1、專題五能量和動量,-2-,高考命題規(guī)律,-3-,一,二,三,四,五,功、功率動能定理及其應(yīng)用 命題角度1功的計算 高考真題體驗對方向 (多選)(2016全國19)兩實心小球甲和乙由同一種材料制成,甲球質(zhì)量大于乙球質(zhì)量.兩球在空氣中由靜止下落,假設(shè)它們運動時受到的阻力與球的半徑成正比,與球的速率無關(guān).若它們下落相同的距離,則() A.甲球用的時間比乙球長 B.甲球末速度的大小大于乙球末速度的大小 C.甲球加速度的大小小于乙球加速度的大小 D.甲球克服阻力做的功大于乙球克服阻力做的功,-4-,一,二,三,四,五,答案:BD 解析:設(shè)所受阻力為Ff,根據(jù)題意Ff=kr.根據(jù)牛頓第二定律,mg-,v甲

2、v乙,B選項正確;物體下落過程中克服阻力做功Wf=Ffh=krh,所以Wf甲Wf乙,D選項正確.,-5-,一,二,三,四,五,總功的計算方法 (1)用動能定理W=Ek或功能關(guān)系W=E,即用能量的變化量等效替代合力所做的功.(也可計算變力功) (2)總功等于合外力的功. 先求出物體所受各力的合力F合,再根據(jù)W總=F合lcos 計算總功,但應(yīng)注意應(yīng)是合力與位移l的夾角. (3)總功等于各力做功的代數(shù)和. 分別求出每一個力做的功:W1,W2,W3,再把各個外力的功求代數(shù)和,即W總=W1+W2+W3+.,-6-,一,二,三,四,五,典題演練提能刷高分 1.(多選)(2019山東濟寧五校聯(lián)考)在某一粗糙

3、的水平面上,一質(zhì)量為2 kg的物體在水平恒定拉力作用下做勻速直線運動,當(dāng)運動一段時間后,拉力逐漸減小,且當(dāng)拉力減小到零時,物體剛好停止運動,圖中給出了拉力隨位移變化的關(guān)系圖象.重力加速度g取10 m/s2.根據(jù)以上信息能得出的物理量有() A.物體與水平面間的動摩擦因數(shù) B.合外力對物體所做的功 C.物體做勻速運動時的速度 D.物體運動的時間,-7-,一,二,三,四,五,答案:ABC,-8-,一,二,三,四,五,2.(多選) 如圖所示,內(nèi)壁光滑半徑大小為R的圓軌道固定在豎直平面內(nèi),一個質(zhì)量為m的小球靜止在軌道的最低點A點.現(xiàn)給小球一個瞬時水平打擊力,使小球沿軌道在豎直平面內(nèi)運動.當(dāng)小球運動重新

4、回到A點時,再沿它的運動方向給第二次瞬時打擊力.經(jīng)過二次擊打后,小球才能夠通過軌道的最高點,已知第一次和第二次對小球的打擊力做的功分別為W和3W,則W的值可能為 (),-9-,一,二,三,四,五,答案:BCD 解析:小球在豎直面內(nèi)運動只有重力做功,故機械能守恒;小球要到達(dá)圓軌道最高點,那么對小球在最高點應(yīng)用牛頓第二定律可,過程中始終未脫離軌道,且必須經(jīng)過兩次擊打,小球才能運動到圓軌道的最高點,故第一次擊打后,小球運動的高度不大于R,所以有,故選BCD.,-10-,一,二,三,四,五,3. 如圖所示,水平平臺上放置一長為L、質(zhì)量為m的均勻木板,板右端距離平臺邊緣為s,板與臺面間動摩擦因數(shù)為,重力

5、加速度為g.現(xiàn)對板施加水平推力,要使板脫離平臺,推力做功的最小值為(),-11-,一,二,三,四,五,答案:B 解析:要使板脫離平臺,即讓板的重心脫離平臺,則板運動的距離為,-12-,一,二,三,四,五,4. 一物體由靜止開始運動,其加速度a與位移x關(guān)系圖線如圖所示.下列說法正確的是() A.物體最終靜止,答案:C 解析:由a-x圖象可知,物體先做勻加速直線運動,后做加速度減小的加速運動,到2x0位置時速度最大,A錯誤;設(shè)最大速度為v,根據(jù)動能,-13-,一,二,三,四,五,命題角度2功率的計算 高考真題體驗對方向 (多選)(2018全國19)地下礦井中的礦石裝在礦車中,用電機通過豎井運送到地

6、面.某豎井中礦車提升的速度大小v隨時間t的變化關(guān)系如圖所示,其中圖線分別描述兩次不同的提升過程,它們變速階段加速度的大小都相同;兩次提升的高度相同,提升的質(zhì)量相等.不考慮摩擦阻力和空氣阻力.對于第次和第次提升過程,(),A.礦車上升所用的時間之比為45 B.電機的最大牽引力之比為21 C.電機輸出的最大功率之比為21 D.電機所做的功之比為45,-14-,一,二,三,四,五,答案:AC 解析:由兩次提升的高度相同可知,圖形不重合部分面積應(yīng)相等,可得過程的總時間為2.5t0,上升所用時間之比為2t02.5t0=45,A選項正確;加速上升階段牽引力最大,兩次提升的質(zhì)量和加速度都相同,根據(jù)牛頓第二定

7、律,最大牽引力Fm-mg=ma,最大牽引力相等,B選項錯誤;最大輸出功率為Pm=Fmvm,已知最大牽引力相等,過程的最大速度是過程的2倍,故電機輸出的最大功率之比為21,C選項正確;設(shè)整個過程中電機所做的功為W,根據(jù)動能定理W-mgh=0,提升的質(zhì)量和高度都相等,所以電機所做的功也相等,D選項錯誤.,-15-,一,二,三,四,五,機車啟動中的三個重要關(guān)系式,(3)機車以恒定功率運行時,牽引力做的功W=Pt.由動能定理得Pt-F阻x=Ek.此式經(jīng)常用于求解機車以恒定功率啟動過程的位移大小.,-16-,一,二,三,四,五,典題演練提能刷高分 1.(2019河南平頂山模擬)質(zhì)量m=20 kg的物體,

8、在大小恒定的水平外力F的作用下,沿水平面做直線運動.02 s內(nèi)F與運動方向相反,24 s內(nèi)F與運動方向相同,物體的v-t圖象如圖所示.g取10 m/s2,則 () A.拉力F的大小為100 N B.在4 s時拉力的瞬時功率為120 W C.4 s內(nèi)拉力所做的功為480 J D.4 s內(nèi)物體克服摩擦力做的功為320 J,-17-,一,二,三,四,五,答案:B 解析:取物體初速度方向為正方向,由題圖可知物體與水平面間存在摩擦力,由題圖可知02 s內(nèi),-F-Ff=ma1,且a1=-5 m/s2;24 s內(nèi),-F+Ff=ma2,且a2=-1 m/s2,聯(lián)立以上兩式解得F=60 N,Ff=40 N,選項

