高2020屆高2017級(jí)高三物理步步高二輪復(fù)習(xí)配套課件學(xué)案第一部分專題二第4講

1、5555以恒定功率啟動(dòng)以恒定加速度啟動(dòng)運(yùn)動(dòng)規(guī)律第一部分專題復(fù)司專題二能量與動(dòng)量相關(guān)知識(shí)鏈接1.功的計(jì)算(1)單個(gè)恒力的功W= Ficos a(2)合力為恒力的功先求合力，再求 W= F合icos a N= Wi +W2+2.功率的計(jì)算(1)P=7,適用于計(jì)算平均功率注意:力F與速度v方向不在同一直線上時(shí)功率為Fvcos 0.(3)機(jī)車(chē)啟動(dòng)問(wèn)題v-t圖象OA段:做加速度逐漸減小的變加速直線運(yùn)動(dòng)AB段:做速度為vm的勻速直線運(yùn)動(dòng)OA段:以加速度a做勻加速直線運(yùn)動(dòng)AB段:做加速度逐漸減小的變加速直線運(yùn)動(dòng)BC段:做速度為Vm的勻速直線運(yùn)動(dòng)第4講功和功率功能關(guān)系題型1功與功率的分析與計(jì)算(2)P= Fv

2、,若v為瞬時(shí)速度，P為瞬時(shí)功率，若v為平均速度，P為平均功率Pt圖象與理、機(jī)械能守恒定律和能量守恒定律，結(jié)合動(dòng)力學(xué)方法解決多運(yùn)動(dòng)過(guò)程問(wèn)題；4.掌握動(dòng)量定理和【專題定位】1.掌握功、功率相關(guān)的分析與計(jì)算方法；2.深刻理解功能關(guān)系3綜合應(yīng)用動(dòng)能定動(dòng)量守恒定律；5.綜合應(yīng)用動(dòng)量和能量觀點(diǎn)解決復(fù)雜問(wèn)題過(guò)程分析OA 段:vT ? F = J ? a = vF F 阻 ; mAB 段：F = F 阻？ a = 0? P 額=F阻vmOA 段:a=FF-小變？ F 不變？ vf ? P = mF vT，直到 P = P 額=F vi；AB 段:v T ? F J ? a=J ；vm_ P額BC段:F F阻？

3、 a0? v達(dá)到最大值，vmF阻規(guī)律方法提煉變力功的計(jì)算(1)若力大小恒定，且方向始終沿軌跡切線方向，可用力的大小跟路程的乘積計(jì)算(2)力的方向不變，大小隨位移線性變化可用W= "F lcos a計(jì)算 (3)已知F-l圖象,功的大小等于“面積”(4) 一般變力只能用動(dòng)能定理求解【例11 (2019嘉、麗3月聯(lián)考)如圖所示，籃球運(yùn)動(dòng)員平筐扣籃，起跳后頭頂與籃筐齊平.若圖中籃筐距地高度2.9 m,球員豎直起跳，則其平筐扣籃過(guò)程中克服重力所做的功及離地時(shí)重力瞬時(shí)功率約為()A.900 J, 2 000 WC.500 J,1 000 W答案 B解析籃球運(yùn)動(dòng)員的身高約為B.900 J,4 00

4、0 WD.2 000 J, 4 000 W1.8 m,則跳起的高度 h= 2.9 m 1.8 m= 1.1 m籃球運(yùn)動(dòng)員的體重約為mg = 800 N,則起跳過(guò)程中克服重力做的功W= mgh= 880 J= 900 J起跳時(shí)的速度為v，則根據(jù)位移速度關(guān)系可得：v2= 2gh,解得v= 2gh 4.7 m/s離地時(shí)重力瞬時(shí)功率約為P = - mgv=- 3 760 W=4 000 W,故B正確,A、C、D錯(cuò)誤.【拓展訓(xùn)練1】(2019 山東煙臺(tái)市第一學(xué)期期末 )把兩個(gè)相同的小球從離地面相同高度處，以相同大小的初速度 v分別沿豎直向上和水平向右方向拋出，不計(jì)空氣阻力.則下列說(shuō)法中正確的 是()A.

