第11讲动能定理综合提升
题一:马拉着质量为60kg的雪撬,从静止开始用80s时间沿平直冰面跑完1.0km。设雪撬在运动过程中受到的阻力保持不变,并且它在开始运动的8.0s的时间内做匀加速直线运动,从第8.0s末开始,马拉雪撬做功的功率值保持不变,继续做直线运动,最后一段时间雪撬做的是匀速运动,速度大小为15m/s。求在这80s的运动过程中马拉雪撬做功的平均功率,以及雪撬在运动过程中所受阻力的大小。
题二:用如图所示的水平传送带AB和斜面BC将货物运送到斜面的顶端。传送带AB的长度L=11m,上表面保持匀速向右运行,运行的速度v=12m/s。传送带B端靠近倾角=37的斜面底端,斜面底端与传送带的B端之间有一段长度可以不计的小圆弧。在A、C处各有一个机器人,A处机器人每隔t=1.0s将一个质量m=10kg的货物箱(可视为质点)轻放在传送带A端,货物箱经传送带和斜面后到达斜面顶端的C点时速度恰好为零,C点处机器人立刻将货物箱搬走。已知斜面BC的长度s=5.0m,传送带与货物箱之间的动摩擦因数μ0=0.55,货物箱由传送带的右端到斜面底端的过程中速度大小损失原来的,g=10m/s2(sin37°=0.6,cos37°=0.8)。求:(1)斜面与货物箱之间的动摩擦因数μ;
(2)从第一个货物箱放上传送带A端开始计时,在t0=3.0s的时间内,所有货物箱与传送带的摩擦产生的热量Q。
第11讲动能定理综合提升
题一:f=48.2N题二:(1)=0.5(2)1938.75J
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20xx届高三物理一轮复习导学案
六、机械能(3)
【课题】动能定理
【导学目标】
1、正确理解动能的概念。
2、理解动能定理的推导与简单应用。
【知识要点】
一、动能
1、物体由于运动而具有的能叫动能,表达式:Ek=_____________。
2、动能是______量,且恒为正值,在国际单位制中,能的单位是________。
3、动能是状态量,公式中的v一般是指________速度。
二、动能定理
1、动能定理:作用在物体上的________________________等于物体____________,即w=_________________,动能定理反映了力对空间的积累效应。
2、注意:①动能定理可以由牛顿运动定律和运动学公式导出。②可以证明,作用在物体上的力无论是什么性质,即无论是变力还是恒力,无论物体作直线运动还是曲线运动,动能定理都适用。
3、动能定理最佳应用范围:动能定理主要用于解决变力做功、曲线运动、多过程动力学问题,对于未知加速度a和时间t,或不必求加速度a和时间t的动力学问题,一般用动能定理求解为最佳方案。
【典型剖析】
[例1]在竖直平面内,一根光滑金属杆弯成如图所示形状,相应的曲线方程为y=2.5cos(kx+π)(单位:m),式中k=1m-1.将一光滑小环套在该金属杆上,并从x=0处以v0=5m/s的初速度沿杆向下运动,取重力加速度g=10m/s2.则当小环运动到x=m时的速度大小v=m/s;该小环在x轴方向最远能运动到x=m处.
[例2]如图所示,质量为m的小球用长为L的轻细线悬挂在天花板上,小球静止在平衡位置.现用一水平恒力F向右拉小球,已知F=0.75mg,问:
(1)在恒定拉力F作用下,细线拉过多大角度时小球速度最大?(2)小球的最大速度是多少?
[例3]总质量为M的列车,沿平直轨道作匀速直线运动,其末节质量为m的车厢中途脱钩,待司机发觉时,机车已行驶了L的距离,于是立即关闭油门撤去牵引力.设运动过程中阻力始终与质量成正比,机车的牵引力是恒定的.当列车的两部分都停止时,它们之间的距离是多少?
