安徽省2022年中考物理精准复习学案-微专题三机械能的相关计算.docx

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1、微专题三机械能的相关计算1.已知物体的重力势能表达式为Epmgh,动能表达式为Ek12mv2,m为物体的质量,h为物体距离水平地面的高度,v为物体的运动速度。如图所示,将一质量为0.3 kg的物体从距离地面20 m的高空静止释放,让小球自由下落,不计空气阻力(g10 N/kg)。求:(1)小球在最高点的重力势能;(2)小球落地时的速度;(3)如果小球从开始下落到落地用时2 s,重力做功的功率。解:(1)小球在最高点的重力势能Epmgh0.3 kg10 N/kg20 m60 J(2)让小球自由下落,不计空气阻力,则小球的机械能守恒,即EpEk则mgh12mv2所以小球落地时的速度v2gh210

2、N/kg20 m20 m/s(3)从开始下落到落地,重力做的功WGhmgh60 J重力做功的功率PWt60 J2 s30 W2.已知物体的重力势能表达式为Epmgh,动能的表达式为Ek12mv2,g为常量,取10 N/kg。如图所示,在距地面高h7 m处,以v010 m/s的初速度竖直向上抛出一个质量为0.5 kg的物体。不计空气阻力,物体从被抛出到落地前的瞬间,整个过程机械能守恒。求:(1)物体被抛出时的重力势能Ep和动能Ek;(2)物体上升到最高点时离抛出点的高度H。解:(1)物体被抛出时的重力势能Epmgh0.5 kg10 N/kg7 m35 J物体被抛出时的动能Ek12mv2120.5

3、 kg(10 m/s)225 J(2)不计空气阻力,物体从被抛出到落地前的瞬间,整个过程机械能守恒,故物体上升到最高点的重力势能EpEp+Ek即0.5 kg10 N/kg(H+7 m)35 J+25 J故物体上升到最高点时离抛出点的高度H5 m3.如图甲所示,将半径为h0.2 m光滑的14圆弧轨道固定在水平地面上(圆弧轨道摩擦力为0)。将质量为100 g的小球从圆弧轨道顶端A点由静止释放,到达圆弧轨道底端B点后小球沿粗糙的水平地面运动到C点停止。小球在水平地面上受到的摩擦力大小为0.4 N。小球静止在圆弧轨道顶端A点时的重力势能大小,可以用公式Epmgh来计算(整个过程中不计空气阻力,g取10 N/kg)。(1)在图乙中画出小球在水平地面上运动时的受力示意图(不需要标出力的大小,只需标字母即可);(2)求小球在水平地面上运动的距离s。解:(1)如图所示(2)小球的质量m100 g0.1 kg分析小球的运动过程可知,小球的重力势能转化为动能,再克服摩擦力做功,所以小球克服摩擦力所做的功就等于小球在A点的重力势能,即fsmgh,得smghf0.1 kg10 N/kg0.2 m0.4 N0.5 m