的X 围.答案 见解析解析 (1)当小球刚好通过圆轨道的最高点时应有:mg =mv D2R对小球从A 点运动到D 点的过程分析,由机械能守恒可得:mg (h -R )=mv D22联立解得h =32R ,因为h 的取值X 围为32R ≤h ≤3R ,故小球能到达D 点;(2)设小球在D 点受到的压力为F N ,那么F N +mg =mv D ′2Rmg (h -R )=mv D ′22联立并结合h 的取值X 围32R ≤h ≤3R解得:0≤F N ≤3mg根据牛顿第三定律得小球在圆轨道的最高点对轨道的压力X 围为:0≤F N ′≤3mg ;(3)由(1)知小球在最高点D 时的最小速度为v D min =gR此时小球飞离D 后做平抛运动,根据平抛运动规律可知R =12gt 2x min =v D min t联立代入数据解得x min =2R >R ,故能落在水平面BC 上,当h 为3R 时小球在最高点D 点飞离时有最大速度,此时轨道对小球的压力为3mg ,根据牛顿第二定律有mg +3mg =m v D max 2R解得v D max =2gR小球飞离D 后做平抛运动,根据平抛运动规律可知R =12gt ′2,x max =v D max t ′ 联立代入数据解得x max =22R故落点与B 点水平距离d 的X 围为: (2-1)R ≤d ≤(22-1)R .。
(高考前沿)2020届高三物理二轮专题复习精品教案功和能doc高中物理
(高考前沿)2020届高三物理二轮专题复习精品教案功和能doc高中物理目的要求:准确把握功、功率、动能,势能、机械能等概念头,准确明白得动能定理、机械能守恒定律功能关系,能熟练把握它们的运用方法。
强化解决动力学咨询题的方法训练和能力培养功第1课知识简析一、功的概念1、定义:力和力的作用点通过位移的乘积.2.做功的两个必要因素:力和物体在力的方向上的位移3、公式:W=FScosα〔α为F与s的夹角〕.讲明:恒力做功大小只与F、s、α这三个量有关.与物体是否还受其他力、物体运动的速度、加速度等其他因素无关,也与物体运动的路径无关.4.单位:焦耳〔J) 1 J=1N·m.5.物理意义:表示力在空间上的积存效应,是能的转化的量度6.功是标量,没有方向,然而有正负.正功表示动力做功,负功表示阻力做功,功的正负表示能的转移方向.①当0≤a<900时W>0,力对物体做正功;②当α=900时W=0,力对物体不做功;③当900<α≤1800时W<0,力对物体做负功或讲成物脚体克服那个力做功,这两种讲法是从二个角度来描述同一个咨询题.二、注意的几个咨询题①F:当F是恒力时,我们可用公式W=Fscosθ运算;当F大小不变而方向变化时,分段求力做的功;当F的方向不变而大小变化时,不能用W=Fscosθ公式运算〔因数学知识的缘故〕,我们只能用动能定理求力做的功.②S:是力的作用点通过的位移,用物体通过的位移来表述时,在许多咨询题上学生往往会产生一些错觉,在后面的练习中会认识到这一点,另外位移S应当弄清是相对哪一个参照物的位移③功是过程量:即做功必定对应一个过程〔位移〕,应明确是哪个力在哪一过程中的功.④什么力做功:在研究咨询题时,必须弄明白是什么力做的功.如下图,在力F作用下物体匀速通过位移S那么力做功FScosθ,重力做功为零,支持力做功为零,摩擦力做功-Fscosθ,合外力做功为零.【例1】如下图,在恒力F的作用下,物体通过的位移为S,那么力F做的功为解析:力F做功W=2Fs.此情形物体尽管通过位移为S.但力的作用点通过的位移为2S,因此力做功为2FS.答案:2Fs【例2】如下图,质量为m的物体,静止在倾角为α的粗糙的斜面体上,当两者一起向右匀速直线运动,位移为S时,斜面对物体m的弹力做的功是多少?物体m所受重力做的功是多少?摩擦力做功多少?斜面对物体m做功多少?