2020屆一輪復(fù)習(xí)人教版機(jī)械能及其守恒定律ppt課件

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1、單擊此處編輯母版標(biāo)題樣式,單擊此處編輯母版文本樣式,第二級(jí),第三級(jí),第四級(jí),第五級(jí),2019/8/9,,?#?,專(zhuān)題六　機(jī)械能及其守恒定律,一輪復(fù)習(xí),A,組　自主命題,·,江蘇卷題組,考點(diǎn)一　功和功率,五年高考,1.(2011,江蘇單科,,4,3,分,),如圖所示,,,演員正在進(jìn)行雜技表演。由圖可估算出他將一只雞蛋拋出的過(guò)程中對(duì)雞蛋所做的功最接近于,(,,),,,,,A.0.3 J,,B.3 J C.30 J,,D.300 J,答案,A,一只雞蛋重約為,0.6 N,,人的身高一般為,1.6 m,,則雞蛋被拋出的高度約為,0.6 m,,則雞蛋獲得的最大機(jī)械能約為

2、,E=0.6×0.6 J=0.36 J,,故人對(duì)雞蛋做的功約為,0.36 J,,最接近,0.3 J,,故,A,正確,,,其他錯(cuò)誤。,錯(cuò)因分析　不能從生活實(shí)際出發(fā)估算一只雞蛋的重力和被拋出的最大高度是導(dǎo)致錯(cuò)解的主要原因,,,另外,,,不理解人拋雞蛋過(guò)程的能量轉(zhuǎn)化關(guān)系也易導(dǎo)致錯(cuò)解。,評(píng)析　本題從生活實(shí)際出發(fā),,,是一道立意新穎的估算題,,,考查了生活常識(shí),,,估算能力和能量轉(zhuǎn)化規(guī)律,,,難度適中。,2.(2012,江蘇單科,,3,3,分,),如圖所示,,,細(xì)線(xiàn)的一端固定于,O,點(diǎn),,,另一端系一小球。在水平拉力作用下,,,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(guò)程中拉力的瞬

3、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,答案,A,因小球速率不變,,,所以小球以,O,點(diǎn)為圓心做勻速圓周運(yùn)動(dòng)。受力如圖所示,,,故在運(yùn)動(dòng)軌跡切線(xiàn)方向上應(yīng)有,:mg sin θ=F cos θ,F=mg tan θ,。則拉力,F,的瞬時(shí)功率,P=F·v cos θ=mgv·sin θ,。從,A,運(yùn)動(dòng)到,B,的過(guò)程中,,,拉力的瞬時(shí)功率隨,θ,的增大而增大。,A,項(xiàng)正確。,3.(2018,江蘇單科,,7,4,分,)(,多選,),如圖所示,,,輕質(zhì)彈簧一端固定,,,另一端連接一小物塊,,O,點(diǎn)為彈簧在原長(zhǎng)時(shí)物塊的位置。物

4、塊由,A,點(diǎn)靜止釋放,,,沿粗糙程度相同的水平面向右運(yùn)動(dòng),,,最遠(yuǎn)到達(dá),B,點(diǎn)。在從,A,到,B,的過(guò)程中,,,物塊,(,,),,A.,加速度先減小后增大,B.,經(jīng)過(guò),O,點(diǎn)時(shí)的速度最大,C.,所受彈簧彈力始終做正功,D.,所受彈簧彈力做的功等于克服摩擦力做的功,答案,AD,本題考查牛頓第二定律的應(yīng)用、動(dòng)能定理。對(duì)物塊受力分析,,,當(dāng)彈簧處于壓縮狀態(tài)時(shí),,,由牛頓第二定律可得,kx-f=ma,x,減小,,a,減小,,,當(dāng),a=0,時(shí),,,物塊速度最大,,,此時(shí),,,物塊在,O,點(diǎn)左側(cè),,,選項(xiàng),B,錯(cuò)誤,;,從加速度,a=0,處到,O,點(diǎn)過(guò)程,,,由牛頓第二定律得,f-kx=ma,x,減小,

5、,a,增大,,,當(dāng)彈簧處于伸長(zhǎng)狀態(tài)時(shí),,,由牛頓第二定律可得,kx+f=ma,x,增大,,a,繼續(xù)增大,,,可知物塊的加速度先減小后增大,,,選項(xiàng),A,正確,;,物塊所受彈簧的彈力對(duì)物塊先做正功,,,后做負(fù)功,,,選項(xiàng),C,錯(cuò)誤,;,從,A,到,B,的過(guò)程,,,由動(dòng)能定理可得,W,彈,-Wf=0,,選項(xiàng),D,正確。,思路分析　物塊運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的確定,根據(jù)題設(shè)條件,,,對(duì)物塊受力分析,,,并分階段討論物塊的加速度和速度的變化情況。,4.(2017,江蘇單科,,14,16,分,),如圖所示,,,兩個(gè)半圓柱,A,、,B,緊靠著靜置于水平地面上,,,其上有一光滑圓柱,C,,三者半徑均為,R,。,C

6、,的質(zhì)量為,m,A,、,B,的質(zhì)量都為,,,與地面間的動(dòng)摩擦因數(shù)均為,μ,?，F(xiàn),用水平向右的力拉,A,,使,A,緩慢移動(dòng),,,直至,C,恰好降到地面。整個(gè)過(guò)程中,B,保持靜止。設(shè)最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力,,,重力加速度為,g,。求,:,(1),未拉,A,時(shí),,C,受到,B,作用力的大小,F;,(2),動(dòng)摩擦因數(shù)的最小值,μmin;,(3)A,移動(dòng)的整個(gè)過(guò)程中,,,拉力做的功,W,。,答案,(1)?mg,(2),(3)(2,μ-1)(?-1),mgR,解析　本題考查共點(diǎn)力作用下物體的平衡、力的分解、動(dòng)能定理。,(1)C,受力平衡,2F cos 30°=mg,解得,F=?mg,(2)C,恰好降

7、到地面時(shí),,B,受,C,壓力的水平分力最大,Fxmax=?mg,B,受地面的最大靜摩擦力,f=,μ,mg,根據(jù)題意,fmin=Fxmax,解得,μ,min=,(3)C,下降的高度,h=(?-1)R,A,的位移,x=2(?-1)R,摩擦力做功的大小,Wf=fx=2(?-1),μ,mgR,根據(jù)動(dòng)能定理,W-Wf+mgh=0-0,解得,W=(2,μ-1)(?-1),mgR,難點(diǎn)突破　臨界狀態(tài)分析、力做功的計(jì)算。,(2),對(duì),A,、,B,、,C,組成的系統(tǒng)受力分析,,,在,C,落地前,,A,和,B,對(duì)地的壓力始終為,mg,。隔離,C,受力分析,,,由平衡條件可得,,C,對(duì),B,的壓力為,FNC=?(,

8、其中,θ,為,B,、,C,圓心連線(xiàn)與豎直方向的夾角,),,該力在,水平方向的分力,FNCx=FNC sin θ=?mg·tan θ,,由此式可見(jiàn),,,當(dāng),C,剛要觸地時(shí),,B,受,C,壓力的水平分力,最大,,,此時(shí),B,未動(dòng),,,就能在整個(gè)過(guò)程中保持靜止。,(3)C,對(duì),A,做功為變力做功,,,由功能關(guān)系可知,,,此功等于,C,重力勢(shì)能的減少量。,5.(2018,江蘇單科,,4,3,分,),從地面豎直向上拋出一只小球,,,小球運(yùn)動(dòng)一段時(shí)間后落回地面。忽略空氣阻力,,,該過(guò)程中小球的動(dòng)能,Ek,與時(shí)間,t,的關(guān)系圖像是,(,,),考點(diǎn)二　動(dòng)能定理,答案,A,設(shè)小球初動(dòng)能為,Ek0,,初速度為,