9、A錯誤;由P=Fv得4 s時拉力的瞬時功率為120 W,選項B正確;由W=Fx,可知02 s內(nèi),W1=-Fx1,24 s內(nèi),W2=Fx2,由題圖可知x1=10 m,x2=2 m,代入數(shù)據(jù)解得,4 s內(nèi)拉力所做的功為-480 J,選項C錯誤;摩擦力做功W=Ffs,摩擦力始終與速度方向相反,故s為路程,由題圖可求得總路程為12 m,4 s內(nèi)物體克服摩擦力做的功為480 J,選項D錯誤.,-18-,一,二,三,四,五,2. 一起重機的鋼繩由靜止開始勻加速提起質(zhì)量為m的重物,當(dāng)重物的速度為v1時,起重機的功率達(dá)到最大值P,之后起重機保持該功率不變,繼續(xù)提升重物,最后重物以最大速度v2勻速上升,不計鋼繩

10、重力.則整個過程中,下列說法正確的是(),-19-,一,二,三,四,五,答案:B 解析:勻加速過程物體處于超重狀態(tài),鋼索拉力較大,勻加速運動階,-20-,一,二,三,四,五,3. 將一小球從某高處水平拋出,最初2 s內(nèi)小球動能Ek隨時間t變化的圖象如圖所示,不計空氣阻力,g取10 m/s2.根據(jù)圖象信息,下列說法正確的是() A.小球的質(zhì)量為1.25 kg B.小球2 s末的速度為20 m/s C.小球在最初2 s內(nèi)下降的高度為40 m D.小球2 s末所受重力的瞬時功率為25 W,-21-,一,二,三,四,五,答案:D,-22-,一,二,三,四,五,4.一汽車在平直公路上行駛.從某時刻開始計

11、時,發(fā)動機的功率P隨時間t的變化如圖所示.假定汽車所受阻力的大小Ff恒定不變.下列描述該汽車的速度v隨時間t變化的圖象中,可能正確的是(),-23-,一,二,三,四,五,答案:A 解析:假設(shè)剛開始汽車先加速,因為此段汽車發(fā)動機功率恒定為P1,所以由P1=Fv可知,隨速度增大,牽引力減小,于是由牛頓第二定律知加速度減小,所以此段為斜率減小的曲線.接著,當(dāng)牽引力與阻力相,汽車減速;而又因為汽車具有慣性,所以速度不可能突變,故C錯誤.,-24-,一,二,三,四,五,5.(多選)總質(zhì)量為m的汽車在平直公路上以速度v0勻速行駛時,發(fā)動機的功率為P.司機為合理進(jìn)入限速區(qū),減小了油門,使汽車功率立即減小到

12、P并保持該功率繼續(xù)行駛.設(shè)汽車行駛過程中所受阻力大小不變.從司機減小油門開始,汽車的v-t圖象如圖,從汽車開始減速到再次達(dá)到勻速運動的過程中,行駛的位移為x.汽車因油耗而改變的質(zhì)量可忽略.則在該過程中,下列說法正確的是(),-25-,一,二,三,四,五,答案:ABD,-26-,一,二,三,四,五,命題角度3動能的計算、動能定理的應(yīng)用 高考真題體驗對方向 1. (2019全國17)從地面豎直向上拋出一物體,物體在運動過程中除受到重力外,還受到一大小不變、方向始終與運動方向相反的外力作用.距地面高度h在3 m以內(nèi)時,物體上升、下落過程中動能Ek隨h的變化如圖所示.重力加速度取10 m/s2.該物體

13、的質(zhì)量為() A.2 kgB.1.5 kgC.1 kgD.0.5 kg,-27-,一,二,三,四,五,答案:C 解析:根據(jù)動能定理,物體在上升過程中有-mgh-Fh=Ek2-Ek1,其中Ek2=36 J,Ek1=72 J,h=3 m 在下落過程中有mgh-Fh=Ek4-Ek3,其中Ek3=24 J,Ek4=48 J,h=3 m 聯(lián)立求得m=1 kg 故選C.,-28-,一,二,三,四,五,2.(2018全國14)如圖,某同學(xué)用繩子拉動木箱,使它從靜止開始沿粗糙水平路面運動至具有某一速度.木箱獲得的動能一定() A.小于拉力所做的功 B.等于拉力所做的功 C.等于克服摩擦力所做的功 D.大于克服

14、摩擦力所做的功 答案:A 解析:設(shè)拉力、克服摩擦力做功分別為WT、Wf,木箱獲得的動能為Ek,根據(jù)動能定理可知,WT-Wf=Ek,則EkWT,選項A正確.,-29-,一,二,三,四,五,3.(2018全國14)高鐵列車在啟動階段的運動可看作初速度為零的勻加速直線運動.在啟動階段,列車的動能() A.與它所經(jīng)歷的時間成正比 B.與它的位移成正比 C.與它的速度成正比 D.與它的動量成正比 答案:B 解析:高鐵列車啟動階段可看作初速度為零的勻加速運動,則列車所受合外力恒定,由動能定理Ek=Fx,Ek與位移成正比.另,-30-,一,二,三,四,五,4.(2018全國25)如圖,在豎直平面內(nèi),一半徑為

15、R的光滑圓弧軌道ABC和水平軌道PA在A點相切.BC為圓弧軌道的直徑,O為圓心,OA和OB之間的夾角為,sin = .一質(zhì)量為m的小球沿水平軌道向右運動,經(jīng)A點沿圓弧軌道通過C點,落至水平軌道;在整個過程中,除受到重力及軌道作用力外,小球還一直受到一水平恒力的作用.已知小球在C點所受合力的方向指向圓心,且此時小球?qū)壍赖膲毫η『脼榱?重力加速度大小為g.求 (1)水平恒力的大小和小球到達(dá)C點時速度 的大小; (2)小球到達(dá)A點時動量的大小; (3)小球從C點落至水平軌道所用的時間.,-31-,一,二,三,四,五,解析:(1)設(shè)水平恒力的大小為F0,小球到達(dá)C點時所受合力的大小為F,由力的合成法

16、則有,-32-,一,二,三,四,五,(2)設(shè)小球到達(dá)A點的速度大小為v1,作CDPA,交PA于D點,由幾何關(guān)系得 DA=Rsin CD=R(1+cos ) 由動能定理有,-33-,一,二,三,四,五,(3)小球離開C點后在豎直方向上做初速度不為零的勻加速運動,加速度大小為g.設(shè)小球在豎直方向的初速度為v,從C點落至水平軌道上所用時間為t.由運動學(xué)公式有,-34-,一,二,三,四,五,5.(2016全國25)如圖,一輕彈簧原長為2R,其一端固定在傾角為37的固定直軌道AC的底端A處,另一端位于直軌道上B處,彈簧,AC=7R,A、B、C、D均在同一豎直平面內(nèi).質(zhì)量為m的小物塊P自C點由靜止開始下滑