解析:物体m受力如下图,m有沿斜面下滑的趋势,f为静摩擦力,位移S的方向同速度v的方向.弹力N对m做的功W1=N·scos〔900+α〕=- mgscosαs i nα,重力G对m做的功W2=G·s cos900=0.摩擦力f对m做的功W3=fscosα=mgscosαsinα.斜面对m的作用力即N和f的合力,方向竖直向上,大小等于mg〔m处于平稳状态〕,那么: w=F合scos900=mgscos900=o答案:- mgscos αs i n α,0, mgscos αs i n α,0点评:求功,必须清晰地明白是哪个力的功,应正确地画出力、位移,再求力的功.【例3】如下图,把A 、B 两球由图示位置同时由静止开释〔绳开始时拉直〕,那么在两球向左下摆动时.以下讲法正确的选项是A 、 绳子OA 对A 球做正功B 、 绳子AB 对B 球不做功C 、 绳子AB 对A 球做负功D 、 绳子AB 对B 球做正功解析:由于O 点不动,A 球绕O 点做圆周运动,OA 对球A 不做功。
(课标版)2020届高考物理二轮复习专题二第3讲功和能课件
总纲目录
考点一 功和功率 考点二 动能定理 考点三 机械能守恒定律 考点四 功能关系与能量守恒 素养提升 “五大”解题思想在高考物理中的应用
考点一 功和功率
1.(2017课标Ⅱ,14,6分)如图,一光滑大圆环固定在桌面上,环面位于竖直平面 内,在大圆环上套着一个小环。小环由大圆环的最高点从静止开始下滑,在小 环下滑的过程中,大圆环对它的作用力 ( A ) A.一直不做功 B.一直做正功 C.始终指向大圆环圆心 D.始终背离大圆环圆心
答案 A 本题考查动能定理。由动能定理可知W拉-Wf=Ek-0,因此,Ek<W拉,故 A正确,B错误;Ek可能大于、等于或小于Wf,选项C、D错误。
2.(2019课标Ⅲ,17,6分)从地面竖直向上抛出一物体,物体在运动过程中除受 到重力外,还受到一大小不变、方向始终与运动方向相反的外力作用。距地 面高度h在3 m以内时,物体上升、下落过程中动 能Ek随h的变化如图所示。重力加速度取10 m/s2。 该物体的质量为 ( C )
当重物的速度为v1时,起重机的有用功率达到最大值P,之后,起重机保持该功 率不变,继续提升重物,直到以最大速度v2匀速上升为止,则整个过程中,下列 说法正确的是 ( ACD )
A.起重机对重物的最大拉力为 P
v1
B.起重机对重物的最大拉力为 P
v2
C.重物的最大速度v2=
P mg
D.重物做匀加速运动的时间为 mv12
答案 ABC 物体匀速运动时,受力平衡,则F=μmg,μ= F = 7 =0.35,选项A
mg 2 10
正确;因为W=Fx,故拉力所做的功等于F-x图线曲线部分与x轴所围面积,由图
线可知小格数为13,则减速过程拉力所做的功为13×1 J=13 J,选项B正确;由动
高考物理二轮复习 基础回扣3 三、功和能
三、功和能知识点1 功和功率基础回扣1.功的公式:W=Fl cos α,其中F为恒力,α为F的方向与位移l方向的夹角;功的单位:焦耳(J);功是标量。
2.功的正负判断(1)根据力和位移方向之间的夹角判断。
此法常用于恒力做功的判断。
(2)根据力和瞬时速度方向的夹角判断。
此法常用于判断质点做曲线运动时变力做功情况,夹角为锐角时做正功,夹角为钝角时做负功,夹角为直角时不做功。
(3)从能的转化角度来进行判断。
3.功的计算:(1)恒力做功:W=Fl cos α或动能定理。
(2)变力做功:①用动能定理:W=m-m;②若功率恒定,则用W=Pt计算;③滑动摩擦力做功有时可以用力和相对路程的乘积计算;④利用F-x图像求变力做功,利用P-t图像求变化的功率做的功。
(3)多个力的合力做的功先求F合,再根据W=F合l cos α计算,一般适用于整个过程中合力恒定不变的情况。
