2019-2020年高考物理大一輪復(fù)習(xí) 第5章 機(jī)械能配套教案.doc
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2019-2020年高考物理大一輪復(fù)習(xí) 第5章 機(jī)械能配套教案一、功1做功的兩個(gè)必要條件力和物體在力的方向上發(fā)生的位移2公式WFlcos ,適用于恒力做功,其中為F、l方向間夾角,l為物體對(duì)地的位移3功的正負(fù)判斷夾角功的正負(fù)90力對(duì)物體做負(fù)功,或者說物體克服這個(gè)力做了功90力對(duì)物體不做功二、功率1定義:功與完成這些功所用時(shí)間的比值2物理意義:描述做功的快慢3公式(1)P,P為時(shí)間t內(nèi)的平均功率(2)PFvcos (為F與v的夾角)v為平均速度,則P為平均功率v為瞬時(shí)速度,則P為瞬時(shí)功率4額定功率與實(shí)際功率(1)額定功率:動(dòng)力機(jī)械正常工作時(shí)輸出的最大功率(2)實(shí)際功率:動(dòng)力機(jī)械實(shí)際工作時(shí)輸出的功率,要求小于或等于額定功率自我診斷1判斷正誤(1)只要物體受力的同時(shí)又發(fā)生了位移,則一定有力對(duì)物體做功()(2)一個(gè)力對(duì)物體做了負(fù)功,則說明這個(gè)力一定阻礙物體的運(yùn)動(dòng)()(3)作用力做正功時(shí),反作用力一定做負(fù)功()(4)力始終垂直物體的運(yùn)動(dòng)方向,則該力對(duì)物體不做功()(5)摩擦力對(duì)物體一定做負(fù)功()(6)由PFv可知,發(fā)動(dòng)機(jī)功率一定時(shí),機(jī)車的牽引力與運(yùn)行速度的大小成反比()(7)汽車上坡時(shí)換成低擋位,其目的是減小速度得到較大的牽引力()2(多選)質(zhì)量為m的物體靜止在傾角為的斜面上,斜面沿水平方向向右勻速移動(dòng)了距離s,如圖所示,物體m相對(duì)斜面靜止則下列說法正確的是() A重力對(duì)物體m做正功B合力對(duì)物體m做功為零C摩擦力對(duì)物體m做負(fù)功D支持力對(duì)物體m做正功解析:選BCD.物體的受力及位移如圖所示,支持力FN與位移x的夾角90,故摩擦力做負(fù)功,C正確;合力為零,合力不做功,B正確3如圖所示,甲、乙、丙三個(gè)物體分別在大小相等、方向不同的力F的作用下,向右移動(dòng)相等的位移x,關(guān)于F對(duì)甲、乙、丙做功的大小W1、W2、W3判斷正確的是()AW1W2W3BW1W2W3CW1W2W3 DW1W2W3解析:選C.由功的公式可得,這三種情況下做的功分別為W1Fxcos 、W2Fxcos 、W3Fxcos ,又因?yàn)楣Φ恼⒇?fù)不表示大小,所以C正確4在光滑的水平面上,用一水平拉力F使物體從靜止開始移動(dòng)x,平均功率為P,如果將水平拉力增加為4F,使同一物體從靜止開始移動(dòng)x,則平均功率為()A2P B4PC6P D8P解析:選D.設(shè)第一次運(yùn)動(dòng)時(shí)間為t,則其平均功率表達(dá)式為P;第二次加速度為第一次的4倍,由xat2 可知時(shí)間為,其平均功率為8P,D正確考點(diǎn)一功的正負(fù)判斷和計(jì)算考向1:功的正負(fù)的判斷方法(1)恒力做功的判斷:若物體做直線運(yùn)動(dòng),依據(jù)力與位移的夾角來判斷(2)曲線運(yùn)動(dòng)中功的判斷:若物體做曲線運(yùn)動(dòng),依據(jù)F與v的方向夾角來判斷當(dāng)090時(shí),力對(duì)物體做正功;90180時(shí),力對(duì)物體做負(fù)功;90時(shí),力對(duì)物體不做功(3)依據(jù)能量變化來判斷:根據(jù)功是能量轉(zhuǎn)化的量度,若有能量轉(zhuǎn)化,則必有力對(duì)物體做功此法常用于兩個(gè)相聯(lián)系的物體之間的相互作用力做功的判斷1(多選)如圖所示,重物P放在一長(zhǎng)木板OA上,將長(zhǎng)木板繞O端轉(zhuǎn)過一個(gè)小角度的過程中,重物P相對(duì)于木板始終保持靜止關(guān)于木板對(duì)重物P的摩擦力和支持力做功的情況是()A摩擦力對(duì)重物不做功B摩擦力對(duì)重物做負(fù)功C支持力對(duì)重物不做功D支持力對(duì)重物做正功解析:選AD.