精高考物理沖刺復(fù)習(xí)專題六功和能張學(xué)習(xí)教案

1、會計(jì)學(xué)1精高考精高考(o ko)物理沖刺復(fù)習(xí)專題六功物理沖刺復(fù)習(xí)專題六功和能張和能張第一頁，共194頁。1.功和功率 2.動(dòng)能和動(dòng)能定理 3.重力(zhngl)做功與重力(zhngl)勢能 4.功能關(guān)系、機(jī)械能守恒定律及其應(yīng)用 第1頁/共194頁第二頁，共194頁。1.理解功、功率、動(dòng)能、重力勢能、彈性勢能的物理意義，掌握功和功率的計(jì)算方法.2.靈活應(yīng)用動(dòng)能定理分析和解決動(dòng)力學(xué)問題.3.能夠根據(jù)守恒條件判斷是否守恒，并能運(yùn)用機(jī)械能守恒定律分析與解決動(dòng)力學(xué)問題.4.熟知幾種常用的功能關(guān)系，能夠利用能量的觀點(diǎn)處理問題.5.功和能常與直線運(yùn)動(dòng)、平拋運(yùn)動(dòng)、圓周運(yùn)動(dòng)、電磁場中粒子(lz)的運(yùn)動(dòng)、電磁感應(yīng)

2、現(xiàn)象等相聯(lián)系，綜合考查學(xué)生獲取信息、整合信息、應(yīng)用力學(xué)規(guī)律解決問題的能力. 第2頁/共194頁第三頁，共194頁。 功及功率的計(jì)算【典例1】(2011海南高考)一質(zhì)量為1 kg的質(zhì)點(diǎn)靜止于光滑水平面上(min shn)，從t=0時(shí)起，第1秒內(nèi)受到2 N的水平外力作用，第2秒內(nèi)受到同方向的1 N的外力作用.下列判斷正確的是( )A.02秒內(nèi)外力的平均功率是B.第2秒內(nèi)外力所做的功是C.第2秒末外力的瞬時(shí)功率最大D.第1秒內(nèi)與第2秒內(nèi)質(zhì)點(diǎn)動(dòng)能增加量的比值是9W45J445第3頁/共194頁第四頁，共194頁?！緦忣}視角】解答該題，應(yīng)注意以下(yxi)兩點(diǎn)：【關(guān)鍵點(diǎn)】(1)先利用牛頓第二定律和運(yùn)動(dòng)學(xué)

3、公式求出位移.(2)根據(jù)平均功率和瞬時(shí)功率的公式求解. 第4頁/共194頁第五頁，共194頁?！揪v精析】第1秒內(nèi)質(zhì)點(diǎn)的加速度a1=2 m/s2，1秒末的速度v1=21=2 (m/s)；第2秒內(nèi)的加速度a2=1 m/s2,第2秒末的速度v2=2+11=3 (m/s)；所以第2秒內(nèi)外力做的功 故B錯(cuò)誤(cuw)；第1秒末的功率為P1=22=4(W),第2秒末的功率為P2=13=3(W)，故C錯(cuò)誤(cuw)；02秒內(nèi)外力的平均功率 故A正確；第1秒內(nèi)與第2秒內(nèi)質(zhì)點(diǎn)動(dòng)能增加量的比值 故D正確.答案：A、D 2.5 J，221mv92 Wt4，211221mvE42EW5，2222111Wmvmv22

4、WPt第5頁/共194頁第六頁，共194頁?！久}(mng t)人揭秘】平均功率和瞬時(shí)功率的求解方法(1)用公式 求出的是平均功率.(2)表達(dá)式P=Fv，若v為平均速度，則P為平均功率；若v為瞬時(shí)速度，則P為瞬時(shí)功率.若力與速度不在一條直線上，則P=Fvcos. WPt第6頁/共194頁第七頁，共194頁。 結(jié)合圖象定性分析功和功率(gngl)【典例2】(2010新課標(biāo)全國卷)如圖所示，在外力作用下某質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)的v-t圖象為正弦曲線.從圖中可以判斷( )A.在0t1時(shí)間內(nèi)，外力做正功B.在0t1時(shí)間內(nèi)，外力的功率(gngl)逐漸增大C.在t2時(shí)刻，外力的功率(gngl)最大D.在t1t3時(shí)間內(nèi)，

5、外力做的總功為零第7頁/共194頁第八頁，共194頁。【審題視角】解答本題要把握以下三點(diǎn)：【關(guān)鍵點(diǎn)】(1)通過v-t圖象獲取速度、加速度隨時(shí)間的變化情況.(2)由F=ma和P=Fv推斷外力(wil)做功及功率的特點(diǎn).(3)t1和t3時(shí)刻速度大小相等，動(dòng)能相等. 第8頁/共194頁第九頁，共194頁。【精講精析】解答本題(bnt)可按如下流程分析:答案：A、D 第9頁/共194頁第十頁，共194頁。【命題人揭秘】判斷做功正負(fù)“三法”(1)根據(jù)力與位移的夾角：當(dāng)090時(shí)做正功；當(dāng)90180時(shí)做負(fù)功；當(dāng)=90時(shí)不做功.(2)根據(jù)力與速度的夾角：當(dāng)090時(shí)做正功；當(dāng)90180時(shí)做負(fù)功；當(dāng)=90時(shí)不做功

6、.(3)根據(jù)動(dòng)能的變化：動(dòng)能定理描述了合外力(wil)做功與動(dòng)能變化的關(guān)系，即W合=Ek末-Ek初，當(dāng)動(dòng)能增加時(shí)合外力(wil)做正功；當(dāng)動(dòng)能減少時(shí)，合外力(wil)做負(fù)功. 第10頁/共194頁第十一頁，共194頁。 動(dòng)能定理的應(yīng)用【典例3】(2012北京高考)如圖所示，質(zhì)量為m的小物塊在粗糙水平桌面上做直線運(yùn)動(dòng)，經(jīng)距離l后以速度v飛離桌面，最終落在水平地面(dmin)上.已知l=1.4 m,v=3.0 m/s,m=0.10 kg,物塊與桌面間的動(dòng)摩擦因數(shù)=0.25,桌面高h(yuǎn)=0.45 m.不計(jì)空氣阻力，重力加速度g取10 m/s2.求： 第11頁/共194頁第十二頁，共194頁。(1)小物

7、塊落地點(diǎn)距飛出點(diǎn)的水平距離s;(2)小物塊落地時(shí)的動(dòng)能Ek;(3)小物塊的初速度大小(dxio)v0.【審題視角】本題需要把握以下三點(diǎn)：【關(guān)鍵點(diǎn)】(1)根據(jù)平拋運(yùn)動(dòng)規(guī)律可以求出水平位移.(2)根據(jù)平拋運(yùn)動(dòng)開始時(shí)的機(jī)械能等于落地瞬間的機(jī)械能可以求出落地瞬間的動(dòng)能.(3)根據(jù)動(dòng)能定理可求出初速度. 第12頁/共194頁第十三頁，共194頁?！揪v精析】(1)由平拋運(yùn)動(dòng)規(guī)律，有豎直方向水平(shupng)方向s=vt得水平(shupng)距離(2)由機(jī)械能守恒定律得(3)由動(dòng)能定理，有得初速度大小答案：(1)0.90 m (2)0.90 J (3)4.0 m/s 21hgt22hsv0.90 mg2

