《高三物理一輪復(fù)習(xí) 第五章 機(jī)械能及其守恒定律 第2講 動(dòng)能定理及其應(yīng)用課件》由會(huì)員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《高三物理一輪復(fù)習(xí) 第五章 機(jī)械能及其守恒定律 第2講 動(dòng)能定理及其應(yīng)用課件（75頁(yè)珍藏版）》請(qǐng)?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。
1、第2講動(dòng)能定理及其應(yīng)用【知識(shí)梳理【知識(shí)梳理】知識(shí)點(diǎn)知識(shí)點(diǎn)1 1動(dòng)能動(dòng)能1.1.定義定義: :物體由于物體由于_而具有的能。而具有的能。2.2.公式公式:_:_。3.3.單位單位:_,1 J=1 N:_,1 J=1 Nm m=1=1 kg kgm m2 2/s/s2 2。運(yùn)動(dòng)運(yùn)動(dòng)2k1Emv2焦耳焦耳4.4.物理意義物理意義: :(1)(1)動(dòng)能是狀態(tài)量動(dòng)能是狀態(tài)量,v,v是是_(_(選填選填“瞬時(shí)速度瞬時(shí)速度”或或“平均速度平均速度”) )。(2)(2)動(dòng)能是動(dòng)能是_(_(選填選填“矢量矢量”或或“標(biāo)量標(biāo)量”),),只有正值只有正值, ,動(dòng)能與速度方向動(dòng)能與速度方向_(_(選填選填“有關(guān)有關(guān)”
2、或或“無(wú)關(guān)無(wú)關(guān)”) )。5.5.動(dòng)能的變化動(dòng)能的變化: :物體物體_與與_之差之差, ,即即EEk k= =_。瞬時(shí)速度瞬時(shí)速度標(biāo)量標(biāo)量無(wú)關(guān)無(wú)關(guān)末動(dòng)能末動(dòng)能初動(dòng)能初動(dòng)能222111mvmv22知識(shí)點(diǎn)知識(shí)點(diǎn)2 2動(dòng)能定理動(dòng)能定理1.1.內(nèi)容內(nèi)容: :在一個(gè)過(guò)程中合外力對(duì)物體所做的功在一個(gè)過(guò)程中合外力對(duì)物體所做的功, ,等于物等于物體在這個(gè)過(guò)程中體在這個(gè)過(guò)程中_。2.2.表達(dá)式表達(dá)式:W=_:W=_。3.3.物理意義物理意義:_:_是物體動(dòng)能變化的量度。是物體動(dòng)能變化的量度。動(dòng)能的變化動(dòng)能的變化222111mvmv22合外力的功合外力的功4.4.適用條件適用條件: :(1)(1)動(dòng)能定理既適用于直
3、線運(yùn)動(dòng)動(dòng)能定理既適用于直線運(yùn)動(dòng), ,也適用于也適用于_。(2)(2)動(dòng)能定理既適用于恒力做功動(dòng)能定理既適用于恒力做功, ,也適用于也適用于_。(3)(3)力可以是各種性質(zhì)的力力可以是各種性質(zhì)的力, ,既可以同時(shí)作用既可以同時(shí)作用, ,也可以也可以_。曲線運(yùn)動(dòng)曲線運(yùn)動(dòng)變力做功變力做功不同時(shí)作用不同時(shí)作用【易錯(cuò)辨析【易錯(cuò)辨析】(1)(1)運(yùn)動(dòng)的物體具有的能量就是動(dòng)能。運(yùn)動(dòng)的物體具有的能量就是動(dòng)能。( () )(2)(2)一定質(zhì)量的物體動(dòng)能變化時(shí)一定質(zhì)量的物體動(dòng)能變化時(shí), ,速度一定變化速度一定變化, ,速度變速度變化時(shí)化時(shí), ,動(dòng)能也一定變化。動(dòng)能也一定變化。( () )(3)(3)處于平衡狀態(tài)的
4、物體動(dòng)能一定保持不變。處于平衡狀態(tài)的物體動(dòng)能一定保持不變。( () )(4)(4)做自由落體運(yùn)動(dòng)的物體做自由落體運(yùn)動(dòng)的物體, ,動(dòng)能與下落的時(shí)間成正比。動(dòng)能與下落的時(shí)間成正比。( () )(5)(5)如果合外力對(duì)物體做功為零如果合外力對(duì)物體做功為零, ,那么物體所受的合外那么物體所受的合外力一定為零。力一定為零。( () )(6)(6)物體在合外力作用下做變速運(yùn)動(dòng)物體在合外力作用下做變速運(yùn)動(dòng), ,但動(dòng)能卻不一定但動(dòng)能卻不一定變化。變化。( () )提示提示: :(1)(1)。動(dòng)能是物體由于運(yùn)動(dòng)而具有的能量。動(dòng)能是物體由于運(yùn)動(dòng)而具有的能量, ,而運(yùn)而運(yùn)動(dòng)物體具有的能量不一定是動(dòng)能。動(dòng)物體具有的能
5、量不一定是動(dòng)能。(2)(2)。當(dāng)物體的速度方向發(fā)生變化而速度大小不變時(shí)。當(dāng)物體的速度方向發(fā)生變化而速度大小不變時(shí), ,物體的動(dòng)能不變。物體的動(dòng)能不變。(3)(3)。平衡狀態(tài)是指物體保持靜止?fàn)顟B(tài)或勻速直線運(yùn)。平衡狀態(tài)是指物體保持靜止?fàn)顟B(tài)或勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài)動(dòng)狀態(tài), ,物體的速度保持不變物體的速度保持不變, ,其動(dòng)能保持不變。其動(dòng)能保持不變。(4)(4)。做自由落體運(yùn)動(dòng)的物體的速度。做自由落體運(yùn)動(dòng)的物體的速度v=gtv=gt, ,其動(dòng)能為其動(dòng)能為E Ek k= mv= mv2 2= mg= mg2 2t t2 2, ,動(dòng)能與下落時(shí)間的二次方成正比。動(dòng)能與下落時(shí)間的二次方成正比。(5)(5)。合外力做
6、功為零。合外力做功為零, ,可能合外力為零可能合外力為零, ,也可能合外也可能合外力方向上的位移為零。力方向上的位移為零。(6)(6)。物體做變速運(yùn)動(dòng)。物體做變速運(yùn)動(dòng), ,若只是速度方向變化若只是速度方向變化, ,則動(dòng)能則動(dòng)能不變不變, ,如勻速圓周運(yùn)動(dòng)。如勻速圓周運(yùn)動(dòng)。1212考點(diǎn)考點(diǎn)1 1對(duì)動(dòng)能定理的理解對(duì)動(dòng)能定理的理解【核心要素精講【核心要素精講】1.1.對(duì)對(duì)“外力外力”的兩點(diǎn)理解的兩點(diǎn)理解: :(1)“(1)“外力外力”指的是合外力指的是合外力, ,可以是重力、彈力、摩擦可以是重力、彈力、摩擦力、電場(chǎng)力、磁場(chǎng)力或其他力力、電場(chǎng)力、磁場(chǎng)力或其他力, ,它們可以同時(shí)作用它們可以同時(shí)作用,