17、,最低到達(dá)E點(未畫出).隨后P沿軌道被彈,-35-,一,二,三,四,五,(1)求P第一次運動到B點時速度的大小. (2)求P運動到E點時彈簧的彈性勢能. (3)改變物塊P的質(zhì)量,將P推至E點,從靜止開始釋放.已知P自圓弧軌道的最高點D處水平飛出后,恰好通過G點.G點在C點左下方,與C點水平相距 R、豎直相距R.求P運動到D點時速度的大小和改變后P的質(zhì)量.,-36-,一,二,三,四,五,解析:(1)根據(jù)題意知,B、C之間的距離l為 l=7R-2R 設(shè)P到達(dá)B點時的速度為vB,由動能定理得,(2)設(shè)BE=x.P到達(dá)E點時速度為零,設(shè)此時彈簧的彈性勢能為Ep.P由B點運動到E點的過程中,由動能定理

18、有,E、F之間的距離l1為l1=4R-2R+x P到達(dá)E點后反彈,從E點運動到F點的過程中,由動能定理有 Ep-mgl1sin -mgl1cos =0,-37-,一,二,三,四,五,聯(lián)立式并由題給條件得 x=R,(3)設(shè)改變后P的質(zhì)量為m1.D點與G點的水平距離x1和豎直距離y1分別為,式中,已應(yīng)用了過C點的圓軌道半徑與豎直方向夾角仍為的事實. 設(shè)P在D點的速度為vD,由D點運動到G點的時間為t.由平拋運動公式有,-38-,一,二,三,四,五,-39-,一,二,三,四,五,應(yīng)用動能定理求變力做功時應(yīng)注意的問題 (1)所求的變力的功不一定為總功,故所求的變力的功不一定等于Ek. (2)合外力對物

19、體所做的功對應(yīng)物體動能的變化,而不是對應(yīng)物體的動能. (3)若有多個力做功時,必須明確各力做功的正負(fù),待求的變力的功若為負(fù)功,可以設(shè)克服該力做功為W,則表達(dá)式中應(yīng)用-W;也可以設(shè)變力的功為W,則字母W本身含有負(fù)號.,-40-,一,二,三,四,五,典題演練提能刷高分 1.一質(zhì)點做勻加速直線運動,在時間間隔t內(nèi)位移為x,該質(zhì)點的加速度為 ,則該質(zhì)點的末動能為初動能的() A.2倍B.3倍C.4倍D.9倍 答案:D,-41-,一,二,三,四,五,2.(多選)(2019山東濟陽檢測)如圖所示,在傾角為的足夠長斜面上,輕質(zhì)彈簧一端與斜面底端的擋板固定,另一端與質(zhì)量為M的平板A連接,一質(zhì)量為m的物體B靠在

20、平板的右側(cè),A、B與斜面的動摩擦因數(shù)均為.開始時用手按住B使彈簧處于壓縮狀態(tài),現(xiàn)釋放,使A和B一起沿斜面向上運動,當(dāng)A和B運動距離L時達(dá)到最大速度v.則下列說法正確的是() A.A和B達(dá)到最大速度v時,彈簧恢復(fù)原長 B.若運動過程中A和B能夠分離,則A和B恰好 分離時,二者加速度大小均為g(sin +cos ) C.從釋放到A和B達(dá)到最大速度v的過程中,彈簧對A所做的功等于 Mv2+MgLsin +MgLcos D.從釋放到A和B達(dá)到最大速度v的過程中,B受到的合力對它做的功等于 mv2,-42-,一,二,三,四,五,答案:BD 解析:A和B達(dá)到最大速度v時,A和B的加速度為零,對A、B整體:

21、由平衡條件知kx=(m+M)gsin +(m+M)gcos ,所以此時彈簧處于壓縮狀態(tài),選項A錯誤;A和B恰好分離時,A、B間的彈力為0,A、B的加速度大小相同,對B受力分析,由牛頓第二定律知,mgsin +mgcos =ma,得a=g(sin +cos ),選項B正確;從釋放到A和B達(dá)到最大速度v的過程中,對A、B整體,根據(jù)動能定理得W彈-(m+M)gLsin -(m+M)gLcos = (m+M)v2,所以彈簧對A所做的功W彈= (m+M)v2+(m+M)gLsin +(m+M)gLcos ,選項C錯誤;從釋放到A和B達(dá)到最大速度v的過程中,對于B,根據(jù)動能定理得,B受到的合力對它做的功W

22、合=Ek= mv2,選項D正確.,-43-,一,二,三,四,五,3.如圖所示,質(zhì)量為m的物塊與轉(zhuǎn)軸OO相距R,物塊隨水平轉(zhuǎn)臺由靜止開始緩慢轉(zhuǎn)動,當(dāng)轉(zhuǎn)速增加到一定值時,物塊即將在轉(zhuǎn)臺上滑動,在物塊由靜止到開始滑動前的這一過程中,轉(zhuǎn)臺對物塊做的功為 ,若物塊與轉(zhuǎn)臺之間的最大靜摩擦力與滑動摩擦力相等,則物塊與轉(zhuǎn)臺間的動摩擦因數(shù)為() A.0.125B.0.15 C.0.25D.0.5,-44-,一,二,三,四,五,答案:C 解析:由于物體做圓周運動,物體剛開始滑動這一時刻,物體受到轉(zhuǎn)臺,-45-,一,二,三,四,五,4.冬奧會上自由式滑雪是一項極具觀賞性的運動.其場地由助滑坡AB(高度差為10 m)

23、、過渡區(qū)BDE(兩段半徑不同的圓弧平滑連接而成,其中DE半徑為3 m、對應(yīng)的圓心角為60)和跳臺EF(高度可調(diào),取為h=4 m)等組成,如圖所示.質(zhì)量60 kg的運動員由A點靜止出發(fā),沿軌道運動到F處飛出.運動員飛出的速度須在54 km/h到68 km/h之間才能在空中完成規(guī)定動作.設(shè)運動員借助滑雪桿僅在AB段做功,不計摩擦和空氣阻力,g取10 m/s2.則,-46-,一,二,三,四,五,答案:(1)至少做3 150 J的功(2)7 300 N(3)23,-47-,一,二,三,四,五,-48-,一,二,三,四,五,5.如圖所示,一根輕彈簧左端固定于豎直墻上,右端被質(zhì)量為m=1 kg可視為質(zhì)點的