9、v0,,重力加速度為,g,。瞬時(shí)動(dòng)能,Ek=Ek0-mgh,h=v0t-?gt2,,聯(lián),立得,Ek=?mg2t2-mgv0t+Ek0,,故,A,正確。,方法技巧　函數(shù)法解題,應(yīng)用小球拋出后,,,在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中所滿(mǎn)足的物理關(guān)系和規(guī)律,,,推導(dǎo)出相應(yīng)的數(shù)學(xué)函數(shù)關(guān)系式,,,應(yīng)用數(shù)學(xué)工具解決物理問(wèn)題。,6.(2017,江蘇單科,,3,3,分,),一小物塊沿斜面向上滑動(dòng),,,然后滑回到原處。物塊初動(dòng)能為,Ek0,,與斜面間的動(dòng)摩擦因數(shù)不變,,,則該過(guò)程中,,,物塊的動(dòng)能,Ek,與位移,x,關(guān)系的圖線(xiàn)是,(,,),,,答案,C,本題考查動(dòng)能定理和圖像的應(yīng)用。依據(jù)動(dòng)能定理,,,上升過(guò)程中,F,升,=mg

10、sin α+μmg cos α,F,升大小恒定,,,下降過(guò)程中,F,降,=mg sin α-μmg cos α,F,降大小恒定。說(shuō)明在,Ek-x,圖像中,,,上升、下降兩階段圖線(xiàn)的斜率均恒定,,,圖線(xiàn)均為直線(xiàn),,,則選項(xiàng),B,、,D,錯(cuò)誤。物塊能夠返回,,,返回過(guò)程位移減小,,,而動(dòng)能增加,,,則,A,項(xiàng)錯(cuò)誤。因整個(gè)過(guò)程中摩擦力做負(fù)功,,,則,Ektμmg cos α,。,③,f=μmg cos

11、 α,,因,μ,和,α,不變,,,則,f,大小不變。,④以出發(fā)點(diǎn)為原點(diǎn),,,上升時(shí),x,增加,,,返回時(shí),x,減小。,7.(2013,江蘇單科,,5,3,分,),水平面上,,,一白球與一靜止的灰球碰撞,,,兩球質(zhì)量相等。碰撞過(guò)程的頻閃照片如圖所示,,,據(jù)此可推斷,,,碰撞過(guò)程中系統(tǒng)損失的動(dòng)能約占碰撞前動(dòng)能的,(,,),A.30%,,B.50%,,C.70%,,D.90%,答案,A,由題圖測(cè)量可得白、灰兩球在碰撞前后相鄰兩次閃光時(shí)間內(nèi)照片上球的間距分別為,:x1=6 mm,、,x1‘=x2’=3.5 mm,,設(shè)照片的放大率為,k,、閃光周期為,T,,則有,=?=0.319,,故,A,正確。,

12、考查點(diǎn)　本題考查位移、速度和動(dòng)能的知識(shí),,,要求考生有較高的推理和分析能力,,,屬于中等難度題。,學(xué)習(xí)指導(dǎo)　在實(shí)際問(wèn)題中,,,一些信息往往以照片、圖表、圖像等形式呈現(xiàn),,,如我們常見(jiàn)的“如圖所示”,,,此時(shí)我們要仔細(xì)觀察、深入挖掘圖表中的信息,,,找到解決問(wèn)題所需要的信息。,8.(2019,江蘇單科,,8,4,分,)(,多選,),如圖所示,,,輕質(zhì)彈簧的左端固定,,,并處于自然狀態(tài)。小物塊的質(zhì)量為,m,,從,A,點(diǎn)向左沿水平地面運(yùn)動(dòng),,,壓縮彈簧后被彈回,,,運(yùn)動(dòng)到,A,點(diǎn)恰好靜止。物塊向左運(yùn)動(dòng)的最大距離為,s,,與地面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為,μ,,重力加速度為,g,,彈簧未超出彈性限度。在上

13、述過(guò)程中,(,,),,A.,彈簧的最大彈力為,μmg,B.,物塊克服摩擦力做的功為,2μmgs,C.,彈簧的最大彈性勢(shì)能為,μmgs,D.,物塊在,A,點(diǎn)的初速度為,答案,BC,本題考查動(dòng)能定理,,,對(duì)物塊不同運(yùn)動(dòng)過(guò)程的分析能體現(xiàn)學(xué)生的綜合分析能力。,對(duì)物塊從,A,點(diǎn)開(kāi)始到再回到,A,點(diǎn)整個(gè)過(guò)程,,,由動(dòng)能定理可知,Wf=-2μmgs=0-?m?,,則,vA=2?,,故,B,正確,,D,錯(cuò)誤。對(duì)物塊從,A,點(diǎn)開(kāi)始到彈簧壓縮量最大這一過(guò)程,,,由動(dòng)能定理可知,W,彈,+Wf'=0-?m,,Wf'=-μmgs,,則,W,彈,=-μmgs,,即物塊克服彈力做功為,μmgs,,所以彈簧彈性勢(shì)能增加,

14、μmgs,,故,C,正,確。當(dāng)克服彈力做功為,μmgs,時(shí),,,彈簧的最大彈力要大于,μmg,,故,A,錯(cuò)誤。,9.(2015,江蘇單科,,9,4,分,)(,多選,),如圖所示,,,輕質(zhì)彈簧一端固定,,,另一端與一質(zhì)量為,m,、套在粗糙豎直固定桿,A,處的圓環(huán)相連,,,彈簧水平且處于原長(zhǎng)。圓環(huán)從,A,處由靜止開(kāi)始下滑,,,經(jīng)過(guò),B,處的速度最大,,,到達(dá),C,處的速度為零,,AC=h,。圓環(huán)在,C,處獲得一豎直向上的速度,v,,恰好能回到,A,。彈簧始終在彈性限度內(nèi),,,重力加速度為,g,。則圓環(huán),(,,),,A.,下滑過(guò)程中,,,加速度一直減小,B.,下滑過(guò)程中,,,克服摩擦力做的功為

15、,mv2,C.,在,C,處,,,彈簧的彈性勢(shì)能為,mv2-mgh,D.,上滑經(jīng)過(guò),B,的速度大于下滑經(jīng)過(guò),B,的速度,答案,BD,圓環(huán)在,B,處速度最大,,,加速度為,0,BC,段加速度在增大,,,因此,,,下滑過(guò)程中,,,加速度先減小后增大,,,選項(xiàng),A,錯(cuò)誤。,下滑過(guò)程中,,,設(shè)克服摩擦力做的功為,Wf,,由動(dòng)能定理,mgh-Wf-W,彈,=0-0,上滑過(guò)程中,-mgh-Wf+W,彈,=0-?mv2,聯(lián)立得,Wf=?mv2,,選項(xiàng),B,正確。,W,彈,=mgh-?mv2,,在,C,處,,,彈簧的彈性勢(shì)能等于圓環(huán)從,A→C,過(guò)程克服彈簧彈力做的功,,,選項(xiàng),C,錯(cuò),誤。,設(shè)從,B,到,C,

16、克服彈簧彈力做功為,W,彈,',,克服摩擦力做功為,Wf',故有下滑過(guò)程從,B→C,-W,彈,'+mghBC-Wf'=0-?m??①,上滑過(guò)程從,C→B,W,彈,'-mghBC-Wf'=?mvB'2-?mv2?②,聯(lián)立①②可得,,m?-2Wf'+?mv2=?mvB'2,因,Wf'?m,vB‘>vB,,選項(xiàng),D,正確。,考查點(diǎn)　本題考查了牛頓運(yùn)動(dòng)定律及其應(yīng)用、動(dòng)能定理、彈性勢(shì)能等知識(shí)和分析綜合能力,,,要求考生能夠理清復(fù)雜的物理情景中的物理模型。屬于較難題。,解題關(guān)鍵　圓環(huán)下滑和上滑過(guò)程看似對(duì)稱(chēng),,,其實(shí)并不對(duì)稱(chēng),,,要仔細(xì)分析判斷運(yùn)動(dòng)

17、過(guò)程中彈力、摩擦力和彈性勢(shì)能的變化,,,從而弄清運(yùn)動(dòng)狀態(tài),,,通過(guò)列式比較進(jìn)行判斷。,10.(2012,江蘇單科,,14,16,分,),某緩沖裝置的理想模型如圖所示,,,勁度系數(shù)足夠大的輕質(zhì)彈簧與輕桿相連,,,輕桿可在固定的槽內(nèi)移動(dòng),,,與槽間的滑動(dòng)摩擦力恒為,f,。輕桿向右移動(dòng)不超過(guò),l,時(shí),,,裝置可安全工作。一質(zhì)量為,m,的小車(chē)若以速度,v0,撞擊彈簧,,,將導(dǎo)致輕桿向右移動(dòng)?。輕桿與槽間的,最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力,,,且不計(jì)小車(chē)與地面的摩擦。,(1),若彈簧的勁度系數(shù)為,k,,求輕桿開(kāi)始移動(dòng)時(shí),,,彈簧的壓縮量,x;,(2),求為使裝置安全工作,,,允許該小車(chē)撞擊的最大速度,