由做功的條件可知:只要有力,并且物體在力的方向上通過位移,則力對(duì)物體做功由受力分析知,支持力FN做正功,摩擦力Ff不做功,選項(xiàng)A、D正確2. (多選)如圖所示,在皮帶傳送裝置中,皮帶把物體P勻速帶至高處,在此過程中,下列說法中正確的是()A摩擦力對(duì)物體做正功B摩擦力對(duì)物體做負(fù)功C支持力對(duì)物體不做功D合力對(duì)物體做正功解析:選AC.物體P勻速向上運(yùn)動(dòng)過程中,受靜摩擦力作用,方向沿皮帶向上,對(duì)物體做正功,支持力垂直于皮帶,做功為零,物體所受的合力為零,做功也為零,故A、C正確,B、D錯(cuò)誤考向2:恒力做功的計(jì)算(1)單個(gè)力做的功:直接用WFlcos 計(jì)算(2)合力做的功方法一:先求合力F合,再用W合F合lcos 求功方法二:先求各個(gè)力做的功W1、W2、W3、,再應(yīng)用W合W1W2W3求合力做的功3(多選)如圖所示,水平路面上有一輛質(zhì)量為M的汽車,車廂中有一個(gè)質(zhì)量為m的人正用恒力F向前推車廂,在車以加速度a向前加速行駛距離L的過程中,下列說法正確的是()A人對(duì)車的推力F做的功為FLB人對(duì)車做的功為maLC車對(duì)人的作用力大小為maD車對(duì)人的摩擦力做的功為(Fma)L解析:選AD.由做功的定義可知選項(xiàng)A正確;對(duì)人進(jìn)行受力分析,人受重力以及車對(duì)人的力,合力的大小為ma,方向水平向左,故車對(duì)人的作用力大小應(yīng)為,選項(xiàng)C錯(cuò)誤;上述過程重力不做功,合力對(duì)人做的功為maL,所以車對(duì)人做的功為maL,由相互作用力及人、車的位移相同可確定,人對(duì)車做的功為maL,選項(xiàng)B錯(cuò)誤;對(duì)人由牛頓第二定律知,在水平方向上有FfFma,摩擦力做的功為(Fma)L,選項(xiàng)D正確4(xx湖北武漢模擬)一滑塊在水平地面上沿直線滑行,t0時(shí)其速度為1 m/s,從此刻開始在滑塊運(yùn)動(dòng)方向上再施加一水平作用力F,力F和滑塊的速率v隨時(shí)間的變化規(guī)律分別如圖甲和乙所示,設(shè)在第1 s內(nèi)、第2 s內(nèi)、第3 s內(nèi)力F對(duì)滑塊做的功分別為W1、W2、W3,則以下關(guān)系正確的是() AW1W2W3BW1W2W3CW1W3W2 DW1W2W3解析:選B.力F做的功等于每段恒力F與該段滑塊運(yùn)動(dòng)的位移數(shù)值的乘積,滑塊的位移即vt圖象中圖象與坐標(biāo)軸圍成的面積,第1 s內(nèi),位移大小為一個(gè)小三角形面積S;第2 s內(nèi),位移大小也為一個(gè)小三角形面積S;第3 s內(nèi),位移大小為兩個(gè)小三角形面積2S,故W1S,W23S,W34S,所以W1W2BB重力的平均功率ABC重力的瞬時(shí)功率PAPBD重力的瞬時(shí)功率PAtB,由P知AB,A、B錯(cuò);由勻變速直線運(yùn)動(dòng)公式可知落地時(shí)兩物體的速度大小相同,方向不同,重力的瞬時(shí)功率PAmgvsin ,PBmgv,顯然PAm乙、甲乙可知a甲a乙,故C錯(cuò)誤;因甲、乙位移相同,由v22ax可知,v甲v乙,B正確;由xat2可知,t甲f乙,則W甲克服W乙克服,D正確第2節(jié)動(dòng)能定理及其應(yīng)用一、動(dòng)能1公式:Ekmv2,式中v為瞬時(shí)速度,動(dòng)能是狀態(tài)量2矢標(biāo)性:動(dòng)能是標(biāo)量,只有正值,動(dòng)能與速度的方向無關(guān)3動(dòng)能的變化量:Ekmvmv.4動(dòng)能的相對(duì)性由于速度具有相對(duì)性,則動(dòng)能也具有相對(duì)性,一般以地面為參考系二、動(dòng)能定理1內(nèi)容:合外力對(duì)物體所做的功等于物體動(dòng)能的變化2表達(dá)式:WEkmvmv.3功與動(dòng)能的關(guān)系(1)W0,物體的動(dòng)能增加(2)W0,物體的動(dòng)能減少(3)W0,物體的動(dòng)能不變4適用條件(1)動(dòng)能定理既適用于直線運(yùn)動(dòng),也適用于曲線運(yùn)動(dòng)(2)既適用于恒力做功,也適用于變力做功(3)力可以是各種性質(zhì)的力,既可以同時(shí)作用,也可以不同時(shí)作用自我診斷1判斷正誤(1)一定質(zhì)量的物體動(dòng)能變化時(shí),速度一定變化,但速度變化時(shí),動(dòng)能不一定變化()(2)動(dòng)能不變的物體一定處于平衡狀態(tài)()(3)如果物體所受的合外力為零,那么合外力對(duì)物體做功一定為零()(4)物體在合外力作用下做變速運(yùn)動(dòng)時(shí),動(dòng)能一定變化()(5)物體的動(dòng)能不變,所受的合外力必定為零()(6)做自由落體運(yùn)動(dòng)的物體,動(dòng)能與時(shí)間的二次方成正比()2一個(gè)質(zhì)量為0.3 kg的彈性小球,在光滑水平面上以6 m/s的速度垂直撞到墻上,碰撞后小球沿相反方向運(yùn)動(dòng),反彈后的速度大小與碰撞前相同,則碰撞前后小球速度變化量的大小v和碰撞過程中小球的動(dòng)能變化量Ek為()Av0Bv12 m/sCEk1.8 J DEk10.8 J解析:選B.取初速度方向?yàn)檎较?,則v(66)m/s12 m/s,由于速度大小沒變,動(dòng)能不變,故動(dòng)能變化量為0,故只有選項(xiàng)B正確3A、B兩物體在光滑水平面上,分別在相同的水平恒力F作用下,由靜止開始通過相同的位移l.若A的質(zhì)量大于B的質(zhì)量,則在這一過程中()AA獲得動(dòng)能較大BB獲得動(dòng)能較大CA、B獲得動(dòng)能一樣大D無法比較A、B獲得動(dòng)能大小解析:選C.由動(dòng)能定理可知恒力F做功WFlmv20,因?yàn)镕、l相同,所以A、B的動(dòng)能變化相同,C正確4質(zhì)量m2 kg的物體在光滑水平面上以v16 m/s的速度勻速向西運(yùn)動(dòng),若有一個(gè)F8 N、方向向北的恒力作用于物體,在t2 s內(nèi)物體的動(dòng)能增加了()A28 J B64 JC32 J D36 J解析:選B.由于力F與速度v1垂直,物體做曲線運(yùn)動(dòng),其兩個(gè)分運(yùn)動(dòng)為向西的勻速運(yùn)動(dòng)和向北的勻加速直線運(yùn)動(dòng),對(duì)勻加速運(yùn)動(dòng)有a4 m/s2,v2at8 m/s.2 s末物體的速度v10 m/s, 2 s內(nèi)物體的動(dòng)能增加了Ekmv2mv64 J,故選項(xiàng)B正確.考點(diǎn)一動(dòng)能定理的理解和應(yīng)用1定理中“外力”的兩點(diǎn)理解(1)重力、彈力、摩擦力、電場(chǎng)力、磁場(chǎng)力或其他力,它們可以同時(shí)作用,也可以不同時(shí)作用(2)既可以是恒力,也可以是變力2公式中“”體現(xiàn)的三個(gè)關(guān)系3應(yīng)用動(dòng)能定理的注意事項(xiàng)(1)動(dòng)能定理中的位移和速度必須是相對(duì)于同一個(gè)參考系的,一般以地面或相對(duì)地面靜止的物體為參考系(2)應(yīng)用動(dòng)能定理時(shí),必須明確各力做功的正、負(fù)(3)應(yīng)用動(dòng)能定理解題,關(guān)鍵是對(duì)研究對(duì)象進(jìn)行準(zhǔn)確的受力分析及運(yùn)動(dòng)過程分析,并畫出物體運(yùn)動(dòng)過程的草圖,借助草圖理解物理過程和各量關(guān)系1. 