2010届高考二轮复习物理学案(4)功和能 doc--高中物理 .doc
《2010届高考二轮复习物理学案(4)功和能 doc--高中物理 .doc》由会员分享,可在线阅读,更多相关《2010届高考二轮复习物理学案(4)功和能 doc--高中物理 .doc(19页珍藏版)》请在淘文阁 - 分享文档赚钱的网站上搜索。
1、 永久免费组卷搜题网专题四 功和能 学案一、 典例精析题型1.(功能关系的应用)从地面竖直上抛一个质量为m的小球,小球上升的最大高度为H。设上升过程中空气阻力为F恒定。则对于小球上升的整个过程,下列说法错误的是( )A. 小球动能减少了mgHB. 小球机械能减少了FHC. 小球重力势能增加了mgHD. 小球加速度大于重力加速度g 解析:由动能定理可知,小球动能的减小量等于小球克服重力和阻力F做的功。为(mg+F)H,A错误;小球机械能的减小等于克服阻力F做的功,为FH,B正确;小球重力势能的增加等于小球小球克服重力做的功,为mgH,C正确;小球的加速度,D正确 规律总结:功是能量转化的量度,有
2、以下几个功能关系需要理解并牢记重力做功与路径无关,重力的功等于重力势能的变化滑动摩擦力(或空气阻力)做的功与路径有关,并且等于转化成的内能合力做功等于动能的变化重力(或弹力)以外的其他力做的功等于机械能的变化题型2.(功率及机车启动问题) 审题指导:1.在汽车匀加速启动时,匀加速运动刚结束时有两大特点牵引力仍是匀加速运动时的牵引力,即仍满足 2.注意匀加速运动的末速度并不是整个运动过程的最大速度题型3.(动能定理的应用)如图所示,竖直平面内的轨道ABCD由水平轨道AB与光滑的四分之一圆弧轨道CD组成,AB恰与圆弧CD在C点相切,轨道固定在水平面上。一个质量为m的小物块(可视为质点)从轨道的A端
3、以初动能E冲上水平轨道AB,沿着轨道运动,由DC弧滑下后停在水平轨道AB的中点。已知水平轨道AB长为L。求:(1)小物块与水平轨道的动摩擦因数(2)为了保证小物块不从轨道的D端离开轨道,圆弧轨道的半径R至少是多大?(3)若圆弧轨道的半径R取第(2)问计算出的最小值,增大小物块的初动能,使得小物块冲上轨道后可以达到最大高度是1.5R处,试求物块的初动能并分析物块能否停在水平轨道上。如果能,将停在何处?如果不能,将以多大速度离开水平轨道?解析:(1)小物块最终停在AB的中点,在这个过程中,由动能定理得 得 (2)若小物块刚好到达D处,速度为零,同理,有解得CD圆弧半径至少为 (3)设物块以初动能E
4、冲上轨道,可以达到的最大高度是1.5R,由动能定理得解得 物块滑回C点时的动能为,由于,故物块将停在轨道上。设到A点的距离为x,有 解得 即物块最终停在水平滑道AB上,距A点处。 规律总结:应用动能定理要比动力学方法方便、简洁。只有应用动力学方法可以求解的匀变速直线运动问题,一般应用动能定理都可以求解。尽管动能定理是应用动力学方法推导出来的,但它解决问题的范围更广泛。题型4.(综合问题)滑板运动是一项陆地上的“冲浪运动”,滑板运动员可在不同的滑坡上滑行,做出各种动作给人以美的享受。如图甲所示,abcdef为同一竖直平面上依次平滑连接的滑行轨道,其中ab段水平,H=3m,bc段和cd段均为斜直轨