18、vm;,(3),討論在裝置安全工作時(shí),,,該小車(chē)彈回速度,v‘,和撞擊速度,v,的關(guān)系。,答案,(1),,(2),(3),當(dāng),v<,時(shí),,v'=v,當(dāng)?≤,v≤,時(shí),,v'=,解析,(1),輕桿開(kāi)始移動(dòng)時(shí),,,彈簧的彈力,F=kx?①,且,F=f?②,解得,x=??③,(2),設(shè)輕桿移動(dòng)前小車(chē)對(duì)彈簧所做的功為,W,,則小車(chē)從撞擊到停止的過(guò)程中由動(dòng)能定理,有,-f·?-W=0-?m??④,同理,,,小車(chē)以,vm,撞擊彈簧時(shí),-fl-W=0-?m?⑤,解得,vm=??⑥,(3),設(shè)輕桿恰好移動(dòng)時(shí),,,小車(chē)撞擊速度為,v1,則有,m?=W?⑦,由④⑦解得,v1=,當(dāng),v<,時(shí),,v'=v,當(dāng)?≤,v

19、≤,時(shí),,v'=,11.(2017,江蘇單科,,9,4,分,)(,多選,),如圖所示,,,三個(gè)小球,A,、,B,、,C,的質(zhì)量均為,m,A,與,B,、,C,間通過(guò)鉸鏈用輕桿連接,,,桿長(zhǎng)為,L,。,B,、,C,置于水平地面上,,,用一輕質(zhì)彈簧連接,,,彈簧處于原長(zhǎng)?，F(xiàn),A,由靜止釋放下降到最低點(diǎn),,,兩輕桿間夾角,α,由,60°,變?yōu)?120°,。,A,、,B,、,C,在同一豎直平面內(nèi)運(yùn)動(dòng),,,彈簧在彈性限度內(nèi),,,忽略一切摩擦,,,重力加速度為,g,。則此下降過(guò)程中,(,,),,,,,,A.A,的動(dòng)能達(dá)到最大前,,B,受到地面的支持力小于,mg,B.A,的動(dòng)能最大時(shí),,B,受到地面的支

20、持力等于,mg,C.,彈簧的彈性勢(shì)能最大時(shí),,A,的加速度方向豎直向下,考點(diǎn)三　機(jī)械能守恒定律　功能關(guān)系,D.,彈簧的彈性勢(shì)能最大值為,mgL,答案,AB,本題考查牛頓運(yùn)動(dòng)定律、能量守恒。,A,球初態(tài),v0=0,,末態(tài),v=0,,因此,A,球在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中先加速后減速,,,當(dāng)速度最大時(shí),,,動(dòng)能最大,,,加速度為,0,,故,A,的動(dòng)能達(dá)到最大前,,A,具有向下的加速度,,,處于失重狀態(tài),,,由整體法可知在,A,的動(dòng)能達(dá)到最大之前,,B,受到地面的支持力小于,mg,,在,A,的動(dòng)能最大時(shí),,B,受到地面的支持力等于,mg,,選,項(xiàng),A,、,B,正確,;,彈簧的彈性勢(shì)能最大時(shí),,A,到達(dá)最低點(diǎn),,

21、,此時(shí)具有向上的加速度,,,選項(xiàng),C,錯(cuò)誤,;,由能量守恒,,A,球重力所做功等于彈簧最大彈性勢(shì)能,,A,球下降高度,h=L cos 30°-L cos 60°=?L,,重,力做功,W=mgh=?mgL,,選項(xiàng),D,錯(cuò)誤。,解題關(guān)鍵　本題的關(guān)鍵詞,:A,由靜止釋放,——v0=0;,降到最低點(diǎn),——v=0,。,小球先做加速度減小的加速運(yùn)動(dòng),,,當(dāng)加速度減到,0,時(shí),,,速度最大,,,動(dòng)能最大,,,這個(gè)狀態(tài)是解此題的關(guān)鍵。,12.(2013,江蘇單科,,9,4,分,)(,多選,),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(zhǎng)度時(shí)物塊位于,O,點(diǎn),(,圖中

22、未標(biāo)出,),。物塊的質(zhì)量為,m,AB=a,,物塊與桌面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為,μ,。現(xiàn)用水平向右的力將物塊從,O,點(diǎn)拉至,A,點(diǎn),,,拉力做的功為,W,。撤去拉力后物塊由靜止向左運(yùn)動(dòng),,,經(jīng),O,點(diǎn)到達(dá),B,點(diǎn)時(shí)速度為零。重力加速度為,g,。則上述過(guò)程中,(,,),A.,物塊在,A,點(diǎn)時(shí),,,彈簧的彈性勢(shì)能等于,W-?μmga,B.,物塊在,B,點(diǎn)時(shí),,,彈簧的彈性勢(shì)能小于,W-?μmga,C.,經(jīng),O,點(diǎn)時(shí),,,物塊的動(dòng)能小于,W-μmga,D.,物塊動(dòng)能最大時(shí)彈簧的彈性勢(shì)能小于物塊在,B,點(diǎn)時(shí)彈簧的彈性勢(shì)能,答案,BC,因?yàn)橐朔Σ亮ψ龉?,,所以,O,點(diǎn)不在,AB,的中點(diǎn),,,如圖,,x

23、>?,,由動(dòng)能定理,,,從,O,到,A,,W-,μ,mgx-W,彈,=0,,系統(tǒng)增加的彈性勢(shì)能,Ep=W-,μ,mgx,,因?yàn)?x>?,,所以,Ep

24、難題。,學(xué)習(xí)指導(dǎo)　以彈簧的變力問(wèn)題為背景的題目很多,,,常?？梢院团ｎD運(yùn)動(dòng)定律、功和能等主干知識(shí)相聯(lián)系,,,所以,,,我們?cè)趯W(xué)習(xí)過(guò)程中應(yīng)該把有關(guān)彈簧的問(wèn)題“吃”透,,,尤其是隨彈簧形變量的變化對(duì)應(yīng)的受力分析、運(yùn)動(dòng)過(guò)程的分析、能量轉(zhuǎn)化與守恒的分析,,,要做到成竹在胸。,13.(2018,江蘇單科,,14,16,分,),如圖所示,,,釘子,A,、,B,相距,5l,,處于同一高度。細(xì)線(xiàn)的一端系有質(zhì)量為,M,的小物塊,,,另一端繞過(guò),A,固定于,B,。質(zhì)量為,m,的小球固定在細(xì)線(xiàn)上,C,點(diǎn),,B,、,C,間的線(xiàn)長(zhǎng)為,3l,。用手豎直向下拉住小球,,,使小球和物塊都靜止,,,此時(shí),BC,與水平方向

25、的夾角為,53°,。松手后,,,小球運(yùn)動(dòng)到與,A,、,B,相同高度時(shí)的速度恰好為零,,,然后向下運(yùn)動(dòng)。忽略一切摩擦,,,重力加速度為,g,,取,sin 53°=0.8,cos 53°=0.6,。求,:,(1),小球受到手的拉力大小,F;,(2),物塊和小球的質(zhì)量之比,M∶m;,(3),小球向下運(yùn)動(dòng)到最低點(diǎn)時(shí),,,物塊,M,所受的拉力大小,T,。,解析　本題考查共點(diǎn)力平衡、機(jī)械能守恒及牛頓運(yùn)動(dòng)定律的應(yīng)用。,,(1),設(shè)小球受,AC,、,BC,的拉力分別為,F1,、,F2,,F1 sin 53°=F2 cos 53°,F+mg=F1 cos 53°+F2 sin 53°,且,F1=Mg,解得,F=

26、?Mg-mg,,(2),小球運(yùn)動(dòng)到與,A,、,B,相同高度過(guò)程中,小球上升高度,h1=3l sin 53°,,物塊下降高度,h2=2l,由機(jī)械能守恒定律得,mgh1=Mgh2,解得,=,(3),根據(jù)機(jī)械能守恒定律,,,小球回到起始點(diǎn)。設(shè)此時(shí),AC,方向的加速度大小為,a,,物塊受到的拉力為,T,由牛頓運(yùn)動(dòng)定律得,Mg-T=Ma,小球受,AC,的拉力,T'=T,答案,(1)?Mg-mg,,(2)6∶5,,(3),見(jiàn)解析,由牛頓運(yùn)動(dòng)定律得,T'-mg cos 53°=ma,解得,T=?(T=?mg,或,T=?Mg),思路點(diǎn)撥　常規(guī)思路,,,破解難題,,(1)F,可由共點(diǎn)力平衡條件列方程求解。,,