8、k1Emvmgh0.90 J222011mgmvmv22l20v2gv4.0 m/sl 第13頁/共194頁第十四頁，共194頁。【命題人揭秘】應(yīng)用動(dòng)能定理解題的基本步驟(1)選取研究對象，明確它的運(yùn)動(dòng)(yndng)過程；(2)分析研究對象的受力情況和各力的做功情況：(3)明確研究對象在過程的始末狀態(tài)的動(dòng)能Ek1和Ek2；(4)列出動(dòng)能定理的方程W合=Ek2-Ek1及其他必要的解題方程，進(jìn)行求解. 第14頁/共194頁第十五頁，共194頁。 功能關(guān)系的綜合應(yīng)用【典例4】(2012福建高考)如圖,用跨過光滑定滑輪的纜繩將海面上一艘失去動(dòng)力的小船沿直線拖向岸邊.已知拖動(dòng)纜繩的電動(dòng)機(jī)功率恒為P,小船

9、的質(zhì)量為m,小船受到的阻力大小恒為f,經(jīng)過A點(diǎn)時(shí)的速度大小為v0,小船從A點(diǎn)沿直線加速運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)經(jīng)歷時(shí)間(shjin)為t1,A、B兩點(diǎn)間距離為d,纜繩質(zhì)量忽略不計(jì).求: 第15頁/共194頁第十六頁，共194頁。(1)小船從A點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)的全過程克服阻力做的功Wf;(2)小船經(jīng)過B點(diǎn)時(shí)的速度大小v1;(3)小船經(jīng)過B點(diǎn)時(shí)的加速度大小a.【審題視角】解答(jid)本題時(shí)應(yīng)明確以下三點(diǎn)：【關(guān)鍵點(diǎn)】(1)繩牽引船時(shí)合速度與分速度的關(guān)系.(2)牽引功率與牽引力和牽引速度的關(guān)系.(3)涉及恒功率的變力做功應(yīng)用動(dòng)能定理.第16頁/共194頁第十七頁，共194頁?！揪v精析】(1)小船從A點(diǎn)運(yùn)動(dòng)(yndn

10、g)到B點(diǎn)克服阻力做功Wf=fd (2)小船從A點(diǎn)運(yùn)動(dòng)(yndng)到B點(diǎn)牽引力做的功W=Pt1 由動(dòng)能定理有 由式解得 22f1011WWmvmv2221012vvPtfdm第17頁/共194頁第十八頁，共194頁。(3)設(shè)小船經(jīng)過B點(diǎn)時(shí)繩的拉力為F，繩與水平(shupng)方向夾角為，電動(dòng)機(jī)牽引繩的速度為u,則P=Fu u=v1cos 由牛頓第二定律有Fcos-f=ma 由式解得答案:2201Pfamm v2m Ptfd 20122012Pf1 fd2v(Ptfd)3mmm v2m Ptfd 第18頁/共194頁第十九頁，共194頁?！久}人揭秘】功能關(guān)系的選用技巧(1)在應(yīng)用功能關(guān)系解決

11、具體問題的過程中,若只涉及動(dòng)能的變化用動(dòng)能定理分析.(2)只涉及重力勢能的變化用重力做功(zugng)與重力勢能變化的關(guān)系分析.(3)只涉及機(jī)械能變化用除重力和彈力之外的力做功(zugng)與機(jī)械能變化的關(guān)系分析.(4)只涉及電勢能的變化用電場力做功(zugng)與電勢能變化的關(guān)系分析. 第19頁/共194頁第二十頁，共194頁。 機(jī)械能守恒定律的應(yīng)用【典例5】(2011福建高考)如圖為某種魚餌自動(dòng)投放器中的投餌管裝置示意圖，其下半部AB是一長為2R的豎直細(xì)管，上半部BC是半徑為R的四分之一圓弧彎管，管口沿水平(shupng)方向，AB管內(nèi)有一原長為R、下端固定的輕質(zhì)彈簧.投餌時(shí)，每次總將彈簧

12、長度壓縮到0.5R后第20頁/共194頁第二十一頁，共194頁。鎖定，在彈簧上端(shn dun)放置一粒魚餌，解除鎖定，彈簧可將魚餌彈射出去.設(shè)質(zhì)量為m的魚餌到達(dá)管口C時(shí)，對管壁的作用力恰好為零.不計(jì)魚餌在運(yùn)動(dòng)過程中的機(jī)械能損失，且鎖定和解除鎖定時(shí)，均不改變彈簧的彈性勢能.已知重力加速度為g.求：(1)質(zhì)量為m的魚餌到達(dá)管口C時(shí)的速度大小v1；(2)彈簧壓縮到0.5R時(shí)的彈性勢能Ep；(3)已知地面與水面相距1.5R，若使該投餌管繞AB管的中軸線OO在90角的范圍內(nèi)來回緩慢轉(zhuǎn)動(dòng)，每次彈射時(shí)只放置一粒魚餌，魚餌的質(zhì)量在 到m之間變化，且均能落到水面.持續(xù)投放足夠長時(shí)間后，魚餌能夠落到水面的最大

13、面積S是多少？ 2m3第21頁/共194頁第二十二頁，共194頁。【審題視角】解答本題應(yīng)注意以下幾點(diǎn):【關(guān)鍵點(diǎn)】(1)臨界條件的應(yīng)用(yngyng).(2)每次彈射時(shí)彈簧的彈性勢能不變.(3)注意應(yīng)用(yngyng)幾何關(guān)系.(4)將復(fù)雜過程劃分為若干小過程進(jìn)行處理.第22頁/共194頁第二十三頁，共194頁?！揪v精析】(1)質(zhì)量為m的魚餌到達(dá)管口C時(shí)做圓周運(yùn)動(dòng)的向心力完全由重力提供則由 (2)彈簧的彈性勢能全部(qunb)轉(zhuǎn)化為魚餌的機(jī)械能，由機(jī)械能守恒定律有聯(lián)立方程解得Ep=3mgR(3)魚餌離開管口C做平拋運(yùn)動(dòng)，則有x1=R+v1t聯(lián)立方程解得x1=4R21vmgmR2p11Emg 1

14、.5RRmv2214.5Rgt21vgR得第23頁/共194頁第二十四頁，共194頁。當(dāng)魚餌(y r)質(zhì)量為 時(shí)，設(shè)其到達(dá)管口的速度為v2，由機(jī)械能守恒定律有解得同理有x2=R+v2t聯(lián)立方程解得x2=7R魚餌(y r)能夠落到水面的最大面積答案：2m32p221 2Emg 1.5RR( m)v32 32v2 gR22221133S xxR44 22331gR2 3mgR3R (8.25R )4 或第24頁/共194頁第二十五頁，共194頁?！久}人揭秘】 機(jī)械能守恒定律在生活中的應(yīng)用本題通過對魚餌投放器的分析,綜合考查了圓周運(yùn)動(dòng)的臨界條件及平拋運(yùn)動(dòng)的分析思想、機(jī)械能守恒定律等知識(zh sh

15、i)，要求學(xué)生具備較高的綜合分析能力.善于將復(fù)雜問題劃分為若干子過程進(jìn)行處理，體現(xiàn)了高考對考生能力的要求. 第25頁/共194頁第二十六頁，共194頁。 能量的轉(zhuǎn)化和守恒問題【典例6】(2010福建高考)如圖所示，物體A放在足夠長的木板B上，木板B靜止于水平面.t=0時(shí)，電動(dòng)機(jī)通過水平細(xì)繩以恒力F拉木板B，使它做初速度為零，加速度aB=1.0 m/s2的勻加速直線運(yùn)動(dòng).已知A的質(zhì)量mA和B的質(zhì)量mB均為2.0 kg，A、B之間的動(dòng)摩擦因數(shù)1=0.05，B與水平面之間的動(dòng)摩擦因數(shù)2=0.1，最大靜摩擦力與滑動(dòng)摩擦力大小(dxio)視為相等，重力加速度g取10 m/s2.求： 第26頁/共194頁