[例4]如图所示,质量为mA的物块A放在水平桌面上,为了测量A与桌面间的动摩擦因数,用细线通过滑轮与另一个质量为mB的物体连接,开始时B距地面高度为h,A、B都从静止开始运动,最后停止时测得A沿桌面移动距离为s。
根据上述数据某同学这样计算,B下降时通过细线对A做功,A又克服摩擦力做功,两者相等,所以有:mBgh=mAgs,=mBh/mAs。
你认为该同学的解法正确吗?请做出评价并说明理由。如果你认为该同学解法不对,请给出正确解答。
[例5](湖南省长沙市一中20xx届高三联考)如图甲所示,某同学用轻绳通过定滑轮提升一重物,运用传感器(未在图中画出)测得此过程中不同时刻对轻绳的拉力F与被提升重物的速度v,并描绘出F-图象。假设某次实验所得的图象如图乙所示,其中线段AB与轴平行,它反映了被提升重物在第一个时间段内F和的关系;线段BC的延长线过原点(C点为实线与虚线的分界点),它反映了被提升重物在第二个时间段内F和的关系;第三个时间段内拉力F和速度v均为C点所对应的大小保持不变,因此图象上没有反映。实验中还测得重物由静止开始经过t=1.4s,速度增加到vC=3.0m/s,此后物体做匀速运动。取重力加速度g=10m/s2,绳重及一切摩擦和阻力均可忽略不计。
(1)在提升重物的过程中,除了重物的质量和所受重力保持不变以外,在第一时间段内和第二时间段内还各有一些物理量的值保持不变。请分别指出第一时间段内和第二时间内所有其他保持不变的物理量,并求出它们的大小;
(2)求被提升重物在第一时间段内和第二时间段内通过的总路程。
【训练设计】
1、(河南省武陟一中20xx届高三第一次月考)一物体在外力的作用下从静止开始做直线运动,合外力方向不变,大小随时间的变化如图所示。设该物体在和时刻相对于出发点的位移分别是和,速度分别是和,合外力从开始至时刻做的功是,从至时刻做的功是,则()
A.B.
C.D.
2、(海南省海口市20xx届高三调研测试)轮滑运动员与滑轮总质量为M,运动员手托着一个质量为m的彩球,在半圆形轨道上及空中进行表演,如图所示。运动员从半圆轨道边缘a由静止开始下滑,冲上轨道另一边等高点b后继续竖直上升,到达最高点时立即竖直上抛手中的彩球。彩球从手中抛出到最高点时间t恰等于运动员离开b点运动到最高点时的时间。设在半圆形轨道运动过程中需要克服阻力做功为Wf,不计空气阻力。
求:(1)人抛出彩球时对彩球所做的功。
(2)人在圆形轨道中所做的功。
3、如图所示,一根轻弹簧竖直放置在地面上,上端为O点.某人将质量为m的物块放在弹簧上端O处,使它缓缓下落到A处,放手后物块处于平衡,在此过程中物块克服人的作用力做功为W,如果将物块从距轻弹簧上端O点H高处释放,物块自由落下,落到弹簧上端O点后,继续下落将弹簧压缩,那么物块将弹簧压缩到A处时,物块速度的大小是多少?(不计碰撞过程中能量损失)
4.(南通市部分重点中学高三三模调研试题)如图所示,绘出了汽车刹车时刹车痕(即刹车距离)与刹车前车速的关系。v为车速,s为车痕长度。
(1)尝试用动能定理解释汽车刹车距离与车速的关系。
(2)若某汽车发生了车祸,已知该汽车刹车时的刹车距离与刹车前车速关系满足图示关系。交通警察要根据碰撞后两车的损害程度(与车子结构相关)、撞后车子的位移及转动情形等来估算碰撞时的车速。同时还要根据刹车痕判断撞前司机是否刹车及刹车前的车速。若估算出碰撞时车子的速度为45km/h,碰撞前的刹车痕为20m,则车子原来的车速是多少?
5、如图所示,在倾角为θ的斜面上,一物块通过轻绳牵拉压紧弹簧.现将轻绳烧断,物块被弹出,与弹簧分离后即进入足够长的NN/粗糙斜面(此前摩擦不计),沿斜面上滑达到最远点位置离N距离为S.此后下滑,第一次回到N处,压缩弹簧后又被弹离,第二次上滑最远位置离N距离为S/2.求:
(1)物块与粗糙斜面间的动摩擦因素;
(2)物体最终克服摩擦力做功所通过的路程.
