高考物理母题解读（六） 机械能4.doc

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1、高考母题解读高考题千变万化，但万变不离其宗。千变万化的新颖高考题都可以看作是由母题衍生而来。研究高考母题，掌握母题解法规律，使学生触类旁通，举一反三，可使学生从题海中跳出来，轻松备考，事半功倍。母题4、图像信息功和功率计算题典例：（2012北京理综）摩天大楼中一部直通高层的客运电梯.行程超过百米。电梯的简化模型如 I所示.考虑安全、舒适、省时等因索，电梯的加速度a随时间t变化的。已知电梯在t=0时由静止开始上升，a一t图像如图2所示. 电梯总质最m=2.0xI03kg.忽略一切阻力.重力加速度g取I0m/s2。（1）求电梯在上升过程中受到的最大拉力F1和最小拉力F2； （2）类比是一种常用的研

2、究方法。对于直线运动，教科书中讲解了由v-t图像求位移的方法。请你借鉴此方法，对比加速度的和速度的定义，根据图2所示a-t图像，求电梯在第1s内的速度改变量v1和第2s末的速率v2;（3）求电梯以最大速率上升时，拉力做功的功率p：再求在011s时间内，拉力和重力对电梯所做的总功w。【解析】：（1）由牛顿第二定律，有 F-mg=ma，由a-t图象可知，F1和F1对应的加速度是a1=1.0m/s2，a2=-1.0m/s2。上升过程中受到的最大拉力F1=m(g+ a1)=2.2104N；最小拉力F2=m(g+ a1)=1.8104N。 （2）类比可得，所求速度变化量等于第1s内a-t图象下的面积，v

3、1=0.50m/s，同理可得，v2= v2- v0=1.5m/s，v0=0，第2s末的速率v2=1.5m/s。（3）由a-t图象可知，11s30s内速率最大，其值等于011s内a-t图象下的面积，有vm=10m/s。此时电梯做匀速运动，拉力F等于重力mg，拉力做功的功率p=F vm=mg vm=2.0105W。【针对训练题精选解析】1.（13分）（2013年3月吉林二模）如图甲所示，质量 m =2.0kg 的物体静止在水平面上，物体跟水平面间的动摩擦因数 =0.20。从 t =0时刻起，物体受到一个水平力 F 的作用而开始运动，前 8s内 F 随时间 t 变化的规律如图乙所示g取 10m /

4、s 2 。 求： (l）第6s末物体的速度。(2）前 8s 内水平力 F 所做的功。F图甲v2. 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

5、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。F/N/sm-1O2ABC468图乙（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。【点评】用轻绳通过定滑轮提升一重物，若先匀加速上升后保持拉力的功率恒定上升，则类似于汽车的先匀加速启动后保持功率不变继续加速运动。4 （2012潍坊联考） 一质量为M=2.0kg的小物块，随足够长的水平传送带一起匀速向右运动

6、，被一水平向左飞来的子弹击中，且子弹从物块中穿过，子弹和物块的作用时间极短，如图甲所示.地面观察者记录的小物块被击中后的速度随时间变化关系如图乙所示 图中取向右运动的方向为正方向).已知传送带的速度保持不变（g取l0）。求:（1）物块与传送带的动摩擦因数;（2）从物块被击穿到物块相对传送带静止这段时间内传送带对物块所做的功. 【解析】（1）由速度图象可得，物块在滑动摩擦力的作用下做匀变速运动的加速度为 a=/t=2.0 m/s2 由牛顿第二定律得 f = Mg= Ma 得到物块与传送带间的动摩擦因数 = 0.2 （2）从子弹离开物块到物块与传送带一起匀速运动的过程中，设传送带对物块所做的功为W

7、，由动能定理得：W =Ek = 从速度图象可知： 1=4.0 m/s 2 = = 2.0 m/s 解得： W= 12J 【点评】此题将速度图象、传送带有机结合，意在考查速度图象、牛顿运动定律、动能定理等知识点。 【点评】此题以牵引力F与车速的倒数的关系图象给出解题信息，考查对牵引力随速度的倒数变化图象的理解、牛顿第二定律、功率及其相关分析与计算。解答此题的易错点是：不能把F-图象与汽车运动情况、速度、加速度和功率联系起来，陷入思维盲区。6（2012上海宝山期末）如图a所示，在水平路段AB上有一质量为2103kg的汽车，正以10m/s的速度向右匀速运动，汽车前方的水平路段BC较粗糙，汽车通过整个ABC路段的vt图像如图b所示（在t=15s处水平虚线与曲线相切），运动过程中汽车发动机的输出功率保持20kW不变，假设汽车在两个路段上受到的阻力（含地面摩擦力和空气阻力等）各自有恒定的大小。（1）求汽车在AB路段上运动时所受的阻力f1。（2）求汽车刚好到达B点时的加速度a。（3）求BC路段的长度。（4）若汽车通过C位置以后，仍保持原来的输出功率继续行驶，且受到的阻力恒为f1，则在图b上画出15s以后汽车运动的大致图像。图b10515v/m.s-1t/s5100（解题时将汽车看成质点）图aABC 6