理知識(shí)第五章提能力第4單元明考向課堂考題領(lǐng)悟課下綜合提升重力勢(shì)能增加了多少？動(dòng)能損失了多少？機(jī)械能損失了多少？3．摩擦力做功的特點(diǎn)類(lèi)別比較

靜摩擦力滑動(dòng)摩擦力不同點(diǎn)能量的轉(zhuǎn)化方面在靜摩擦力做功的過(guò)程中，只有機(jī)械能從一個(gè)物體轉(zhuǎn)移到另一個(gè)物體(靜摩擦力起著傳遞機(jī)械能的作用)而沒(méi)有機(jī)械能轉(zhuǎn)化為其他形式的能量1.相互摩擦的物體通過(guò)摩擦力做功，將部分機(jī)械能從一個(gè)物體轉(zhuǎn)移到另一個(gè)物體2.部分機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，此部分能量就是系統(tǒng)機(jī)械能的損失量類(lèi)別比較

靜摩擦力滑動(dòng)摩擦力不同點(diǎn)一對(duì)摩擦力做功方面一對(duì)靜摩擦力所做功的代數(shù)總和等于零一對(duì)相互作用的滑動(dòng)摩擦力對(duì)物體系統(tǒng)所做的總功總為負(fù)值，系統(tǒng)損失的機(jī)械能轉(zhuǎn)變成內(nèi)能

[應(yīng)用升級(jí)]1.(雙選)如圖5－4－2所示，小球從A點(diǎn)以初速度v0沿粗糙斜面向上運(yùn)動(dòng)，到達(dá)最高點(diǎn)B后返回A，C為AB的中點(diǎn)。圖5－4－2下列說(shuō)法中正確的是(

)A．小球從A出發(fā)到返回A的過(guò)程中，位移為零，外力做

功為零

B．小球從A到C過(guò)程與從C到B過(guò)程，減少的動(dòng)能相等

C．小球從A到C過(guò)程與從C到B過(guò)程，速度的變化量相等

D．小球從A到C過(guò)程與從C到B過(guò)程，損失的機(jī)械能相等解析：小球從A點(diǎn)出發(fā)到返回A的過(guò)程中，位移為零，重力做功為零，但摩擦力始終做負(fù)功，A錯(cuò)誤；小球從A到C的過(guò)程與從C到B的過(guò)程中，合力相同，合力做功相同，減少的動(dòng)能相等，摩擦力做負(fù)功相等，損失的機(jī)械能相等，B、D正確；但因兩段過(guò)程的時(shí)間不相等，故速度變化量不相等，C錯(cuò)誤。答案：BD

[思維啟動(dòng)]NBA籃球賽非常精彩，吸引了眾多觀眾。如果運(yùn)動(dòng)員投籃過(guò)程中對(duì)籃球做功為W，出手高度(相對(duì)地面)為h1，籃筐距地面高度為h2，球的質(zhì)量為m，空氣阻力不計(jì)，則籃球進(jìn)筐時(shí)的動(dòng)能表達(dá)式是

。提示：由能量守恒，人做的W增加了球進(jìn)筐時(shí)的動(dòng)能和勢(shì)能。設(shè)進(jìn)筐時(shí)動(dòng)能為Ek。則有：W＝Ek＋mgh2－mgh1故Ek＝W＋mgh1－mgh2。[應(yīng)用升級(jí)]2.“滔天濁浪排空來(lái)，翻江倒海山為摧”的錢(qián)塘江大潮，被譽(yù)為天下奇觀。小莉設(shè)想用錢(qián)塘江大潮來(lái)發(fā)電，在江海交接某處建一大壩，形成一個(gè)面積為1.0×107m2，

漲潮時(shí)水深達(dá)25m的蓄水湖，關(guān)上水閘落潮后壩內(nèi)外水位差為2m。若發(fā)電時(shí)水重力勢(shì)能的12%轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔?，?/p>

只有退潮時(shí)發(fā)電，每天漲潮兩次，求該電站每天能發(fā)多少電？根據(jù)圖5－4－3中的情景，說(shuō)明圖中的A、B兩臺(tái)機(jī)器(有一臺(tái)是發(fā)電機(jī)，另一臺(tái)是電動(dòng)機(jī))，哪臺(tái)是發(fā)電機(jī)？(已知水的密度ρ＝1.0×103kg/m3，g＝10m/s2)圖5－4－3答案：4.8×1010J

A為發(fā)電機(jī)[知識(shí)檢索](1)動(dòng)能的改變量、機(jī)械能的改變量分別與對(duì)應(yīng)的功相等。(2)重力勢(shì)能、彈性勢(shì)能、電勢(shì)能的改變量與對(duì)應(yīng)的力做的