16、第二十七頁，共194頁。(1)物體A剛運(yùn)動(dòng)時(shí)的加速度aA;(2)t=1.0 s時(shí)，電動(dòng)機(jī)的輸出功率(gngl)P；(3)若t=1.0 s時(shí)，將電動(dòng)機(jī)的輸出功率(gngl)立即調(diào)整為P=5 W，并在以后的運(yùn)動(dòng)過程中始終保持這一功率(gngl)不變，t=3.8 s時(shí)物體A的速度為1.2 m/s.則在t=1.0 s到t=3.8 s這段時(shí)間內(nèi)木板B的位移為多少？ 第27頁/共194頁第二十八頁，共194頁?！緦忣}視角】解決本題，應(yīng)把握好以下三點(diǎn)：【關(guān)鍵點(diǎn)】(1)明確研究對象，準(zhǔn)確判斷(pndun)運(yùn)動(dòng)及受力情況.(2)A、B速度相等是本題運(yùn)動(dòng)情景的分界點(diǎn).(3)功率不變時(shí)，利用W=Pt求解變力做功.第

17、28頁/共194頁第二十九頁，共194頁?！揪v精析】(1)物體(wt)A在水平方向上受滑動(dòng)摩擦力，根據(jù)牛頓第二定律得：1mAg=mAaA解得：aA=0.5 m/s2(2)t=1.0 s時(shí)，木板B的速度大小為：v1=aBt=1 m/s由牛頓第二定律得：F-1mAg-2(mA+mB)g=mBaB電動(dòng)機(jī)的輸出功率為：P1=Fv1解得：P1=7 W 第29頁/共194頁第三十頁，共194頁。(3)電動(dòng)機(jī)的輸出功率立即調(diào)整為P=5 W時(shí)，細(xì)繩對木板B的拉力為F，由P=Fv1，解得：F=5 N由于木板B的受力滿足F-1mAg-2(mA+mB)g=0木板B做勻速直線運(yùn)動(dòng)(yndng)，而物體A在木板B上繼

18、續(xù)做勻加速直線運(yùn)動(dòng)(yndng)直到與木板B速度相同為止，這一過程的時(shí)間為t1，則：v1=aA(t+t1)第30頁/共194頁第三十一頁，共194頁。這段時(shí)間木板B的位移為：s1=v1t1，A、B速度相同后，由于F2(mA+mB)g 且電動(dòng)機(jī)的輸出功率不變，A、B一起做加速(ji s)度減小的加速(ji s)運(yùn)動(dòng)，由動(dòng)能定理得:P(t2-t1-t)-2(mA+mB)gs2代入數(shù)據(jù)得 在t=1.0 s到t=3.8 s這段時(shí)間內(nèi)木板B的位移為s=s1+s2=3.03 m答案：(1)0.5 m/s2 (2)7 W (3)3.03 m 22ABAAB111mmvmmv22第31頁/共194頁第三十二頁

19、，共194頁。【閱卷(yu jun)人點(diǎn)撥】 失失分分提提示示(1)(1)對木板對木板B B受力分析出錯(cuò)，漏掉受力分析出錯(cuò)，漏掉A A對對B B的摩擦力或的摩擦力或A A對對B B的壓的壓力；力；(2)(2)求恒力求恒力F F的大小時(shí)，牛頓第二定律方程列錯(cuò)的大小時(shí)，牛頓第二定律方程列錯(cuò); ;(3)A(3)A、B B速度相等后誤認(rèn)為速度相等后誤認(rèn)為B B仍然做勻速直線運(yùn)動(dòng)，未對仍然做勻速直線運(yùn)動(dòng)，未對B B再次受力分析，力與運(yùn)動(dòng)的關(guān)系意識淡薄；再次受力分析，力與運(yùn)動(dòng)的關(guān)系意識淡薄；(4)(4)電動(dòng)機(jī)以恒定功率通過細(xì)繩拉電動(dòng)機(jī)以恒定功率通過細(xì)繩拉B B時(shí)，不會表示變力做功；時(shí)，不會表示變力做功；(

20、5)(5)研究對象不明確，不能選取整體法處理問題研究對象不明確，不能選取整體法處理問題. .第32頁/共194頁第三十三頁，共194頁。 備備考考指指南南對于動(dòng)力學(xué)綜合性題目，在復(fù)習(xí)時(shí)要掌握必要的方法及解對于動(dòng)力學(xué)綜合性題目，在復(fù)習(xí)時(shí)要掌握必要的方法及解題要領(lǐng)：題要領(lǐng)：(1)(1)受力分析不要漏力、添力，可按照先重力再接觸力受力分析不要漏力、添力，可按照先重力再接觸力( (接接觸面處的彈力及摩擦力觸面處的彈力及摩擦力) )，最后其他外力的順序作圖，最后其他外力的順序作圖. .(2)(2)在復(fù)習(xí)求解變力做功的問題時(shí)，應(yīng)該掌握幾種方法：在復(fù)習(xí)求解變力做功的問題時(shí)，應(yīng)該掌握幾種方法：微元法、利用動(dòng)能

21、定理、變力做功功率恒定利用微元法、利用動(dòng)能定理、變力做功功率恒定利用W WF F=Pt.=Pt.(3)(3)對于兩個(gè)物體相對運(yùn)動(dòng)的情景，注重物理過程的分析，對于兩個(gè)物體相對運(yùn)動(dòng)的情景，注重物理過程的分析，搞清各個(gè)物體的運(yùn)動(dòng)特點(diǎn)和受力特點(diǎn)，培養(yǎng)分析物理運(yùn)動(dòng)搞清各個(gè)物體的運(yùn)動(dòng)特點(diǎn)和受力特點(diǎn)，培養(yǎng)分析物理運(yùn)動(dòng)情景的能力和靈活應(yīng)用物理規(guī)律解決問題的能力情景的能力和靈活應(yīng)用物理規(guī)律解決問題的能力. .第33頁/共194頁第三十四頁，共194頁。 功的概念的理解與功的計(jì)算 高考指數(shù):1.(2012安徽高考)如圖所示，在豎直平面內(nèi)有一半徑為R的圓弧軌道，半徑OA水平、OB豎直，一個(gè)質(zhì)量為m的小球自A的正上方

22、P點(diǎn)由靜止開始自由下落，小球沿軌道到達(dá)最高點(diǎn)B時(shí)恰好對軌道沒有壓力.已知AP=2R,重力(zhngl)加速度為g，則小球從P到B的運(yùn)動(dòng)過程中( ) 第34頁/共194頁第三十五頁，共194頁?！窘忸}指南】解答本題時(shí)要注意以下三點(diǎn)：(1)小球在B點(diǎn)所受重力等于向心力，由此可求出小球在B點(diǎn)的動(dòng)能.(2)根據(jù)功能關(guān)系求出重力的功、合外力的功.(3)根據(jù)能量的轉(zhuǎn)化(zhunhu)與守恒求出摩擦力的功、機(jī)械能的變化量.A.重力做功2mgR B.機(jī)械能減少(jinsho)mgRC.合外力做功mgR D.克服摩擦力做功1mgR2第35頁/共194頁第三十六頁，共194頁。【解析】選D.重力做功與路徑無關(guān)，所