6.(山东省潍坊市20xx届高三上学期阶段性测试)如图,ABCD为一竖直平面的轨道,其中BC水平,A点比BC高出10米,BC长1米,AB和CD轨道光滑。一质量为1千克的物体,从A点以4米/秒的速度开始运动,经过BC后滑到高出C点10.3m的D点速度为零。求:(g=10m/s2)
(1)物体与BC轨道的滑动摩擦系数。
(2)物体第5次经过B点时的速度。
(3)物体最后停止的位置(距B点)。
动能动能定理
知识简析一、动能
如果一个物体能对外做功,我们就说这个物体具有能量.物体由于运动而具有的能.Ek=mv2,
其大小与参照系的选取有关.动能是描述物体运动状态的物理量.是相对量。
二、动能定理
做功可以改变物体的能量.所有外力对物体做的总功等于物体动能的增量.W1+W2+W3+……=mvt2-mv02
1.反映了物体动能的变化与引起变化的原因——力对物体所做功之间的因果关系.可以理解为外力对物体做功等于物体动能增加,物体克服外力做功等于物体动能的减小.所以正功是加号,负功是减号。
2.“增量”是末动能减初动能.ΔEK>0表示动能增加,ΔEK<0表示动能减小.
3、动能定理适用单个物体,对于物体系统尤其是具有相对运动的物体系统不能盲目的应用动能定理.由于此时内力的功也可引起物体动能向其他形式能(比如内能)的转化.在动能定理中.总功指各外力对物体做功的代数和.这里我们所说的外力包括重力、弹力、摩擦力、电场力等.
4.各力位移相同时,可求合外力做的功,各力位移不同时,分别求力做功,然后求代数和.
5.力的独立作用原理使我们有了牛顿第二定律、动量定理、动量守恒定律的分量表达式.但动能定理是标量式.功和动能都是标量,不能利用矢量法则分解.故动能定理无分量式.在处理一些问题时,可在某一方向应用动能定理.
6.动能定理的表达式是在物体受恒力作用且做直线运动的情况下得出的.但它也适用于变为及物体作曲线运动的情况.即动能定理对恒力、变力做功都适用;直线运动与曲线运动也均适用.
7.对动能定理中的位移与速度必须相对同一参照物.
三、由牛顿第二定律与运动学公式推出动能定理
设物体的质量为m,在恒力F作用下,通过位移为S,其速度由v0变为vt,
则:根据牛顿第二定律F=ma……①根据运动学公式2as=vt2一v02……②由①②得:FS=mvt2-mv02
四.应用动能定理可解决的问题
恒力作用下的匀变速直线运动,凡不涉及加速度和时间的问题,利用动能定理求解一般比用牛顿定律及运动学公式求解要简单的多.用动能定理还能解决一些在中学应用牛顿定律难以解决的变力做功的问题、曲线运动等问题.
规律方法
1、动能定理应用的基本步骤
应用动能定理涉及一个过程,两个状态.所谓一个过程是指做功过程,应明确该过程各外力所做的总功;两个状态是指初末两个状态的动能.
动能定理应用的基本步骤是:
①选取研究对象,明确并分析运动过程.
②分析受力及各力做功的情况,受哪些力?每个力是否做功?在哪段位移过程中做功?正功?负功?做多少功?求出代数和.
③明确过程始末状态的动能Ek1及EK2
④列方程W=EK2一Ek1,必要时注意分析题目的潜在条件,补充方程进行求解.
2、应用动能定理的优越性
(1)由于动能定理反映的是物体两个状态的动能变化与其合力所做功的量值关系,所以对由初始状态到终止状态这一过程中物体运动性质、运动轨迹、做功的力是恒力还是变力等诸多问题不必加以追究,就是说应用动能定理不受这些问题的限制.
(2)一般来说,用牛顿第二定律和运动学知识求解的问题,用动能定理也可以求解,而且往往用动能定理求解简捷.可是,有些用动能定理能够求解的问题,应用牛顿第二定律和运动学知识却无法求解.可以说,熟练地应用动能定理求解问题,是一种高层次的思维和方法,应该增强用动能定理解题的主动意识.