功數(shù)值相等，但符號(hào)相反。[典題例析][例1]一物塊放在如圖5－4－4所示的斜面上，用力F沿斜面向下拉物塊，物塊沿斜面運(yùn)動(dòng)了一段距離，若已知在此過(guò)程中拉力F所做的功為A，斜面對(duì)物塊的作用，圖5－4－4力所做的功為B，重力做的功為C，空氣阻力做的功為D，其中A、B、C、D的絕對(duì)值分別為100J、30J、100J、20J，則(1)物塊動(dòng)能的增量為多少？(2)物塊機(jī)械能的增量為多少？[審題指導(dǎo)]解答本題應(yīng)注意以下兩點(diǎn)：(1)物塊動(dòng)能的增量對(duì)應(yīng)合外力做的功。(2)物塊機(jī)械能的增量對(duì)應(yīng)除重力以外的力的總功。[解析]

(1)在物塊下滑的過(guò)程中，拉力F做正功，斜面對(duì)物塊有摩擦力，做負(fù)功，重力做正功，空氣阻力做負(fù)功。根據(jù)動(dòng)能定理，合外力對(duì)物塊做的功等于物塊動(dòng)能的增量，則ΔEk＝W合＝A＋B＋C＋D＝100J＋(－30J)＋100J＋(－20J)＝150J(2)根據(jù)功能關(guān)系，除重力之外的其他力所做的功等于物塊機(jī)械能的增量，則ΔE機(jī)＝A＋B＋D＝100J＋(－30J)＋(－20J)＝50J[答案]

(1)150J

(2)50J(1)物塊重力勢(shì)能的改變量為多少？(2)物塊克服摩擦力做的功是多少？解析：(1)根據(jù)功能關(guān)系，重力做功等于重力勢(shì)能的改變量。故ΔEp＝－WG＝－C＝－100J。(2)斜面對(duì)物塊的作用力有支持力和摩擦力，由于支持力與物塊的位移垂直，支持力不做功，所以斜面對(duì)物塊的作用力所做的功就是摩擦力對(duì)物塊做的功，故物塊克服摩擦力做的功Wf＝－B＝30J。答案：(1)－100J

(2)30J[知識(shí)檢索]應(yīng)用能量守恒定律解題的步驟(1)分清有多少形式的能[如動(dòng)能、勢(shì)能(包括重力勢(shì)能、彈性勢(shì)能、電勢(shì)能)、內(nèi)能等]在變化。(2)明確哪種形式的能量增加，哪種形式的能量減少，并且列出減少的能量ΔE減和增加的能量ΔE增的表達(dá)式。(3)列出能量守恒關(guān)系式：ΔE減＝ΔE增。[典題例析]

[例2]

小物塊A的質(zhì)量為m，物塊與坡道間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ，水平面光滑；坡道頂端距水平面高度為h，傾角為θ；物塊從坡道進(jìn)入水平滑道時(shí)，圖5－4－5在底端O點(diǎn)處無(wú)機(jī)械能損失，重力加速度為g。將輕彈簧的一端連接在水平滑道M處并固定在墻上，另一自由端恰位于坡道的底端O點(diǎn)，如圖5－4－5所示。物塊A從坡道頂端由靜止滑下，求：(1)物塊滑到O點(diǎn)時(shí)的速度大?。?2)彈簧為最大壓縮量d時(shí)的彈性勢(shì)能；(3)物塊A被彈回到坡道時(shí)上升的最大高度。[審題指導(dǎo)]

解答本題時(shí)應(yīng)注意以下三點(diǎn)：(1)物塊下滑時(shí)，有滑動(dòng)摩擦力做功；(2)物塊壓縮彈簧過(guò)程中的能量轉(zhuǎn)化關(guān)系；(3)物塊被彈回時(shí)在坡道上要克服摩擦力做功。[拓展訓(xùn)練]1.如圖5－4－6所示，一個(gè)小孩從粗糙的滑梯上加速滑下，對(duì)于其機(jī)械能