23、以WG=mgR，選項(xiàng)A錯(cuò)；小球在B點(diǎn)時(shí)所受重力等于向心力，即：從P點(diǎn)到B點(diǎn)，由動(dòng)能定理(dn nn dn l)知： 故選項(xiàng)C錯(cuò)；根據(jù)能量的轉(zhuǎn)化與守恒知：機(jī)械能的減少量為|E|=|EP|-|Ek|= 故選項(xiàng)B錯(cuò)；克服摩擦力做的功等于機(jī)械能的減少量，故選項(xiàng)D對. 2vmgmvgRR，所以，211WmvmgR22合，1mgR2，第36頁/共194頁第三十七頁，共194頁。2.(2011江蘇高考)如圖所示，演員(ynyun)正在進(jìn)行雜技表演.由圖可估算出他將一只雞蛋拋出的過程中對雞蛋所做的功最接近于( )C.30 J D.300 J 【解析】選A.估計(jì)一只雞蛋的質(zhì)量為60克，雞蛋上升的高度為50厘米，

24、對人拋雞蛋以及雞蛋上升到最高點(diǎn)全程應(yīng)用動(dòng)能定理有：WF-mgh=0，代入數(shù)值可知WF=0.3 J，A對. 第37頁/共194頁第三十八頁，共194頁。3.(2010上海高考)如圖所示為質(zhì)量相等的兩個(gè)質(zhì)點(diǎn)A、B在同一直線上運(yùn)動(dòng)的v-t圖象，由圖可知( )A.在t時(shí)刻兩個(gè)質(zhì)點(diǎn)在同一位置B.在t時(shí)刻兩個(gè)質(zhì)點(diǎn)速度相等C.在0t時(shí)間內(nèi)質(zhì)點(diǎn)B比質(zhì)點(diǎn)A位移(wiy)大D.在0t時(shí)間內(nèi)合外力對兩個(gè)質(zhì)點(diǎn)做功相等第38頁/共194頁第三十九頁，共194頁?！窘馕觥窟xB、C、D.在t時(shí)刻兩質(zhì)點(diǎn)速度相等，故B正確.根據(jù)v-t圖象中面積代表位移大小，在0t時(shí)間內(nèi)質(zhì)點(diǎn)B比質(zhì)點(diǎn)A位移大，所以C正確，A錯(cuò)誤；根據(jù)動(dòng)能定理，合

25、外力對質(zhì)點(diǎn)做的功等于(dngy)該質(zhì)點(diǎn)動(dòng)能的變化，故D正確.第39頁/共194頁第四十頁，共194頁。 功率的計(jì)算 高考指數(shù):4.(2012江蘇高考)如圖所示，細(xì)線的一端固定于O點(diǎn)，另一端系一小球.在水平(shupng)拉力作用下，小球以恒定速率在豎直平面內(nèi)由A點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn).在此過程中拉力的瞬時(shí)功率變化情況是( )A.逐漸增大 B.逐漸減小C.先增大，后減小 D.先減小，后增大第40頁/共194頁第四十一頁，共194頁。【解題指南】本題考查了動(dòng)能定理、變力做功、瞬時(shí)功率問題，難度中等，本題要把變力(水平拉力)做功(和功率)問題轉(zhuǎn)化為恒力(重力)做功(和功率)問題.【解析】選A.本題考查上升的過

26、程中,重力做負(fù)功,水平拉力F做正功,由動(dòng)能定理得 所以WF=WG，即拉力做的功和重力做的功總是相等的，則拉力做功的功率和重力做功的功率也總是相等的，小球上擺過程中,豎直方向速度一直增大(zn d)，重力功率P=mgv一直增大(zn d)，所以拉力做功的功率也是逐漸增大(zn d)的.答案選A. 22FG11WWmvmv022 ，第41頁/共194頁第四十二頁，共194頁。5.(2012福建高考)如圖,表面光滑的固定斜面頂端安裝一定滑輪(huln),小物塊A、B用輕繩連接并跨過滑輪(huln)(不計(jì)滑輪的質(zhì)量和摩擦).初始時(shí)刻,A、B處于同一高度并恰好處于靜止?fàn)顟B(tài).剪斷輕繩后,A下落、B沿斜面下

27、滑,則從剪斷輕繩到物塊著地,兩物塊( )A.速率的變化量不同 B.機(jī)械能的變化量不同C.重力勢能的變化量相同 D.重力做功的平均功率相同第42頁/共194頁第四十三頁，共194頁?！窘忸}指南】解答(jid)本題時(shí)應(yīng)明確以下三點(diǎn)：矢量和標(biāo)量的描述不同.(2)平均功率的計(jì)算公式的理解.(3)據(jù)平衡狀態(tài)得兩物塊的質(zhì)量關(guān)系.【解析】選D.設(shè)A、B離地高度為h,由于斜面表面光滑，A、B運(yùn)動(dòng)過程機(jī)械能守恒，機(jī)械能不變，物塊著地時(shí)速率相等,均為 因此速率變化量相等，A、B錯(cuò).由于初始時(shí)刻A、B處于同一高度并處于靜止?fàn)顟B(tài)，因此有mAg=mBgsin，重力勢能變化量不相等，C錯(cuò).從剪斷輕繩到兩物塊著地過程的平均

28、速度大小為 故選D. 2gh,ABABAB1v2ghPm gv Pm gsinv PP ,2，則，第43頁/共194頁第四十四頁，共194頁。6.(2012天津高考)如圖甲所示,靜止在水平地面的物塊A，受到水平向右的拉力F作用(zuyng),F與時(shí)間t的關(guān)系如圖乙所示,設(shè)物塊與地面的靜摩擦力最大值fm與滑動(dòng)摩擦力大小相等,則( )A.0t1時(shí)間內(nèi)F的功率逐漸增大B.t2時(shí)刻物塊A的加速度最大第44頁/共194頁第四十五頁，共194頁。C.t2時(shí)刻后物塊A做反向運(yùn)動(dòng)D.t3時(shí)刻物塊A的動(dòng)能最大【解析】選B、D.由F-t圖象可知，在0t1時(shí)間內(nèi)，F(xiàn)fm，故物塊仍沿同一方向做加速運(yùn)動(dòng)，至t3時(shí)刻速度

29、最大，動(dòng)能最大，選項(xiàng)C錯(cuò)、D對. 第45頁/共194頁第四十六頁，共194頁。7.(2011上海高考)如圖，一長為L的輕桿一端固定在光滑(gung hu)鉸鏈上，另一端固定一質(zhì)量為m的小球.一水平向右的拉力作用于桿的中點(diǎn)，使桿以角速度勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，當(dāng)桿與水平方向成60時(shí),拉力的功率為( )A.mgL B.C. D. 3mgL21mgL23mgL6第46頁/共194頁第四十七頁，共194頁?！窘馕觥窟xC.勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，動(dòng)能不變，拉力的功率在數(shù)值上應(yīng)等于重力的功率.為此，將線速度分解為水平速度和豎直速度，重力的功率P=-mgLsin30= 所以拉力的功率【誤區(qū)警示】解答本題易產(chǎn)生的兩個(gè)誤區(qū)(1)瞬時(shí)功率的

