【高中物理】高中物理(人教版)必修2同步教师用书:-第7章-章末分层突破.doc
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1、章末分层突破 自我校对W为正W0W为负mv2mgh初、末位置mvmvEpEEk2Ep2Ek2Ek1方向性_功的计算方法1.根据定义式求功若恒力做功,可用定义式WFlcos 求恒力的功,其中F、l为力的大小和位移的大小,为力F与位移l方向之间的夹角,且0180.2利用功率求功若某力做功或发动机的功率P一定,则在时间t内做的功为WPt.3根据功能关系求功根据以上功能关系,若能求出某种能量的变化,就可以求出相应的功一质量为kg的物体放在水平地面上,如图71甲所示,已知物体所受水平拉力F随时间t的变化情况如图乙所示,物体相应的速度v随时间t的变化关系如图丙所示求:图71(1)06 s内合力做的功;(2
2、)前10 s内,拉力和摩擦力所做的功【解析】(1)由vt图象可知物体初速度为零,6 s末的速度为3 m/s,根据动能定理:Wmv20,故合力做的功W32 J6 J.(2)由图丙知物体在26 s、68 s内的位移分别为x16 m、x26 m,故前10 s内拉力做的功:W1F1x1F2x236 J26 J30 J.由图丙知,在68 s时间内,物体做匀速运动,故摩擦力Ff2 N根据vt图象知在10 s内物体的总位移:x3 m15 m所以WFfx215 J30 J.【答案】(1)6 J(2)30 J30 J几种常见功能关系的理解功能关系表达式物理意义正功、负功含义重力做功与重力势能WEp重力做功是重力
3、势能变化的原因W0势能减少W0势能增加W0势能不变弹簧弹力做功与弹性势能WEp弹力做功是弹性势能变化的原因W0势能减少W0势能增加W0势能不变合力做功与动能WEk合外力做功是物体动能变化的原因W0动能增加W0动能减少W0动能不变除重力或系统内弹力外其他力做功与机械能WE除重力或系统内弹力外其他力做功是机械能变化的原因W0机械能增加W0机械能减少W0机械能守恒质量为m的子弹,以水平速度v射入静止在光滑水平面上质量为M的木块,并留在其中,下列说法正确的是()A子弹克服阻力做的功与木块获得的动能相等B子弹克服阻力做的功与子弹动能的减少量相等C子弹克服阻力做的功与子弹对木块做的功相等D子弹对木块做的功
4、与木块对子弹做的功相等【解析】根据动能定理,子弹克服阻力做的功等于子弹动能的减少,根据能量守恒定律可知:子弹动能的减少,等于系统产生的内能和木块获得的动能,故A错误,B正确;子弹和木块相互作用力大小相等,但二者的位移大小不同,子弹的位移大于木块的位移,子弹克服阻力做的功大于子弹对木块做的功,故C错误;子弹对木块做的功等于木块动能的增加量,木块对子弹做的功就是阻力对子弹做的功大于子弹对木块做的功,故D错误【答案】B同学们参照伽利略时期演示平抛运动的方法制作了如图72所示的实验装置图中水平放置的底板上竖直地固定有M板和N板M板上部有一半径为R的圆弧形的粗糙轨道,P为最高点,Q为最低点,Q点处的切线
5、水平,距底板高为H,N板上固定有三个圆环将质量为m的小球从P处静止释放,小球运动至Q飞出后无阻碍地通过各圆环中心,落到底板上距Q水平距离为L处不考虑空气阻力,重力加速度为g.求:图72(1)距Q水平距离为的圆环中心到底板的高度;(2)小球运动到Q点时速度的大小以及对轨道压力的大小和方向;(3)摩擦力对小球做的功. 【导学号:50152151】【解析】(1)设小球在Q点的速度为v0,由平抛运动规律有Hgt,Lv0t1,得v0L.从Q点到距Q点水平距离为的圆环中心的竖直高度为h,则v0t2,得hgtH.该位置距底板的高度:hHhH.(2)设小球在Q点受的支持力为F,由牛顿第二定律Fmgm,得Fmg
