物理组傅云安《功和能》课件.pptx

(3)机车以恒定功率运行时,牵引力做的功W=Pt.由动能定理得Pt-F阻x=Ek.此式经常用于求解机车以恒定功率启动过程的位移大小.含弹簧类机械能综合问题的分析要点(1)把握三个临界性衔接点:弹簧原长B点、平衡O点、最大形变量D点,临界性衔接点有物理量的临界性最值,可以写出该点对物体的牛顿第二定律方程.(2)理解各子过程的特点:可以定性分析过程中物理量的变化情况,也可写出该过程,物体或系统的功能关系方程.(3)应用运动的“对称性”分析速度、合力、加速度、能量等物理量.第一种对称是平衡位置O两侧的OB与OC段为对称区域;第二种对称是往复运动经过同一位置时.常见系统机械能守恒问题的分类及求解方法两个由轻绳或轻杆连接在一起的物体所组成的连接体系统,是机械能守恒定律应用的常考形式,求解的关键是寻找两物体的速度关系.按两物体连接方式和速度关系一般可分为如下三种:(1)速率相等的连接体:如图甲所示,A、B在运动过程中速度大小相等,根据系统减少的重力势能等于系统增加的动能列方程求解.(2)角速度相等的连接体:如图乙所示,一轻质细杆的两端分别固定着A、B两小球,O点是一垂直纸面的光滑水平轴,A、B在运动过程中角速度相等,其线速度的大小与半径成正比,根据系统减少的重力势能等于系统增加的动能列方程求解.(3)某一方向分速度相等的连接体:如图丙所示,A放在光滑斜面上,B穿过竖直光滑杆PQ下滑,将B的速度v沿绳子和垂直绳子分解,如图丁所示,其中沿绳子的分速度vx是与A的速度大小相等,根据系统减少的重力势能等于系统增加的动能列方程求解.验证机械能守恒定律实验题的分析思路验证机械能守恒实验题多是对教材实验或常见练习题进行器材和装置的改换而成,解决此类问题的思路是从机械能守恒的方程出发,按照题目的要求,进行补充设计成有关量的测量.有时借助图象的斜率处理相关数据. 1（2019新课标全国新课标全国卷）从地面竖直向上抛出一物卷）从地面竖直向上抛出一物体，其机械能体，其机械能E总等于动能总等于动能Ek与重力势能与重力势能Ep之和。取地之和。取地面为重力势能零点，该物体的面为重力势能零点，该物体的E总和总和Ep随它离开地面的随它离开地面的高度高度h的变化如图所示。重力加速度取的变化如图所示。重力加速度取10 m/s2。由图中。由图中数据可得数据可得A物体的质量为物体的质量为2 kgBh=0时，物体的速率为时，物体的速率为20 m/sCh=2 m时，物体的动能时，物体的动能Ek=40 JD从地面至从地面至h=4 m，物体的动能减少，物体的动能减少100 J2 2（20192019新课标全国新课标全国卷）从地面竖直向上抛出一卷）从地面竖直向上抛出一物体，物体在运动过程中除受到重力外，还受到一大物体，物体在运动过程中除受到重力外，还受到一大小不变、方向始终与运动方向相反的外力作用。距地小不变、方向始终与运动方向相反的外力作用。距地面高度面高度h h在在3 m3 m以内时，物体上升、下落过程中动能以内时，物体上升、下落过程中动能EkEk随随h h的变化如图所示。重力加速度取的变化如图所示。重力加速度取10 m/s210 m/s2。该物体。该物体的质量为的质量为A A2 kg2 kg B B1.5 kg1.5 kgC C1 kg1 kg D D0.5 kg0.5 kg6（2019江苏省扬州中学高三模拟）江苏省扬州中学高三模拟）如图所示，如图所示，平直木板平直木板AB倾斜放置，小物块与木板间的动摩擦倾斜放置，小物块与木板间的动摩擦因数由因数由A到到B均匀增大，小物块从均匀增大，小物块从A点由静止释放，点由静止释放，恰好可以到达恰好可以到达B点，小物块的速度点，小物块的速度v、加速度、加速度a、动、动能能Ek和机械能和机械能E机（取地面为零势能面）随下滑位机（取地面为零势能面）随下滑位移移x变化的图像可能正确的是变化的图像可能正确的是9 9（20192019湖南省衡阳市三模）如图所示，电动机带动倾角为湖南省衡阳市三模）如图所示，电动机带动倾角为=37=37的传的传送带以送带以v=8m/sv=8m/s的速度逆时针匀速运动，传送带下端点的速度逆时针匀速运动，传送带下端点C C与水平面与水平面CDPCDP平滑连平滑连接，接，B B、C C间距间距L=20mL=20m；传送带在上端点；传送带在上端点B B恰好与固定在竖直平面内的半径为恰好与固定在竖直平面内的半径为R=0.5mR=0.5m的光滑圆弧轨道相切，一轻质弹簧的右端固定在的光滑圆弧轨道相切，一轻质弹簧的右端固定在P P处的挡板上，质量处的挡板上，质量M=2kgM=2kg可看做质点的物体靠在弹簧的左端可看做质点的物体靠在弹簧的左端D D处，此时弹簧处于原长，处，此时弹簧处于原长，C C、D D间间距距x=1 mx=1 m，PDPD段光滑，段光滑，DCDC段粗糙。