30、公式為P=Fvcos,式中為F與v的夾角，求解時(shí)容易忘記考慮.(2)合速度沿運(yùn)動(dòng)(yndng)切向，不是水平方向，在對線速度分解時(shí)，應(yīng)向水平和豎直兩個(gè)方向分解. 1mgL,21PPmgL2 第47頁/共194頁第四十八頁，共194頁。8.(2012北京高考)摩天大樓中一部(y b)直通高層的客運(yùn)電梯.行程超過百米.電梯的簡化模型如圖甲所示.考慮安全、舒適、省時(shí)等因素，電梯的加速度a是隨時(shí)間t變化的.已知電梯在t=0時(shí)由靜止開始上升，a-t圖像如圖乙所示.電梯總質(zhì)量m=2.0103 kg.忽略一切阻力.重力加速度g取10 m/s2.第48頁/共194頁第四十九頁，共194頁。(1)求電梯在上升過

31、程中受到的最大拉力F1和最小拉力F2;(2)類比(lib)是一種常用的研究方法.對于直線運(yùn)動(dòng)，教科書中講解了由v -t圖像求位移的方法.請你借鑒此方法，對比加速度和速度的定義，根據(jù)圖乙所示a-t圖像，求電梯在第1 s內(nèi)的速度改變量v1和第2 s末的速率v2;(3)求電梯以最大速率上升時(shí)，拉力做功的功率P；再求在011 s時(shí)間內(nèi)，拉力和重力對電梯所做的總功W. 第49頁/共194頁第五十頁，共194頁?！窘忸}指南】本題需要把握以下四點(diǎn)：(1)讀出圖像中正、負(fù)最大加速度，由牛頓第二定律分別計(jì)算出最大拉力和最小拉力.(2)加速度圖像與時(shí)間軸圍成的面積表示速度的變化量.(3)速度最大時(shí)拉力等于重力(z

32、hngl)，拉力的功率等于重力(zhngl)與速度的乘積.(4)根據(jù)動(dòng)能定理可計(jì)算總功.第50頁/共194頁第五十一頁，共194頁?！窘馕觥?1)由牛頓第二定律，有F-mg=ma由a-t圖像可知(k zh)，F(xiàn)1和F2對應(yīng)的加速度分別是a1=1.0 m/s2，a2=-1.0 m/s2F1=m(g+a1)=2.0103(10+1.0) N=2.2104 NF2=m(g+a2)=2.0103(10-1.0) N=1.8104 N (2)類比可得，所求速度變化量等于第1 s內(nèi)a-t圖線下的面積v1=0.50 m/s同理可得v2=v2-v0=1.5 m/sv0=0，第2 s末的速率v2=1.5 m/s

33、第51頁/共194頁第五十二頁，共194頁。(3)由a-t圖像可知，11 s30 s內(nèi)速率最大，其值等于011 s內(nèi)a-t圖線下的面積，有vm=10 m/s此時(shí)電梯做勻速運(yùn)動(dòng)，拉力(ll)F等于重力mg，所求功率P=Fvm=mgvm=2.01031010 W=2.0105 W由動(dòng)能定理，總功W=Ek2-Ek1= J=1.0105 J答案：(1) 2.2104 N 1.8104 N (2)0.50 m/s1.5 m/s (3)2.0105 W 1.0105 J 232m11mv02.0 101022第52頁/共194頁第五十三頁，共194頁。 動(dòng)能定理的理解與應(yīng)用 高考指數(shù):9.(2012四川高

34、考)如圖所示，勁度系數(shù)為k的輕彈簧的一端固定在墻上，另一端與置于水平面上質(zhì)量為m的物體接觸(未連接)，彈簧水平且無形變.用水平力F緩慢推動(dòng)物體，在彈性限度內(nèi)彈簧長度被壓縮了x0，此時(shí)物體靜止.撤去F后，物體開始向左運(yùn)動(dòng)，運(yùn)動(dòng)的最大距離為4x0.物體與水平面間的動(dòng)摩擦因數(shù)(ynsh)為,重力加速度為g.則( ) 第53頁/共194頁第五十四頁，共194頁。A.撤去F后，物體(wt)先做勻加速運(yùn)動(dòng)，再做勻減速運(yùn)動(dòng)B.撤去F后，物體(wt)剛運(yùn)動(dòng)時(shí)的加速度大小為C.物體(wt)做勻減速運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為D.物體(wt)開始向左運(yùn)動(dòng)到速度最大的過程中克服摩擦力做的功為【解析】選B、D.撤去F后，在水平方向上

35、物體(wt)受到彈簧的彈力和摩擦力的作用，由于彈力是變力.所以，物體(wt)開始不可能做勻變速運(yùn)動(dòng)，A錯(cuò)誤；撤去F瞬間，水平方向上物體(wt)受到彈簧向0kxgm0 x2g0mgmg(x)k第54頁/共194頁第五十五頁，共194頁。左的彈力FN=kx0和向右的摩擦力Ff=mg的作用，由牛頓(ni dn)第二定律可知 B正確；物體到達(dá)初位置時(shí)，和彈簧分離，之后才開始做勻減速運(yùn)動(dòng)，運(yùn)動(dòng)位移為3x0，加速度大小為 C錯(cuò)誤；當(dāng)水平方向上物體受到彈簧向左的彈力FN=kx和向右的摩擦力Ff=mg平衡時(shí)，具有最大速度，所以 物體開始向左運(yùn)動(dòng)到速度最大，發(fā)生的位移為(x0-x).所以，此過程中克服摩擦力做的

36、功為W=Ff(x0-x)= D正確. Nf0FFkxagmm，20f6xF12xagxat:tm2ag，由得，mgxk，0mgmg(x)k，第55頁/共194頁第五十六頁，共194頁。10.(2011山東高考)如圖所示，將小球(xio qi)a從地面以初速度v0豎直上拋的同時(shí)，將另一相同質(zhì)量的小球(xio qi)b從距地面h處由靜止釋放，兩球恰在 處相遇(不計(jì)空氣阻力).則( )A.兩球同時(shí)落地 B.相遇時(shí)兩球速度大小相等 C.從開始運(yùn)動(dòng)到相遇，球a動(dòng)能的減少量等于球b動(dòng)能的增加量D.相遇后的任意時(shí)刻，重力對球a做功功率和對球b做功功率相等h2第56頁/共194頁第五十七頁，共194頁?！窘忸}

37、指南(zhnn)】解答本題要注意以下四點(diǎn)：(1)a球做豎直上拋運(yùn)動(dòng)，b球做自由落體運(yùn)動(dòng).(2)緊緊抓住兩球恰在 處相遇列式分析.(3)動(dòng)能的變化由動(dòng)能定理分析.(4)由瞬時(shí)功率的定義比較a、b重力功率的大小.h2第57頁/共194頁第五十八頁，共194頁?！窘馕觥窟xC.相遇時(shí)b球的位移 運(yùn)動(dòng)時(shí)間 相遇時(shí)a球位移相遇時(shí)a球的速度va=v0-gt=0，由題意可得此時(shí)b球已經(jīng)具有向下的速度而a球速度為零，故b球以較大(jio d)速度先落地,以后任意時(shí)刻重力的瞬時(shí)功率P=mgv，b球的瞬時(shí)功率總是大于a球的瞬時(shí)功率.選項(xiàng)A、B、D錯(cuò)誤.從開始運(yùn)動(dòng)到相遇，a球克服重力所做的功等于重力對b球所做的功，由

38、動(dòng)能定理可得C項(xiàng)正確. 2h1gt22，htg，222000h111v tgt ,gtv tgtvgtgh,2222 可得，第58頁/共194頁第五十九頁，共194頁。11.(2011四川高考)如圖是“神舟”系列航天飛船返回艙返回地面的示意圖，假定其過程可簡化為：打開降落傘一段時(shí)間后，整個(gè)裝置勻速下降，為確保安全著陸，需點(diǎn)燃返回艙的緩沖火箭，在火箭噴氣過程中返回艙做減速直線運(yùn)動(dòng)，則( )A.火箭開始噴氣瞬間傘繩對返回艙的拉力變小B.返回艙在噴氣過程中減速的主要原因是空氣阻力C.返回艙在噴氣過程中所受合外力(wil)可能做正功D.返回艙在噴氣過程中處于失重狀態(tài)第59頁/共194頁第六十頁，共19