光滑斜面上有一個(gè)小球自高為h的A處由靜止開始滾下,抵達(dá)光滑水平面上的B點(diǎn)時(shí)速度大小為v0.光滑水平面上每隔相等的距離設(shè)置了一個(gè)與小球運(yùn)動(dòng)方向垂直的活動(dòng)阻擋條,如圖所示,小球越過n條活動(dòng)阻擋條后停下來若讓小球從h高處以初速度v0滾下,則小球能越過的活動(dòng)阻擋條的條數(shù)是(設(shè)小球每次越過活動(dòng)阻擋條時(shí)損失的動(dòng)能相等)()AnB2nC3n D4n解析:選B.設(shè)每條阻擋條對(duì)小球做的功為W,當(dāng)小球在水平面上滾動(dòng)時(shí),由動(dòng)能定理得nW0mv,對(duì)第二次有NW0mv0,又因?yàn)閙vmgh,聯(lián)立解得N2n,選項(xiàng)B正確2. (多選)質(zhì)量不等,但有相同動(dòng)能的兩個(gè)物體,在動(dòng)摩擦因數(shù)相同的水平地面上滑行,直至停止,則()A質(zhì)量大的物體滑行的距離大B質(zhì)量小的物體滑行的距離大C它們滑行的距離一樣大D它們克服摩擦力所做的功一樣多解析:選BD.由動(dòng)能定理可知,摩擦力對(duì)物體所做的功等于物體動(dòng)能的增量,因兩物體具有相同的動(dòng)能,故兩物體滑行過程中克服摩擦力所做的功也相同,又Wfmgx可知,質(zhì)量越大的物體,滑行的距離x越小,故B、D選項(xiàng)正確3如圖所示,質(zhì)量為m的小球用長(zhǎng)為L(zhǎng)的輕質(zhì)細(xì)線懸于O點(diǎn),與O點(diǎn)處于同一水平線上的P點(diǎn)處有一個(gè)光滑的細(xì)釘,已知OP,在A點(diǎn)給小球一個(gè)水平向左的初速度v0,發(fā)現(xiàn)小球恰能到達(dá)跟P點(diǎn)在同一豎直線上的最高點(diǎn)B.求:(1)小球到達(dá)B點(diǎn)時(shí)的速率;(2)若不計(jì)空氣阻力,則初速度v0為多少;(3)若初速度v03,則小球在從A到B的過程中克服空氣阻力做了多少功?解析:(1)小球恰能到達(dá)最高點(diǎn)B,由牛頓第二定律得mgm解得vB(2)若不計(jì)空氣阻力,從AB由動(dòng)能定理得mgmvmv解得v0 (3)當(dāng)v03 時(shí),由動(dòng)能定理得mgWFfmvmv解得WFfmgL答案:(1) (2) (3)mgL(1)優(yōu)先應(yīng)用動(dòng)能定理的問題不涉及加速度、時(shí)間的問題有多個(gè)物理過程且不需要研究整個(gè)過程中的中間狀態(tài)的問題變力做功的問題含有F、l、m、v、W、Ek等物理量的力學(xué)問題(2)應(yīng)用動(dòng)能定理的解題步驟考點(diǎn)二動(dòng)能定理與圖象的綜合問題1力學(xué)中圖象所圍“面積”的意義(1)vt圖:由公式xvt可知,vt圖線與坐標(biāo)軸圍成的面積表示物體的位移(2)at圖:由公式vat可知,at圖線與坐標(biāo)軸圍成的面積表示物體速度的變化量(3)Fx圖:由公式WFx可知,F(xiàn)x圖線與坐標(biāo)軸圍成的面積表示力所做的功(4)Pt圖:由公式WPt可知,Pt圖線與坐標(biāo)軸圍成的面積表示力所做的功2解決物理圖象問題的基本步驟(1)觀察題目給出的圖象,弄清縱坐標(biāo)、橫坐標(biāo)所對(duì)應(yīng)的物理量及圖線所表示的物理意義(2)根據(jù)物理規(guī)律推導(dǎo)出縱坐標(biāo)與橫坐標(biāo)所對(duì)應(yīng)的物理量間的函數(shù)關(guān)系式(3)將推導(dǎo)出的物理規(guī)律與數(shù)學(xué)上與之相對(duì)應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)函數(shù)關(guān)系式相對(duì)比,找出圖線的斜率、截距、圖線的交點(diǎn),圖線下的面積所對(duì)應(yīng)的物理意義,分析解答問題或者利用函數(shù)圖線上的特定值代入函數(shù)關(guān)系式求物理量典例1如圖甲所示,一半徑R1 