现将段粗糙。现将M M压缩弹簧一定距离后由静止释放，压缩弹簧一定距离后由静止释放，M M经过经过DCDC冲上传送带，经冲上传送带，经B B点冲上光滑圆孤轨道，通过最高点点冲上光滑圆孤轨道，通过最高点A A时对时对A A点的压力点的压力为为8 N8 N。上述过程中，。上述过程中，M M经经C C点滑上传送带时，速度大小不变，方向变为沿传点滑上传送带时，速度大小不变，方向变为沿传送带方向。已知与传送带同的动摩擦因数为送带方向。已知与传送带同的动摩擦因数为=0.8=0.8、与、与CDCD段间的动摩擦因段间的动摩擦因数为数为=0.5=0.5，重力加速度大小，重力加速度大小g=10 m/sg=10 m/s2 2。求：。求：（1 1）在圆弧轨道的）在圆弧轨道的B B点时物体的速度点时物体的速度（2 2）M M在传送带上运动的过程中，带动传送带的电动机在传送带上运动的过程中，带动传送带的电动机由于运送由于运送M M多输出的电能多输出的电能E E。（3 3）M M释放前，系统具有的弹性势能释放前，系统具有的弹性势能EpEp。3（2019山西省太原市第五中学高三模拟）如图所示，山西省太原市第五中学高三模拟）如图所示，DO是水是水平面，平面，AB是斜面，初速度为是斜面，初速度为v0的物体从的物体从D点出发沿点出发沿DBA滑动到滑动到顶点顶点A时速度刚好为零，如果斜面改为时速度刚好为零，如果斜面改为AC，让该物体从，让该物体从D点出发点出发沿沿DCA滑动到顶点滑动到顶点A且速度刚好为零，若已知该物体与路面之间且速度刚好为零，若已知该物体与路面之间的动摩擦因数处处相同且不为零，则由此可知的动摩擦因数处处相同且不为零，则由此可知 A该物体从该物体从D点出发（沿点出发（沿DCA滑动刚好到滑动刚好到顶点顶点A）初速度一定也为）初速度一定也为v0B该物体从该物体从D点出发（沿点出发（沿DCA滑动刚好到滑动刚好到顶点顶点A）初速度不一定为）初速度不一定为v0C该物体从该物体从A点静止出发沿点静止出发沿ACD 滑动到滑动到D点点的速度大小一定为的速度大小一定为v0D该物体从该物体从A点静止出发沿点静止出发沿ACD 滑动到滑动到D点的速度一定小于点的速度一定小于v0 9如图所示，钉子如图所示，钉子A、B相距相距5l，处于同一高度细线的一，处于同一高度细线的一端系有质量为端系有质量为M的小物块，另一端绕过的小物块，另一端绕过A固定于固定于B质量为质量为m的小球固定在细线上的小球固定在细线上C点，点，B、C间的线长为间的线长为3l用手竖直用手竖直向下拉住小球，使小球和物块都静止，此时向下拉住小球，使小球和物块都静止，此时BC与水平方向与水平方向的夹角为的夹角为53松手后，小球运动到与松手后，小球运动到与A、B相同高度时的速相同高度时的速度恰好为零，然后向下运动忽略一切摩擦，重力加速度为度恰好为零，然后向下运动忽略一切摩擦，重力加速度为g，取，取sin53=0.8，cos53=0.6求：求：（1）小球受到手的拉力大小）小球受到手的拉力大小F；（2）物块和小球的质量之比）物块和小球的质量之比M:m；（3）小球向下运动到最低点时，）小球向下运动到最低点时，物块物块M所受的拉力大小所受的拉力大小T3.【2015江苏江苏-9】如图所示，轻质弹簧一端固定，另一端与质量】如图所示，轻质弹簧一端固定，另一端与质量为为m、套在粗糙竖直固定杆、套在粗糙竖直固定杆A处的圆环相连，弹簧水平且处于原处的圆环相连，弹簧水平且处于原长。圆环从长。圆环从A处由静止开始下滑，经过处由静止开始下滑，经过B处的速度最大，到达处的速度最大，到达C处的速度为零，处的速度为零，AC=h。圆环在。圆环在C处获得一竖直向上的速度处获得一竖直向上的速度v，恰，恰好能回到好能回到A；弹簧始终在弹性限度之内，重力加速度为；弹簧始终在弹性限度之内，重力加速度为g，则圆，则圆环环A下滑过程中，加速度一直减小下滑过程中，加速度一直减小B下滑过程中，克服摩擦力做功为下滑过程中，克服摩擦力做功为C在在C处，弹簧的弹性势能为处，弹簧的弹性势能为D上滑经过上滑经过B的速度大于下滑经过的速度大于下滑经过B的速度的速度2.