39、4頁。【解析】選A.整個(gè)裝置勻速下降，火箭向下噴氣瞬間，獲得向上的反沖力，故傘繩對返回艙的拉力減小，A項(xiàng)正確;返回艙在空氣阻力作用下勻速運(yùn)動(dòng)(yns yndng)，故減速的主要原因是火箭的反沖力，B項(xiàng)錯(cuò);返回艙做減速運(yùn)動(dòng)，由動(dòng)能定理可知，合外力做負(fù)功，C項(xiàng)錯(cuò);返回艙向下減速，加速度方向向上，處于超重狀態(tài)，D項(xiàng)錯(cuò). 第60頁/共194頁第六十一頁，共194頁。12.(2012重慶高考)如圖所示為一種擺式摩擦因數(shù)測量儀，可測量輪胎與地面間動(dòng)摩擦因數(shù)，其主要部件(bjin)有：底部固定有輪胎橡膠片的擺錘和連接擺錘的輕質(zhì)細(xì)桿.擺錘的質(zhì)量為m，細(xì)桿可繞軸O在豎直平面內(nèi)自由轉(zhuǎn)動(dòng)，擺錘重心到O點(diǎn)距離為L.測

40、量時(shí)，測量儀固定于水平地面，將擺錘從與O等高的位置處靜止釋放.擺錘到最低點(diǎn)附近時(shí)，橡膠片緊壓地面擦過一小段距離s(sL)，之后繼續(xù)擺至與豎直方向成角的最高位置.若擺錘對地面的壓力可視為大小為F的恒力，重力加速度為g，求第61頁/共194頁第六十二頁，共194頁。(1)擺錘在上述過程中損失的機(jī)械能；(2)在上述過程中摩擦力對擺錘所做的功；(3)橡膠片與地面(dmin)之間的動(dòng)摩擦因數(shù). 第62頁/共194頁第六十三頁，共194頁。【解題指南】解答本題(bnt)時(shí)可按以下思路分析：第63頁/共194頁第六十四頁，共194頁。【解析】(1)損失的機(jī)械能：E=mgL-mg(L-Lcos)=mgLcos

41、(2)摩擦力對擺錘做的功大小等于擺錘損失的機(jī)械能，因而(yn r)，Wf=-mgLcos(3)|Wf|=fs=Fs=mgLcos答案：(1)mgLcos (2)-mgLcos (3) mgLcosFsmgLcosFs第64頁/共194頁第六十五頁，共194頁。13.(2010上海高考)傾角=37，質(zhì)量M=5 kg的粗糙斜面位于(wiy)水平地面上，質(zhì)量m=2 kg的木塊置于斜面頂端，從靜止開始勻加速下滑，經(jīng)t=2 s到達(dá)底端，運(yùn)動(dòng)路程L=4 m,在此過程中斜面保持靜止.(sin37=0.6,cos37=0.8,g取10 m/s2)求：(1)地面對斜面的摩擦力大小與方向；(2)地面對斜面的支持力

42、大?。?3)通過計(jì)算證明木塊在此過程中滿足動(dòng)能定理.第65頁/共194頁第六十六頁，共194頁。【解析(ji x)】(1)從靜止開始勻加速下滑，由運(yùn)動(dòng)規(guī)律： 得a=2 m/s2對木塊受力分析：沿斜面方向：mgsin-f=ma 垂直斜面方向：mgcos-FN=0 由以上兩式得：f=8N,FN=16N 21Lat2，第66頁/共194頁第六十七頁，共194頁。對斜面受力分析(fnx)：水平方向：fcos=f地+FNsin 豎直方向：F支=Mg+FNcos+fsin 由可得：f地=-3.2 N.負(fù)號表示地面對斜面的靜摩擦力水平向左；(2)由可得：F支=67.6 N第67頁/共194頁第六十八頁，共1

43、94頁。(3)木塊受兩個(gè)力做功.重力做功：WG=mgh=mgLsin=48 J摩擦力做功：Wf=-fL=-32 J合力做功即各個(gè)力做功的代數(shù)和：W=WG+Wf=16 J動(dòng)能的變化所以(suy)，合力做功或外力對木塊做的總功等于動(dòng)能的變化(增加)，證畢.答案:(1)3.2 N 水平向左 (2)67.6 N (3)見解析 22k11Emvm at16 J22 第68頁/共194頁第六十九頁，共194頁。14.(2010全國卷)如圖，MNP 為豎直面內(nèi)一固定軌道，其圓弧段MN與水平段NP相切于N點(diǎn)，P端固定一豎直擋板.M相對于N的高度為h，NP長度為s.一物塊自M端從靜止開始沿軌道下滑，與擋板發(fā)生一

44、次完全彈性碰撞后停止在水平軌道上某處.若在MN段的摩擦可忽略不計(jì)，物塊與NP段軌道間的滑動(dòng)摩擦因數(shù)為，求物塊停止的地方與N點(diǎn)距離的可能值.(提示：完全彈性碰撞過程(guchng)中機(jī)械能不損失)第69頁/共194頁第七十頁，共194頁?！窘馕觥吭谖飰K從開始下滑到停止在水平軌道上的過程(guchng)中，應(yīng)用動(dòng)能定理：mgh-mgs=0-0 其中在水平軌道上滑行的總路程為s由 可得： (1)第一種情況：物塊與彈性擋板碰撞后，在到達(dá)圓弧形軌道前停止，則物塊停止的位置距N的距離為 hs hd2ss2s 第70頁/共194頁第七十一頁，共194頁。(2)第二種情況：物塊與彈性擋板碰撞(pn zhun)

45、后，可再一次滑上光滑圓弧軌道，滑下后在水平軌道上停止，則物塊停止的位置距N的距離為 所以物塊停止的位置距N的距離可能為答案:hds2s2s hh2s2s.或hh2s2s或第71頁/共194頁第七十二頁，共194頁。 動(dòng)能定理與圓周運(yùn)動(dòng)、平拋運(yùn)動(dòng)結(jié)合 高考指數(shù):15.(2012浙江高考)由光滑細(xì)管(x un)組成的軌道如圖所示，其中AB段和BC段是半徑為R的四分之一圓弧，軌道固定在豎直平面內(nèi).一質(zhì)量為m的小球，從距離水平地面高為H的管口D處靜止釋放，最后能夠從A端水平拋出落到地面上.下列說法正確的是( )第72頁/共194頁第七十三頁，共194頁。A.小球落到地面時(shí)相對于A點(diǎn)的水平位移值為B.小

46、球落到地面時(shí)相對于A點(diǎn)的水平位移值為C.小球能從細(xì)管A端水平拋出的條件是H2RD.小球能從細(xì)管A端水平拋出的最小高度Hmin=【解題指南(zhnn)】用動(dòng)能定理(或機(jī)械能守恒定律)求出小球運(yùn)動(dòng)到A點(diǎn)的速度大小，再根據(jù)平拋運(yùn)動(dòng)規(guī)律求解水平位移值；由于小球在光滑細(xì)管內(nèi)運(yùn)動(dòng)時(shí)可以受管的支持力，所以能從A端水平拋出的條件是小球到達(dá)A點(diǎn)的速率大小必須大于零，若等于零小球剛好靜止在管口不能拋出去.22 RH2R22 2RH4R5R2第73頁/共194頁第七十四頁，共194頁?！窘馕觥窟xB、C.設(shè)小球運(yùn)動(dòng)到A點(diǎn)的速度為vA，根據(jù)動(dòng)能定理，有 小球做平拋運(yùn)動(dòng)，有x=vAt, 所以(suy)水平位移 選項(xiàng)B正確