m、圓心角等于143的豎直圓弧形光滑軌道,與斜面相切于B處,圓弧軌道的最高點(diǎn)為M,斜面傾角37,t0時(shí)刻有一物塊沿斜面上滑,其在斜面上運(yùn)動(dòng)的速度變化規(guī)律如圖乙所示,若物塊恰能到達(dá)M點(diǎn),取g10 m/s2,sin 370.6,cos 370.8,求:(1)物塊經(jīng)過M點(diǎn)的速度大?。?2)物塊經(jīng)過B點(diǎn)的速度大??;(3)物塊與斜面間的動(dòng)摩擦因數(shù)解析(1)物塊恰能到達(dá)M點(diǎn)則有mgm解得vM m/s(2)物塊從B點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到M點(diǎn)的過程中,由動(dòng)能定理得mgR(1cos 37)mvmv解得vB m/s(3)由題圖乙可知,物塊在斜面上運(yùn)動(dòng)時(shí),加速度大小為a10 m/s2,方向沿斜面向下,有mgsin 37mgcos 37ma解得0.5答案(1) m/s(2) m/s(3)0.51. (xx安徽合肥一模)A、B兩物體分別在水平恒力F1和F2的作用下沿水平面運(yùn)動(dòng),先后撤去F1、F2后,兩物體最終停下,它們的vt圖象如圖所示已知兩物體與水平面間的滑動(dòng)摩擦力大小相等則下列說法正確的是()AF1、F2大小之比為12BF1、F2對(duì)A、B做功之比為12CA、B質(zhì)量之比為21D全過程中A、B克服摩擦力做功之比為21解析:選C.由速度與時(shí)間圖象可知,兩個(gè)勻減速運(yùn)動(dòng)的加速度之比為12,由牛頓第二定律可知:A、B受摩擦力大小相等,所以A、B的質(zhì)量關(guān)系是21,由速度與時(shí)間圖象可知,A、B兩物體加速與減速的位移相等,且勻加速運(yùn)動(dòng)位移之比12,勻減速運(yùn)動(dòng)的位移之比21,由動(dòng)能定理可得:A物體的拉力與摩擦力的關(guān)系,F(xiàn)1xf13x00;B物體的拉力與摩擦力的關(guān)系,F(xiàn)22xf23x00,因此可得:F13f1,F(xiàn)2f2,f1f2,所以F12F2.全過程中摩擦力對(duì)A、B做功相等,F(xiàn)1、F2對(duì)A、B做功大小相等故A、B、D錯(cuò)誤,C正確2. (xx江西九江質(zhì)檢)打樁機(jī)是利用沖擊力將樁貫入地層的樁工機(jī)械某同學(xué)對(duì)打樁機(jī)的工作原理產(chǎn)生了興趣他構(gòu)建了一個(gè)打樁機(jī)的簡(jiǎn)易模型,如圖甲所示他設(shè)想,用恒定大小的拉力F拉動(dòng)繩端B,使物體從A點(diǎn)(與釘子接觸處)由靜止開始運(yùn)動(dòng),上升一段高度后撤去F,物體運(yùn)動(dòng)到最高點(diǎn)后自由下落并撞擊釘子,將釘子打入一定深度按此模型分析,若物體質(zhì)量m1 kg,上升了1 m高度時(shí)撤去拉力,撤去拉力前物體的動(dòng)能Ek與上升高度h的關(guān)系圖象如圖乙所示(g取10 m/s2,不計(jì)空氣阻力)(1)求物體上升到0.4 m高度處F的瞬時(shí)功率;(2)若物體撞擊釘子后瞬間彈起,且使其不再落下,釘子獲得20 J的動(dòng)能向下運(yùn)動(dòng)釘子總長(zhǎng)為10 cm.撞擊前插入部分可以忽略,不計(jì)釘子重力已知釘子在插入過程中所受阻力Ff與深度x的關(guān)系圖象如圖丙所示,求釘子能夠插入的最大深度解析:(1)撤去F前,根據(jù)動(dòng)能定理,有(Fmg)hEk0由題圖乙得,斜率為kFmg20 N得F30 N又由題圖乙得,h0.4 m時(shí),Ek8 J,則v4 m/sPFv120 W(2)碰撞后,對(duì)釘子有Ffx0Ek已知Ek20 Jf又由題圖丙得k105 N/m解得x0.02 m答案:(1)120 W(2)0.02 