7、,也也可以不同時(shí)作用?？梢圆煌瑫r(shí)作用。(2)“(2)“外力外力”既可以是恒力既可以是恒力, ,也可以是變力。也可以是變力。2.2.公式中公式中“=”=”體現(xiàn)的三個(gè)關(guān)系體現(xiàn)的三個(gè)關(guān)系: :數(shù)量關(guān)系數(shù)量關(guān)系合力的功與物體動(dòng)能的變化可以等量合力的功與物體動(dòng)能的變化可以等量代換代換單位關(guān)系單位關(guān)系國(guó)際單位都是焦耳國(guó)際單位都是焦耳因果關(guān)系因果關(guān)系合力的功是物體動(dòng)能變化的原因合力的功是物體動(dòng)能變化的原因【高考命題探究【高考命題探究】【典例【典例1 1】( (多選多選)(2016)(2016浙江高考浙江高考) )如圖所示如圖所示為一滑草場(chǎng)。某條滑道由上、下兩為一滑草場(chǎng)。某條滑道由上、下兩段高均為段高均為h,
8、h,與水平面傾角分別為與水平面傾角分別為4545和和3737的滑道組成的滑道組成, ,滑草車(chē)與滑草車(chē)與草地之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為草地之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為。質(zhì)量為。質(zhì)量為m m的載人滑草車(chē)從的載人滑草車(chē)從坡頂由靜止開(kāi)始自由下滑坡頂由靜止開(kāi)始自由下滑, ,經(jīng)過(guò)上、下兩段滑道后經(jīng)過(guò)上、下兩段滑道后, ,最最后恰好靜止于滑道的底端后恰好靜止于滑道的底端( (不計(jì)滑草車(chē)在兩段滑道交接不計(jì)滑草車(chē)在兩段滑道交接處的能量損失處的能量損失,sin37,sin37=0.6,cos37=0.6,cos37=0.8)=0.8)。則世紀(jì)。則世紀(jì)金榜導(dǎo)學(xué)號(hào)金榜導(dǎo)學(xué)號(hào)42722104(42722104() )A.A.動(dòng)摩擦因數(shù)動(dòng)
9、摩擦因數(shù)= = B.B.載人滑草車(chē)最大速度為載人滑草車(chē)最大速度為 C.C.載人滑草車(chē)克服摩擦力做功為載人滑草車(chē)克服摩擦力做功為mghmghD.D.載人滑草車(chē)在下段滑道上的加速度大小為載人滑草車(chē)在下段滑道上的加速度大小為 g g672gh735【解析【解析】選選A A、B B。質(zhì)量為。質(zhì)量為m m的載人滑草車(chē)從坡頂由靜止的載人滑草車(chē)從坡頂由靜止開(kāi)始自由下滑開(kāi)始自由下滑, ,經(jīng)過(guò)兩個(gè)斜面到達(dá)斜面底部速度為零經(jīng)過(guò)兩個(gè)斜面到達(dá)斜面底部速度為零, ,由動(dòng)能定理得由動(dòng)能定理得=0=0解得解得= ,A= ,A正確正確; ;剛好滑到第一個(gè)斜面末端時(shí)速度剛好滑到第一個(gè)斜面末端時(shí)速度最大最大,mgh-mgcos4
10、5,mgh-mgcos45 , ,解得解得v= ,Bv= ,B正確正確; ;經(jīng)過(guò)上、下兩段滑道后經(jīng)過(guò)上、下兩段滑道后, ,最后恰好靜止于滑道的底端最后恰好靜止于滑道的底端, ,hh2mghmgcos45mgcos37sin45sin37672hmvsin4522gh7載人滑草車(chē)克服摩擦力做功為載人滑草車(chē)克服摩擦力做功為2mgh,C2mgh,C項(xiàng)錯(cuò)誤項(xiàng)錯(cuò)誤; ;在下段在下段滑道上沿斜面方向滑道上沿斜面方向mgsin37mgsin37- -mgcos37mgcos37=ma,a=ma,a= = 則則D D錯(cuò)誤。故選錯(cuò)誤。故選A A、B B。63g(sin37cos37 )g735 ，【強(qiáng)化訓(xùn)練【強(qiáng)
11、化訓(xùn)練】1.(1.(多選多選) )質(zhì)量不等質(zhì)量不等, ,但有相同動(dòng)能的兩個(gè)物體但有相同動(dòng)能的兩個(gè)物體, ,在動(dòng)摩在動(dòng)摩擦因數(shù)相同的水平地面上滑行擦因數(shù)相同的水平地面上滑行, ,直至停止直至停止, ,則則( () )A.A.質(zhì)量大的物體滑行的距離大質(zhì)量大的物體滑行的距離大B.B.質(zhì)量小的物體滑行的距離大質(zhì)量小的物體滑行的距離大C.C.它們滑行的距離一樣大它們滑行的距離一樣大D.D.它們克服摩擦力所做的功一樣多它們克服摩擦力所做的功一樣多【解析【解析】選選B B、D D。由動(dòng)能定理可知。由動(dòng)能定理可知, ,摩擦力對(duì)物體所做摩擦力對(duì)物體所做的功等于物體動(dòng)能的變化量的功等于物體動(dòng)能的變化量, ,因兩物
12、體具有相同的動(dòng)能因兩物體具有相同的動(dòng)能, ,故兩物體滑行過(guò)程中克服摩擦力所做的功也相同故兩物體滑行過(guò)程中克服摩擦力所做的功也相同, ,又又W Wf f= =mgxmgx可知可知, ,質(zhì)量越大的物體質(zhì)量越大的物體, ,滑行的距離滑行的距離x x越小越小, ,故故選項(xiàng)選項(xiàng)B B、D D正確。正確。2.(20172.(2017濟(jì)寧模擬濟(jì)寧模擬) )如圖所示的豎直軌道如圖所示的豎直軌道, ,其圓形部分其圓形部分半徑分別是半徑分別是R R和和 , ,質(zhì)量為質(zhì)量為m m的小球通過(guò)這段軌道時(shí)的小球通過(guò)這段軌道時(shí), ,在在A A點(diǎn)時(shí)剛好對(duì)軌道無(wú)壓力點(diǎn)時(shí)剛好對(duì)軌道無(wú)壓力, ,在在B B點(diǎn)時(shí)對(duì)軌道的壓力為點(diǎn)時(shí)對(duì)軌