先求各个力做的功W1、W2、…、W n,再根据W总=W1+W2+…+W n计算总功,这是求合力做功常用的方法。
4.功率(1)P=,P为时间t内的平均功率。
(2)P=Fv cos α(α为F与v的夹角)。
①v为平均速度,则P为平均功率;②v为瞬时速度,则P为瞬时功率。
(3)机车的启动模型恒定功率启动恒定加速度启动图像OA过程分析P不变:v↑⇒F=↓⇒a=↓加速度减小的加速直线运动a不变:a=⇒F不变⇒v↑⇒P=Fv↑⇒P额=Fv1匀加速直线运动,维持时间t0=AB过程分析F=F阻⇒a=0⇒v m=做速度为v m的匀速直线运动v↑⇒F=↓⇒a=↓,做加速度减小的加速直线运动,在B点达到最大速度,v m=易错辨析1.误认为“斜面对物体的支持力始终不做功”,不能正确理解W=Fl cos α中“l”的意义。
2.误认为“一对作用力与反作用力做功之和一定为零”。
3.误认为“摩擦力一定做负功”。
4.在机车启动类问题中将“匀加速最后时刻的速度”与“所能达到的最大速度”混淆。
2016届高考物理二轮复习专题透析课件:专题3+第2讲+功和能
热点重点难点专题透析· 物理
专题三
四、动能定理的理解与应用 1.应用动能定理的思维要点 “两状态、一过程”是应用动能定理的着眼点,即明确 研究对象的始、末状态的速度或动能情况,明确研究过程, 关注这一过程的位置变化或位移信息。注意“状态”与“过 程”的对应关系:力在空间上的积累过程实现状态的变化。 2.应用动能定理求解的思路和步骤
2 a= =0.5 ������ ������
m/s =4 m/s 。
1 l=2vt=0.5
2
2
(2)前 0.5 s,绳绷直,设绳的拉力大小为 F;后 0.25 s, 绳松弛,拉力为 0。前 0.5 s,A 沿斜面发生的位移 m 对 B,由牛顿第二定律有:Mg-F=Ma 代入数据解得 F=6 N 所以绳的拉力对 A 做的功 W=Fl=3 J。
热点重点难点专题透析· 物理
专题三
热点重点难点专题透析· 物理
专题三
【解题精要】 一、功的理解和计算 1.恒力做功的计算一般根据公式 W=Flcos α,注意 l 严 格地讲是力的作用点的位移。 2.求解变力做功的方法 (1)转换法:若某一变力的功和某一恒力的功相等,则可 以通过计算该恒力的功来求变力的功。 此法也可以说成是等 效替代。 (2)微元法:主要用于解决大小不变、 方向总与运动方向 相同或相反的变力做功问题,如曲线运动中,滑动摩擦力、 空 气阻力(大小不变)等做的功,等于力和路程(不是位移)的乘 积。
热点重点难点专题透析· 物理
专题三
(1)B 下落的加速度大小 a。 (2)A 沿斜面向上运动的过程中,绳的拉力对 A 做的功 W。 (3)A(包括传感器)的质量 m 及 A 与斜面间的动摩擦因数 μ。 (4)在 0~0.75 s 内摩擦力对 A 做的功。
高考物理五大精讲专题三功与能量
专题三:功与能量方法提炼:①重力做功等于重力势能的变化量;②弹力做功等于弹性势能的变化量;③合力做功等于动能的变化量;④电场力做功等于电势能的变化量;⑤安培力做功等于产生的电能,电能再通过电路转化为其他形式的能;⑥电流做多少功就消耗多少电能;⑦纯电阻电路中,电路消耗的电能等于产生的热;⑧滑动摩擦力“打滑”做多少功,就产生多少热(Q=fs相对);⑨只有重力和系统内的弹力做功,其它力不做功,机械能守恒;⑩重力以外有其它力做的功等于机械能的变化;⑾只有重力、电场力做功的系统内,动能、重力势能、电势能间发生相互转化,但总和保持不变。