24、小物塊壓縮而處于靜止?fàn)顟B(tài),且彈簧與物塊不栓接,彈簧原長小于光滑平臺的長度.在平臺的右端有一傳送帶,AB長為L=12 m,與傳送帶相鄰的粗糙水平面BC長為x=4 m,物塊與傳送帶及水平面BC間的動摩擦因數(shù)均為=0.3,在C點右側(cè)有一半徑為R的光滑豎直半圓弧與BC平滑連接,在半圓弧的最高點F處有一固定擋板,物塊撞上擋板后會以原速率反彈回來.若傳送帶以v=6 m/s的速率順時針轉(zhuǎn)動,不考慮物塊滑上和滑下傳送帶的機械能損失.當(dāng)彈簧儲存的Ep=8 J能量全部釋放時,小物塊恰能滑到與圓心等高的E點(g取10 m/s2).,-49-,一,二,三,四,五,(1)求滑塊被彈簧彈出時的速度; (2)求右側(cè)圓弧的軌

25、道半徑R; (3)若傳送帶的速度大小可調(diào),欲使小物塊與擋板只碰一次,且碰后不脫離軌道,求傳送帶速度的可調(diào)范圍.,-50-,一,二,三,四,五,-51-,一,二,三,四,五,-52-,一,二,三,四,五,機械能守恒定律及其應(yīng)用 命題角度1單個物體的機械能守恒定律與其他運動相聯(lián)系 高考真題體驗對方向,(1)求小球在B、A兩點的動能之比; (2)通過計算判斷小球能否沿軌道運動到C點.,答案:(1)51(2)恰好運動到C點,-53-,一,二,三,四,五,-54-,一,二,三,四,五,機械能是否守恒的判斷方法 (1)利用機械能的定義判斷 比如:若物體在水平面上勻速運動,則其動能、勢能均不變,機械能守恒.

26、若一個物體沿斜面勻速下滑,則其動能不變,重力勢能減少,機械能減少. (2)用做功來判斷 分析物體或物體系的受力情況(包括內(nèi)力和外力),明確各力做功的情況,對物體或系統(tǒng),若只有重力或彈力做功,沒有其他力做功或其他力做功的代數(shù)和為零,則機械能守恒.,-55-,一,二,三,四,五,(3)用能量轉(zhuǎn)化來判斷 若物體系中只有動能和勢能(重力勢能、彈性勢能)的相互轉(zhuǎn)化而無機械能與其他形式的能的轉(zhuǎn)化(如系統(tǒng)無滑動摩擦力和介質(zhì)阻力、無化學(xué)能的釋放、無電磁感應(yīng)過程等),則物體系機械能守恒.,-56-,一,二,三,四,五,典題演練提能刷高分 1.(2019貴州貴陽模擬)如圖所示,一質(zhì)量為m的小球固定于輕質(zhì)彈簧的一端

27、,彈簧的另一端固定于O點.將小球拉至A點,彈簧恰好無形變,由靜止釋放小球,當(dāng)小球運動到O點正下方與A點的豎直高度差為h的B點時,速度大小為v.已知重力加速度為g,下列說法正確的是(),-57-,一,二,三,四,五,答案:D,-58-,一,二,三,四,五,2.(多選)“快樂向前沖”節(jié)目中有這樣一種項目,選手需要借助懸掛在高處的繩飛躍到鴻溝對面的平臺上,已知繩與豎直方向夾角為,繩的懸掛點O距平臺的豎直高度為H,繩長為L.如果質(zhì)量為m的選手抓住繩子由靜止開始擺動,運動到O點的正下方時松手,做平拋運動,不考慮空氣阻力和繩的質(zhì)量,下列說法正確的是() A.選手剛擺到最低點時處于超重狀態(tài) B.選手剛擺到最

28、低點時所受繩子的拉力為 (3-2cos )mg,-59-,一,二,三,四,五,答案:ABC 解析:在最低點時加速度豎直向上,處于超重狀態(tài),A正確;在最低點,-60-,一,二,三,四,五,3.如圖所示,一個小球套在固定的傾斜光滑桿上,一根輕質(zhì)彈簧的一端懸掛于O點,另一端與小球相連,彈簧與桿在同一豎直平面內(nèi),將小球沿桿拉到與O點等高的位置由靜止釋放,小球沿桿下滑,當(dāng)彈簧處于豎直時,小球速度恰好為零.若彈簧始終處于伸長且在彈性限度內(nèi),在小球下滑過程中,下列說法正確的是() A.小球的機械能先增大后減小 B.彈簧的彈性勢能一直增加 C.重力做功的功率一直增大 D.當(dāng)彈簧與桿垂直時,小球的動能最大,-6

29、1-,一,二,三,四,五,答案:A 解析:小球下滑過程中,彈簧的長度先減小后增大,彈簧始終處于伸長且在彈性限度內(nèi),故彈力對小球先做正功后做負(fù)功,小球的機械能先增大后減小,A正確;小球下滑過程中彈簧的形變量先減小后增大,彈性勢能先減小后增大,B錯誤;小球的初速度為零,末速度為零,重力的功率先增大后減小,C錯誤;當(dāng)小球合力為零時,動能最大,當(dāng)彈簧與桿垂直時,合力不為零,故D錯誤.,-62-,一,二,三,四,五,4.下圖為特種兵過山谷的簡化示意圖,山谷的左側(cè)為豎直陡崖,右側(cè)是坡面為tan =10的斜坡.將一根不可伸長的細(xì)繩兩端固定在相距d為20 m的A、B兩等高點.繩上掛一小滑輪P,戰(zhàn)士們相互配合,

30、沿著繩子滑到對面.如圖所示,戰(zhàn)士甲(圖中未畫出)水平拉住滑輪,質(zhì)量為50 kg的戰(zhàn)士乙吊在滑輪上,腳離地處于靜止?fàn)顟B(tài),此時AP豎直,APB=53,然后戰(zhàn)士甲將滑輪由靜止釋放,戰(zhàn)士乙即可滑到對面某處.不計滑輪大小、摩擦及空氣阻力,也不計繩與滑輪的質(zhì)量,重力加速度g取10 m/s2,sin 53=0.8,cos 53=0.6.,-63-,一,二,三,四,五,(1)求戰(zhàn)士甲釋放滑輪前對滑輪的水平拉力F;,圓的一部分,求戰(zhàn)士乙在最低點時繩的拉力; (3)以A、B的中點O為坐標(biāo)原點,水平線AB為x軸,豎直向上為y軸正方向,建立正交坐標(biāo)系,求戰(zhàn)士乙運動到右側(cè)坡面的坐標(biāo). 答案:(1)250 N (2)34