(3)用动能定理可求变力所做的功.在某些问题中,由于力F的大小、方向的变化,不能直接用W=Fscosα求出变力做功的值,但可由动能定理求解.
3、应用动能定理要注意的问题
注意1.由于动能的大小与参照物的选择有关,而动能定理是从牛顿运动定律和运动学规律的基础上推导出来,因此应用动能定理解题时,动能的大小应选取地球或相对地球做匀速直线运动的物体作参照物来确定.
注意2.用动能定理求变力做功,在某些问题中由于力F的大小的变化或方向变化,所以不能直接由W=Fscosα求出变力做功的值.此时可由其做功的结果——动能的变化来求变为F所做的功.
注意3.区别动量、动能两个物理概念.动量、动能都是描述物体某一时刻运动状态的状态量,动量是矢量,动能是标量.动量的改变必须经过一个冲量的过程,动能的改变必须经过一个做功的过程.动量是矢量,它的改变包括大小和方向的改变或者其中之一的改变.而动能是标量,它的改变仅是数量的变化.动量的数量与动能的数量可以通过P2=2mEK联系在一起,对于同一物体来说,动能EK变化了,动量P必然变化了,但动量变化了动能不一定变化.例如动量仅仅是方向改变了,这样动能就不改变.对于不同的物体,还应考虑质量的多少.
注意4.动量定理与动能定理的区别,两个定理分别描述了力对物体作用效应,动量定理描述了为对物体作用的时间积累效应,使物体的动量发生变化,且动量定理是矢量武;而动能定理描述了力对物体作用的空间积累效应,使物体的动能发生变化,动能定理是标量式。所以两个定理分别从不同角度描述了为对物体作用的过程中,使物体状态发生变化规律,在应用两个定理解决物理问题晚要根据题目要求,选择相应的定理求解。
4、动能定理的综合应用
动能定理和动量定理、动量守恒定律的综合应用是力学问题的难点,也是高考考查的重点,解决这类问题关键是分清哪一过程中动量守恒,哪一过程中应用动能定理、动量定理
第2课时动能和动能定理
导学目标1.掌握动能的概念,会求动能的变化量.2.掌握动能定理,并能熟练运用.
一、动能
[基础导引]
关于某物体动能的一些说法,正确的是()
A.物体的动能变化,速度一定变化
B.物体的速度变化,动能一定变化
C.物体的速度变化大小相同时,其动能变化大小也一定相同
D.选择不同的参考系时,动能可能为负值
E.动能可以分解到两个相互垂直的方向上进行运算
[知识梳理]
1.定义:物体由于________而具有的能.
2.公式:______________,式中v为瞬时速度.
3.矢标性:动能是________,没有负值,动能与速度的方向______.
4.动能是状态量,动能的变化是过程量,等于__________减初动能,即ΔEk=__________________.
思考:动能一定是正值,动能的变化量为什么会出现负值?正、负表示什么意义?
二、动能定理
[基础导引]
1.质量是2g的子弹,以300m/s的速度射入厚度是5cm的木板(如图1
所示),射穿后的速度是100m/s.子弹射穿木板的过程中受到的平均阻
力是多大?你对题目中所说的“平均”一词有什么认识?
2.质量为500g的足球被踢出后,某人观察它在空中的飞行情况,估计上升的最大高度是10m,在最高点的速度为20m/s.根据这个估计,计算运动员踢球时对足球做的功.
[知识梳理]
内容力在一个过程中对物体所做的功等于物体在这个过程中____________
表达式W=ΔEk=________________
对定理
的理解W0,物体的动能________
W0,物体的动能________
W=0,物体的动能不变
适用
条件(1)动能定理既适用于直线运动,也适用于________
(2)既适用于恒力做功,也适用于________
(3)力可以是各种性质的力,既可以同时作用,也可以____________
考点一动能定理的基本应用
考点解读
1.应用动能定理解题的步骤
(1)选取研究对象,明确并分析运动过程.
(2)分析受力及各力做功的情况,求出总功.
受哪些力→各力是否做功→做正功还是负功→做多少功→确定求总功思路→求出总功
(3)明确过程初、末状态的动能Ek1及Ek2.