27、(2),放手后小球上升到最高點(diǎn)的過(guò)程中,,,系統(tǒng)機(jī)械能守恒,,,由此求解兩物體質(zhì)量之比。,,(3),小球再次回到最低點(diǎn)時(shí),,,物塊和小球的速度為零,,,但加速度不為零,,,對(duì)物塊和小球分別列牛頓第二定律方程,,,聯(lián)立即可求得,T,。,14.(2016,江蘇單科,,14,16,分,),如圖所示,,,傾角為,α,的斜面,A,被固定在水平面上,,,細(xì)線(xiàn)的一端固定于墻面,,,另一端跨過(guò)斜面頂端的小滑輪與物塊,B,相連,,B,靜止在斜面上。滑輪左側(cè)的細(xì)線(xiàn)水平,,,右側(cè)的細(xì)線(xiàn)與斜面平行。,A,、,B,的質(zhì)量均為,m,。撤去固定,A,的裝置后,,A,、,B,均做直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)。不計(jì)一切摩擦,,,重力加速度

28、為,g,。求,:,,,,,(1)A,固定不動(dòng)時(shí),,A,對(duì),B,支持力的大小,N;,(2)A,滑動(dòng)的位移為,x,時(shí),,B,的位移大小,s;,(3)A,滑動(dòng)的位移為,x,時(shí)的速度大小,vA,。,答案,(1)mg cos,α,,(2)?·,x,(3),解析,(1),支持力的大小,N=mg cos,α,(2),根據(jù)幾何關(guān)系,sx=x·(1-cos,α),,sy=x·sin,α,且,s=,,解得,s=?·x,(3)B,的下降高度,sy=x·sin,α,根據(jù)機(jī)械能守恒定律,mgsy=?m?+?m,根據(jù)速度的定義得,vA=?,vB=,則,vB=?·vA,解得,vA=,考查點(diǎn)　本題考查了共點(diǎn)力的平衡、位移的理

29、解與計(jì)算、速度的理解與計(jì)算、機(jī)械能守恒,定律等考點(diǎn),,,對(duì)考生的分析能力和應(yīng)用數(shù)學(xué)知識(shí)解決物理問(wèn)題的能力要求較高,,,屬于較難題。,解題關(guān)鍵　由平面幾何的知識(shí)找出,A,與,B,的位移之間存在的關(guān)系是解決本題的關(guān)鍵。,15.(2014,江蘇單科,,15,16,分,),如圖所示,,,生產(chǎn)車(chē)間有兩個(gè)相互垂直且等高的水平傳送帶甲和乙,,,甲的速度為,v0,。小工件離開(kāi)甲前與甲的速度相同,,,并平穩(wěn)地傳到乙上,,,工件與乙之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為,μ,。乙的寬度足夠大,,,重力加速度為,g,。,(1),若乙的速度為,v0,,求工件在乙上側(cè)向,(,垂直于乙的運(yùn)動(dòng)方向,),滑過(guò)的距離,s;,(2),若乙的速度為

30、,2v0,,求工件在乙上剛停止側(cè)向滑動(dòng)時(shí)的速度大小,v;,(3),保持乙的速度,2v0,不變,,,當(dāng)工件在乙上剛停止滑動(dòng)時(shí),,,下一只工件恰好傳到乙上,,,如此反復(fù)。若每個(gè)工件的質(zhì)量均為,m,,除工件與傳送帶之間摩擦外,,,其他能量損耗均不計(jì),,,求驅(qū)動(dòng)乙的電動(dòng)機(jī)的平均輸出功率 ?。,答案,(1),,(2)2v0,,(3),解析,(1),摩擦力與側(cè)向的夾角為,45°,側(cè)向加速度大小,ax=μg cos 45°,勻變速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng),-2axs=0-,解得,s=,(2),設(shè),t=0,時(shí)刻摩擦力與側(cè)向的夾角為,θ,,側(cè)向、縱向加速度的大小分別為,ax,、,ay,,則,=tan θ,很小的,Δt,時(shí)間

31、內(nèi),,,側(cè)向、縱向的速度變化量,Δvx=axΔt,Δvy=ayΔt,解得,=tan θ,且由題意知,tan θ=,則,=?=tan θ,所以摩擦力方向保持不變,則當(dāng),vx'=0,時(shí),,vy'=0,,即,v=2v0,(3),工件在乙上滑動(dòng)時(shí)側(cè)向位移為,x,,沿乙速度方向的位移為,y,,由題意知,ax=μg cos θ,ay=μg sin θ,在側(cè)向上,-2axx=0-,在縱向上,2ayy=(2v0)2-0,工件滑動(dòng)時(shí)間,t=,乙前進(jìn)的距離,y1=2v0t,工件相對(duì)乙的位移,L=,則系統(tǒng)摩擦生熱,Q=μmgL,電動(dòng)機(jī)做功,W=?m(2v0)2-?m?+Q,由,=?,,解得,=,考查點(diǎn)　本題考查了牛

32、頓運(yùn)動(dòng)定律及其應(yīng)用、摩擦力、勻變速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)、運(yùn)動(dòng)的合成與分,解、功和功率、功能關(guān)系等知識(shí),,,屬于較難題。,學(xué)習(xí)指導(dǎo)　學(xué)習(xí)物理重在理解,,,絕不能死記硬背概念和公式,,,而是要在透徹理解的基礎(chǔ)上進(jìn)行記憶?；靖拍畹膶W(xué)習(xí)要系統(tǒng)、全面,,,做到不偏不廢,,,不能有漏洞和死角。學(xué)習(xí)過(guò)程中還要特別注意涉及的物理思想方法。對(duì)于典型的物理模型,,,要精準(zhǔn)把握、吃深吃透,,,因?yàn)楦呖碱}中常常可以看到“老瓶裝新酒”的題目。,B,組　統(tǒng)一命題、省,(,區(qū)、市,),卷題組,考點(diǎn)一　功和功率,1.(2017,課標(biāo),Ⅱ,14,6,分,),如圖,,,一光滑大圓環(huán)固定在桌面上,,,環(huán)面位于豎直平面內(nèi),,,在大圓環(huán)上

33、套著一個(gè)小環(huán)。小環(huán)由大圓環(huán)的最高點(diǎn)從靜止開(kāi)始下滑,,,在小環(huán)下滑的過(guò)程中,,,大圓環(huán)對(duì)它的作用力,(,,),,,,A.,一直不做功,B.,一直做正功,C.,始終指向大圓環(huán)圓心,D.,始終背離大圓環(huán)圓心,答案,A,本題考查功、圓周運(yùn)動(dòng),,,考查學(xué)生的理解能力、推理能力。大圓環(huán)對(duì)小環(huán)的作用力總是沿大圓環(huán)半徑方向,,,與速度方向垂直,,,故大圓環(huán)對(duì)小環(huán)的作用力不做功,,,選項(xiàng),A,正確,,B,錯(cuò)誤。開(kāi)始時(shí)大圓環(huán)對(duì)小環(huán)的作用力方向背離大圓環(huán)圓心,,,一段時(shí)間后作用力方向指向大圓環(huán)圓心,,,故選項(xiàng),C,、,D,錯(cuò)誤。,解題指導(dǎo),(1),彈力的方向總是垂直于接觸面,,,并且速度的方向總是沿接觸面

34、的切線(xiàn)方向,,,因此在固定接觸面上滑動(dòng)時(shí),,,彈力總不做功。,(2),重力在半徑方向上的分量與大圓環(huán)對(duì)小環(huán)的作用力的矢量和提供小環(huán)做圓周運(yùn)動(dòng)的向心力,,,設(shè)小環(huán)轉(zhuǎn)過(guò)的角度為,θ,,如圖所示,,,小環(huán)此時(shí)的速度為,v,,大圓環(huán)對(duì)小環(huán)的作用力為,N,,由功能關(guān)系和圓周運(yùn)動(dòng)公式有,,,mv2=mgR(1-cos θ),m?=mg cos θ-N,解出,N=3mg cos θ-2mg,由此可知,,,當(dāng),3mg cos θ>2mg,時(shí),,N,的方向背離大圓環(huán)圓心,,,當(dāng),3mg cos θ<2mg,時(shí),,N,的方向指向大圓環(huán)圓心。,2.(2015,海南單科,,3,3,分,),假設(shè)摩托艇受到的阻力的