31、7 N (3)(8.43,-15.70),-64-,一,二,三,四,五,解析:(1)受力分析如圖,根據(jù)共點力平衡條件得, FT1sin 53=FFT1cos 53+FT2=GFT1=FT2 聯(lián)立解得F=250 N (2)根據(jù)幾何關(guān)系得AP=15 m,BP=25 m, 所以AP=BP=20 m.,-65-,一,二,三,四,五,設(shè)右側(cè)坡面的軌跡方程為y=10 x+b1 將(10,0)代入得到b1=-100 則右側(cè)坡面的軌跡方程為y=10 x-100 聯(lián)立解得403x2-8 000 x+38 800=0 解得(8.43,-15.70),(11.42,14.20),后者不合題意舍去.,-66-,一,二

32、,三,四,五,命題角度2機械能守恒與牛頓第二定律的綜合 高考真題體驗對方向 (多選)(2016全國21)如圖,小球套在光滑的豎直桿上,輕彈簧一端固定于O點,另一端與小球相連.現(xiàn)將小球從M點由靜止釋放,它在下降的過程中經(jīng)過了N點.已知在M、N兩點處,彈簧對小球的彈力大小相等,且ONMOMN .在小球從M點運動到N點的過程中, () A.彈力對小球先做正功后做負(fù)功 B.有兩個時刻小球的加速度等于重力加速度 C.彈簧長度最短時,彈力對小球做功的功率為零 D.小球到達(dá)N點時的動能等于其在M、N兩點的 重力勢能差,-67-,一,二,三,四,五,答案:BCD 解析:如圖所示,小球沿桿下滑要經(jīng)過彈簧處于壓縮

33、狀 態(tài)的M點,壓縮量最大點P,原長處Q點和伸長狀態(tài)N點, 根據(jù)題意可知M點和N點彈簧形變量相同,從M到P,彈 力方向向左上,做負(fù)功,P到Q,彈力方向向左下,做正功, 從Q到N,彈力方向向右上,做負(fù)功,彈力對小球應(yīng)先做 負(fù)功,再做正功,后做負(fù)功,A選項錯誤;在P點彈力方向與桿垂直,在Q點,彈力為零,這兩個點加速度等于重力加速度,B選項正確;在P點彈簧長度最短,彈力方向與桿垂直,即彈力方向與小球速度方向垂直,故彈力的功率為零,C選項正確;從M點到N點,小球和彈簧組成的系統(tǒng)機械能守恒,M、N兩點的彈性勢能相等,故重力勢能差等于動能的變化,即小球到達(dá)N點時的動能,D選項正確.,-68-,一,二,三,四

34、,五,含彈簧類機械能綜合問題的分析要點 (1)把握三個臨界性銜接點:彈簧原長B點、平衡O點、最大形變量D點,臨界性銜接點有物理量的臨界性最值,可以寫出該點對物體的牛頓第二定律方程. (2)理解各子過程的特點:可以定性分析過程中物理量的變化情況,也可寫出該過程,物體或系統(tǒng)的功能關(guān)系方程. (3)應(yīng)用運動的“對稱性”分析速度、合力、加速度、能量等物理量.第一種對稱是平衡位置O兩側(cè)的OB與OC段為對稱區(qū)域;第二種對稱是往復(fù)運動經(jīng)過同一位置時.,-69-,一,二,三,四,五,典題演練提能刷高分 1.(多選)如圖所示,固定斜面上放一質(zhì)量為m的物塊,物塊通過輕彈簧與斜面底端的擋板連接,開始時彈簧處于原長,

35、物塊剛好不下滑.現(xiàn)將物塊向上移動一段距離后由靜止釋放,物塊一直向下運動到最低點,此時剛好不上滑,斜面的傾角為,重力加速度為g,最大靜摩擦力等于滑動摩擦力,則在物塊向下運動過程中,下列說法正確的是() A.物塊與斜面間的動摩擦因數(shù)為tan B.當(dāng)彈簧處于原長時物塊的速度最大 C.當(dāng)物塊運動到最低點前的一瞬間,加速度大小為gsin D.物塊的動能和彈簧的彈性勢能的總和為一定值,-70-,一,二,三,四,五,答案:ABD 解析:由于開始時彈簧處于原長,物塊剛好不下滑,則mgsin =mgcos ,得物塊與斜面間的動摩擦因數(shù)=tan ,選項A正確;由于物塊一直向下運動,因此滑動摩擦力始終與重力沿斜面向

36、下的分力平衡,因此當(dāng)彈簧處于原長時,物塊受到的合外力為零,此時速度最大,選項B正確;由于物塊在最低點時剛好不上滑,此時彈簧的彈力F=mgsin +mgcos =2mgsin ,物塊在到達(dá)最低點前的一瞬間,加速度大小為a= =2gsin ,選項C錯誤;對物塊研究,WF+WG+Wf=Ek,而重力做功和摩擦力做功的代數(shù)和為零,因此彈簧的彈力做功等于物塊動能的變化量,即彈簧的彈性勢能和物塊的動能之和為定值,選項D正確.,-71-,一,二,三,四,五,2.(多選) 在傾角為的固定光滑斜面上有兩個用輕彈簧相連接的物塊A、B,它們的質(zhì)量分別為m1、m2,彈簧的勁度系數(shù)為k,C為一固定擋板,系統(tǒng)處于靜止?fàn)顟B(tài).

37、現(xiàn)用一平行于斜面向上的恒力F拉物塊A使之向上運動,當(dāng)物塊B剛要離開擋板C時,物塊A運動的距離為d,速度為v,則此時() A.拉力做功的瞬時功率為Fvsin B.物塊B滿足m2gsin kd,-72-,一,二,三,四,五,答案:BCD 解析:由于拉力與速度同向,則拉力的瞬時功率P=Fv,A項錯誤;開始時系統(tǒng)處于靜止?fàn)顟B(tài),彈簧被壓縮,分析A,有m1gsin =kx1,當(dāng)B剛要離開C時,彈簧被拉伸,分析B,有m2gsin =kx2,因為d=x1+x2,故m2gsin kd,B項正確;當(dāng)B剛要離開C時,對A,有F-m1gsin -,-73-,一,二,三,四,五,3.(多選)如圖所示,一輕彈簧直立于水平

38、面上,彈簧處于原長時上端在O點,將一質(zhì)量為M的物塊甲輕放在彈簧上端,物塊下降到A點時速度最大,下降到最低點B時加速度大小為g,O、B間距為h.換用另一質(zhì)量為m的物塊乙,從距O點高為h的C點靜止釋放,也剛好將彈簧壓縮到B點.不計空氣阻力,彈簧始終在彈性限度內(nèi),重力加速度大小為g,則上述過程中() A.彈簧最大彈性勢能為Mgh,-74-,一,二,三,四,五,答案:AD 解析:對于物塊甲壓縮彈簧的過程,根據(jù)系統(tǒng)機械能守恒可知,彈簧壓縮到B點時的彈性勢能等于甲的重力勢能的變化即Mgh,物塊乙也剛好將彈簧壓縮到B點,所以彈簧最大彈性勢能為Mgh,故A正確;,-75-,一,二,三,四,五,4.(多選)如圖