(4)列方程W=Ek2-Ek1,必要时注意分析题目潜在的条件,列辅助方程进行求解.
2.应用动能定理的注意事项
(1)动能定理中的位移和速度必须是相对于同一个参考系的,一般以地面或相对地面静止的物体为参考系.
(2)应用动能定理时,必须明确各力做功的正、负.当一个力做负功时,可设物体克服该力做功为W,将该力做功表示为-W,也可以直接用字母W表示该力做功,使其字母本身含有负号.
(3)应用动能定理解题,关键是对研究对象进行准确的受力分析及运动过程分析,并画出物体运动过程的草图,借助草图理解物理过程和各量关系.
(4)动能定理是求解物体位移或速率的简捷公式.当题目中涉及到位移和速度而不涉及时间时可优先考虑动能定理;处理曲线运动中的速率问题时也要优先考虑动能定理.
典例剖析
例1如图2所示,用恒力F使一个质量为m的物体由静止开始沿
水平地面移动的位移为l,力F跟物体前进的方向的夹角为α,
物体与地面间的动摩擦因数为μ,求:
(1)力F对物体做功W的大小;
(2)地面对物体的摩擦力Ff的大小;
(3)物体获得的动能Ek.
跟踪训练1如图3所示,用拉力F使一个质量为m的木箱由静止
开始在水平冰道上移动了l,拉力F跟木箱前进方向的夹角为α,
木箱与冰道间的动摩擦因数为μ,求木箱获得的速度.
考点二利用动能定理求功
考点解读
由于功是标量,所以动能定理中合力所做的功既可通过合力来计算(W总=F合lcosα),也可用每个力做的功来计算(W总=W1+W2+W3+…).这样,原来直接利用功的定义不能计算的变力的功可以利用动能定理方便的求得,它使得一些可能无法进行研究的复杂的力学过程变得易于掌握和理解.
典例剖析
例2如图4所示,质量为m的小球用长为L的轻质细线悬于O点,与
O点处于同一水平线上的P点处有一个光滑的细钉.已知OP=L2,在
A点给小球一个水平向左的初速度v0,发现小球恰能到达跟P点在同
一竖直线上的最高点B.则:
(1)小球到达B点时的速率?
(2)若不计空气阻力,则初速度v0为多少?
(3)若初速度v0=3gL,则在小球从A到B的过程中克服空气阻力做了多少功?
跟踪训练2如图5所示,一位质量m=65kg参加“挑战极限运动”的业余选手要越过一宽度为x=3m的水沟,跃上高为h=1.8m的平台.采用的方法是:人手握一根长L=3.05m的轻质弹性杆一端,从A点由静止开始匀加速助跑,至B点时,杆另一端抵在O点的阻挡物上,接着杆发生形变,同时人蹬地后被弹起,到达最高点时杆处于竖直,人的重心恰位于杆的顶端,此刻人放开杆水平飞出,最终趴落到平台上,运动过程中空气阻力可忽略不计.(g取10m/s2)
图5
(1)设人到达B点时速度vB=8m/s,人匀加速运动的加速度a=2m/s2,求助跑距离xAB.
(2)设人跑动过程中重心离地高度H=1.0m,在(1)问的条件下,在B点人蹬地弹起瞬间,人至少再做多少功?
14.用“分析法”解多过程问题
例3如图6所示是某公司设计的“2009”玩具轨
道,是用透明的薄壁圆管弯成的竖直轨道,其中引
入管道AB及“200”管道是粗糙的,AB是与
“2009”管道平滑连接的竖直放置的半径为R=
0.4m的14圆管轨道,已知AB圆管轨道半径与“0”
字型圆形轨道半径相同.“9”管道是由半径为2R的光滑14圆弧和
半径为R的光滑34圆弧以及两段光滑的水平管道、一段光滑的竖直管道组成,“200”管
道和“9”管道两者间有一小缝隙P.现让质量m=0.5kg的闪光小球(可视为质点)从距A点高H=2.4m处自由下落,并由A点进入轨道AB,已知小球到达缝隙P时的速率为v=8m/s,g取10m/s2.求:
(1)小球通过粗糙管道过程中克服摩擦阻力做的功;
(2)小球通过“9”管道的最高点N时对轨道的作用力;
(3)小球从C点离开“9”管道之后做平抛运动的水平位移.