35、大小正比于它的速率。如果摩托艇發(fā)動(dòng)機(jī)的輸出功率變?yōu)樵瓉?lái)的,2,倍,,,則摩托艇的最大速率變?yōu)樵瓉?lái)的,(,,),A.4,倍,B.2,倍,C.,倍,D.,倍,答案,D,因摩托艇受到的阻力,f=kv,,設(shè)原來(lái)發(fā)動(dòng)機(jī)的輸出功率為,P,,最大速率為,vm,,輸出功率為,2P,時(shí),,,最大速率為,vm',。由,P=Fv=fvm=k,得,vm=?,,所以,=?=?,,因此,A,、,B,、,C,錯(cuò),,D,對(duì)。,3.(2018,課標(biāo),Ⅲ,19,6,分,)(,多選,),地下礦井中的礦石裝在礦車(chē)中,,,用電機(jī)通過(guò)豎井運(yùn)送到地面。某豎井中礦車(chē)提升的速度大小,v,隨時(shí)間,t,的變化關(guān)系如圖所示,,,其中圖線(xiàn)①②分別

36、描述兩次不同的提升過(guò)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(duì)于第①次和第②次提升過(guò)程,,?(,,),A.,礦車(chē)上升所用的時(shí)間之比為,4∶5,,B.,電機(jī)的最大牽引力之比為,2∶1,C.,電機(jī)輸出的最大功率之比為,2∶1,,D.,電機(jī)所做的功之比為,4∶5,答案,AC,本題考查,v-t,圖像的應(yīng)用。在,v-t,圖像中,,,圖線(xiàn)的斜率表示物體運(yùn)動(dòng)的加速度,,,而兩次提升過(guò)程變速階段加速度的大小都相同,,,即在,v-t,圖像中,,,它們變速階段對(duì)應(yīng)的圖線(xiàn)要么重合,,,要么平行,,,由圖中幾何關(guān)系可得,:,第②次所用時(shí)間,t

37、=?t0,,即礦車(chē)上升所用時(shí)間之比為,4∶5,,選項(xiàng),A,正確,;,對(duì)礦車(chē)受力分析可知,,,當(dāng)?shù)V車(chē)向上做勻加速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)時(shí),,,電機(jī)的牽引力最大,,,即,F-mg=ma,,得,F=mg+ma,,即最大牽引力之比為,1∶1,,選項(xiàng),B,錯(cuò)誤,;,在第①次提升過(guò)程中,,,電機(jī)輸出的最大功率,P1=(mg+ma)v0,,在第②次提升過(guò)程中,,,電機(jī)輸出的最大功率,P2=(mg+ma)·?v0,,即,=?,,選項(xiàng),C,正確,;,對(duì)①②兩次提升過(guò)程,,,由動(dòng)能定理可知,W-mgh=0,,即,=?,,選項(xiàng),D,錯(cuò)誤。,易錯(cuò)點(diǎn)撥　瞬時(shí)功率與平均功率的區(qū)別瞬時(shí)功率對(duì)應(yīng)的是點(diǎn),(,位置、時(shí)刻,);,平均功率對(duì)

38、應(yīng)的是段,(,過(guò)程、時(shí)間,),。本題選項(xiàng),C,中的功率為瞬時(shí)功率。,4.(2016,課標(biāo),Ⅱ,21,6,分,)(,多選,),如圖,,,小球套在光滑的豎直桿上,,,輕彈簧一端固定于,O,點(diǎn),,,另一端與小球相連?，F(xiàn)將小球從,M,點(diǎn)由靜止釋放,,,它在下降的過(guò)程中經(jīng)過(guò)了,N,點(diǎn)。已知在,M,、,N,兩點(diǎn)處,,,彈簧對(duì)小球的彈力大小相等,,,且∠,ONM<∠OMN<,。在小球從,M,點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到,N,點(diǎn)的過(guò)程中,,?(,,),A.,彈力對(duì)小球先做正功后做負(fù)功,B.,有兩個(gè)時(shí)刻小球的加速度等于重力加速度,C.,彈簧長(zhǎng)度最短時(shí),,,彈力對(duì)小球做功的功率為零,D.,小球到達(dá),N,點(diǎn)時(shí)的動(dòng)能等于其在,M,、,

39、N,兩點(diǎn)的重力勢(shì)能差,答案,BCD,如圖所示,,OP,垂直于豎直桿,,Q,點(diǎn)與,M,點(diǎn)關(guān)于,OP,對(duì)稱(chēng),,,在小球從,M,點(diǎn)到,Q,點(diǎn)的過(guò)程中,,,彈簧彈力先做負(fù)功后做正功,,,故,A,錯(cuò)。在,P,點(diǎn)彈簧長(zhǎng)度最短,,,彈力方向與速度方向垂直,,,故此時(shí)彈力對(duì)小球做功的功率為零,,,即,C,正確。小球在,P,點(diǎn)時(shí)所受彈簧彈力等于豎直桿給它的彈力,,,豎直方向上只受重力,,,此時(shí)小球加速度為,g,,當(dāng)彈簧處于自由長(zhǎng)度時(shí),,,小球只受重力作用,,,此時(shí)小球的加速度也為,g,,故,B,正確。小球和彈簧組成的系統(tǒng)機(jī)械能守恒,,,小球在,M,點(diǎn)和,N,點(diǎn)時(shí)彈簧的彈性勢(shì)能相等,,,故小球從,M,到,N,重

40、力勢(shì)能的減少量等于動(dòng)能的增加量,,,而小球在,M,點(diǎn)的動(dòng)能為零,,,故,D,正確。,,5.(2018,天津理綜,,10,16,分,),我國(guó)自行研制、具有完全自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的新一代大型噴氣式客機(jī),C919,首飛成功后,,,拉開(kāi)了全面試驗(yàn)試飛的新征程。假設(shè)飛機(jī)在水平跑道上的滑跑是初速度為零的勻加速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng),,,當(dāng)位移,x=1.6×103 m,時(shí)才能達(dá)到起飛所要求的速度,v=80 m/s,。已知飛機(jī)質(zhì)量,m=7.0×104 kg,,滑跑時(shí)受到的阻力為自身重力的,0.1,倍,,,重力加速度取,g=10 m/s2,。求飛機(jī)滑跑過(guò)程中,(1),加速度,a,的大小,;,(2),牽引力的平均功率,P,。

41、,,答案,(1)2 m/s2,,(2)8.4×106 W,解析,(1),飛機(jī)滑跑過(guò)程中做初速度為零的勻加速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng),,,有,v2=2ax?①,代入數(shù)據(jù)解得,a=2 m/s2②,(2),設(shè)飛機(jī)滑跑受到的阻力為,F,阻,,,依題意有,F,阻,=0.1mg?③,設(shè)發(fā)動(dòng)機(jī)的牽引力為,F,,根據(jù)牛頓第二定律有,F-F,阻,=ma?④,設(shè)飛機(jī)滑跑過(guò)程中的平均速度為,,,有,,=??⑤,在滑跑階段,,,牽引力的平均功率,P=F??⑥,聯(lián)立②③④⑤⑥式得,P=8.4×106 W⑦,試題評(píng)析　本題考查勻變速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)的基本規(guī)律和牛頓運(yùn)動(dòng)定律的簡(jiǎn)單應(yīng)用以及功率的計(jì)算等,,,屬于基本知識(shí)的簡(jiǎn)單應(yīng)用。難度為易。,6.