39、所示,一光滑細(xì)桿固定在水平面上的C點,細(xì)桿與水平面的夾角為30,一原長為L的輕質(zhì)彈性繩,下端固定在水平面上的B點,上端與質(zhì)量為m的小環(huán)相連,當(dāng)把小環(huán)拉到A點時,AB與地面垂直,彈性繩長為2L,將小環(huán)從A點由靜止釋放,當(dāng)小環(huán)運動到AC的中點D時,速度達(dá)到最大.重力加速度為g,下列說法正確的是() A.小環(huán)剛釋放時的加速度大小為g B.小環(huán)的機械能守恒 C.小環(huán)到達(dá)AD的中點時,彈性繩的彈性勢能為零 D.小環(huán)的最大速度為,-76-,一,二,三,四,五,答案:AD 解析:由幾何關(guān)系可知,當(dāng)小環(huán)運動到AC的中點D時,彈性繩的長度等于在A點時的長度,因為此時速度達(dá)到最大,可知a=0,則mgsin 30=

40、F彈cos 60,則開始在A點時:mgsin 30+F彈cos 60=maA,解得aA=g,A正確;小環(huán)在運動過程中彈性繩的彈力做功,則小環(huán)機械能不守恒,B錯誤;小環(huán)到達(dá)AD的中點時,彈性繩的彈力不為零,則彈性勢能不為零,C錯誤;小環(huán)在AD兩點時彈性繩的彈性勢能相同,-77-,一,二,三,四,五,5.(2019貴州七校聯(lián)考)如圖所示,水平傳送帶的右端與豎直面內(nèi)的用內(nèi)壁光滑鋼管彎成的“9”形固定軌道相接,鋼管內(nèi)徑很小.傳送帶的運行速度為v0=6 m/s,將質(zhì)量m=1.0 kg的可看成質(zhì)點的滑塊無初速地放在傳送帶A端,傳送帶長度L=12.0 m,“9”形軌道高H=0.8 m,“9”形軌道上半部分圓

41、弧半徑為R=0.2 m,滑塊與傳送帶間的動摩擦因數(shù)為=0.3,重力加速度g取10 m/s2,試求:,-78-,一,二,三,四,五,(1)滑塊從傳送帶A端運動到B端所需要的時間; (2)滑塊滑到軌道最高點C時受到軌道的作用力大小; (3)若滑塊從“9”形軌道D點水平拋出后,恰好垂直撞在傾角=45的斜面上P點,求P、D兩點間的豎直高度h. 答案:(1)3 s(2)90 N(3)1.4 m,-79-,一,二,三,四,五,-80-,一,二,三,四,五,命題角度3(儲備)系統(tǒng)機械能守恒定律的綜合應(yīng)用 【典題】(多選) 如圖所示,長為L的輕桿兩端分別固定a、b金屬球,兩球質(zhì)量均為m,a放在光滑水平面上,b

42、套在豎直固定光滑桿上且離地面高度為 L,現(xiàn)將b從圖示位置由靜止釋放,則 (),A.在b球落地前的整個過程中,a、b和輕 桿組成的系統(tǒng)水平方向上動量守恒,-81-,一,二,三,四,五,答案:BD 解析:對兩球及桿系統(tǒng),在b球落地前的整個過程中,b球的水平方向受豎直固定光滑桿的作用,a球的水平方向受力為零,所以a、b組成的系統(tǒng)水平方向上動量不守恒,故A錯誤;對兩球及桿系統(tǒng),在b球落地前的整個過程中,b球的水平方向受豎直固定光滑桿的作用不,-82-,一,二,三,四,五,-83-,一,二,三,四,五,常見系統(tǒng)機械能守恒問題的分類及求解方法 兩個由輕繩或輕桿連接在一起的物體所組成的連接體系統(tǒng),是機械能守

43、恒定律應(yīng)用的?？夹问?求解的關(guān)鍵是尋找兩物體的速度關(guān)系. 按兩物體連接方式和速度關(guān)系一般可分為如下三種: (1)速率相等的連接體:如圖甲所示,A、B在運動過程中速度大小相等,根據(jù)系統(tǒng)減少的重力勢能等于系統(tǒng)增加的動能列方程求解. (2)角速度相等的連接體:如圖乙所示,一輕質(zhì)細(xì)桿的兩端分別固定著A、B兩小球,O點是一垂直紙面的光滑水平軸,A、B在運動過程中角速度相等,其線速度的大小與半徑成正比,根據(jù)系統(tǒng)減少的重力勢能等于系統(tǒng)增加的動能列方程求解.,-84-,一,二,三,四,五,(3)某一方向分速度相等的連接體:如圖丙所示,A放在光滑斜面上,B穿過豎直光滑桿PQ下滑,將B的速度v沿繩子和垂直繩子分解

44、,如圖丁所示,其中沿繩子的分速度vx是與A的速度大小相等,根據(jù)系統(tǒng)減少的重力勢能等于系統(tǒng)增加的動能列方程求解.,-85-,一,二,三,四,五,典題演練提能刷高分 1.如圖所示,光滑水平面與光滑半球面相連,O點為球心.一輕繩跨過光滑小滑輪連接物塊A、B,A、B質(zhì)量相等可視為質(zhì)點,開始時A、B靜止,輕繩水平伸直,B與O點等高.釋放后,當(dāng)B和球心O連線與豎直方向夾角為30時,B下滑速度為v,此時A仍在水平面上,重力加速度為g,則球面半徑為(),-86-,一,二,三,四,五,答案:B 解析:將B物體的速度沿繩方向和垂直繩的方向分解如圖,vA=vcos,-87-,一,二,三,四,五,2.(多選)如圖所示

45、,固定的傾斜光滑桿上套有一個質(zhì)量為m的圓環(huán),圓環(huán)與一橡皮繩相連,橡皮繩的另一端固定在地面上的A點,橡皮繩豎直時處于原長h.讓圓環(huán)由靜止開始沿桿滑下,滑到桿的底端時速度為v(v0).則在圓環(huán)下滑過程中 () A.圓環(huán)與橡皮繩組成的系統(tǒng)機械能守恒 B.圓環(huán)的機械能先增大后減小 C.橡皮繩再次到達(dá)原長時圓環(huán)動能最大,-88-,一,二,三,四,五,答案:AD 解析:由于桿光滑,圓環(huán)和橡皮繩組成的系統(tǒng)機械能守恒,A正確;橡皮繩豎直時處于原長,小圓環(huán)下滑過程中,橡皮繩先彎曲后拉伸,圓環(huán)的機械能先不變后變大,B錯誤;當(dāng)圓環(huán)合力為零時速度最大,動能最大,此時橡皮繩伸長狀態(tài),C錯誤;橡皮繩和圓環(huán)組成的系統(tǒng)機械能