13、道的壓力為mgmg。則小球由則小球由A A點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到B B點(diǎn)的過(guò)程中摩擦力對(duì)小球做的功點(diǎn)的過(guò)程中摩擦力對(duì)小球做的功為為( () )R29AmgR BmgR854CmgR DmgR43【解析【解析】選選A A。在。在A A處對(duì)小球由牛頓第二定律得處對(duì)小球由牛頓第二定律得mg=mg= 在在B B處對(duì)小球由牛頓第二定律得處對(duì)小球由牛頓第二定律得mg+Fmg+FN N= = , ,又又F FN N=mg,=mg,解得解得v vB B= ,= ,小球由小球由A A到到B B的過(guò)程由動(dòng)的過(guò)程由動(dòng)能定理得能定理得mg(2R-2mg(2R-2 )+W )+Wf f= = 解得解得W Wf f=-mgR=
14、-mgR, ,故故A A正確。正確。2AAvmvgRR,，2BvmR2gRR222BA11mvmv22，【加固訓(xùn)練【加固訓(xùn)練】( (多選多選) )甲、乙兩個(gè)質(zhì)量相同的物體甲、乙兩個(gè)質(zhì)量相同的物體, ,用大小相等的力用大小相等的力F F分別拉它們?cè)谒矫嫔蠌撵o止開(kāi)始運(yùn)動(dòng)相同的距離分別拉它們?cè)谒矫嫔蠌撵o止開(kāi)始運(yùn)動(dòng)相同的距離s s。如圖所示如圖所示, ,甲在光滑面上甲在光滑面上, ,乙在粗糙面上乙在粗糙面上, ,則下列關(guān)于力則下列關(guān)于力F F對(duì)甲、乙做的功和甲、乙兩物體獲得的動(dòng)能的說(shuō)法中對(duì)甲、乙做的功和甲、乙兩物體獲得的動(dòng)能的說(shuō)法中正確的是正確的是( () )A.A.力力F F對(duì)甲做功多對(duì)甲做功多
15、B.B.力力F F對(duì)甲、乙兩個(gè)物體做的功一樣多對(duì)甲、乙兩個(gè)物體做的功一樣多C.C.甲物體獲得的動(dòng)能比乙大甲物體獲得的動(dòng)能比乙大D.D.甲、乙兩個(gè)物體獲得的動(dòng)能相同甲、乙兩個(gè)物體獲得的動(dòng)能相同【解析【解析】選選B B、C C。由功的公式。由功的公式W=FscosW=Fscos可知可知, ,兩種情兩種情況下力況下力F F對(duì)甲、乙兩個(gè)物體做的功一樣多對(duì)甲、乙兩個(gè)物體做的功一樣多,A,A錯(cuò)誤、錯(cuò)誤、B B正正確確; ;根據(jù)動(dòng)能定理根據(jù)動(dòng)能定理, ,對(duì)甲有對(duì)甲有Fs=EFs=Ek1k1-0,-0,對(duì)乙有對(duì)乙有Fs-FFs-Ff fs s=E=Ek2k2- -0,0,可知可知E Ek1k1EEk2k2,
16、,即甲物體獲得的動(dòng)能比乙大即甲物體獲得的動(dòng)能比乙大,C,C正確正確,D,D錯(cuò)錯(cuò)誤。誤。考點(diǎn)考點(diǎn)2 2動(dòng)能定理的應(yīng)用動(dòng)能定理的應(yīng)用 【核心要素精講【核心要素精講】應(yīng)用動(dòng)能定理解題的步驟應(yīng)用動(dòng)能定理解題的步驟: :(1)(1)選取研究對(duì)象選取研究對(duì)象, ,明確它的運(yùn)動(dòng)過(guò)程。明確它的運(yùn)動(dòng)過(guò)程。(2)(2)分析研究對(duì)象的受力情況和各力的做功情況分析研究對(duì)象的受力情況和各力的做功情況: :(3)(3)明確物體在過(guò)程始末狀態(tài)的動(dòng)能明確物體在過(guò)程始末狀態(tài)的動(dòng)能E Ek1k1和和E Ek2k2。(4)(4)列出動(dòng)能定理的方程列出動(dòng)能定理的方程W W合合=E=Ek2k2-E-Ek1k1及其他必要的解題及其他必要
17、的解題方程進(jìn)行求解。方程進(jìn)行求解?！靖呖济}探究【高考命題探究】【典例【典例2 2】(2016(2016全國(guó)卷全國(guó)卷)如圖如圖, ,一輕彈簧原長(zhǎng)一輕彈簧原長(zhǎng)為為2R,2R,其一端固定在傾角為其一端固定在傾角為3737的固定的固定直軌道直軌道ACAC的底端的底端A A處處, ,另一端位于直軌另一端位于直軌道上道上B B處處, ,彈簧處于自然狀態(tài)彈簧處于自然狀態(tài), ,直軌道與一半徑為直軌道與一半徑為 R R的的光滑圓弧軌道相切于光滑圓弧軌道相切于C C點(diǎn)點(diǎn),AC=7R,A,AC=7R,A、B B、C C、D D均在同一均在同一56豎直平面內(nèi)。質(zhì)量為豎直平面內(nèi)。質(zhì)量為m m的小物塊的小物塊P P自自
18、C C點(diǎn)由靜止開(kāi)始下滑點(diǎn)由靜止開(kāi)始下滑, ,最低到達(dá)最低到達(dá)E E點(diǎn)點(diǎn)( (未畫(huà)出未畫(huà)出) )。隨后。隨后P P沿軌道被彈回沿軌道被彈回, ,最高到達(dá)最高到達(dá)F F點(diǎn)點(diǎn),AF=4R,AF=4R。已知。已知P P與直軌道間的動(dòng)摩擦因數(shù)與直軌道間的動(dòng)摩擦因數(shù)= ,= ,重重力加速度大小為力加速度大小為g g。( (取取sin37sin37= ,cos37= ,cos37= )= )世紀(jì)金榜導(dǎo)學(xué)號(hào)世紀(jì)金榜導(dǎo)學(xué)號(hào)4272210542722105(1)(1)求求P P第一次運(yùn)動(dòng)到第一次運(yùn)動(dòng)到B B點(diǎn)時(shí)速度的大小。點(diǎn)時(shí)速度的大小。(2)(2)求求P P運(yùn)動(dòng)到運(yùn)動(dòng)到E E點(diǎn)時(shí)彈簧的彈性勢(shì)能。點(diǎn)時(shí)彈簧的彈性勢(shì)
19、能。143545(3)(3)改變物塊改變物塊P P的質(zhì)量的質(zhì)量, ,將將P P推至推至E E點(diǎn)點(diǎn), ,從靜止開(kāi)始釋放。從靜止開(kāi)始釋放。已知已知P P自圓弧軌道的最高點(diǎn)自圓弧軌道的最高點(diǎn)D D處水平飛出后處水平飛出后, ,恰好通過(guò)恰好通過(guò)G G點(diǎn)。點(diǎn)。G G點(diǎn)在點(diǎn)在C C點(diǎn)左下方點(diǎn)左下方, ,與與C C點(diǎn)水平相距點(diǎn)水平相距 R R、豎直相距、豎直相距R,R,求求P P運(yùn)動(dòng)到運(yùn)動(dòng)到D D點(diǎn)時(shí)速度的大小和改變后點(diǎn)時(shí)速度的大小和改變后P P的質(zhì)量。的質(zhì)量。72【解析【解析】(1)(1)根據(jù)題意知根據(jù)題意知,B,B、C C之間的距離之間的距離l=7R-2R=7R-2R設(shè)設(shè)P P到達(dá)到達(dá)B B點(diǎn)時(shí)的速度為