方法提炼
1.分析法:将未知推演还原为已知的思维方法.用分析法研究问题时,需要把问题化整为零,然后逐步引向待求量.具体地说也就是从题意要求的待求量出发,然后按一定的逻辑思维顺序逐步分析、推演,直到待求量完全可以用已知量表达为止.因此,分析法是从未知到已知,从整体到局部的思维过程.
2.分析法的三个方面:
(1)在空间分布上可以把整体分解为各个部分:如力学中的隔离,电路的分解等;
(2)在时间上把事物发展的全过程分解为各个阶段:如运动过程可分解为性质不同的各个阶段;
(3)对复杂的整体进行各种因素、各个方面和属性的分析.
跟踪训练3如图7所示,在一次消防演习中模拟解救高楼被
困人员,为了安全,被困人员使用安全带上挂钩挂在滑竿上
从高楼A点沿轻滑杆下滑逃生.滑杆由AO、OB两段直杆通
过光滑转轴在O处连接,且通过O点的瞬间没有机械能的
损失;滑杆A端用挂钩钩在高楼的固定物上,可自由转
动,B端固定在消防车云梯上端.已知AO长为L1=5m,
OB长为L2=10m.竖直墙与端点B的间距d=11m.挂钩与两段
滑杆间的动摩擦因数均为μ=0.5.(g=10m/s2)
(1)若测得OB与水平方向的夹角为37°,求被困人员下滑到B点时的速度大小;(sin37°=0.6,cos37°=0.8)
(2)为了安全,被困人员到达B点的速度大小不能超过v,若A点高度可调,而竖直墙与云梯上端点B的间距d不变,求滑杆两端点A、B间的最大竖直距离h?(用题给的物理量符号表示)
A组利用动能定理求变力功
1.如图8所示,光滑斜面的顶端固定一弹簧,一物体向右滑行,
并冲上固定在地面上的斜面.设物体在斜面最低点A的速度为
v,压缩弹簧至C点时弹簧最短,C点距地面高度为h,则从A
到C的过程中弹簧弹力做功是()
A.mgh-12mv2B.12mv2-mgh
C.-mghD.-(mgh+12mv2)
B组用动能定理分析多过程问题
2.如图9所示,摩托车做特技表演时,以v0=10.0m/s的初速度冲向高台,然后从高台水平飞出.若摩托车冲向高台的过程中以P=4.0kW的额定功率行驶,冲到高台上所用时间t=3.0s,人和车的总质量m=1.8×102kg,台高h=5.0m,摩托车的落地点到高台的水平距离x=10.0m.不计空气阻力,取g=10m/s2.求:
图9
(1)摩托车从高台飞出到落地所用时间;
(2)摩托车落地时速度的大小;
(3)摩托车冲上高台过程中克服阻力所做的功.
3.推杯子游戏是一种考验游戏者心理和控制力的游戏,游戏规则是在杯子不掉下台面的前提下,杯子运动得越远越好.通常结果是:力度不够,杯子运动得不够远;力度过大,杯子将滑离台面.此游戏可以简化为如下物理模型:质量为0.1kg的空杯静止在长直水平台面的左边缘,现要求每次游戏中,在水平恒定推力作用下,沿台面中央直线滑行x0=0.2m后才可撤掉该力,此后杯子滑行一段距离停下.在一次游戏中,游戏者用5N的力推杯子,杯子沿直线共前进了x1=5m.已知水平台面长度x2=8m,重力加速度g取10m/s2,试求:
(1)游戏者用5N的力推杯子时,杯子在撤掉外力后在长直水平台面上运动的时间;(结果可用根式表示)
(2)游戏者用多大的力推杯子,才能使杯子刚好停在长直水平台面的右边缘.