的變化情況，下列判斷正確的是

(

)圖5－4－6

A．重力勢(shì)能減小，動(dòng)能不變，機(jī)械能減小

B．重力勢(shì)能減小，動(dòng)能增加，機(jī)械能減小

C．重力勢(shì)能減小，動(dòng)能增加，機(jī)械能增加

D．重力勢(shì)能減小，動(dòng)能增加，機(jī)械能不變解析：下滑時(shí)高度降低，則重力勢(shì)能減小，加速運(yùn)動(dòng)，動(dòng)能增加，摩擦力做負(fù)功，機(jī)械能減小，B對(duì)，A、C、D錯(cuò)。答案：B[知識(shí)檢索]求解物體在傳送帶上運(yùn)動(dòng)的問(wèn)題，首先要正確分析物體的運(yùn)動(dòng)過(guò)程，做好受力情況分析，然后利用運(yùn)動(dòng)學(xué)公式結(jié)合牛頓第二定律，求物體及傳送帶在相應(yīng)時(shí)間內(nèi)的位移，找出物體和傳送帶之間的位移關(guān)系。再利用Q＝Ffl相對(duì)求摩擦熱，利用功能關(guān)系求功。[典題例析][例3]如圖5－4－7所示，傾角為30°的光滑斜面的下端有一水平傳送帶，傳送帶正以6m/s的速度運(yùn)動(dòng)，運(yùn)動(dòng)方向如圖所示。一個(gè)質(zhì)量為2kg的物體(物體可以視為質(zhì)點(diǎn))，從h＝3.2m高處由靜止沿斜面下滑，物體經(jīng)過(guò)A點(diǎn)時(shí)，不管是從斜面到傳送帶還是從傳送帶到斜面，都不計(jì)其動(dòng)能損失。物體與傳送帶間的動(dòng)摩擦因數(shù)為0.5，物體向左最多能滑到傳送帶左右兩端AB的中點(diǎn)處，重力加速度g＝10m/s2，則：圖5－4－7(1)物體由靜止沿斜面下滑到斜面末端需要多長(zhǎng)時(shí)間？(2)傳送帶左右兩端AB間的距離l至少為多少？(3)物體與傳送帶組成的系統(tǒng)在完成一次來(lái)回滑行過(guò)程中產(chǎn)生的摩擦熱為多少？[審題指導(dǎo)]

求系統(tǒng)產(chǎn)生的摩擦熱，關(guān)鍵是求解物體與傳送帶相對(duì)滑行過(guò)程中總的相對(duì)位移，注意區(qū)別二者同向、反向兩種運(yùn)動(dòng)情況。[答案]

(1)1.6s

(2)12.8m

(3)196J[拓展訓(xùn)練]2.如圖5－4－8所示，質(zhì)量為m的物體在水平傳送帶上由靜止釋放，傳送帶由

電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)，始終保持以速度v勻速運(yùn)圖5－4－8

動(dòng)，物體與傳送帶間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ，物體最后能與

傳送帶保持相對(duì)靜止。對(duì)于物體從開(kāi)始釋放到與傳送帶

相對(duì)靜止這一過(guò)程，下列說(shuō)法正確的是 (

)解析：由能量守恒，電動(dòng)機(jī)多做的功等于物體獲得的動(dòng)能和由于摩擦而產(chǎn)生的熱量，故A錯(cuò)；對(duì)物體受力分析知，僅有摩擦力對(duì)物體做功，由動(dòng)能定理知，B錯(cuò)；傳送帶克服摩擦力做的功等于物體對(duì)傳送帶的摩擦力的大小與傳送帶對(duì)地位移的大小的乘積，而易知這個(gè)位移是木塊對(duì)地位移的兩倍，即W＝mv2，故C錯(cuò)；由功率公式易知電動(dòng)機(jī)增加的功率為μmgv，故D對(duì)。答案：D1．（雙選）(2012·瓊海模擬)短跑比賽上，運(yùn)動(dòng)員采用蹲踞式起跑，在發(fā)令槍響后，左腳迅速蹬離起跑器，在向前加速的同時(shí)提升身體重心，示意圖如圖5－4－9所示。假設(shè)質(zhì)量為m的運(yùn)動(dòng)員，在起跑時(shí)前進(jìn)距離s內(nèi)，重心升高h(yuǎn)，獲得的速度為v，阻力做功為W阻，則在此過(guò)程中(

)圖5－4－9答案：BD2.(2012·汕尾聯(lián)考)如圖5－4－10所示，下

端固定在地面上的豎直輕彈簧，從它的

正上方高H處有一物塊自由落下，落到

彈簧上后將彈簧壓縮。如果分別從H1、H2

(H1>H2)高處釋放物塊，物塊落到彈簧上將圖5－4－10彈簧壓縮的過(guò)程中獲得的最大動(dòng)能分別是Ek1和Ek2，在

具有最大動(dòng)能時(shí)刻的重力勢(shì)能分別是Ep1和Ep2(以地面

為參照系)，那么有(

)A．Ek1＝Ek2，Ep1＝Ep2

B．Ek1>Ek2，Ep1>Ep2C．Ek1>Ek2，Ep1＝Ep2 D．Ek1>Ek2，Ep1<Ep2解析：動(dòng)能最大的位置即重力和彈力相等的位置，兩種情況此位置相同，物體第一次下落時(shí)減少的重力勢(shì)能大，兩次增加的彈性勢(shì)能相等，根據(jù)能量守恒定律可知第一次增加的動(dòng)能大，故C正確。答案：C3.（雙選）(2010·山東高考)如圖5－4－11所示，傾角θ＝30°的粗糙斜面固定

在地面上，長(zhǎng)為l、質(zhì)量為m、粗

細(xì)均勻、質(zhì)量分布均勻的軟繩置于

斜面上，其上端與斜面頂端齊平。圖5－4－11用細(xì)線(xiàn)將物塊與軟繩連接，物塊由靜止釋放后向下

運(yùn)動(dòng)，直到軟繩剛好全部離開(kāi)斜面(此時(shí)物塊未到達(dá)

地面)，在此過(guò)程中 (

)答案：BD(1)轎車(chē)以

90km/h在平直公路上勻速行駛時(shí)，所受阻力F阻的大小；(2)