5、道,倾角=37,de段是一半径R=2.5m的四分之一圆弧轨道,o点为圆心,其正上方的d点为圆弧的最高点,滑板及运动员总质量m=60kg,运动员滑经d点时轨道对滑板支持力用Nd表示,忽略摩擦阻力和空气阻力,取g=10m/s2,sin37=0.6,cos37=0.8 除下述问(3)中运动员做缓冲动作以外,均可把滑板及运动员视为质点。(1)运动员从bc段紧靠b处无初速滑下,求Nd的大小;(2)运动员逐渐减小从bc上无初速下滑时距水平地面的高度h,请在图乙的坐标图上作出 Nd-h图象(只根据作出的图象评分,不要求写出计算过程和作图依据);(3)运动员改为从b点以0=4m/s的速度水平滑出,落在bc上时
6、通过短暂的缓冲动作使他只保留沿斜面方向的速度继续滑行,则他是否会从d点滑离轨道?请通过计算得出结论解析:解:(1)从开始滑下至d点,由机械能守恒定律得 (1分) (1分)由得: (1分) (2)所求的图象如图所示(3分)(图线两个端点画对各得1分,图线为直线得1分)(3)当以从b点水平滑出时,运动员做平抛运动落在Q点,如图所示设Bq=,则(1分) (1分)由得(1分) (1分) 在Q点缓冲后 (1分)从 (1分)运动员恰从d点滑离轨道应满足: (1分) 由得 即 (1分)可见滑板运动员不会从圆弧最高点d滑离轨道。(1分)E+Q d c a bfeo题型5.(功能关系在电场中的应用)如图所示匀强
7、电场E的区域内,在O点处放置一点电荷 +Q, a、b、c、d、e、f为以O点为球心的球面上的点,aecf平面与电场平行,bedf平面与电场垂直,则下列说法中正确的是Ab、d两点的电场强度相同Ba点的电势等于f点的电势C点电荷+q在球面上任意两点之间移动时,电场力一定做功D将点电荷+q在球面上任意两点之间移动,从球面上a点移动到c点的电势能变化量一定最大解析:由于点电荷+Q在b、d两点的场强方向分别向上和向下,b、d两点的场强大小相同,方向不同,A错;a点和f点位于+Q形成电场的等势面上,但若把一电荷从a点移动到f点,电场E要对电荷做功,B错;当点电荷+q在bedf面上任意两点间移动时,电场力不
8、做功,C错;球面上相距最远的点(沿场强E的方向)是ac,电场E对其做功最大,电势能的变化量最大。 规律总结:1.在等势面上移动电荷是,电场力不做功。2电场力做功与路径无关,W=qU 3.电场力做的功等于电势能的变化量。题型6.(功能关系在电磁感应中的应用)两根足够长的光滑导轨竖直放置,间距为L ,底端接阻值为R 的电阻。将质量为m的金属棒悬挂在一个固定的轻弹簧下端,金属棒和导轨接触良好,导轨所在平面与磁感应强度为B 的匀强磁场垂直,如图所示。除电阻R 外其余电阻不计。现将金属棒从弹簧原长位置由静止释放则A释放瞬间金属棒的加速度等于重力加速度gB金属棒向下运动时,流过电阻R 的电流方向为abC金
9、属棒的速度为v时所受的安培力大小为F =D电阻R 上产生的总热量等于金属棒重力势能的减少解析:在释放的瞬间,速度为零,不受安培力的作用,只受到重力,A对。由右手定则可得,电流的方向从b到a,B错。当速度为时,产生的电动势为,受到的安培力为,计算可得,C对。在运动的过程中,是弹簧的弹性势能、重力势能和内能的转化,D错。题型7.(功能关系在混合场内的应用)如图所示,MN是一固定在水平地面上足够长的绝缘平板(左侧有挡板),整个空间有平行于平板向右、场强为E=2N/C的匀强电场,在板上C点的左侧有一个垂直于纸面向外、磁感应强度为B=1T的匀强磁场,一个质量为m=4103kg、带负电的小物块,带电量q=