42、(2019,課標(biāo),Ⅲ,17,6,分,),從地面豎直向上拋出一物體,,,物體在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中除受到重力外,,,還受到一大小不變、方向始終與運(yùn)動(dòng)方向相反的外力作用。距地面高度,h,在,3 m,以?xún)?nèi)時(shí),,,物體上升、下落過(guò)程中動(dòng)能,Ek,隨,h,的變化如圖所示。重力加速度取,10 m/s2,。該物體的質(zhì)量為,(,,),,A.2 kg,,B.1.5 kg,,C.1 kg,,D.0.5 kg,答案,C,本題考查動(dòng)能定理,,,體現(xiàn)了模型建構(gòu)素養(yǎng)。,設(shè)外力大小為,f,,在距地面高度,3 m,內(nèi)的上升過(guò)程中,,,由動(dòng)能定理知,-(mg+f)h=?m?-?m?,,由圖像,可知,,?m?=72 J,?m?=36

43、J,,得,mg+f=12 N,。同理結(jié)合物體在下落過(guò)程中的,Ek-h,圖像有,mg-f=8,N,,聯(lián)立解得,mg=10 N,,則,m=1 kg,,選項(xiàng),C,正確。,審題指導(dǎo)　物體受到大小不變的外力,,,方向始終與速度方向相反,,,即上升時(shí)外力方向向下,,,下落時(shí)外力方向向上,,,這是解答此題的關(guān)鍵。,7.(2018,課標(biāo),Ⅱ,14,6,分,),如圖,,,某同學(xué)用繩子拉動(dòng)木箱,,,使它從靜止開(kāi)始沿粗糙水平路面運(yùn)動(dòng)至具有某一速度。木箱獲得的動(dòng)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.,大于克服摩擦力所做的功,答案,A,本題考查動(dòng)能定理

44、。由動(dòng)能定理可知,W,拉,-Wf=Ek-0,,因此,,Ek

45、.,機(jī)械能始終保持不變,答案,C,本題考查勻速圓周運(yùn)動(dòng)中的受力分析、滑動(dòng)摩擦力的決定因素、動(dòng)能定理和功能關(guān)系。由于運(yùn)動(dòng)員在豎直面內(nèi)的圓弧形滑道上運(yùn)動(dòng)時(shí)速率不變,,,故做勻速圓周運(yùn)動(dòng),,,所受的合外力提供向心力,,,因此合外力不為零,,,選項(xiàng),A,錯(cuò)誤,;,滑動(dòng)摩擦力,f=μFN,FN,隨著下滑位置的不同由,A,到,B,逐漸變大,,,因此滑動(dòng)摩擦力變大,,,選項(xiàng),B,錯(cuò)誤,;,由動(dòng)能定理知,,,合外力做的功等于動(dòng)能的變化量,,,因速率不變,,,則動(dòng)能不變,,,故合外力做功為零,,,選項(xiàng),C,正確,;,機(jī)械能的改變量等于摩擦力做的功,,,故機(jī)械能減少,,,選項(xiàng),D,錯(cuò)誤。,易錯(cuò)警示　運(yùn)動(dòng)員

46、的速率不變,,,誤認(rèn)為勻速圓周運(yùn)動(dòng)的合外力為零,,,誤選,A,。,9.(2016,課標(biāo),Ⅲ,20,6,分,)(,多選,),如圖,,,一固定容器的內(nèi)壁是半徑為,R,的半球面,;,在半球面水平直徑的一端有一質(zhì)量為,m,的質(zhì)點(diǎn),P,。它在容器內(nèi)壁由靜止下滑到最低點(diǎn)的過(guò)程中,,,克服摩擦力做的功為,W,。重力加速度大小為,g,。設(shè)質(zhì)點(diǎn),P,在最低點(diǎn)時(shí),,,向心加速度的大小為,a,,容器對(duì)它的支持力大小為,N,,則,(,,),,A.a=,,B.a=,C.N=,,D.N=,答案,AC,由動(dòng)能定理知,,,在,P,從最高點(diǎn)下滑到最低點(diǎn)的過(guò)程中,mgR-W=?mv2,,在最低點(diǎn)的向,心加速度,a=?,,聯(lián)

47、立得,a=?,,選項(xiàng),A,正確,;,在最低點(diǎn)時(shí)有,N-mg=ma,,所以,N=?,,選,項(xiàng),C,正確。,易錯(cuò)點(diǎn)撥,(1),由于有摩擦力存在,,,下滑過(guò)程機(jī)械能不守恒,,,只能用動(dòng)能定理求解。,(2)a,為質(zhì)點(diǎn)在最低點(diǎn)時(shí)的瞬時(shí)加速度大小,,a=,中的,v,為質(zhì)點(diǎn)在最低點(diǎn)時(shí)的瞬時(shí)速度大小。,10.(2019,課標(biāo),Ⅱ,25,20,分,),一質(zhì)量為,m=2 000 kg,的汽車(chē)以某一速度在平直公路上勻速行駛。行駛過(guò)程中,,,司機(jī)突然發(fā)現(xiàn)前方,100 m,處有一警示牌,,,立即剎車(chē)。剎車(chē)過(guò)程中,,,汽車(chē)所受阻力大小隨時(shí)間的變化可簡(jiǎn)化為圖,(a),中的圖線(xiàn)。圖,(a),中,,0~ t1,時(shí)間段為從

48、司機(jī)發(fā)現(xiàn)警示牌到采取措施的反應(yīng)時(shí)間,(,這段時(shí)間內(nèi)汽車(chē)所受阻力已忽略,,,汽車(chē)仍保持勻速行駛,),t1=0.8 s;t1~ t2,時(shí)間段為剎車(chē)系統(tǒng)的啟動(dòng)時(shí)間,,t2=1.3 s;,從,t2,時(shí)刻開(kāi)始汽車(chē)的剎車(chē)系統(tǒng)穩(wěn)定工作,,,直至汽車(chē)停止。已知從,t2,時(shí)刻開(kāi)始,,,汽車(chē)第,1 s,內(nèi)的位移為,24 m,,第,4 s,內(nèi)的位移為,1 m,。,圖,(a),圖,(b),(1),在圖,(b),中定性畫(huà)出從司機(jī)發(fā)現(xiàn)警示牌到剎車(chē)系統(tǒng)穩(wěn)定工作后汽車(chē)運(yùn)動(dòng)的,v-t,圖線(xiàn),;,(2),求,t2,時(shí)刻汽車(chē)的速度大小及此后的加速度大小,;,(3),求剎車(chē)前汽車(chē)勻速行駛時(shí)的速度大小及,t1~t2,時(shí)間內(nèi)汽車(chē)克

49、服阻力做的功,;,從司機(jī)發(fā)現(xiàn)警示牌到汽車(chē)停止,,,汽車(chē)行駛的距離約為多少,(,以,t1~t2,時(shí)間段始末速度的算術(shù)平均值替代這段時(shí)間內(nèi)汽車(chē)的平均速度,)?,答案,(1),見(jiàn)解析,(2)28 m/s,,8 m/s2,(3)30 m/s,,1.16×105 J,,87.5 m,解析　本題綜合考查了動(dòng)能定理、動(dòng)量定理等基本考點(diǎn),,,考查了學(xué)生綜合分析及運(yùn)用數(shù)學(xué)知識(shí)解決問(wèn)題的能力,,,體現(xiàn)了科學(xué)推理與科學(xué)論證的素養(yǎng)要素,,,通過(guò)研究汽車(chē)的運(yùn)動(dòng)滲透了關(guān)注生產(chǎn)、生活的價(jià)值觀念。,(1)v-t,圖像如圖所示。,,,,,,(2),設(shè)剎車(chē)前汽車(chē)勻速行駛時(shí)的速度大小為,v1,,則,t1,時(shí)刻的速度也為,v

50、1;t2,時(shí)刻的速度為,v2,。在,t2,時(shí)刻后汽車(chē)做勻減速運(yùn)動(dòng),,,設(shè)其加速度大小為,a,。取,Δt=1 s,。設(shè)汽車(chē)在,t2+(n-1)Δt~t2+nΔt,內(nèi)的位移為,sn,n=1,2,3,…,。,若汽車(chē)在,t2+3Δt~t2+4Δt,時(shí)間內(nèi)未停止,,,設(shè)它在,t2+3Δt,時(shí)刻的速度為,v3,,在,t2+4Δt,時(shí)刻的速度為,v4,,由,運(yùn)動(dòng)學(xué)公式有,s1-s4=3a(,Δ,t)2?①,s1=v2,Δ,t-?a(,Δ,t)2?②,v4=v2-4a,Δ,t?③,聯(lián)立①②③式,,,代入已知數(shù)據(jù)解得,v4=-? m/s④,這說(shuō)明在,t2+4,Δ,t,時(shí)刻前,,,汽車(chē)已經(jīng)停止。因此,,①,式

51、不成立。,由于在,t2+3,Δ,t~t2+4,Δ,t,內(nèi)汽車(chē)停止,,,由運(yùn)動(dòng)學(xué)公式,v3=v2-3a,Δ,t?⑤,2as4=??⑥,聯(lián)立②⑤⑥式,,,代入已知數(shù)據(jù)解得,a=8 m/s2,v2=28 m/s⑦,或,a=? m/s2,v2=29.76 m/s⑧,但⑧式情形下,,v3<0,,不合題意,,,舍去。,(3),設(shè)汽車(chē)的剎車(chē)系統(tǒng)穩(wěn)定工作時(shí),,,汽車(chē)所受阻力的大小為,f1,。由牛頓第二定律有,f1=ma?⑨,在,t1~t2,時(shí)間內(nèi),,,阻力對(duì)汽車(chē)沖量的大小為,I=?f1(t2-t1)?⑩,由動(dòng)量定理有,I=mv1-mv2,由動(dòng)能定理,,,在,t1~t2,時(shí)間內(nèi),,,汽車(chē)克服阻力做的功為,W=?