5、兩小球落地時(shí)速度相同B.兩小球落地時(shí)，重力的瞬時(shí)功率相同C.從小球拋出到落地，重力對(duì)兩小球做的功相等D.從小球拋出到落地，重力對(duì)兩小球做功的平均功率相等答案 C【拓展訓(xùn)練2 （2019浙南名校聯(lián)盟高三期末）袋鼠跳是一項(xiàng)很有趣的運(yùn)動(dòng).如圖所示，一位質(zhì)量m=60 kg的老師參加袋鼠跳游戲，全程10 m,假設(shè)該老師從起點(diǎn)到終點(diǎn)用了相同的10跳，每一次跳起后，重心上升最大高度為h=0.2 m.忽略空氣阻力，下列說(shuō)法正確的是（）lr;A.該老師起跳時(shí)，地面對(duì)該老師做正功B.該老師每跳躍一次克服重力做功的功率約為300 WC.該老師從起點(diǎn)到終點(diǎn)的時(shí)間可能是7 sD.該老師從起點(diǎn)到終點(diǎn)的時(shí)間可能是4 s答案

6、 C【例2】（多選）發(fā)動(dòng)機(jī)額定功率為 Po的汽車(chē)在水平路面上從靜止開(kāi)始先勻加速啟動(dòng)，最后達(dá)到最大速度并做勻速直線運(yùn)動(dòng) ，已知汽車(chē)所受路面阻力恒為Ff,汽車(chē)剛開(kāi)始啟動(dòng)時(shí)的牽引力和加速度分別為F0和a0,如圖所示描繪的是汽車(chē)在這一過(guò)程中速度隨時(shí)間以及加速度、牽引力和 功率隨速度變化的圖象，其中正確的是（）答案 AC解析 汽車(chē)由靜止開(kāi)始勻加速啟動(dòng)時(shí),a 一定，根據(jù)v=at知v增大，由F = ma+Ff知F一定，根P , 據(jù)P=Fv知v均勻增大，功率P也均勻增大 達(dá)到P額后,功率保持不變，v繼續(xù)增大，所以F=-減v, F-Ff -P 小,a= 減小，當(dāng)F = Ff時(shí),a = 0,Vm=此后汽車(chē)做勻速運(yùn)

7、動(dòng)，故A、C正確.mf f題型2 動(dòng)能定理的應(yīng)用相關(guān)知識(shí)鏈接1 .表達(dá)式:W 總=Ek2 Ek1 .2 .五點(diǎn)說(shuō)明(1)W總為物體在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中所受各力做功的代數(shù)和(2)動(dòng)能增量Ek2Eki 一定是物體在末、初兩狀態(tài)的動(dòng)能之差.(3)動(dòng)能定理既適用于直線運(yùn)動(dòng)，也適用于曲線運(yùn)動(dòng).(4)動(dòng)能定理既適用于恒力做功，也適用于變力做功.(5)力可以是各種性質(zhì)的力，既可以同時(shí)作用，也可以分階段作用.規(guī)律方法提煉1 .基本思路(1)確定研究對(duì)象和物理過(guò)程；(2)進(jìn)行運(yùn)動(dòng)分析和受力分析，確定初、末速度和各力做功情況，利用動(dòng)能定理全過(guò)程或者分過(guò) 程列式.2 .“兩點(diǎn)一過(guò)程”(1) “兩點(diǎn)”：指初、末狀態(tài)及對(duì)應(yīng)的動(dòng)

8、能Ek1、Ek2.(2) “一過(guò)程”：指從初狀態(tài)到末狀態(tài)的運(yùn)動(dòng)過(guò)程及合力做的功W合(3) 功能關(guān)系中的應(yīng)用(1)對(duì)于物體運(yùn)動(dòng)過(guò)程中不涉及加速度和時(shí)間，而涉及力和位移、速度的問(wèn)題時(shí)，一般選擇動(dòng)能定理，尤其是曲線運(yùn)動(dòng)、多過(guò)程的直線運(yùn)動(dòng)等.(2)動(dòng)能定理也是一種功能關(guān)系，即合外力做的功(總功)與動(dòng)能變化量一一對(duì)應(yīng).【例3 如圖所示為一滑梯的實(shí)物圖，滑梯的斜面段長(zhǎng)度 L=5.0 m,高度h=3.0 m,為保證小朋友 的安全，在水平地面上鋪設(shè)了安全地墊.水平段與斜面段平滑連接，小朋友在連接處速度大小不 變.某小朋友從滑梯頂端由靜止開(kāi)始滑下，經(jīng)斜面底端后水平滑行一段距離，停在水平地墊上.已知小朋友質(zhì)量為