4.如图10所示,光滑14圆弧形槽的底端B与长L=5m的水平传送带相接,滑块与传送带间动摩擦因数为0.2,与足够长的斜面DE间的动摩擦因数为0.5,斜面与水平面间的夹角θ=37°.CD段为光滑的水平平台,其长为1m,滑块经过B、D两点时无机械能损失.质量m=1kg的滑块从高为R=0.8m的光滑圆弧形槽的顶端A处无初速度地滑下.求(sin37°=0.6,cos37°=0.8,g=10m/s2,不计空气阻力):
图10
(1)当传送带不转时,滑块在传送带上滑过的距离;
(2)当传送带以2m/s的速度顺时针转动时,滑块从滑上传送带到第二次到达D点所经历的时间t;
(3)当传送带以2m/s的速度顺时针转动时,滑块在斜面上的最大位移.
课时规范训练
(限时:45分钟)
一、选择题
1.下列关于运动物体所受的合外力、合外力做的功、运动物体动能的变化的说法中正确的是()
A.运动物体所受的合外力不为零,合外力必做功,物体的动能一定要变化
B.运动物体所受的合外力为零,则物体的动能一定不变
C.运动物体的动能保持不变,则该物体所受合外力一定为零
D.运动物体所受合外力不为零,则该物体一定做变速运动
2.在h高处,以初速度v0向水平方向抛出一个小球,不计空气阻力,小球着地时速度大小为()
A.v0+2ghB.v0-2gh
C.v20+2ghD.v20-2gh
3.如图1所示,卷扬机的绳索通过定滑轮用力F拉位于粗糙面上
的木箱,使之沿斜面加速向上移动.在移动过程中,下列说法
正确的是()
A.F对木箱做的功等于木箱增加的动能与木箱克服摩擦力所做的功之和
B.F对木箱做的功等于木箱克服摩擦力和克服重力所做的功之和
C.木箱克服重力所做的功等于木箱增加的重力势能
D.F对木箱做的功等于木箱增加的机械能与木箱克服摩擦力做的功之和
4.子弹的速度为v,打穿一块固定的木块后速度刚好变为零.若木块对子弹的阻力为恒力,那么当子弹射入木块的深度为其厚度的一半时,子弹的速度是()
A.v2B.22vC.v3D.v4
5.刹车距离是衡量汽车安全性能的重要参数之一.如图2所示的
图线1、2分别为甲、乙两辆汽车在紧急刹车过程中的刹车距离l
与刹车前的车速v的关系曲线,已知紧急刹车过程中车与地面
间是滑动摩擦.据此可知,下列说法中正确的是()
A.甲车的刹车距离随刹车前的车速v变化快,甲车的刹车性
能好
B.乙车与地面间的动摩擦因数较大,乙车的刹车性能好
C.以相同的车速开始刹车,甲车先停下来,甲车的刹车性能好
D.甲车的刹车距离随刹车前的车速v变化快,甲车与地面间的动摩擦因数较大
6.一个小物块冲上一个固定的粗糙斜面,经过斜面上A、B两点,到
达斜面上最高点后返回时,又通过了B、A两点,如图3所示,关
于物块上滑时由A到B的过程和下滑时由B到A的过程,动能的
变化量的绝对值ΔE上和ΔE下,以及所用时间t上和t下相比较,有
()
A.ΔE上ΔE下,t上t下B.ΔE上ΔE下,t上t下
C.ΔE上ΔE下,t上t下D.ΔE上ΔE下,t上t下
7.如图4所示,劲度系数为k的弹簧下端悬挂一个质量为m的重物,处于
静止状态.手托重物使之缓慢上移,直到弹簧恢复原长,手对重物做的
功为W1.然后放手使重物从静止开始下落,重物下落过程中的最大速度
为v,不计空气阻力.重物从静止开始下落到速度最大的过程中,弹簧
对重物做的功为W2,则()
A.W1m2g2kB.W1m2g2k
C.W2=12mv2D.W2=m2g2k-12mv2
8.汽车在水平路面上从静止开始做匀加速直线运动,到t1秒末关闭
发动机做匀减速直线运动,到t2秒末静止.动摩擦因数不变,其
v-t图象如图5所示,图中βθ.若汽车牵引力做功为W,平均功
率为P,汽车加速和减速过程中克服摩擦力做功分别为W1和W2,
平均功率大小分别为P1和P2,下列结论正确的是()
A.W1+W2=WB.P=P1+P2