46、守恒,最終橡皮繩的彈性勢能增加量等于圓環(huán)機械能的減少量mgh- mv2,D正確.,-89-,一,二,三,四,五,3.(多選)如圖所示,輕質(zhì)彈簧和一質(zhì)量為M的帶孔的小球套在一光滑豎直固定桿上,彈簧一端固定在地面上,另一端與小球在A處相連(小球被鎖定),此時彈簧處于原長.小球通過水平細(xì)繩繞過光滑的定滑輪與一個質(zhì)量為m的物塊相連,豎直桿與定滑輪之間的距離為h,小球從A處由靜止開始下滑,經(jīng)B(圖中未畫出)處速度達(dá)到最大,到達(dá)C處時速度為零,此時彈簧壓縮了h.彈簧一直在彈性限度內(nèi),重力加速度為g,則下列說法正確的是(),-90-,一,二,三,四,五,A.在小球下滑的過程中,小球的速度始終大于物塊的速度

47、B.從AC小球和物塊重力勢能的減少等于彈簧彈性勢能的增加 C.從AC小球和物塊的重力勢能和彈簧的彈性勢能之和先增大后減小 D.小球下滑到C處時,彈簧的彈性勢能為(m+M- m)gh,-91-,一,二,三,四,五,答案:ABD 解析:小球的速度可分解為沿繩方向的速度和垂直繩子方向的速度,設(shè)小球的速度為v,繩子與豎直方向的夾角為,可得v繩=vcos ,而物塊的速度vm等于繩子的速度,所以vvm,A正確;從AC過程中,速度從零到零,則動能變化量為零,所以小球和物塊的重力勢能的減,從AC過程中,速度從零到零,故動能先增大后減小,而EGp+Ep+Ek恒定,所以EGp+Ekp先減小后增大,C錯誤.,-92

48、-,一,二,三,四,五,4. 如圖所示,水平光滑長桿上套有小物塊A,細(xì)線跨過位于O點的輕質(zhì)光滑小定滑輪,一端連接A,另一端懸掛小物塊B,物塊A、B質(zhì)量相等.C為O點正下方桿上的點,滑輪到桿的距離OC=h,重力加速度為g,開始時A位于P點,PO與水平方向的夾角為30,現(xiàn)將A、B由靜止釋放,下列說法正確的是(),A.物塊A由P點出發(fā)第一次到達(dá)C點過程中,速度先增大后減小,D.在物塊A由P點出發(fā)第一次到達(dá)C點過程中,物塊B克服細(xì)線拉力做的功小于B重力勢能的減少量,-93-,一,二,三,四,五,答案:B 解析:物塊A由P點出發(fā)第一次到達(dá)C點過程中,繩子拉力對A做正功,動能不斷增大,速度不斷增大,故A錯

49、誤;設(shè)物塊A經(jīng)過C點時的速度大小為v,由速度分解可知此時B的速度為0.根據(jù)系統(tǒng)的機,B的速度為零,則根據(jù)功能關(guān)系可以知道,在物塊A由P點出發(fā)第一次到達(dá)C點過程中,物塊B克服細(xì)線拉力做的功等于B重力勢能的減少量,故D錯誤.,-94-,一,二,三,四,五,功能關(guān)系能量守恒定律 命題角度1常見功能關(guān)系的理解 高考真題體驗對方向 1.(多選)(2019全國18)從地面豎直向上拋出一物體,其機械能E總等于動能Ek與重力勢能Ep之和.取地面為重力勢能零點,該物體的E總和Ep隨它離開地面的高度h的變化如圖所示.重力加速度取10 m/s2.由圖中數(shù)據(jù)可得() A.物體的質(zhì)量為2 kg B.h=0時,物體的速率

50、為20 m/s C.h=2 m時,物體的動能Ek=40 J D.從地面至h=4 m,物體的動能減少100 J,答案:AD,-95-,一,二,三,四,五,解析:本題考查機械能、重力勢能、動能及E-h圖象的理解和應(yīng)用.由題圖可知,物體剛被拋出時的機械能為100 J,即物體豎直上拋的初動能Ek0=100 J.當(dāng)機械能與重力勢能相等,說明動能為零,上升到 從題圖中可以得出在上拋過程中,機械能有損失,上升到最高點的整個過程中,共損失了20 J的機械能,按照比例上升2 m時,機械能損失了10 J.因此當(dāng)h=2 m時,物體的動能Ek=100 J-40 J-10 J=50 J,C錯誤.當(dāng)h=0時,Ek0=10

51、0 J,當(dāng)h=4 m時,Ek4=0,所以從地面至h=4 m,物體的動能減少100 J,D正確.,-96-,一,二,三,四,五,2.(2018全國18)如圖,abc是豎直面內(nèi)的光滑固定軌道,ab水平,長度為2R;bc是半徑為R的四分之一圓弧,與ab相切于b點.一質(zhì)量為m的小球,始終受到與重力大小相等的水平外力的作用,自a點處從靜止開始向右運動.重力加速度大小為g.小球從a點開始運動到其軌跡最高點,機械能的增量為() A.2mgR B.4mgR C.5mgR D.6mgR,答案:C,-97-,一,二,三,四,五,解析:根據(jù)功能關(guān)系,除重力之外的力做的功等于機械能的變化.從ac,水平外力做的功為WF

52、=mg3R,根據(jù)動能定理mg3R-,-98-,一,二,三,四,五,3.(2017全國24)一質(zhì)量為8.00104 kg的太空飛船從其飛行軌道返回地面.飛船在離地面高度1.60105 m處以7.5103 m/s的速度進(jìn)入大氣層,逐漸減慢至速度為100 m/s時下落到地面.取地面為重力勢能零點,在飛船下落過程中,重力加速度可視為常量,大小取為9.8 m/s2.(結(jié)果保留2位有效數(shù)字) (1)分別求出該飛船著地前瞬間的機械能和它進(jìn)入大氣層時的機械能; (2)求飛船從離地面高度600 m處至著地前瞬間的過程中克服阻力所做的功,已知飛船在該處的速度大小是其進(jìn)入大氣層時速度大小的2.0%.,-99-,一,