6、,由牛顿第三定律可知,小球对轨道的压力FF,方向竖直向下(3)设摩擦力对小球做功为W,则由动能定理得mgRWmv,得Wmg.【答案】(1)到底板的高度:H(2)速度的大小:L压力的大小:mg方向:竖直向下(3)摩擦力对小球做的功:mg求解动力学问题的两种思路1两条基本思路(1)利用牛顿运动定律结合运动学公式求解利用牛顿第二定律可建立合力与加速度之间的关系,利用运动学公式可计算t、x、v、a等物理量或是根据运动学公式和牛顿定律去求解受力情况(2)利用功能观点求解,即利用动能定理、机械能守恒定律、重力做功与重力势能关系等规律分析求解2解题思路的比较(1)用功能观点解题,只涉及物体的初、末状态,不需
7、要关注过程的细节,解题简便(2)用牛顿第二定律及运动学公式解题,可分析运动过程中的加速度、力的瞬时值,也可分析位移、时间等物理量,即可分析运动过程的细节一质量m0.6 kg的物体以v020 m/s的初速度从倾角30的斜坡底端沿斜坡向上运动当物体向上滑到某一位置时,其动能减少了Ek18 J,机械能减少了E3 J不计空气阻力,重力加速度g取10 m/s2,求:(1)物体向上运动时加速度的大小;(2)物体返回斜坡底端时的动能【解析】(1)设物体运动过程中所受的摩擦力为f,向上运动的加速度的大小为a,由牛顿第二定律可知a设物体的动能减少Ek时,在斜坡上运动的距离为s,由功能关系可知Ek(mgsin f
8、)sEfs联立式,并代入数据可得a6 m/s2.(2)设物体沿斜坡向上运动的最大距离为sm,由运动学规律可得sm设物体返回斜坡底端时的动能为Ek,由动能定理得Ek(mgsin f)sm联立各式,并代入数据可得Ek80 J.【答案】(1)6 m/s2(2)80 J(教师用书独具)1.小球P和Q用不可伸长的轻绳悬挂在天花板上,P球的质量大于Q球的质量,悬挂P球的绳比悬挂Q球的绳短将两球拉起,使两绳均被水平拉直,如图73所示将两球由静止释放在各自轨迹的最低点,()图73AP球的速度一定大于Q球的速度BP球的动能一定小于Q球的动能CP球所受绳的拉力一定大于Q球所受绳的拉力DP球的向心加速度一定小于Q球
9、的向心加速度【解析】两球由静止释放到运动到轨迹最低点的过程中只有重力做功,机械能守恒,取轨迹的最低点为零势能点,则由机械能守恒定律得mgLmv2,v,因LPLQ,则vPmQ,则两球的动能无法比较,选项A、B错误;在最低点绳的拉力为F,则Fmgm,则F3mg,因mPmQ,则FPFQ,选项C正确;向心加速度a2g,选项D错误【答案】C2(多选)如图74,一固定容器的内壁是半径为R的半球面;在半球面水平直径的一端有一质量为m的质点P.它在容器内壁由静止下滑到最低点的过程中,克服摩擦力做的功为W.重力加速度大小为g.设质点P在最低点时,向心加速度的大小为a,容器对它的支持力大小为N,则()图74AaB
10、aCN DN【解析】质点P下滑到最低点的过程中,由动能定理得mgRWmv2,则速度v,最低点的向心加速度a,选项A正确,选项B错误;在最低点时,由牛顿第二定律得Nmgma,N,选项C正确,选项D错误【答案】AC3如图75所示,一半径为R、粗糙程度处处相同的半圆形轨道竖直固定放置,直径POQ水平一质量为m的质点自P点上方高度R处由静止开始下落,恰好从P点进入轨道,质点滑到轨道最低点N时,对轨道的压力为4mg,g为重力加速度的大小用W表示质点从P点运动到N点的过程中克服摩擦力所做的功则()图75AWmgR,质点恰好可以到达Q点BWmgR,质点不能到达Q点CWmgR,质点到达Q点后,继续上升一段距离
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