C.W1W2D.P1=P2
9.如图6所示,一个粗糙的水平转台以角速度ω匀速转动,转台上
有一个质量为m的物体,物体与转台间用长L的绳连接着,此
时物体与转台处于相对静止,设物体与转台间的动摩擦因数为
μ,现突然制动转台,则()
A.由于惯性和摩擦力,物体将以O为圆心、L为半径做变速圆周运动,直到停止
B.若物体在转台上运动一周,物体克服摩擦力做的功为μmg2πL
C.若物体在转台上运动一周,摩擦力对物体不做功
D.物体在转台上运动Lω24μgπ圈后,停止运动
10.静止在粗糙水平面上的物块A受方向始终水平向右、大小
先后为F1、F2、F3的拉力作用做直线运动,t=4s时停
下,其v-t图象如图7所示,已知物块A与水平面间的动摩擦
因数处处相同,下列判断正确的是()
A.全过程中拉力做的功等于物块克服摩擦力做的功
B.全过程拉力做的功等于零
C.一定有F1+F3=2F2
D.可能有F1+F32F2
二、非选择题
11.如图8所示,粗糙弧形轨道和两个光滑半圆轨道组成翘尾巴的S形轨道.光滑半圆轨道半径为R,两个光滑半圆轨道连接处CD之间留有很小空隙,刚好能够使小球通过,CD之间距离可忽略.粗糙弧形轨道最高点A与水平面上B点之间的高度为h.从A点由静止释放一个可视为质点的小球,小球沿翘尾巴的S形轨道运动后从E点水平飞出,落到水平地面上,落点到与E点在同一竖直线上B点的距离为s.已知小球质量为m,不计空气阻力,求:
图8
(1)小球从E点水平飞出时的速度大小;
(2)小球运动到B点时对轨道的压力;
(3)小球沿翘尾巴的S形轨道运动时克服摩擦力做的功.
复习讲义
基础再现
一、
基础导引A
知识梳理1.运动2.Ek=12mv23.标量无关4.末动能12mv22-12mv21
思考:动能只有正值,没有负值,但动能的变化却有正有负.“变化”是指末状态的物理量减去初状态的物理量,而不一定是大的减去小的,有些书上称之为“增量”.动能的变化量为正值,表示物体的动能增大了,对应于合力对物体做正功;物体的变化量为负值,表示物体的动能减小了,对应于合力对物体做负功,或者说物体克服合力做功.
二、
基础导引1.1.6×103N见解析
2.150J
知识梳理动能的变化12mv22-12mv21增加减少曲线运动变力做功不同时作用
课堂探究
例1(1)Flcosα(2)μ(mg-Fsinα)
(3)Flcosα-μ(mg-Fsinα)l
跟踪训练12[Fcosα-μ(mg-Fsinα)]l/m
例2(1)gL2(2)7gL2(3)114mgL
跟踪训练2(1)16m(2)422.5J
例3(1)2J(2)35N(3)2.77m
跟踪训练3(1)310m/s(2)见解析
解析(2)设滑竿两端点AB的最大竖直距离为h1,对下滑全过程由动能定理得
mgh1-μmgd=12mv2④
所以:h1=v22g+μd⑤
若两杆伸直,AB间的竖直高度h2为
h2=(L1+L2)2-d2⑥
若h1h2,则满足条件的高度为h=(L1+L2)2-d2⑦
若h1h2,则满足条件的高度为
h=v22g+μd⑧
若h1=h2,则满足条件的高度为
h=v22g+μd=(L1+L2)2-d2⑨
分组训练
1.A
2.(1)1.0s(2)102m/s(3)3.0×103J
3.(1)4.8s(2)8N
4.(1)4m(2)(2.7+55)s(3)0.5m
课时规范训练
1.BD
2.C
3.CD
4.B
5.B
6.D
7.B
8.ACD
9.ABD
10.AC
11.(1)s42gR(2)9mg+mgs28R2
(3)mg(h-4R)-mgs216R
文章来源:http://m.jab88.com/j/74775.html
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