20、點(diǎn)時(shí)的速度為v vB B, ,由動(dòng)能定理得由動(dòng)能定理得mgmglsin-mgsin-mglcoscos= = 式中式中=37=37, ,聯(lián)立聯(lián)立式并由題給條件得式并由題給條件得v vB B=2 =2 2B1mv2gR(2)(2)設(shè)設(shè)BE=xBE=x。P P到達(dá)到達(dá)E E點(diǎn)時(shí)速度為零點(diǎn)時(shí)速度為零, ,設(shè)此時(shí)彈簧的彈性設(shè)此時(shí)彈簧的彈性勢(shì)能為勢(shì)能為E Ep p。P P由由B B點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到E E點(diǎn)的過(guò)程中點(diǎn)的過(guò)程中, ,由動(dòng)能定理有由動(dòng)能定理有mgxsin-mgxcos-Emgxsin-mgxcos-Ep p=0- =0- E E、F F之間的距離之間的距離l1 1=4R-2R+x=4R-2R+
21、xP P到達(dá)到達(dá)E E點(diǎn)后反彈點(diǎn)后反彈, ,從從E E點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到F F點(diǎn)的過(guò)程中點(diǎn)的過(guò)程中, ,由動(dòng)能定由動(dòng)能定理有理有2B1mv2E Ep p-mg-mgl1 1sin-mgsin-mgl1 1cos=0cos=0聯(lián)立聯(lián)立式并由題給條件得式并由題給條件得x=Rx=RE Ep p=2.4mgR=2.4mgR(3)(3)由幾何知識(shí)得過(guò)由幾何知識(shí)得過(guò)C C點(diǎn)的圓軌道半徑與豎直方向夾角點(diǎn)的圓軌道半徑與豎直方向夾角為為。設(shè)改變后設(shè)改變后P P的質(zhì)量為的質(zhì)量為m m1 1。D D點(diǎn)與點(diǎn)與G G點(diǎn)的水平距離點(diǎn)的水平距離x x1 1和豎直和豎直距離距離y y1 1分別為分別為設(shè)設(shè)P P在在D D點(diǎn)的速
22、度為點(diǎn)的速度為v vD D, ,由由D D點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到G G點(diǎn)的時(shí)間為點(diǎn)的時(shí)間為t t。由。由平拋運(yùn)動(dòng)公式有平拋運(yùn)動(dòng)公式有y y1 1= gt= gt2 2x x1 1=v=vD Dt t聯(lián)立聯(lián)立式得式得1175xRRsin2655yRRRcos6612 設(shè)設(shè)P P在在C C點(diǎn)速度的大小為點(diǎn)速度的大小為v vC C。在。在P P由由C C運(yùn)動(dòng)到運(yùn)動(dòng)到D D的過(guò)程中機(jī)的過(guò)程中機(jī)械能守恒械能守恒, ,有有 P P由由E E點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到C C點(diǎn)的過(guò)程中點(diǎn)的過(guò)程中, ,同理同理, ,由動(dòng)能定理有由動(dòng)能定理有E Ep p-m-m1 1g(x+5R)sin-mg(x+5R)sin-m1 1g(x+
23、5R)cos= g(x+5R)cos= 聯(lián)立聯(lián)立式得式得D3v5gR5221C1D11155m vm vm g( RRcos )226621C1m v2m m1 1= = 答案答案: :(1)2 (1)2 (2)2.4mgR(2)2.4mgR(3) (3) m3gR3m5gR 53【強(qiáng)化訓(xùn)練【強(qiáng)化訓(xùn)練】(2016(2016天津高考天津高考) )我國(guó)將于我國(guó)將于20222022年舉辦年舉辦冬奧會(huì)冬奧會(huì), ,跳臺(tái)滑雪是其中最具觀賞性的跳臺(tái)滑雪是其中最具觀賞性的項(xiàng)目之一。如圖所示項(xiàng)目之一。如圖所示, ,質(zhì)量質(zhì)量m=60kgm=60kg的運(yùn)動(dòng)員從長(zhǎng)直助滑的運(yùn)動(dòng)員從長(zhǎng)直助滑道道ABAB的的A A處由靜止
24、開(kāi)始以加速度處由靜止開(kāi)始以加速度a=3.6m/sa=3.6m/s2 2勻加速滑下勻加速滑下, ,到達(dá)助滑道末端到達(dá)助滑道末端B B時(shí)速度時(shí)速度v vB B=24m/s,A=24m/s,A與與B B的豎直高度差的豎直高度差H=48mH=48m。為了改變運(yùn)動(dòng)員的運(yùn)動(dòng)方向。為了改變運(yùn)動(dòng)員的運(yùn)動(dòng)方向, ,在助滑道與起跳在助滑道與起跳臺(tái)之間用一段彎曲滑道銜接臺(tái)之間用一段彎曲滑道銜接, ,其中最低點(diǎn)其中最低點(diǎn)C C處附近是一處附近是一段以段以O(shè) O為圓心的圓弧。助滑道末端為圓心的圓弧。助滑道末端B B與滑道最低點(diǎn)與滑道最低點(diǎn)C C的高的高度差度差h=5m,h=5m,運(yùn)動(dòng)員在運(yùn)動(dòng)員在B B、C C間運(yùn)動(dòng)時(shí)阻
25、力做功間運(yùn)動(dòng)時(shí)阻力做功W=-1530J,gW=-1530J,g取取10m/s10m/s2 2。世紀(jì)金榜導(dǎo)學(xué)號(hào)世紀(jì)金榜導(dǎo)學(xué)號(hào)4272210642722106(1)(1)求運(yùn)動(dòng)員在求運(yùn)動(dòng)員在ABAB段下滑時(shí)受到阻力段下滑時(shí)受到阻力F Ff f的大小。的大小。(2)(2)若運(yùn)動(dòng)員能夠承受的最大壓力為其所受重力的若運(yùn)動(dòng)員能夠承受的最大壓力為其所受重力的6 6倍倍, ,則則C C點(diǎn)所在圓弧的半徑點(diǎn)所在圓弧的半徑R R至少應(yīng)為多大。至少應(yīng)為多大?！窘馕觥窘馕觥?1)(1)運(yùn)動(dòng)員在運(yùn)動(dòng)員在ABAB上做初速度為零的勻加速直線上做初速度為零的勻加速直線運(yùn)動(dòng)運(yùn)動(dòng), ,設(shè)設(shè)ABAB的長(zhǎng)度為的長(zhǎng)度為x,x,則有則有