9、m = 20 kg,小朋友在斜面上受到的平均阻力F。= 88 N,在水平段受到的平均阻力Ff2=100 N.不計(jì)空氣阻力，取重力加速度g=10 m/s2.求：(1)小朋友在斜面頂端滑下的過(guò)程中克服摩擦力做的功(2)小朋友滑到斜面底端時(shí)的速度v的大小； (3)為使小朋友不滑出水平地墊，地墊的長(zhǎng)度x至少多長(zhǎng).答案 (1)440 J (2)4 m/s (3)1.6 m:Wfi = FfiL=88X5 J=440 J解析(1)小朋友在斜面滑下的過(guò)程中克服摩擦力做的功為12(2)小朋友在斜面上運(yùn)動(dòng) ，由動(dòng)能te理得 mgh- Wf1 =-mv 代入數(shù)據(jù)解得：v = 4 m/s (3)小朋友在水平地墊上運(yùn)

10、動(dòng)的過(guò)程，由動(dòng)能定理得：1_ 2-Ff2x= 0 2mv 解得：x= 1.6 m.【拓展訓(xùn)練3】(多選)(2019寧夏銀川市質(zhì)檢)如圖所示為一滑草場(chǎng).某條滑道由上、下兩段高均為h,與水平面傾角分別為 45。和37。的滑道組成，滑草車(chē)與草地之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為祖質(zhì)量為的載人滑草車(chē)從坡頂由靜止開(kāi)始自由下滑，經(jīng)過(guò)上、下兩段滑道后，最后恰好靜止于滑道的底端(不計(jì)滑草車(chē)在兩段滑道交接處的能量損失，sin 37 = 0.6,cos 37 = 0.8).則() 6A.動(dòng)摩擦因數(shù)尸7B.載人滑草車(chē)最大速度為2ghC.載人滑草車(chē)克服摩擦力做功為mghD.載人滑草車(chē)在下段滑道上的加速度大小為35g答案 AB 解析對(duì)

11、整段過(guò)程，由動(dòng)能定理知。hmg 2hmgos 45 sin 45 科 mgos 37 解得尸7,載人滑草車(chē)克服摩擦力做功為mg 2h,故A正確,C錯(cuò)誤;滑草車(chē)在下段滑道時(shí)，對(duì)其受力分析如圖： 沿斜面方向：F合=mgsin 37 -IN 垂直斜面方向：Fn= mgcos 37 ° 聯(lián)立知F合=35mg,負(fù)號(hào)表示合力方向沿斜面向上 知滑草車(chē)在下段滑道做勻減速直線運(yùn)動(dòng) 加速度大小為a= F=:3g,故D錯(cuò)誤. m 35由以上分析知滑草車(chē)到達(dá)兩段滑道交接處時(shí)速度最大，由動(dòng)能定理知：h 12mgh一科 mgos 45 sin 45 mvm 解得Vm=寸金,故B正確.【拓展訓(xùn)練4 在賽車(chē)場(chǎng)上，為

12、了安全起見(jiàn)，車(chē)道外圍都固定上廢舊輪胎作為圍欄，當(dāng)車(chē)碰撞圍欄時(shí)起緩沖器作用.為了檢驗(yàn)廢舊輪胎的緩沖效果，在一次模擬實(shí)驗(yàn)中用輕彈簧來(lái)代替廢舊輪胎，實(shí)驗(yàn)情景如圖所示，水平放置的輕彈簧左側(cè)固定于墻上，處于自然狀態(tài)，開(kāi)始賽車(chē)在A處且處于靜止?fàn)顟B(tài)，距彈簧自由端的距離 Li = 1 m.當(dāng)賽車(chē)啟動(dòng)時(shí)，產(chǎn)生水平向左的恒為 F=24 N的牽引 力使賽車(chē)向左勻加速前進(jìn)，當(dāng)賽車(chē)接觸輕彈簧的瞬間立即關(guān)閉發(fā)動(dòng)機(jī)，賽車(chē)?yán)^續(xù)壓縮輕彈簧，最后被彈回到B處停下.已知賽車(chē)的質(zhì)量 m=2 kg,A、B之間的距離L?= 3 m,賽車(chē)被彈回的過(guò)程 中離開(kāi)彈簧時(shí)的速度大小v= 4 m/s,方向水平向右.取g=10 m/s2.求：上冽火.