一、选择题:1.某带电粒子仅在电场力作用下,由A点运动到B点,如图3所示,可以判定()A.粒子在A点的加速度大于在B点的加速度B.粒子在A点的动能小于在B点的动能C.粒子在A 点的电势能小于在B点的电势能D.该粒子带负电荷2.如图所示,实线为一簇电场线,虚线是间距相等的等势面,一带电粒子沿着电场线方向运动,当它位于等势面φ1上时,其动能为20eV,当它运动到等势面φ3上时,动能恰好等于零,设φ2=0,则,当粒子的动能为8eV时,其电势能为()A、12eVB、2eVφ1φφ3φ4C、10eVD、03.一个初动能为E K的带电粒子,沿着与电场线垂直的方向射入两平行金属板间的匀强电场中,飞出时该粒子的动能为2E K,如果粒子射入时的初速度变为原来的2倍,那么当它飞出电场时动能为()A、4E KB、4.25E KC、5E KD、8E K4. 质量为m的子弹,以水平速度v射入静止在光滑水平面上质量为M的木块,并留在其中,下列说法正确的是()A.子弹克服阻力做的功与木块获得的动能相等B.阻力对子弹做的功与子弹动能的减少相等C.子弹克服阻力做的功与子弹对木块做的功相等D.子弹对木块做的功转化为子弹和木块的内能二、计算题:5.如图,物体沿足够长的斜面向上运动,第一次经过A点时具有动能100J,继续沿斜面向上运动,第一次到达B点时,动能减少了80J,机械能损失了12J.物体到达最高点后沿斜面下滑,求当物体滑回A点时动能等于多少?BA6.有一个直流电动机,把它接入0.2V电压的电路时,电动机不转,测得流过电动机的电流是0.4A;若把它接入2V电压的电路中,电动机正常工作,工作电流是1A。
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【变式 1-1】 (多选)(2015·北京市东城区高三 4 月模拟)一质量为 2 kg 的物 体,在水平恒定拉力的作用下以某一速度在粗糙的水平面上做匀速运动,当运动 一段时间后,拉力逐渐减小,且当拉力减小到零时,物体刚好停止运动,图中给 出了拉力随位移变化的关系图象.已知重力加速度 g=10 m/s2.根据以上信息能精 确得出或估算得出的物理量有( )
2
2
2
达到 Q 点,根据动能定理有-mgR-W′=1mv2Q-1mv2,从 N 到 Q 的过程中,速 22
度减小,与轨道间压力较小,故摩擦力较小即 W′<W,故有 vQ>0,因而质点到达
Q 点后,继续上升一段距离. 答案:C 失分警示:忽略速度变化,摩擦力做功变化,认为两段克服摩擦力做功相同,
误选 A.
A.W=1mgR,质点恰好可以到达 Q 点 2
B.W>1mgR,质点不能到达 Q 点 2
C.W=1mgR,质点到达 Q 点后,继续上升一段距离 2
D.W<1mgR,质点到达 Q 点后,继续上升一段距离 2
解析:在
N
点对质点受力分析,得
F-mg=mv2,其中 R
F=F
压=4mg,得
1mv2 2
=3mgR,根据动能定理有 mg2R-W=1mv2-0,解得 W=1mgR,假设质点能够
在 Fl 图象中,图线与横轴所围的面积
图象法
代表力 F 在力的方向上发生位移 l 所做
的功
例 1 (2015·全国新课标Ⅰ卷)如图所示,一半径为 R、粗糙程度处处相同的半 圆形轨道竖直固定放置,直径 POQ 水平.一质量为 m 的质点自 P 点上方高度为 R 处由静止开始下落,恰好从 P 点进入轨道.质点滑到轨道最低点 N 时,对轨 道的压力为 4mg,g 为重力加速度的大小.用 W 表示质点从 P 点运动到 N 点的 过程中克服摩擦力所做的功.则( )
3.求解做功大小的几种方法
求解方法
说明
W=Fscos α(F 为恒力) 只能用来求恒力 F 做功
W=Pt(功率 P 恒定) 可求变力做功,也可求恒力做功
W 合=ΔE=Ek2-Ek1 可求变力做功(最常用),可求恒力做功
求变力做功通常有两种 思路
使用动能定理求解 转换研究对象,或者将变力转化为 “恒力”
A.物体与水平面间的动摩擦因数 B.合外力对物体所做的功 C.物体匀速运动时的速度 D.物体运动的时间