47、、A錯(cuò)誤；能從A端水平拋出的條件是小球到達(dá)A點(diǎn)的速率 即H2R，選項(xiàng)C正確、D錯(cuò)誤.2AA1mvmg H2Rv2g H2R2，得，212Rgt ,22x2 2RH4R，Av2g H2R0 ，第74頁/共194頁第七十五頁，共194頁。16.(2012大綱版全國卷)一探險(xiǎn)隊(duì)員在探險(xiǎn)時(shí)遇到一山溝，山溝的一側(cè)豎直，另一側(cè)的坡面呈拋物線形狀.此隊(duì)員從山溝的豎直一側(cè)，以速度v0沿水平方向跳向另一側(cè)坡面.如圖所示，以溝底的O點(diǎn)為原點(diǎn)建立坐標(biāo)系Oxy.已知，山溝豎直一側(cè)的高度(god)為2h，坡面的拋物線方程為 探險(xiǎn)隊(duì)員的質(zhì)量為m.人視為質(zhì)點(diǎn)，忽略空氣阻力，重力加速度為g.21yx ;2h第75頁/共194

48、頁第七十六頁，共194頁。(1)求此人落到坡面時(shí)的動(dòng)能.(2)此人水平跳出的速度為多大時(shí)，他落在坡面時(shí)的動(dòng)能最??？動(dòng)能的最小值為多少？【解題指南】落點(diǎn)位置坐標(biāo)為此人平拋運(yùn)動(dòng)軌跡方程和坡面方程組成的解，根據(jù)(gnj)機(jī)械能守恒或動(dòng)能定理求得此人落到坡面時(shí)的動(dòng)能，再運(yùn)用數(shù)學(xué)方法求出動(dòng)能的最小值.第76頁/共194頁第七十七頁，共194頁。【解析】(1)設(shè)該隊(duì)員在空中做平拋運(yùn)動(dòng)(yndng)的時(shí)間為t，運(yùn)動(dòng)(yndng)到另一坡面的落點(diǎn)坐標(biāo)(x,y)，則有x=v0t 依題意有： 根據(jù)機(jī)械能守恒，此人落到坡面的動(dòng)能 聯(lián)立以上各式得： 212hygt221yx2h2k01Emvmg(2hy)2222k0

49、2014g hEm(v)2vgh第77頁/共194頁第七十八頁，共194頁。(2)把式變形(bin xng)，得 當(dāng)式中的平方項(xiàng)為零時(shí)，即 動(dòng)能Ek最小.最小的動(dòng)能答案:22k02012gh3Em( vgh)mgh22vgh0vgh，kmin3Emgh.2 22202014g h31m(v)2ghmgh2vgh2 第78頁/共194頁第七十九頁，共194頁。17.(2012山東高考)如圖所示，一工件置于水平地面上，其AB段為一半徑R=1.0 m的光滑圓弧軌道，BC段為一長度L=0.5 m的粗糙水平軌道，二者相切于B點(diǎn)，整個(gè)(zhngg)軌道位于同一豎直平面內(nèi)，P點(diǎn)為圓弧軌道上的一個(gè)確定點(diǎn).一可

50、視為質(zhì)點(diǎn)的物塊，其質(zhì)量m=0.2 kg，與BC間的動(dòng)摩擦因數(shù)1=0.4.工件質(zhì)量M=0.8 kg，與地面間的動(dòng)摩擦因數(shù)2=0.1.(取g=10 m/s2)第79頁/共194頁第八十頁，共194頁。(1)若工件固定，將物塊由P點(diǎn)無初速度釋放，滑至C點(diǎn)時(shí)恰好靜止(jngzh)，求P、C兩點(diǎn)間的高度差h.(2)若將一水平恒力F作用于工件，使物塊在P點(diǎn)與工件保持相對靜止(jngzh)，一起向左做勻加速直線運(yùn)動(dòng).求F的大小.當(dāng)速度v=5 m/s時(shí)，使工件立刻停止運(yùn)動(dòng)(即不考慮減速的時(shí)間和位移)，物塊飛離圓弧軌道落至BC段，求物塊的落點(diǎn)與B點(diǎn)間的距離.第80頁/共194頁第八十一頁，共194頁。【解析(j

51、i x)】(1)物塊從P點(diǎn)下滑經(jīng)B點(diǎn)至C點(diǎn)的整個(gè)過程，根據(jù)動(dòng)能定理得mgh-1mgL=0 代入數(shù)據(jù)得h=0.2 m (2)設(shè)物塊的加速度大小為a，P點(diǎn)與圓心的連線與豎直方向間的夾角為，由幾何關(guān)系可得第81頁/共194頁第八十二頁，共194頁。 根據(jù)牛頓第二定律(dngl)，對物塊有mgtan=ma 對工件和物塊整體有F-2(M+m)g=(M+m)a 聯(lián)立式，代入數(shù)據(jù)得F=8.5 N RhcosR第82頁/共194頁第八十三頁，共194頁。設(shè)物塊平拋運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為t，水平(shupng)位移為x1，物塊落點(diǎn)與B點(diǎn)間的距離為x2，由運(yùn)動(dòng)學(xué)公式可得 x1=vt x2=x1-Rsin 聯(lián)立式，代入數(shù)據(jù)得

52、x2=0.4 m 答案：(1)0.2 m(2)8.5 N 0.4 m21hgt2第83頁/共194頁第八十四頁，共194頁。18.(2010山東高考)如圖所示,四分之一圓軌道OA與水平軌道AB相切，它們(t men)與另一水平軌道CD在同一豎直面內(nèi)，圓軌道OA的半徑R=0.45 m，水平軌道AB長s13 m，OA與AB均光滑.一滑塊從O點(diǎn)由靜止釋放，當(dāng)滑塊經(jīng)過A點(diǎn)時(shí)，靜止在CD上的小車在F=1.6 N的水平恒力作用下啟動(dòng)，運(yùn)動(dòng)一段時(shí)間后撤去F.當(dāng)小車在CD上運(yùn)動(dòng)了s23.28 m時(shí)速度v=2.4 m/s，此時(shí)滑塊恰好落入小車中.已知小車質(zhì)量M=0.2 kg，與CD間的動(dòng)摩擦因數(shù)0.4.(取g=

53、10 m/s2)求:第84頁/共194頁第八十五頁，共194頁。【解題(ji t)指南】解答本題時(shí)分別以小車和滑塊作為研究對象進(jìn)行受力分析，對其運(yùn)動(dòng)過程進(jìn)行分析，然后由動(dòng)能定理、牛頓第二定律及運(yùn)動(dòng)學(xué)方程便可求出時(shí)間t ，結(jié)合平拋運(yùn)動(dòng)規(guī)律即可求出高度h.(1)恒力F的作用時(shí)間(shjin)t.(2)AB與CD的高度差h.第85頁/共194頁第八十六頁，共194頁?！窘馕觥?1)設(shè)小車在軌道CD上加速的距離為s，由動(dòng)能定理(dn nn dn l)得: 設(shè)小車在軌道CD上做加速運(yùn)動(dòng)時(shí)的加速度為a，由牛頓運(yùn)動(dòng)定律得：F-Mg=Ma 221FsMgsMv2第86頁/共194頁第八十七頁，共194頁。 聯(lián)