（2013江苏卷）江苏卷）9. 如图所示如图所示,水平桌面上的轻质弹簧一端固定水平桌面上的轻质弹簧一端固定,另一端与小物块相连另一端与小物块相连.弹簧处于自然长度时物块位于弹簧处于自然长度时物块位于O点点(图中图中未标出未标出).物块的质量为物块的质量为m,AB =a,物块与桌面间的动摩擦因数物块与桌面间的动摩擦因数为为 .现用水平向右的力将物块从现用水平向右的力将物块从O点拉至点拉至A 点点,拉力做的功为拉力做的功为W.撤去拉力后物块由静止向左运动撤去拉力后物块由静止向左运动,经经O点到达点到达B点时速度为零点时速度为零.重重力加速度为力加速度为g.则上述过程中则上述过程中(A)物块在物块在A点时点时,弹簧的弹性势能等于弹簧的弹性势能等于(B)物块在物块在B点时点时,弹簧的弹性势能小于弹簧的弹性势能小于(C)经经O点时点时,物块的动能小于物块的动能小于 (D)物块动能最大时弹簧的弹性势能小于物块在物块动能最大时弹簧的弹性势能小于物块在B点时弹簧的点时弹簧的弹性势能弹性势能8.如图，滑块如图，滑块a、b的质量均为的质量均为m，a套在固定直杆上，与套在固定直杆上，与光滑水平地面相距光滑水平地面相距h，b放在地面上，放在地面上，a、b通过铰链用刚通过铰链用刚性轻杆连接。不计摩擦，性轻杆连接。不计摩擦，a、b可视为质点，重力加速度可视为质点，重力加速度大小为大小为g。则。则A. a落地前，轻杆对落地前，轻杆对b一直做正功一直做正功B. a落地时速度大小为落地时速度大小为C. a下落过程中，其加速度大小始终不大于下落过程中，其加速度大小始终不大于gD. a落地前，当落地前，当a的机械能最小时，的机械能最小时，b对地面的压力大小为对地面的压力大小为mg10.10.（2012大纲版全国卷）大纲版全国卷）26.（20分）（注意：在试题卷上作分）（注意：在试题卷上作答无效）答无效）一探险队员在探险时遇到一山沟，山沟的一侧竖直，一探险队员在探险时遇到一山沟，山沟的一侧竖直，另一侧的坡面呈抛物线形状。此队员从山沟的竖直一侧，以另一侧的坡面呈抛物线形状。此队员从山沟的竖直一侧，以速度速度v0沿水平方向跳向另一侧坡面。如图所示，以沟底的沿水平方向跳向另一侧坡面。如图所示，以沟底的O点点为原点建立坐标系为原点建立坐标系Oxy。已知，山沟竖直一侧的高度为。已知，山沟竖直一侧的高度为2h，坡，坡面的抛物线方程为面的抛物线方程为y= x2，探险队员的质量为，探险队员的质量为m。人视为。人视为质点，忽略空气阻力，重力加速度为质点，忽略空气阻力，重力加速度为g。 （1）求此人落到坡面时的动能；求此人落到坡面时的动能；（2）此人水平跳出的速度为多大时，此人水平跳出的速度为多大时，他落在坡面时的动能最小？动能的最小值为多少？他落在坡面时的动能最小？动能的最小值为多少？2.小球由地面竖直上抛，上升的最大高度为小球由地面竖直上抛，上升的最大高度为H，设所受阻，设所受阻力大小恒定，地面为零势能面。在上升至离地高度力大小恒定，地面为零势能面。在上升至离地高度h处，处，小球的动能是势能的两倍，在下落至离高度小球的动能是势能的两倍，在下落至离高度h处，小球处，小球的势能是动能的两倍，则的势能是动能的两倍，则h等于等于 （ ）AH/9 B2H/9 C3H/9 D4H/93.（09江苏物理江苏物理9）如图所示，两质量相等的物块）如图所示，两质量相等的物块A、B通通过一轻质弹簧连接，过一轻质弹簧连接，B足够长、放置在水平面上，所有接足够长、放置在水平面上，所有接触面均光滑。弹簧开始时处于原长，运动过程中始终处在触面均光滑。弹簧开始时处于原长，运动过程中始终处在弹性限度内。在物块弹性限度内。在物块A上施加一个水平恒力，上施加一个水平恒力，A、B从静止从静止开始运动到第一次速度相等的过程中，下列说法中正确的开始运动到第一次速度相等的过程中，下列说法中正确的有有 （ ） A当当A、B加速度相等时，系统的机械能最大加速度相等时，系统的机械能最大B当当A、B加速度相等时，加速度相等时，A、B的速度差最大的速度差最大C当当A、B的速度相等时，的速度相等时，A的速度达到最大的速度达到最大D当当A、B的速度相等时，弹簧的弹性势能最大的速度相等时，弹簧的弹性势能最大