26、=2ax=2ax由牛頓第二定律知由牛頓第二定律知mg -Fmg -Ff f=ma=ma聯(lián)立聯(lián)立式式, ,代入數(shù)據(jù)解得代入數(shù)據(jù)解得F Ff f=144N=144N(2)(2)設(shè)運(yùn)動(dòng)員到達(dá)設(shè)運(yùn)動(dòng)員到達(dá)C C點(diǎn)時(shí)的速度為點(diǎn)時(shí)的速度為v vC C, ,在由在由B B到到C C的過(guò)程中的過(guò)程中mgh+Wmgh+W= = 2BvHx22CB11mvmv22設(shè)運(yùn)動(dòng)員在設(shè)運(yùn)動(dòng)員在C C點(diǎn)所受的支持力為點(diǎn)所受的支持力為F FN N, ,由牛頓第二定律知由牛頓第二定律知F FN N-mg= -mg= 由運(yùn)動(dòng)員能夠承受的最大壓力為其所受重力的由運(yùn)動(dòng)員能夠承受的最大壓力為其所受重力的6 6倍倍, ,聯(lián)聯(lián)立立式式, ,
27、代入數(shù)據(jù)解得代入數(shù)據(jù)解得R=12.5mR=12.5m答案答案: :(1)144N(1)144N(2)12.5 m(2)12.5 m2CmvR【加固訓(xùn)練【加固訓(xùn)練】1.(1.(多選多選)(2016)(2016全國(guó)卷全國(guó)卷)如圖如圖, ,一固定容器的內(nèi)壁是一固定容器的內(nèi)壁是半徑為半徑為R R的半球面的半球面; ;在半球面水平直徑的一端有一質(zhì)量在半球面水平直徑的一端有一質(zhì)量為為m m的質(zhì)點(diǎn)的質(zhì)點(diǎn)P P。它在容器內(nèi)壁由靜止下滑到最低點(diǎn)的過(guò)。它在容器內(nèi)壁由靜止下滑到最低點(diǎn)的過(guò)程中程中, ,克服摩擦力做的功為克服摩擦力做的功為W W。重力加速度大小為。重力加速度大小為g g。設(shè)。設(shè)質(zhì)點(diǎn)質(zhì)點(diǎn)P P在最低點(diǎn)時(shí)
28、在最低點(diǎn)時(shí), ,向心加速度的大小為向心加速度的大小為a,a,容器對(duì)它的容器對(duì)它的支持力大小為支持力大小為N,N,則則( () )2 mgRWA.amR2mgRWB.amR3mgR2WC.NR2 mgRWD.NR【解析【解析】選選A A、C C。由。由P P點(diǎn)到最低點(diǎn)點(diǎn)到最低點(diǎn), ,由動(dòng)能定理得由動(dòng)能定理得mgRmgR- -W= mvW= mv2 2, ,再由再由a= Aa= A正確正確,B,B錯(cuò)誤錯(cuò)誤; ;在在最低點(diǎn)支持力與重力的合力充當(dāng)向心力最低點(diǎn)支持力與重力的合力充當(dāng)向心力, ,根據(jù)牛頓第二根據(jù)牛頓第二定律得定律得N-mg=m ,N-mg=m ,可得可得N= ,CN= ,C正確正確,D,D
29、錯(cuò)誤。錯(cuò)誤。1222 mgRWvaRmR得，2vR3mgR2WR2.(20152.(2015山東高考山東高考) )如圖甲所示如圖甲所示, ,物塊與質(zhì)量為物塊與質(zhì)量為m m的小的小球通過(guò)不可伸長(zhǎng)的輕質(zhì)細(xì)繩跨過(guò)兩等高定滑輪連接。球通過(guò)不可伸長(zhǎng)的輕質(zhì)細(xì)繩跨過(guò)兩等高定滑輪連接。物塊置于左側(cè)滑輪正下方的表面水平的壓力傳感裝置物塊置于左側(cè)滑輪正下方的表面水平的壓力傳感裝置上上, ,小球與右側(cè)滑輪的距離為小球與右側(cè)滑輪的距離為l。開(kāi)始時(shí)物塊和小球均。開(kāi)始時(shí)物塊和小球均靜止靜止, ,將此時(shí)傳感裝置的示數(shù)記為初始值?，F(xiàn)給小球施將此時(shí)傳感裝置的示數(shù)記為初始值。現(xiàn)給小球施加一始終垂直于加一始終垂直于l段細(xì)繩的力段細(xì)
30、繩的力, ,將小球緩慢拉起至細(xì)繩將小球緩慢拉起至細(xì)繩與豎直方向成與豎直方向成6060角角, ,如圖乙所示如圖乙所示, ,此時(shí)傳感裝置的示此時(shí)傳感裝置的示數(shù)為初始值的數(shù)為初始值的1.251.25倍倍; ;再將小球由靜止釋放再將小球由靜止釋放, ,當(dāng)運(yùn)動(dòng)至當(dāng)運(yùn)動(dòng)至最低位置時(shí)最低位置時(shí), ,傳感裝置的示數(shù)為初始值的傳感裝置的示數(shù)為初始值的0.60.6倍。不計(jì)倍。不計(jì)滑輪的大小和摩擦滑輪的大小和摩擦, ,重力加速度的大小為重力加速度的大小為g g。求。求: :(1)(1)物塊的質(zhì)量。物塊的質(zhì)量。(2)(2)從釋放到運(yùn)動(dòng)至最低位置的過(guò)程中從釋放到運(yùn)動(dòng)至最低位置的過(guò)程中, ,小球克服空氣小球克服空氣阻力所
31、做的功。阻力所做的功?！窘馕觥窘馕觥?1)(1)設(shè)開(kāi)始時(shí)細(xì)繩的拉力大小為設(shè)開(kāi)始時(shí)細(xì)繩的拉力大小為T(mén) T1 1, ,傳感裝置傳感裝置的初始值為的初始值為F F1 1, ,物塊質(zhì)量為物塊質(zhì)量為M,M,由平衡條件得由平衡條件得對(duì)小球?qū)π∏?T,T1 1=mg=mg對(duì)物塊對(duì)物塊,F,F1 1+T+T1 1=Mg=Mg當(dāng)細(xì)繩與豎直方向的夾角為當(dāng)細(xì)繩與豎直方向的夾角為6060時(shí)時(shí), ,設(shè)細(xì)繩的拉力大小設(shè)細(xì)繩的拉力大小為為T(mén) T2 2, ,傳感裝置的示數(shù)為傳感裝置的示數(shù)為F F2 2, ,據(jù)題意可知據(jù)題意可知,F,F2 2=1.25F=1.25F1 1, ,由由平衡條件可得平衡條件可得對(duì)小球?qū)π∏?T,T2