解析:由图象知:f=F0=7 N=μmg,μ=0.35,F 与 f 的功分别求图象面积 可得,由动能定理可求速 年 9 月 25 日,中国航母“辽宁舰”正式交付海军,这将极 大提高我们中国海军的整体作战实力.已知“歼 15 飞机”的质量为 m,它的发 动机额定功率恒定,起飞前在航母上运动过程中所受的摩擦阻力为恒力.“歼 15 飞机”以额定功率从静止开始沿航母做直线运动,到航母一端后起飞.设“歼
考点一 动能定理在力学中的应用
1.涉及单个物体(或可看成单个物体的物体系)的受力和位移问题,或求解 变力做功的问题,可使用动能定理.动能定理不仅适用于物体的直线运动和曲线 运动,也适用于恒力和变力做功,不仅适用于阶段和全程,也适用于各种性质的 力.使用动能定理的主要步骤为:
(1)正确选取研究对象,明确运动过程; (2)分析研究对象的受力情况和每个力的做功情况,然后求各个外力做功的 代数和(或者求出合力,利用定义求出合外力所做的总功); (3)明确物体在运动过程始末状态的动能 Ek1 和 Ek2; (4)由动能定理列式:W 合=Ek2-Ek1,再联立其他必要的方程进行求解. 2.应用动能定理时需注意 (1)若物体运动过程中包含几个不同过程,应用动能定理时,可以分段考虑, 也可以把全过程作为一整体考虑. (2)求各力做功时,要明确是哪个力、在哪一阶段上所做的功. (3)求合外力做功,既可以用 W 合=F 合 lcos α,也可以用 W 合=W1+W2+W3 +…+Wn,具体视题目情况而定.
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①功率的计算与机 车启动问题 ②动能定理的综合 应用 ③机械能守恒的条 件及其应用 ④运用能量观点分 析多过程问题 ⑤应用功能关系分 析带电体在电场(组 合场、复合场)中的 运动 ⑥应用能量转化和 功能观点解决电磁 感应问题
1.做功的两个重要因素是:有力作用在物体上,且物体①在力的方向上发 生位移.可利用公式 W=Flcos α求解恒力做功,也可以利用 Fl 图象求功.对 于变力做功,一般应用②动能定理间接求解.
4.安培力可以做正功,使电能转化为⑦机械能;导体棒在磁场中切割磁感 线时,感应电流受到的安培力对导体棒做⑧负功,使机械能转化为⑨电能.洛伦 兹力在任何情况下对运动的电荷都不做功.
5.电流做功的实质是⑩电场移动电荷做功,即 W=UIt=Uq;静电力做功 等于电势能的变化量的负值,即 WAB=-ΔEp.
专题三 功和能
专题考纲目标
①功和功率 ②动能和动能定 理 ③重力做功与重 力势能 ④电场力做功与 电势能 ⑤机械能守恒定 律及其应用 ⑥功能关系 ⑦能量转化与守 恒定律
考情示例
2015·海南卷 T3、T4 2015·四川卷 T6、T9 2015·上海卷 T20 2015·江苏卷 T9、T14 2015·山东卷 T23 2015·浙江卷 T18 2015·福建卷 T21 2015·天津卷 T5、T10 2015·北京卷 T23 2015·全国新课标Ⅰ卷 T17、T21 2015·全国新课标Ⅱ卷 T17 2014·全国新课标Ⅱ卷 T16 2014·浙江卷 T20 2014·福建卷 T18 2014·福建卷 T21 2014·江苏卷 T15
2.相互作用的一对静摩擦力做功的代数和③总等于零,在静摩擦力做功的 过程中,只有机械能的转移,没有机械能与其他形式的能发生转化;相互作用的 一对滑动摩擦力做功的代数和不为零,且总为④负值,转化的内能等于系统机械 能的减少量,等于滑动摩擦力与相对位移的乘积.
3.重力、弹力、静电力做功与⑤路径无关.若电场为恒定电场,则 W=Flcos α=Eqlcos α,若场为非匀强电场,则利用定义式⑥W=qU 来求.