m動(dòng)能定理與圖象結(jié)合問題的分析方法(1)首先看清楚所給圖象的種類(如vt圖象、Ft圖象、Ekx圖象等)(2)挖掘圖象的隱含條件求出所需要的物理量,如由vt圖象所包圍的“面積”求位移,由Fx圖象所包圍的“面積”求功等(3)分析有哪些力做功,根據(jù)動(dòng)能定理列方程,求出相應(yīng)的物理量考點(diǎn)三用動(dòng)能定理解決多過程問題1運(yùn)用動(dòng)能定理解決問題時(shí),選擇合適的研究過程能使問題得以簡(jiǎn)化當(dāng)物體的運(yùn)動(dòng)過程包含幾個(gè)運(yùn)動(dòng)性質(zhì)不同的子過程時(shí),可以選擇一個(gè)、幾個(gè)或全部子過程作為研究過程2當(dāng)選擇全部子過程作為研究過程,涉及重力、大小恒定的阻力或摩擦力做功時(shí),要注意運(yùn)用它們的功能特點(diǎn):(1)重力的功取決于物體的初、末位置,與路徑無關(guān)(2)大小恒定的阻力或摩擦力做的功等于力的大小與路程的乘積典例2 如圖所示,用一塊長(zhǎng)L11.0 m的木板在墻和桌面間架設(shè)斜面,桌子高H0.8 m,長(zhǎng)L21.5 m斜面與水平桌面的傾角可在060間調(diào)節(jié)后固定將質(zhì)量m0.2 kg的小物塊從斜面頂端靜止釋放,物塊與斜面間的動(dòng)摩擦因數(shù)10.05,物塊與桌面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為2,忽略物塊在斜面與桌面交接處的能量損失(重力加速度取g10 m/s2;最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力)(1)求角增大到多少時(shí),物塊能從斜面開始下滑;(用正切值表示)(2)當(dāng)角增大到37時(shí),物塊恰能停在桌面邊緣,求物塊與桌面間的動(dòng)摩擦因數(shù)2;(已知sin 370.6,cos 370.8)(3)繼續(xù)增大角,發(fā)現(xiàn)53時(shí)物塊落地點(diǎn)與墻面的距離最大,求此最大距離xm.解析(1)為使小物塊下滑,應(yīng)有mgsin 1mgcos 滿足的條件tan 0.05即當(dāng)arctan 0.05時(shí)物塊恰好從斜面開始下滑(2)克服摩擦力做功Wf1mgL1cos 2mg(L2L1cos )由動(dòng)能定理得mgL1sin Wf0代入數(shù)據(jù)得20.8(3)由動(dòng)能定理得mgL1sin Wfmv2結(jié)合式并代入數(shù)據(jù)得v1 m/s由平拋運(yùn)動(dòng)規(guī)律得Hgt2,x1vt解得t0.4 sx10.4 mxmx1L21.9 m答案(1)arctan 0.05(2)0.8(3)1.9 m1. 如圖所示,相同材料制成的滑道ABC,其中AB段為曲面,BC段為水平面現(xiàn)有質(zhì)量為m的木塊,從距離水平面h高處的A點(diǎn)由靜止釋放,滑到B點(diǎn)過程中克服摩擦力做功為mgh;木塊通過B點(diǎn)后繼續(xù)滑行2h距離后,在C點(diǎn)停下來,則木塊與曲面間的動(dòng)摩擦因數(shù)應(yīng)為()A.BC. D.解析:選A.物體從A點(diǎn)到C點(diǎn)根據(jù)動(dòng)能定理,mghmghmg2h0,解得,因?yàn)榍婧退杰壍朗峭N材料,所以木塊與曲面間的動(dòng)摩擦因數(shù)也為,選項(xiàng)A正確2(xx高考天津卷) 我國將于2022年舉辦冬奧會(huì),跳臺(tái)滑雪是其中最具觀賞性的項(xiàng)目之一如圖所示,質(zhì)量m60 kg的運(yùn)動(dòng)員從長(zhǎng)直助滑道AB的A處由靜止開始以加速度a3.6 m/s2勻加速滑下,到達(dá)助滑道末端B時(shí)速度vB24 m/s,A與B的豎直高度差H48 m為了改變運(yùn)動(dòng)員的運(yùn)動(dòng)方向,在助滑道與起跳臺(tái)之間用一段彎曲滑道銜接,其中最低點(diǎn)C處附近是一段以O(shè)為圓心的圓弧助滑道末端B與滑道最低點(diǎn)C的高度差h5 m,運(yùn)動(dòng)員在B、C間運(yùn)動(dòng)時(shí)阻力做功W1 530 J,g取10 m/s2.