32、 2=mgcos60=mgcos60對(duì)物塊對(duì)物塊,F,F2 2+T+T2 2=Mg=Mg聯(lián)立聯(lián)立式式, ,代入數(shù)據(jù)得代入數(shù)據(jù)得M=3mM=3m(2)(2)設(shè)小球運(yùn)動(dòng)到最低位置時(shí)速度的大小為設(shè)小球運(yùn)動(dòng)到最低位置時(shí)速度的大小為v,v,從釋放到從釋放到運(yùn)動(dòng)至最低位置的過(guò)程中運(yùn)動(dòng)至最低位置的過(guò)程中, ,小球克服阻力所做的功為小球克服阻力所做的功為W Wf f, ,由動(dòng)能定理得由動(dòng)能定理得mgmgl(1-cos60(1-cos60)-W)-Wf f= mv= mv2 2-0-0在最低位置在最低位置, ,設(shè)細(xì)繩的拉力大小為設(shè)細(xì)繩的拉力大小為T(mén) T3 3, ,傳感裝置的示數(shù)傳感裝置的示數(shù)為為F F3 3,
33、,據(jù)題意可知據(jù)題意可知,F,F3 3=0.6F=0.6F1 1, ,對(duì)小球?qū)π∏? ,由牛頓第二定律得由牛頓第二定律得T T3 3-mg=m -mg=m 122vl對(duì)物塊對(duì)物塊, ,由平衡條件得由平衡條件得F F3 3+T+T3 3=Mg=Mg聯(lián)立聯(lián)立式式, ,代入數(shù)據(jù)得代入數(shù)據(jù)得W Wf f=0.1mg=0.1mgl答案答案: :(1)3m(1)3m(2)0.1mg(2)0.1mgl考點(diǎn)考點(diǎn)3 3動(dòng)能定理與圖象結(jié)合問(wèn)題動(dòng)能定理與圖象結(jié)合問(wèn)題 【核心要素精講【核心要素精講】1.1.四類(lèi)圖象所圍四類(lèi)圖象所圍“面積面積”的含義的含義: :(1)v-t(1)v-t圖圖: :由公式由公式x=vtx=v
34、t可知可知,v-t,v-t圖線與坐標(biāo)軸圍成的面圖線與坐標(biāo)軸圍成的面積表示物體的位移。積表示物體的位移。(2)a-t(2)a-t圖圖: :由公式由公式vv=at=at可知可知,a-t,a-t圖線與坐標(biāo)軸圍成的圖線與坐標(biāo)軸圍成的面積表示物體速度的變化量。面積表示物體速度的變化量。(3)F-s(3)F-s圖圖: :由公式由公式W=FsW=Fs可知可知,F-s,F-s圖線與坐標(biāo)軸圍成的面圖線與坐標(biāo)軸圍成的面積表示力所做的功。積表示力所做的功。(4)P-t(4)P-t圖圖: :由公式由公式W=PtW=Pt可知可知,P-t,P-t圖線與坐標(biāo)軸圍成的面圖線與坐標(biāo)軸圍成的面積表示力所做的功。積表示力所做的功。
35、2.2.解決物理圖象問(wèn)題的基本步驟解決物理圖象問(wèn)題的基本步驟: :(1)(1)觀察題目給出的圖象觀察題目給出的圖象, ,弄清縱坐標(biāo)、橫坐標(biāo)所對(duì)應(yīng)弄清縱坐標(biāo)、橫坐標(biāo)所對(duì)應(yīng)的物理量及圖線所表示的物理意義。的物理量及圖線所表示的物理意義。(2)(2)根據(jù)物理規(guī)律推導(dǎo)出縱坐標(biāo)與橫坐標(biāo)所對(duì)應(yīng)的物理根據(jù)物理規(guī)律推導(dǎo)出縱坐標(biāo)與橫坐標(biāo)所對(duì)應(yīng)的物理量間的函數(shù)關(guān)系式。量間的函數(shù)關(guān)系式。(3)(3)將推導(dǎo)出的物理規(guī)律與數(shù)學(xué)上與之相對(duì)應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)函將推導(dǎo)出的物理規(guī)律與數(shù)學(xué)上與之相對(duì)應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)函數(shù)關(guān)系式相對(duì)比數(shù)關(guān)系式相對(duì)比, ,找出圖線的斜率、截距、圖線的交點(diǎn)找出圖線的斜率、截距、圖線的交點(diǎn), ,圖線下的面積所對(duì)應(yīng)的物理意義
36、圖線下的面積所對(duì)應(yīng)的物理意義, ,分析解答問(wèn)題?；蛘叻治鼋獯饐?wèn)題?；蛘呃煤瘮?shù)圖線上的特定點(diǎn)的坐標(biāo)值代入函數(shù)關(guān)系式求利用函數(shù)圖線上的特定點(diǎn)的坐標(biāo)值代入函數(shù)關(guān)系式求物理量。物理量。【高考命題探究【高考命題探究】【典例【典例3 3】(2017(2017宿州模擬宿州模擬) )宇航員在某星球表面做了宇航員在某星球表面做了如下實(shí)驗(yàn)如下實(shí)驗(yàn), ,實(shí)驗(yàn)裝置如圖甲所示實(shí)驗(yàn)裝置如圖甲所示, ,豎直平面內(nèi)的光滑軌豎直平面內(nèi)的光滑軌道由斜軌道道由斜軌道ABAB和圓弧軌道和圓弧軌道BCBC組成。將質(zhì)量組成。將質(zhì)量m=0.2kgm=0.2kg的小的小球球, ,從軌道從軌道ABAB上高上高H H處的某點(diǎn)由靜止釋放處的某點(diǎn)
37、由靜止釋放, ,用力傳感器測(cè)用力傳感器測(cè)出小球經(jīng)過(guò)出小球經(jīng)過(guò)C C點(diǎn)時(shí)對(duì)軌道的壓力大小為點(diǎn)時(shí)對(duì)軌道的壓力大小為F,F,改變改變H H的大小的大小, ,可測(cè)出可測(cè)出F F隨隨H H的變化關(guān)系如圖乙所示的變化關(guān)系如圖乙所示, ,求求: :世紀(jì)金榜導(dǎo)學(xué)號(hào)世紀(jì)金榜導(dǎo)學(xué)號(hào)4272210742722107(1)(1)圓軌道的半徑。圓軌道的半徑。(2)(2)星球表面的重力加速度。星球表面的重力加速度。(3)(3)作出小球經(jīng)過(guò)作出小球經(jīng)過(guò)C C點(diǎn)時(shí)動(dòng)能隨點(diǎn)時(shí)動(dòng)能隨H H的變化關(guān)系的變化關(guān)系E Ek k-H-H圖象。圖象。【解析【解析】(1)(1)小球過(guò)小球過(guò)C C點(diǎn)時(shí)點(diǎn)時(shí), ,由牛頓第二定律得由牛頓第二定律得
38、: :F+mgF+mg= = 小球由靜止下滑至小球由靜止下滑至C C點(diǎn)的過(guò)程點(diǎn)的過(guò)程, ,由動(dòng)能定理得由動(dòng)能定理得: :mg(H-2r)= mg(H-2r)= 2Cvmr2C1mv2解得解得:F= -5mg:F= -5mg由圖可知由圖可知: :當(dāng)當(dāng)H H1 1=0.5m=0.5m時(shí)時(shí),F,F1 1=0N=0N解得解得:r=0.2m:r=0.2m(2)(2)當(dāng)當(dāng)H H2 2=1.0m=1.0m時(shí)時(shí),F,F2 2=5N=5N解得解得:g=5m/s:g=5m/s2 2(3)(3)小球由靜止下滑至小球由靜止下滑至C C點(diǎn)的過(guò)程點(diǎn)的過(guò)程, ,由動(dòng)能定理得由動(dòng)能定理得: :mg(H-2r)=Emg(H-2