52、m?-?m,聯(lián)立⑦⑨⑩??式,,,代入已知數(shù)據(jù)解得,v1=30 m/s,W=1.16×105 J,從司機(jī)發(fā)現(xiàn)警示牌到汽車(chē)停止,,,汽車(chē)行駛的距離,s,約為,s=v1t1+?(v1+v2)(t2-t1)+,聯(lián)立⑦??式,,,代入已知數(shù)據(jù)解得,s=87.5 m,技巧點(diǎn)撥　汽車(chē)在剎車(chē)過(guò)程中停止運(yùn)動(dòng)的時(shí)刻未知,,,可采用假設(shè)法,,,由方程解得的結(jié)果判定假設(shè)的正確性,,,這是在高中物理學(xué)習(xí)中常用的一種方法。,11.(2019,天津理綜,,10,16,分,),完全由我國(guó)自行設(shè)計(jì)、建造的國(guó)產(chǎn)新型航空母艦已完成多次海試,,,并取得成功。航母上的艦載機(jī)采用滑躍式起飛,,,故甲板是由水平甲板和上翹甲板兩部分構(gòu)成

53、,,,如圖,1,所示。為了便于研究艦載機(jī)的起飛過(guò)程,,,假設(shè)上翹甲板,BC,是與水平甲板,AB,相切的一段圓弧,,,示意如圖,2,AB,長(zhǎng),L1=150 m,BC,水平投影,L2=63 m,,圖中,C,點(diǎn)切線(xiàn)方向與水平方向的夾角,θ=12°(sin 12°≈0.21),。若艦載機(jī)從,A,點(diǎn)由靜止開(kāi)始做勻加速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng),,,經(jīng),t=6 s,到達(dá),B,點(diǎn)進(jìn)入,BC,。已知飛行員的質(zhì)量,m=60 kg,g=10 m/s2,,求,(1),艦載機(jī)水平運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中,,,飛行員受到的水平力所做功,W;,(2),艦載機(jī)剛進(jìn)入,BC,時(shí),,,飛行員受到豎直向上的壓力,FN,多大。,,答案,(16,分,)(1

54、)7.5×104 J,,(2)1.1×103 N,解析　本題考查勻變速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)、動(dòng)能定理、圓周運(yùn)動(dòng)。通過(guò)對(duì)艦載機(jī)整個(gè)起飛過(guò)程的運(yùn)動(dòng)分析、受力分析,,,以及學(xué)生的綜合分析能力,,,體現(xiàn)了科學(xué)推理的核心素養(yǎng)。國(guó)產(chǎn)航母是大國(guó)重器,,,通過(guò)本題也能厚植愛(ài)國(guó)情懷。,(1),艦載機(jī)由靜止開(kāi)始做勻加速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng),,,設(shè)其剛進(jìn)入上翹甲板時(shí)的速度為,v,,則有,,=??①,根據(jù)動(dòng)能定理,,,有,W=?mv2-0?②,聯(lián)立①②式,,,代入數(shù)據(jù),,,得,W=7.5×104 J③,(2),設(shè)上翹甲板所對(duì)應(yīng)的圓弧半徑為,R,,根據(jù)幾何關(guān)系,,,有,L2=R sin θ?④,由牛頓第二定律,,,有,FN-mg=m??⑤

55、,聯(lián)立①④⑤式,,,代入數(shù)據(jù),,,得,FN=1.1×103 N⑥,一題多解　對(duì),(1),問(wèn),:,艦載機(jī)由靜止開(kāi)始做勻加速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng),設(shè)其勻加速階段的加速度大小為,a,,則有,L1=?at2?①,對(duì)飛行員分析得,F=ma?②,飛行員受到的水平力所做的功,W=FL1?③,聯(lián)立①②③得,W=7.5×104 J,12.(2016,課標(biāo),Ⅰ,25,18,分,),如圖,,,一輕彈簧原長(zhǎng)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,,,彈簧處于自然狀態(tài)。直軌道與一半徑為,R,的光滑圓弧軌,道相切于,C,點(diǎn),,AC=7R,A,、,B,、,C,、,D

56、,均在同一豎直平面內(nèi)。質(zhì)量為,m,的小物塊,P,自,C,點(diǎn)由靜止開(kāi)始下滑,,,最低到達(dá),E,點(diǎn),(,未畫(huà)出,),。隨后,P,沿軌道被彈回,,,最高到達(dá),F,點(diǎn),,AF=4R,。已知,P,與直軌道間的動(dòng)摩擦因數(shù),μ=?,,重力加速度大小為,g,。,(,取,sin 37°=?,cos 37°=?),(1),求,P,第一次運(yùn)動(dòng)到,B,點(diǎn)時(shí)速度的大小。,(2),求,P,運(yùn)動(dòng)到,E,點(diǎn)時(shí)彈簧的彈性勢(shì)能。,(3),改變物塊,P,的質(zhì)量,,,將,P,推至,E,點(diǎn),,,從靜止開(kāi)始釋放。已知,P,自圓弧軌道的最高點(diǎn),D,處水平飛出后,,,恰好通過(guò),G,點(diǎn)。,G,點(diǎn)在,C,點(diǎn)左下方,,,與,C,點(diǎn)水平相距,

57、R,、豎直相距,R,。求,P,運(yùn)動(dòng)到,D,點(diǎn)時(shí)速,度的大小和改變后,P,的質(zhì)量。,答案,(1)2,,(2)?mgR,,(3)???????m,解析,(1),根據(jù)題意知,,B,、,C,之間的距離,l,為,l=7R-2R?①,設(shè),P,到達(dá),B,點(diǎn)時(shí)的速度為,vB,,由動(dòng)能定理得,mgl sin θ-μmgl cos θ=?m??②,式中,θ=37°,。聯(lián)立①②式并由題給條件得,vB=2??③,(2),設(shè),BE=x,。,P,到達(dá),E,點(diǎn)時(shí)速度為零,,,設(shè)此時(shí)彈簧的彈性勢(shì)能為,Ep,。,P,由,B,點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到,E,點(diǎn)的過(guò)程中,,,由動(dòng)能定理有,mgx sin θ-μmgx cos θ-Ep=0-?m??