53、二,三,四,五,答案:(1)4.0108 J2.41012 J(2)9.7108 J,式中,m和v0分別是飛船的質(zhì)量和著地前瞬間的速率.由式和題給數(shù)據(jù)得 Ek0=4.0108 J 設(shè)地面附近的重力加速度大小為g.飛船進(jìn)入大氣層時的機械能為,式中,vh是飛船在高度1.6105 m處的速度大小.由式和題給數(shù)據(jù)得 Eh=2.41012 J,-100-,一,二,三,四,五,(2)飛船在高度h=600 m處的機械能為,由功能原理得 W=Eh-Ek0 式中,W是飛船從高度600 m處至著地前瞬間的過程中克服阻力所做的功.由式和題給數(shù)據(jù)得 W=9.7108 J,-101-,一,二,三,四,五,功、能的對應(yīng)關(guān)

54、系,-102-,一,二,三,四,五,-103-,一,二,三,四,五,典題演練提能刷高分 1. 如圖所示,某段滑雪雪道傾角為30,總質(zhì)量為m(包括滑雪具在內(nèi))的滑雪運動員從距底端高為h處的雪道上由靜止開始勻加速下滑,加速度a= ,在他從上向下滑到底端的過程中,下列說法正確的是() A.運動員減少的重力勢能全部轉(zhuǎn)化為動能,-104-,一,二,三,四,五,答案:B,-105-,一,二,三,四,五,2.(多選) 如圖所示,半徑為R的豎直光滑圓軌道與光滑水平軌道相切,質(zhì)量均為m的小球A、B用輕桿連接,置于圓軌道上,A位于圓心O的正下方,B與O點等高.某時刻將它們由靜止釋放,最終在水平面上運動.下列說法正

55、確的是() A.下滑過程中重力對B做功的功率一直增大,-106-,一,二,三,四,五,答案:BC 解析:因為初位置速度為零,則重力的功率為0,最低點速度方向與重力的方向垂直,重力的功率為零,可知重力的功率先增大后減小,A錯誤;A、B小球組成的系統(tǒng),在運動過程中,機械能守恒,設(shè)B到達(dá)軌道,-107-,一,二,三,四,五,3.(多選)(2019山東萊蕪模擬)如圖所示,水平長直軌道上緊靠放置n個質(zhì)量為m可視為質(zhì)點的物塊,物塊間用長為l的細(xì)線連接,開始處于靜止?fàn)顟B(tài),軌道與物塊間的動摩擦因數(shù)為.用水平恒力F拉動物塊1開始運動,到連接第n個物塊的細(xì)線剛好拉直時整體速度正好為零,則(),-108-,一,二,

56、三,四,五,答案:BC,-109-,一,二,三,四,五,4.(多選)(2019遼寧大連渤海高中模擬)如圖所示,水平桌面上的輕質(zhì)彈簧一端固定,另一端與小物塊相連.彈簧處于自然長度時物塊位于O點(圖中未標(biāo)出).物塊的質(zhì)量為m,AB=a,物塊與桌面間的動摩擦因數(shù)為.現(xiàn)用水平向右的力將物塊從O點拉至A點,拉力做的功為W.撤去拉力后物塊由靜止向左運動,經(jīng)O點到達(dá)B點時速度為零.重力加速度為g.則上述過程中 () C.經(jīng)O點時,物塊的動能小于W-mga D.物塊動能最大時彈簧的彈性勢能小于物塊在B點時彈簧的彈性勢能,-110-,一,二,三,四,五,答案:BC,-111-,一,二,三,四,五,命題角度2(儲

57、備)摩擦力做功與能量轉(zhuǎn)化的關(guān)系 【典題】(多選) 如圖所示,斜面1、曲面2和斜面3的頂端高度相同,底端位于同一水平面上,斜面1與曲面2的底邊長度相同.一可視為質(zhì)點物體與三個面間的動摩擦因數(shù)相同,當(dāng)物體由靜止開始分別沿三個面從頂端下滑到底端的過程中,物體減少的機械能分別為E1、E2、E3,到底端時的速率分別為v1、v2、v3,下列判斷正確的是() A.E1=E2E3 B.E2E1E3 C.v1=v2v3 D.v2v1v3,-112-,一,二,三,四,五,答案:BD 解析:在傾角為、長度為x、底邊長為s的斜面上,物體下滑時摩擦力做功為W=-mgcos x=-mgs,相當(dāng)于物體直接在摩擦系數(shù)為、長為

58、s的水平地面上滑動過程中摩擦力所做的功,所以Wf1Wf3;把曲線2分成無數(shù)小段,如不考慮向心力,則物體在每小段運動中摩擦力所做的功只與該小段的水平距離有關(guān),累積求和后與物體沿線段1運動中做的功相等,但考慮到物體在曲線2上運動時,需要向心力,則支持力應(yīng)比不考慮向心力時偏大,導(dǎo)致摩擦力偏大,所以做功應(yīng)偏多,即Wf2Wf1.物體損失的機械能等于摩擦力做功大小,則A錯誤,B正確;三種情況下重力做功一樣多,則克服摩擦力做功大的末動能小,末速度就小,所以C錯誤,D正確,故選BD.,-113-,一,二,三,四,五,兩種摩擦力做功特點的辨析,-114-,一,二,三,四,五,-115-,一,二,三,四,五,典題

59、演練提能刷高分 1. 如圖所示,固定斜面AB和CB與水平面均由一小段光滑圓弧連接,傾角分別為、,OB=h.細(xì)線一端固定在豎直擋板上,另一端系一質(zhì)量為m的小物塊,在小物塊和擋板之間壓縮一輕質(zhì)彈簧(小物塊與彈簧不連接),燒斷細(xì)線,小物塊被彈出,滑上斜面AB后,恰好能運動到斜面的最高點,已知AD=L,小物塊與水平面、斜面間的動摩擦因數(shù)均為,重力加速度為g,則(),-116-,一,二,三,四,五,A.彈簧對小物塊做功為mgL,D.撤去斜面AB,小物塊還從D點彈出,將沿斜面CB上滑并從B點飛出去,-117-,一,二,三,四,五,答案:C,-118-,一,二,三,四,五,2.(多選) 在風(fēng)洞實驗室內(nèi)的豎直粗糙墻面上放置一鋼板,風(fēng)垂直吹向鋼板,在鋼板由靜止開始下落的過程中,作用在鋼板上的風(fēng)力恒定.用Ek、E、v、P分別表示鋼板下落過程中的動能、機械能、速度和重力的功率,關(guān)于它們隨下落高度h或下落時間t的變化規(guī)律,下列四個圖象中正確的是(),-119-,一,二,三,四,五,答案:AC 解析:鋼板受到重力mg、風(fēng)力F、墻的支持力FN和滑動摩擦力Ff,因為風(fēng)力恒定,則由平衡條件得知,墻對鋼板的支持力恒定,鋼板所受的滑動摩擦力恒定,故鋼板勻加速下滑.設(shè)鋼板的質(zhì)量為m,根據(jù)動能定理得:Ek=(mg-