39、r)=Ek k-0-0解得解得:E:Ek k=H-0.4=H-0.42mgHr則則E Ek k-H-H圖象如圖所示圖象如圖所示: :答案答案: :(1)0.2m(1)0.2m(2)5m/s(2)5m/s2 2(3)(3)見(jiàn)解析見(jiàn)解析【遷移訓(xùn)練【遷移訓(xùn)練】遷移遷移1:1:動(dòng)能定理與動(dòng)能定理與F-xF-x圖象結(jié)合問(wèn)題圖象結(jié)合問(wèn)題如圖甲所示如圖甲所示, ,在水平地面上放置一個(gè)質(zhì)量為在水平地面上放置一個(gè)質(zhì)量為m=4kgm=4kg的物的物體體, ,讓其在隨位移均勻減小的水平推力作用下運(yùn)動(dòng)讓其在隨位移均勻減小的水平推力作用下運(yùn)動(dòng), ,推推力隨位移力隨位移x x變化的圖象如圖乙所示。已知物體與地面間變化的圖
40、象如圖乙所示。已知物體與地面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為的動(dòng)摩擦因數(shù)為=0.5,g=0.5,g取取10m/s10m/s2 2。下列說(shuō)法正確的。下列說(shuō)法正確的是是( () )A.A.物體先做加速運(yùn)動(dòng)物體先做加速運(yùn)動(dòng), ,推力撤去時(shí)開(kāi)始做減速運(yùn)動(dòng)推力撤去時(shí)開(kāi)始做減速運(yùn)動(dòng)B.B.物體在水平面上運(yùn)動(dòng)的最大位移是物體在水平面上運(yùn)動(dòng)的最大位移是12m12mC.C.物體在運(yùn)動(dòng)中的加速度先變小后不變物體在運(yùn)動(dòng)中的加速度先變小后不變D.D.物體運(yùn)動(dòng)的最大速度為物體運(yùn)動(dòng)的最大速度為8m/s8m/s【解析【解析】選選D D。物體先加速。物體先加速, ,當(dāng)推力小于摩擦力時(shí)開(kāi)始當(dāng)推力小于摩擦力時(shí)開(kāi)始減速減速, ,當(dāng)推力為零時(shí)當(dāng)推力
41、為零時(shí), ,繼續(xù)減速至速度為零繼續(xù)減速至速度為零, ,故選項(xiàng)故選項(xiàng)A A錯(cuò)錯(cuò)誤誤; ;對(duì)全過(guò)程由動(dòng)能定理得對(duì)全過(guò)程由動(dòng)能定理得Fx-mgsFx-mgs=0,=0,圖象面積即圖象面積即FxFx, ,可得可得s=10m,s=10m,故選項(xiàng)故選項(xiàng)B B錯(cuò)誤錯(cuò)誤; ;加速度先減小至零加速度先減小至零, ,后反向增后反向增大大, ,推力為零時(shí)推力為零時(shí), ,加速度保持不變加速度保持不變, ,故選項(xiàng)故選項(xiàng)C C錯(cuò)誤錯(cuò)誤; ;當(dāng)當(dāng)F=F=mgmg=20N=20N時(shí)時(shí), ,由圖象可得由圖象可得x=3.2m,x=3.2m,對(duì)開(kāi)始運(yùn)動(dòng)到合力為對(duì)開(kāi)始運(yùn)動(dòng)到合力為零過(guò)程由動(dòng)能定理得零過(guò)程由動(dòng)能定理得Fx-mgsFx-
42、mgs= ,= ,解得解得v vmaxmax=8m/s,=8m/s,故選項(xiàng)故選項(xiàng)D D正確。正確。2max1mv2遷移遷移2:2:動(dòng)能定理與動(dòng)能定理與a-ta-t圖象結(jié)合問(wèn)題圖象結(jié)合問(wèn)題用傳感器研究質(zhì)量為用傳感器研究質(zhì)量為2kg2kg的物體由靜的物體由靜止開(kāi)始做直線運(yùn)動(dòng)的規(guī)律時(shí)止開(kāi)始做直線運(yùn)動(dòng)的規(guī)律時(shí), ,在計(jì)算在計(jì)算機(jī)上得到機(jī)上得到0 06s6s內(nèi)物體的加速度隨時(shí)內(nèi)物體的加速度隨時(shí)間變化的關(guān)系如圖所示。下列說(shuō)法正確的是間變化的關(guān)系如圖所示。下列說(shuō)法正確的是( () )A.0A.06s6s內(nèi)物體先向正方向運(yùn)動(dòng)內(nèi)物體先向正方向運(yùn)動(dòng), ,后向負(fù)方向運(yùn)動(dòng)后向負(fù)方向運(yùn)動(dòng)B.0B.06s6s內(nèi)物體在內(nèi)物
43、體在4s4s時(shí)的速度最大時(shí)的速度最大C.C.物體在物體在2 24s4s內(nèi)速度不變內(nèi)速度不變D.0D.04s4s內(nèi)合力對(duì)物體做的功等于內(nèi)合力對(duì)物體做的功等于0 06s6s內(nèi)合力做的功內(nèi)合力做的功【解析【解析】選選D D。由。由a-ta-t圖象可知圖象可知: :圖線與時(shí)間軸圍成的圖線與時(shí)間軸圍成的“面積面積”代表物體在相應(yīng)時(shí)間內(nèi)速度的變化量代表物體在相應(yīng)時(shí)間內(nèi)速度的變化量, ,在時(shí)間在時(shí)間軸上方為正軸上方為正, ,在時(shí)間軸下方為負(fù)。物體在時(shí)間軸下方為負(fù)。物體6s6s末的速度末的速度v v6 6= = (2+5)(2+5)2m/s- 2m/s- 1 12m/s=6m/s,2m/s=6m/s,則則0
44、06s6s內(nèi)物體內(nèi)物體一直向正方向運(yùn)動(dòng)一直向正方向運(yùn)動(dòng),A,A錯(cuò)錯(cuò); ;由圖象可知物體在由圖象可知物體在5s5s末速度最末速度最大大,v,vm m= = (2+5)(2+5)2m/s=7m/s,B2m/s=7m/s,B錯(cuò)錯(cuò); ;由圖象可知在由圖象可知在2 24s4s內(nèi)物體加速度不變內(nèi)物體加速度不變, ,物體做勻加速直線運(yùn)動(dòng)物體做勻加速直線運(yùn)動(dòng), ,速度變速度變121212大大,C,C錯(cuò)錯(cuò); ;在在0 04s4s內(nèi)合力對(duì)物體做的功由動(dòng)能定理可知內(nèi)合力對(duì)物體做的功由動(dòng)能定理可知: :W W合合4 4= -0,= -0,又又v v4 4= = (2+4)(2+4)2m/s=6m/s,2m/s=6m/