58、④,E,、,F,之間的距離,l1,為,l1=4R-2R+x?⑤,P,到達(dá),E,點(diǎn)后反彈,,,從,E,點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到,F,點(diǎn)的過(guò)程中,,,由動(dòng)能定理有,Ep-mgl1 sin θ-μmgl1 cos θ=0?⑥,聯(lián)立③④⑤⑥式并由題給條件得,x=R?⑦,Ep=?mgR?⑧,(3),設(shè)改變后,P,的質(zhì)量為,m1,。,D,點(diǎn)與,G,點(diǎn)的水平距離,x1,和豎直距離,y1,分別為,x1=?R-?R sin θ?⑨,y1=R+?R+?R cos θ?⑩,式中,,,已應(yīng)用了過(guò),C,點(diǎn)的圓軌道半徑與豎直方向夾角仍為,θ,的事實(shí)。,設(shè),P,在,D,點(diǎn)的速度為,vD,,由,D,點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到,G,點(diǎn)的時(shí)間為,t,。由平拋運(yùn)動(dòng)

59、公式有,y1=?gt2,x1=vDt,聯(lián)立⑨⑩??式得,vD=,設(shè),P,在,C,點(diǎn)速度的大小為,vC,。在,P,由,C,運(yùn)動(dòng)到,D,的過(guò)程中機(jī)械能守恒,,,有,,m1?=?m1?+m1g(?R+?R cos θ),P,由,E,點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到,C,點(diǎn)的過(guò)程中,,,同理,,,由動(dòng)能定理有,Ep-m1g(x+5R) sin,θ-μ,m1g(x+5R) cos,θ=,m1,聯(lián)立⑦⑧???式得,m1=?m,13.(2018,課標(biāo),Ⅰ,18,6,分,),如圖,,abc,是豎直面內(nèi)的光滑固定軌道,,ab,水平,,,長(zhǎng)度為,2R;bc,是半徑為,R,的四分之一圓弧,,,與,ab,相切于,b,點(diǎn)。一質(zhì)量為,m,的小球

60、,,,始終受到與重力大小相等的水平外力的作用,,,自,a,點(diǎn)處從靜止開(kāi)始向右運(yùn)動(dòng)。重力加速度大小為,g,。小球從,a,點(diǎn)開(kāi)始運(yùn)動(dòng)到其軌跡最高點(diǎn),,,機(jī)械能的增量為,(,,),,A.2mgR,,B.4mgR,,C.5mgR,,D.6mgR,考點(diǎn)三　機(jī)械能守恒定律　功能關(guān)系,答案,C,本題考查分運(yùn)動(dòng)的獨(dú)立性、恒力做功的特點(diǎn)及功能關(guān)系。以小球?yàn)檠芯繉?duì)象,,,在小球由,a,到,c,的過(guò)程中,,,應(yīng)用動(dòng)能定理有,F·xab+F·R-mgR=?m?,,其中水平力大小,F=mg,,得,vc=2,,。經(jīng)過(guò),c,點(diǎn)以后,,,在豎直方向上小球做豎直上拋運(yùn)動(dòng),,,上升的時(shí)間,t,升,=?=2,。在水平方,向上

61、小球做加速度為,ax,的勻加速運(yùn)動(dòng),,,由牛頓第二定律得,F=max,,且,F=mg,,得,ax=g,。在時(shí)間,t,升內(nèi),,,小球在水平方向上的位移,x=?ax?=2R,,故力,F,在整個(gè)過(guò)程中對(duì)小球做的功,W=Fxab+FR+Fx=5,mgR,。由功能關(guān)系,,,得,ΔE=W=5mgR,。故,C,正確,,A,、,B,、,D,錯(cuò)誤。,審題關(guān)鍵　關(guān)鍵詞理解,,,隱形條件顯性化,1.,恒力,F,的方向判斷,:,由題中條件①光滑軌道、②小球始終受到水平外力作用、③自,a,點(diǎn)從靜止開(kāi)始向右運(yùn)動(dòng),,,可判斷出外力,F,方向水平向右。,2.,由于外力,F=mg,,小球到達(dá),c,點(diǎn)瞬間,vc>0,,可判斷球

62、經(jīng)過(guò),c,點(diǎn)后將繼續(xù)向斜上方運(yùn)動(dòng),,,當(dāng)豎直方向速度為零時(shí)小球到達(dá)最高點(diǎn)。,3.,恒力做功等于恒力和物體在力的方向上位移的乘積,:,W=F·s,。,4.,由功能關(guān)系確定機(jī)械能增量。,14.(2017,課標(biāo),Ⅲ,16,6,分,),如圖,,,一質(zhì)量為,m,、長(zhǎng)度為,l,的均勻柔軟細(xì)繩,PQ,豎直懸掛。用外力將繩的下端,Q,緩慢地豎直向上拉起至,M,點(diǎn),,M,點(diǎn)與繩的上端,P,相距,l,。重力加速度大小為,g,。在此過(guò),程中,,,外力做的功為,(,,),,A.?mgl,,B.?mgl,,C.?mgl,,D.?mgl,答案,A,將繩的下端,Q,緩慢向上拉至,M,點(diǎn),,,使,M,、,Q,之間的繩對(duì)折

63、,,,外力克服下面?的繩的重,力做功,,W,外,=|WG|,,而下面?的繩重心升高,l,,故克服重力做功,|WG|=m0g·?l,,又,m0=?m,,則,W,外,=|WG|=,mg·?l=?mgl,,故,A,選項(xiàng)正確。,一題多解　嘗試不同方法解題,解法一,Q,緩慢移動(dòng)說(shuō)明繩子的動(dòng)能變化忽略不計(jì)。以,Q,點(diǎn)為零勢(shì)能點(diǎn),,,細(xì)繩的初始機(jī)械能為,mgl,,末態(tài)機(jī)械能為,mg·?l+?mg·?=?mgl,,則增加的機(jī)械能,ΔE=?mgl-?mgl=?mgl,。由功能,關(guān)系可知,A,項(xiàng)正確。,解法二　作用點(diǎn)位移,x=?l,,平均作用力為,mg,,故拉力做功,W=?·x=?mgl,,故,A,項(xiàng)正確。,易錯(cuò)

64、點(diǎn)撥　繩,(,鏈,),重力勢(shì)能的求解,繩、鏈等物體重力勢(shì)能的求解關(guān)鍵點(diǎn)是重心位置的升降。本題中把下端,Q,拉到,M,點(diǎn)過(guò)程中只有下面?的繩的重心位置上升了,,,重力勢(shì)能增加了,,,外力只需克服這部分繩的重力做功即可。,15.(2019,課標(biāo),Ⅱ,18,6,分,)(,多選,),從地面豎直向上拋出一物體,,,其機(jī)械能,E,總等于動(dòng)能,Ek,與重力勢(shì)能,Ep,之和。取地面為重力勢(shì)能零點(diǎn),,,該物體的,E,總和,Ep,隨它離開(kāi)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(shí),,,物體的速率為,20 m/s,C.

65、h=2 m,時(shí),,,物體的動(dòng)能,Ek=40 J,D.,從地面至,h=4 m,,物體的動(dòng)能減少,100 J,答案,AD,本題考查動(dòng)能、重力勢(shì)能、機(jī)械能的概念和動(dòng)能定理、功能關(guān)系的應(yīng)用,,,以及利用數(shù)形結(jié)合處理物理問(wèn)題的能力,,,體現(xiàn)了能量觀念和科學(xué)推理的核心素養(yǎng),,,同時(shí)還體現(xiàn)了圖像展示物理關(guān)系的形式美。,重力勢(shì)能,Ep=mgh,,結(jié)合,Ep-h,圖像有,mg=? N,,則,m=2 kg,,故,A,正確。,h=0,時(shí),E,總,=?m?,,即,100 J=?×2,kg×?,,解得,v0=10 m/s,,故,B,錯(cuò)。由圖像可知,,h=2 m,時(shí),,E,總,=90 J,、,Ep=40 J,,則,E

66、k=50 J,,故,C,錯(cuò)。當(dāng),h=,4 m,時(shí),,E,總,=Ep=80 J,,則,Ek=0,,故從地面至,h=4 m,,物體的動(dòng)能減少了,100 J,,故,D,正確。,知識(shí)鏈接　非重力做功量度機(jī)械能的變化量,,W,非,>0,時(shí),E,機(jī)增加,;W,非,<0,時(shí),E,機(jī)減少,;W,非,=0,時(shí),E,機(jī)守恒。,16.(2015,課標(biāo),Ⅱ,21,6,分,)(,多選,),如圖,,,滑塊,a,、,b,的質(zhì)量均為,m,a,套在固定豎直桿上,,,與光滑水平地面相距,h,b,放在地面上。,a,、,b,通過(guò)鉸鏈用剛性輕桿連接,,,由靜止開(kāi)始運(yùn)動(dòng)。不計(jì)摩擦,,a,、,b,可視為質(zhì)點(diǎn),,,重力加速度大小為,g,。則,(,,),,A.a,落地前,,,輕桿對(duì),b,一直做正功,B.a,落地時(shí)速度大小為,C.a,下落過(guò)程中,,,其加速度大小始終不大于,g,D.a,落地前,,,當(dāng),a,的機(jī)械能最小時(shí),,b,對(duì)地面的壓力大小為,mg,答案,BD,因?yàn)闂U對(duì)滑塊,b,的限制,,a,落地時(shí),b,的速度為零,,,所以,b,先加速后減速,,,桿對(duì),b,的作用力對(duì),b,做的功即,b,所受合外力做的總功,,,由動(dòng)能定理可知,,