(1)求運(yùn)動(dòng)員在AB段下滑時(shí)受到阻力Ff的大?。?2)若運(yùn)動(dòng)員能夠承受的最大壓力為其所受重力的6倍,則C點(diǎn)所在圓弧的半徑R至少應(yīng)為多大?解析:(1)運(yùn)動(dòng)員在AB段做初速度為零的勻加速運(yùn)動(dòng),設(shè)AB的長(zhǎng)度為x,則有v2ax由牛頓第二定律有mgFfma聯(lián)立式,代入數(shù)據(jù)解得Ff144 N(2)設(shè)運(yùn)動(dòng)員到達(dá)C點(diǎn)時(shí)的速度為vC,在由B到達(dá)C的過程中,由動(dòng)能定理有mghWmvmv設(shè)運(yùn)動(dòng)員在C點(diǎn)所受的支持力為FN,由牛頓第二定律有FNmgm由運(yùn)動(dòng)員能夠承受的最大壓力為其所受重力的6倍,聯(lián)立式,代入數(shù)據(jù)解得R12.5 m答案: (1)144 N(2)12.5 m利用動(dòng)能定理求解多過程問題的基本思路(1)弄清物體的運(yùn)動(dòng)由哪些過程組成(2)分析每個(gè)過程中物體的受力情況(3)各個(gè)力做功有何特點(diǎn),對(duì)動(dòng)能的變化有無影響(4)從總體上把握全過程,表達(dá)出總功,找出初、末狀態(tài)的動(dòng)能(5)對(duì)所研究的全過程運(yùn)用動(dòng)能定理列方程課時(shí)規(guī)范訓(xùn)練基礎(chǔ)鞏固題組1(多選)關(guān)于動(dòng)能定理的表達(dá)式WEk2Ek1,下列說法正確的是()A公式中的W為不包含重力的其他力做的總功B公式中的W為包含重力在內(nèi)的所有力做的功,也可通過以下兩種方式計(jì)算:先求每個(gè)力的功再求功的代數(shù)和或先求合外力再求合外力的功C公式中的Ek2Ek1為動(dòng)能的增量,當(dāng)W0時(shí)動(dòng)能增加,當(dāng)W0時(shí),動(dòng)能減少D動(dòng)能定理適用于直線運(yùn)動(dòng),但不適用于曲線運(yùn)動(dòng),適用于恒力做功,但不適用于變力做功解析:選BC.公式WEk2Ek1中的“W”為所有力所做的總功,A錯(cuò)誤,B正確;若W0,則Ek2Ek1,若W0,則Ek2Ek1,C正確;動(dòng)能定理對(duì)直線運(yùn)動(dòng)、曲線運(yùn)動(dòng)、恒力做功、變力做功均適用,D錯(cuò)誤2如圖所示,AB為圓弧軌道,BC為水平直軌道,圓弧對(duì)應(yīng)的圓的半徑為R,BC的長(zhǎng)度也是R,一質(zhì)量為m的物體與兩個(gè)軌道間的動(dòng)摩擦因數(shù)都為,當(dāng)它由軌道頂端A從靜止開始下落,恰好運(yùn)動(dòng)到C處停止,那么物體在AB段克服摩擦力所做的功為()AmgRBmgRCmgR D(1)mgR解析:選D.由題意可知mgRWfABWfBC,WfBCmgR,所以WfAB(1)mgR,D正確3一個(gè)質(zhì)量為m的物體靜止放在光滑水平面上,在互成60角的大小相等的兩個(gè)水平恒力作用下,經(jīng)過一段時(shí)間,物體獲得的速度為v,在力的方向上獲得的速度分別為v1、v2,如圖所示,那么在這段時(shí)間內(nèi),其中一個(gè)力做的功為()A.mv2 B.mv2C.mv2 D.mv2解析:選B.在合力F的方向上,由動(dòng)能定理得WFlmv2,某個(gè)分力的功為W1F1lcos 30lcos 30Flmv2,B正確4. 