45、s,得得W W合合4 4=36J,=36J,0 06s6s內(nèi)合力對(duì)物體做的功由動(dòng)能定理可知內(nèi)合力對(duì)物體做的功由動(dòng)能定理可知:W:W合合6 6= = -0,-0,又又v v6 6=6m/s,=6m/s,得得W W合合6 6=36J,=36J,則則W W合合4 4=W=W合合6 6,D,D正確。正確。241mv212261mv2遷移遷移3:3:動(dòng)能定理與動(dòng)能定理與v-tv-t圖象結(jié)合問(wèn)題圖象結(jié)合問(wèn)題如圖甲所示如圖甲所示, ,用固定的電動(dòng)機(jī)水平拉著質(zhì)量用固定的電動(dòng)機(jī)水平拉著質(zhì)量m=4kgm=4kg的小的小物塊和質(zhì)量物塊和質(zhì)量M=2kgM=2kg的平板以相同的速度一起向右勻速運(yùn)的平板以相同的速度一起向
46、右勻速運(yùn)動(dòng)動(dòng), ,物塊位于平板左側(cè)物塊位于平板左側(cè), ,可視為質(zhì)點(diǎn)。在平板的右側(cè)一可視為質(zhì)點(diǎn)。在平板的右側(cè)一定距離處有臺(tái)階阻擋定距離處有臺(tái)階阻擋, ,平板撞上后會(huì)立刻停止運(yùn)動(dòng)。電平板撞上后會(huì)立刻停止運(yùn)動(dòng)。電動(dòng)機(jī)功率保持動(dòng)機(jī)功率保持P=6WP=6W不變。從某時(shí)刻不變。從某時(shí)刻t=0t=0起起, ,測(cè)得物塊的測(cè)得物塊的速度隨時(shí)間的變化關(guān)系如圖乙所示速度隨時(shí)間的變化關(guān)系如圖乙所示,t=6s,t=6s后可視為勻速后可視為勻速運(yùn)動(dòng)運(yùn)動(dòng),t=10s,t=10s時(shí)物塊離開(kāi)木板。重力加速度時(shí)物塊離開(kāi)木板。重力加速度g g取取10m/s10m/s2 2, ,求求: :(1)(1)平板與地面間的動(dòng)摩擦因數(shù)。平板與
47、地面間的動(dòng)摩擦因數(shù)。(2)(2)平板長(zhǎng)度平板長(zhǎng)度L L?！窘馕觥窘馕觥?1)(1)前前2s2s內(nèi)內(nèi), ,整體勻速運(yùn)動(dòng)整體勻速運(yùn)動(dòng), ,則則:F:F1 1-F-Ff1f1=0=0P=FP=F1 1v v1 1,F,Ff1f1=(M+m)g=(M+m)g解得解得:=0.2:=0.2(2)6(2)610s10s內(nèi)小物塊勻速運(yùn)動(dòng)內(nèi)小物塊勻速運(yùn)動(dòng), ,則則:F:F2 2-F-Ff2f2=0=0P=FP=F2 2v v2 22 210s10s的過(guò)程的過(guò)程, ,由動(dòng)能定理得由動(dòng)能定理得: : 解得解得:L=2.416m:L=2.416m答案答案: :(1)0.2(1)0.2(2)2.416m(2)2.416
48、m22f22111P tF Lmvmv22【加固訓(xùn)練【加固訓(xùn)練】打樁機(jī)是利用沖擊力將樁貫入地層的樁工機(jī)械。某同打樁機(jī)是利用沖擊力將樁貫入地層的樁工機(jī)械。某同學(xué)對(duì)打樁機(jī)的工作原理產(chǎn)生了興趣。他構(gòu)建了一個(gè)打?qū)W對(duì)打樁機(jī)的工作原理產(chǎn)生了興趣。他構(gòu)建了一個(gè)打樁機(jī)的簡(jiǎn)易模型樁機(jī)的簡(jiǎn)易模型, ,如圖甲所示。他設(shè)想如圖甲所示。他設(shè)想, ,用恒定大小的用恒定大小的拉力拉力F F拉動(dòng)繩端拉動(dòng)繩端B,B,使物體從使物體從A A點(diǎn)點(diǎn)( (與釘子接觸處與釘子接觸處) )由靜止由靜止開(kāi)始運(yùn)動(dòng)開(kāi)始運(yùn)動(dòng), ,上升一段高度后撤去上升一段高度后撤去F,F,物體運(yùn)動(dòng)到最高點(diǎn)后物體運(yùn)動(dòng)到最高點(diǎn)后自由下落并撞擊釘子自由下落并撞擊釘子,
49、 ,將釘子打入一定深度。按此模將釘子打入一定深度。按此模型分析型分析, ,若物體質(zhì)量若物體質(zhì)量m=1kg,m=1kg,上升了上升了1m1m高度時(shí)撤去拉力高度時(shí)撤去拉力, ,撤去拉力前物體的動(dòng)能撤去拉力前物體的動(dòng)能E Ek k與上升高度與上升高度h h的關(guān)系圖象如圖的關(guān)系圖象如圖乙所示。乙所示。(g(g取取10m/s10m/s2 2, ,不計(jì)空氣阻力不計(jì)空氣阻力) )(1)(1)求物體上升到求物體上升到0.4m0.4m高度處高度處F F的瞬時(shí)功率。的瞬時(shí)功率。(2)(2)若物體撞擊釘子后瞬間彈起若物體撞擊釘子后瞬間彈起, ,且使其不再落下且使其不再落下, ,釘子釘子獲得獲得20J20J的動(dòng)能向下
50、運(yùn)動(dòng)。釘子總長(zhǎng)為的動(dòng)能向下運(yùn)動(dòng)。釘子總長(zhǎng)為10cm10cm。撞擊前插。撞擊前插入部分可以忽略入部分可以忽略, ,不計(jì)釘子重力。已知釘子在插入過(guò)程不計(jì)釘子重力。已知釘子在插入過(guò)程中所受阻力中所受阻力F Ff f與深度與深度x x的關(guān)系圖象如的關(guān)系圖象如圖丙所示圖丙所示, ,求釘子能夠插入的最大深求釘子能夠插入的最大深度。度?！窘馕觥窘馕觥?1)(1)撤去撤去F F前前, ,根據(jù)動(dòng)能定理根據(jù)動(dòng)能定理, ,有有(F-mg)h(F-mg)h=E=Ek k-0-0由題圖乙得由題圖乙得, ,斜率為斜率為k=F-mg=20Nk=F-mg=20N得得F=30NF=30N又由題圖乙得又由題圖乙得,h=0.4m,h=0.4m時(shí)時(shí),E,Ek k=8J,=8J,則則v=4m/sv=4m/sP=Fv=120WP=Fv=120W(2)(2)碰撞后碰撞后, ,對(duì)釘子對(duì)釘子, ,有有 =0-E=0-Ek k已知已知E Ek k=20J, =20J, 又由題圖丙得又由題圖丙得k=10k=105 5N/m,N/m,解得解得:x=0.02m:x=0.02m答案答案: :(1)120W(1)120W(2)0.02m(2)0.02mfF xfk xF2
高三物理一輪復(fù)習(xí) 第五章 機(jī)械能及其守恒定律 第2講 動(dòng)能定理及其應(yīng)用課件