54、立式，代入數(shù)據(jù)得：a=4 m/s2 t=1 s (2)設(shè)小車在軌道CD上做加速運(yùn)動(dòng)的末速度為v，撤去力F后小車做減速運(yùn)動(dòng)(jin s yn dn)時(shí)的加速度為a，減速時(shí)間為t，由牛頓運(yùn)動(dòng)定律得v=at -Mg=Ma v=v+at 解得：t=0.4 s21sat2第87頁/共194頁第八十八頁，共194頁。設(shè)滑塊的質(zhì)量為m,運(yùn)動(dòng)到A點(diǎn)的速度為vA，由動(dòng)能定理得： 設(shè)滑塊由A點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)的時(shí)間為t1,由運(yùn)動(dòng)學(xué)公式得s1=vAt1 由可得：t1=1 s綜合分析可知滑塊做平拋運(yùn)動(dòng)的時(shí)間等于小車減速時(shí)間t,由平拋運(yùn)動(dòng)規(guī)律(gul)：代入數(shù)據(jù)得：h=0.8 m答案:(1)1 s (2)0.8 m2A1mg

55、Rmv0221hgt2 ，第88頁/共194頁第八十九頁，共194頁。【方法技巧】應(yīng)用動(dòng)能定理解題時(shí)需要注意的問題(1)動(dòng)能定理的研究對象可以是單一物體或者是可以看做單一物體的物體系統(tǒng).(2)動(dòng)能定理適用于恒力做功，也適用于變力做功，力可以是各種性質(zhì)(xngzh)的力，可以同時(shí)作用也可以分段作用.(3)動(dòng)能定理是求解物體的位移或速率的簡捷公式,當(dāng)題目中涉及到位移和速度而不涉及時(shí)間時(shí)可優(yōu)先考慮動(dòng)能定理;處理曲線運(yùn)動(dòng)中的速率問題時(shí)也要優(yōu)先考慮動(dòng)能定理.(4)若物體運(yùn)動(dòng)的過程中包含幾個(gè)不同的過程，應(yīng)用動(dòng)能定理時(shí)，可以分段考慮，也可以把全過程作為一個(gè)整體處理.第89頁/共194頁第九十頁，共194頁。

56、19.(2010浙江高考)在一次國際城市運(yùn)動(dòng)會中，要求運(yùn)動(dòng)員從高為H的平臺上A點(diǎn)由靜止出發(fā)，沿著動(dòng)摩擦因數(shù)(ynsh)為的滑道向下運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)后水平滑出，最后落在水池中.設(shè)滑道的水平距離為L，B點(diǎn)的高度h可由運(yùn)動(dòng)員自由調(diào)節(jié)(取g=10 m/s2).求：第90頁/共194頁第九十一頁，共194頁。(1)運(yùn)動(dòng)員到達(dá)B點(diǎn)的速度與高度h的關(guān)系；(2)運(yùn)動(dòng)員要達(dá)到最大水平運(yùn)動(dòng)距離，B點(diǎn)的高度h應(yīng)調(diào)為多大？對應(yīng)的最大水平距離xmax為多少(dusho)？(3)若圖中H=4 m，L=5 m，動(dòng)摩擦因數(shù)=0.2，則水平運(yùn)動(dòng)距離要達(dá)到7 m，h值應(yīng)為多少(dusho)？【解析】(1)運(yùn)動(dòng)員由A運(yùn)動(dòng)到B過程，根據(jù)動(dòng)

57、能定理得： 由解得：2ABB2B1mg Hhmgcos Lmv021mg Hhmg Lmv02即：Bv2g(HhL)第91頁/共194頁第九十二頁，共194頁。(2)離開(l ki)B點(diǎn)做平拋運(yùn)動(dòng)，由平拋運(yùn)動(dòng)規(guī)律可知，運(yùn)動(dòng)員在水平方向上做勻速直線運(yùn)動(dòng)，在豎直方向上做自由落體運(yùn)動(dòng)，則：水平方向上：x=vBt 豎直方向上：h= 聯(lián)立式解得： x有最大值，xmax=L+H-L21gt22x2HLh h2hHL hHLh21 當(dāng)時(shí)，第92頁/共194頁第九十三頁，共194頁。(3)若圖中H=4 m，L=5 m，水平(shupng)距離為x=7 m,由可得：解得：答案：x2HLh h2h3h10 123

58、535hm2.62 mhm0.38 m22 或 BHL1 v2g(HhL)2LH L21 3 2.62 m0.38 m或 第93頁/共194頁第九十四頁，共194頁。 機(jī)械能守恒定律的理解與應(yīng)用 高考(o ko)指數(shù):20.(2010安徽高考(o ko)伽利略曾設(shè)計(jì)如圖所示的一個(gè)實(shí)驗(yàn)，將擺球拉至M點(diǎn)放開，擺球會達(dá)到同一水平高度上的N點(diǎn).如果在E或F處釘上釘子，擺球?qū)⒀夭煌膱A弧達(dá)到同一高度的對應(yīng)點(diǎn)；反過來，如果讓擺球從這些點(diǎn)下落，它同樣會達(dá)到原水平高度上的M點(diǎn).這個(gè)實(shí)驗(yàn)可以說明，物體由靜止開始沿不同傾角的光滑斜面(或弧線)下滑時(shí)，其末速度的大小( )第94頁/共194頁第九十五頁，共194頁。

59、A.只與斜面的傾角有關(guān) B.只與斜面的長度有關(guān)C.只與下滑的高度有關(guān) D.只與物體(wt)的質(zhì)量有關(guān)【解析】選C.伽利略設(shè)計(jì)的這個(gè)實(shí)驗(yàn)說明只有重力做功的系統(tǒng)，機(jī)械能守恒.由題意知物體(wt)在運(yùn)動(dòng)過程中不受阻力，滿足機(jī)械能守恒的條件，設(shè)下落的高度為H，則有 只與高度有關(guān)，故C正確.21mgHmv ,v22gH，第95頁/共194頁第九十六頁，共194頁。21.(2011北京高考)如圖所示，長度為l的輕繩上端固定在O點(diǎn)，下端系一質(zhì)量為m的小球(小球的大小可以忽略)(1)在水平拉力F的作用下，輕繩與豎直方向的夾角為，小球保持靜止(jngzh).畫出此時(shí)小球的受力圖，并求力F的大小；(2)由圖示位置

60、無初速釋放小球，求當(dāng)小球通過最低點(diǎn)時(shí)的速度大小及輕繩對小球的拉力.不計(jì)空氣阻力.第96頁/共194頁第九十七頁，共194頁?！窘忸}指南】解答本題時(shí)可按以下(yxi)思路分析：(1)靜止時(shí)滿足平衡條件.(2)過最低點(diǎn)時(shí)的速度可用機(jī)械能守恒定律求出.(3)當(dāng)小球通過最低點(diǎn)時(shí)輕繩對小球的拉力可根據(jù)向心力公式求出.【解析】(1)小球受力圖如圖所示，第97頁/共194頁第九十八頁，共194頁。根據(jù)平衡條件Tcos=mg，Tsin=F所以拉力(ll)大小F=mgtan(2)只有重力做功，機(jī)械能守恒mgl(1-cos)=小球通過最低點(diǎn)時(shí)的速度大小21mv2v2g (1 cos)l第98頁/共194頁第九十九