如圖所示,一塊長(zhǎng)木板B放在光滑的水平面上,在B上放一物體A,現(xiàn)以恒定的外力拉B,由于A、B間摩擦力的作用,A將在B上滑動(dòng),以地面為參考系,A、B都向前移動(dòng)一段距離在此過程中()A外力F做的功等于A和B動(dòng)能的增量BB對(duì)A的摩擦力所做的功,等于A的動(dòng)能增量CA對(duì)B的摩擦力所做的功,等于B對(duì)A的摩擦力所做的功D外力F對(duì)B做的功等于B的動(dòng)能的增量解析:選B.A物體所受的合外力等于B對(duì)A的摩擦力,對(duì)A物體運(yùn)用動(dòng)能定理,則有B對(duì)A的摩擦力所做的功等于A的動(dòng)能的增量,即B對(duì);A對(duì)B的摩擦力與B對(duì)A的摩擦力是一對(duì)作用力與反作用力,大小相等,方向相反,但是由于A在B上滑動(dòng),A、B對(duì)地的位移不等,故二者做功不相等,C錯(cuò);對(duì)B應(yīng)用動(dòng)能定理,WFWfEkB,即WFEkBWf,就是外力F對(duì)B做的功,等于B的動(dòng)能增量與B克服摩擦力所做的功之和,D錯(cuò);由前述討論知B克服摩擦力所做的功與A的動(dòng)能增量(等于B對(duì)A的摩擦力所做的功)不等,故A錯(cuò)5(多選)如圖甲所示,一個(gè)小環(huán)沿豎直放置的光滑圓環(huán)形軌道做圓周運(yùn)動(dòng)小環(huán)從最高點(diǎn)A滑到最低點(diǎn)B的過程中,小環(huán)線速度大小的平方v2隨下落高度h的變化圖象可能是圖乙中的()解析:選AB.對(duì)小球由動(dòng)能定理得mghmv2mv,則v22ghv,當(dāng)v00時(shí),B正確;當(dāng)v00時(shí),A正確6. 如圖所示,半徑R2.5 m的光滑半圓軌道ABC與傾角37的粗糙斜面軌道DC相切于C點(diǎn),半圓軌道的直徑AC與斜面垂直質(zhì)量m1 kg的小球從A點(diǎn)左上方距A點(diǎn)高h(yuǎn)0.45 m的P點(diǎn)以某一速度v0水平拋出,剛好與半圓軌道的A點(diǎn)相切進(jìn)入半圓軌道內(nèi)側(cè),之后經(jīng)半圓軌道沿斜面剛好滑到與拋出點(diǎn)等高的D點(diǎn)已知當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣萭10 m/s2,sin 370.6,cos 370.8,不計(jì)空氣阻力,求: (1)小球從P點(diǎn)拋出時(shí)速度v0的大?。?2)小球從C點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到D點(diǎn)過程中摩擦力做的功W;(3)小球從D點(diǎn)返回經(jīng)過軌道最低點(diǎn)B,對(duì)軌道的壓力大小解析:(1)在A點(diǎn)有:v2ghtan 解得v04 m/s(2)全過程由動(dòng)能定理得W0mv8 J(3)從D到B過程由動(dòng)能定理得mg(hRcos R)Wmv2在B點(diǎn)由牛頓第二定律得FNmgm解得FN43.2 N由牛頓第三定律得小球在B點(diǎn)對(duì)軌道的壓力大小FNFN43.2 N答案:(1)4 m/s(2)8 J(3)43.2 N綜合應(yīng)用題組7一質(zhì)點(diǎn)做速度逐漸增大的勻加速直線運(yùn)動(dòng),在時(shí)間間隔t內(nèi)位移為s,動(dòng)能變?yōu)樵瓉淼?倍該質(zhì)點(diǎn)的加速度為()A.BC. D.解析:選A.由Ekmv2可知速度變?yōu)樵瓉淼?倍設(shè)加速度為a,初速度為v,則末速度為3v.由速度公式vtv0at得3vvat,解得at2v;由位移公式sv0tat2得svtattvt2vt2vt,進(jìn)一步求得v;所以a,A正確8如圖所示,ABCD是一個(gè)盆式容器,盆內(nèi)側(cè)壁與盆底BC的連接處都是一段與BC相切的圓弧,BC是水平的,其距離d0.50 m盆邊緣的高度為h0.30 m在A處放一個(gè)質(zhì)量為m的小物塊并讓其從靜止開始下滑已知盆內(nèi)側(cè)壁是光滑的,而盆底BC面與小物塊間的動(dòng)摩擦因數(shù)為0.10.小物塊在盆內(nèi)來回滑動(dòng),最后停下來,則停的地點(diǎn)到B的距離為(- 1.請(qǐng)仔細(xì)閱讀文檔,確保文檔完整性,對(duì)于不預(yù)覽、不比對(duì)內(nèi)容而直接下載帶來的問題本站不予受理。
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