10、102C,从C点由静止开始向左先做加速运动再做匀速运动. 当物体碰到左端挡板后被弹回,若在碰撞瞬间将电场改为竖直向下,大小不变. 小物块返回时在磁场中恰做匀速运动,已知平板MC部分的长度为L=5m,物块与平板间的动摩擦因数为=0.2,求: (1)小物块向左运动过程中克服摩擦力做的功Wf; (2)小物块与左端挡板碰撞过程损失的机械能E; (3)小物块从与 左挡板碰后到最终静止所用时间t; (4)整个过程中由于摩擦产生的热量Q. 解析:设小物块向左匀速运动时的速度大小为v1,由平衡条件有 设小物块在向左运动过程中克服摩擦力做的功为W,由动能定理有 由式解得 (2)设小物块返回时在磁场中匀速运动的速
11、度大小为v2,与右端挡板碰撞过程损失机构能为,则有 由式解得 (3)小物块由M到C匀速运动,时间为 小物块由C到静止匀减速运动, 时间为 总时间为 t=t1+t2=4.5s (4)对全过程,由能量守恒定律有 (或 由式解得 评分标准:式2分,其余各1分,共14分二、 专题突破针对典型精析的例题题型,训练以下习题 1. 如图,一轻绳的一端系在固定粗糙斜面上的O点,另一端系一小球给小球一足够大的初速度,使小球在斜面上做圆周运动在此过程中,OA小球的机械能守恒B重力对小球不做功C绳的张力对小球不做功D在任何一段时间内,小球克服摩擦力所做的功总是等于小球动能的减少点拨:此题属于功能关系的应用。由于摩擦
12、力做功,机械能不守恒,任一时间内小球克服摩擦力所做的功总是等于小球机械能的减少。转动过程重力做功,绳的张力总与运动方向垂直,不做功。此题选C。O/sm1F/N610321032. 如图是汽车牵引力F和车速倒数的关系图像,若汽车质量为2103kg,由静止开始沿平直公路行驶,阻力恒定,最大车速为30m/s,则在车速为15m/s时汽车发动机功率为_W;该汽车作匀加速运动的时间为_s.点拨:功率及机场启动问题。由图知当v=15m/s时,F=4103N6104N,因此仍处在额定功率阶段,匀加速运动末速度,又v=at,F=6103N,解之得t=5s.3. 据2008年2月18日北京新闻报导:北京地铁10号
13、线进行运行试验。为节约能源,一车站站台建得高些,车辆进站时要上坡将动能转换为重力势能,出站时要下坡将重力势能换为动能,如图所示。已知坡长为x,坡高为h,重力加速度为g,车辆的质量为m,进站车辆到达坡下A处时的速度为v0,此时切断电动机的电源。(1)车辆在上坡过程中,若只受重力和轨道的支持力,求车辆“冲”到站台上的速度多大?(2)实际上车辆上坡时,还受到其它阻力作用,要使车辆能“冲”上站台,车辆克服其它阻力做的功最大为多少?hA点拨:动能定理的应用。(1)车辆上坡过程,机械能守恒,设车辆“冲”坡站台的速度为v,则有:(6分),解得:(2分)(2)车辆上坡过程,受到最大阻力功,冲到站台上的速度应为
14、零,设最大阻力功为Wf,由动能定理有:(6分)解得:(2分)4.如图所示,在距水平地面高为0.4m处,水平固定一根长直光滑杆,在杆上P点固定一定滑轮,滑轮可绕水平轴无摩擦转动,在P点的右边,杆上套有一质量m=2kg小球A。半径R0.3m的光滑半圆形细轨道,竖直地固定在地面上,其圆心O在P点的正下方,在轨道上套有一质量也为m=2kg的小球B。用一条不可伸长的柔软细绳,通过定滑轮将两小球连接起来。杆和半圆形轨道在同一竖直面内,两小球均可看作质点,且不计滑轮大小的影响,g取10m/s2。现给小球A一个水平向右的恒力F55N。求: (1)把小球B从地面拉到P点正下方C点过程中,力F做的功; (2)小球
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 2010届高考二轮复习物理学案4功和能 doc-高中物理 2010 高考 二轮 复习 物理学 doc 高中物理
限制150内