13、防w威(1)賽車(chē)和地面間的動(dòng)摩擦因數(shù)；(2)彈簧被壓縮的最大距離.答案(1)0.2 (2)0.5 m解析(1)從賽車(chē)離開(kāi)彈簧到 B處停下，1 O 由動(dòng)能7E 理得一mgL1+L2) = 02mv 解得產(chǎn)0.2(2)設(shè)輕彈簧被壓縮的最大距離為L(zhǎng),從賽車(chē)加速到離開(kāi)彈簧，由動(dòng)能定理得FL1 - m(L 1 + 2L) = 2mv2 0解得 L=0.5 m.題型m功能關(guān)系的理解和應(yīng)用1 .功能關(guān)系的理解(1)做功的過(guò)程就是能量轉(zhuǎn)化的過(guò)程，不同形式的能量發(fā)生相互轉(zhuǎn)化可以通過(guò)做功來(lái)實(shí)現(xiàn).(2)功是能量轉(zhuǎn)化的量度.重力做功是重力勢(shì)能改變的量度，Wg = AEp.彈簧彈力做功是彈性勢(shì)能改變的量度 ，W彈=AE

14、p.電場(chǎng)力做功是電勢(shì)能改變的量度，W= AEp.合外力做功是動(dòng)能改變的量度.除重力或彈簧彈力外的其他力做功是物體機(jī)械能改變的量度一對(duì)滑動(dòng)摩擦力做功是系統(tǒng)內(nèi)能改變的量度2 .功能關(guān)系的應(yīng)用（1）分析物體運(yùn)動(dòng)過(guò)程中受哪些力，有哪些力做功，有哪些形式的能發(fā)生變化（2）根據(jù)自己習(xí)慣用動(dòng)能定理或能量守恒定律理解或計(jì)算【例4 （2017全國(guó)卷出16）如圖，一質(zhì)量為m,長(zhǎng)度為l的均勻柔軟細(xì)繩 PQ豎直懸掛.用外力將繩的下端Q緩慢地豎直向上拉起至M點(diǎn),M點(diǎn)與繩的上端 P相距;l.重力加速度大小為g.在此3過(guò)程中，外力做的功為（）Aymgl B.gmglC 1,jmgl31Dqmgl答案 A解析由題意可知，PM

15、段細(xì)繩的機(jī)械能不變,MQ段細(xì)繩的重心升高了1,則重力勢(shì)能增加 AEp= 2mgt=1mgl,由功能關(guān)系可知，在此過(guò)程中，外力做的功為 W= 1mgl ,故選項(xiàng)A正確,B、C、D 36 99錯(cuò)誤.【拓展訓(xùn)練 5 （2019超級(jí)全能生 2月聯(lián)考）“竹蜻蜓”是一種兒童玩具，雙手用力搓柄可使“竹蜻蜓”向上升，某次實(shí)驗(yàn)，“竹蜻蜓”離手后沿直線上升到最高點(diǎn)，在該過(guò)程中（）A.空氣對(duì)“竹蜻蜓”的作用力大于“竹蜻蜓”對(duì)空氣的作用力B. “竹蜻蜓”的動(dòng)能一直增加C. “竹蜻蜓”的重力勢(shì)能一直增加D. “竹蜻蜓”的機(jī)械能守恒答案 C解析 根據(jù)牛頓第三定律可知，空氣對(duì)“竹蜻蜓”的力一定等于“竹蜻蜓”對(duì)空氣的力,A錯(cuò)

16、誤；“竹蜻蜓”離手后沿直線上升到最高點(diǎn) ，從運(yùn)動(dòng)描述可知它是先加速后減速，所以動(dòng)能先增加后減少，高度升高，重力勢(shì)能一直增加,B錯(cuò)誤,C正確;空氣對(duì)“竹蜻蜓”做功，故“竹蜻蜓” 的機(jī)械能不守恒，D錯(cuò)誤.【拓展訓(xùn)練6】(2019福建龍巖市3月質(zhì)量檢查)如圖所示，固定的傾斜光滑桿上套有一個(gè)質(zhì)量為m的圓環(huán)，圓環(huán)與一根輕質(zhì)彈性橡皮繩相連，橡皮繩的另一端固定在地面上的A點(diǎn)，橡皮繩豎直且處于原長(zhǎng)h,讓圓環(huán)沿桿從靜止開(kāi)始下滑，滑到桿的底端時(shí)速度為零.則在圓環(huán)下滑過(guò)程中(整個(gè)過(guò)程中橡皮繩的形變始終處于彈性限度內(nèi)工下列說(shuō)法中正確的是()A.圓環(huán)的機(jī)械能守恒B.圓環(huán)的機(jī)械能先增大后減小C.圓環(huán)滑到桿的底端時(shí)機(jī)械能減

17、少了mghD.橡皮繩再次恰好伸直時(shí)圓環(huán)動(dòng)能最大答案 C解析 圓環(huán)沿光滑桿滑下，滑到桿的底端的過(guò)程中有兩個(gè)力對(duì)圓環(huán)做功，即環(huán)的重力和橡皮繩的拉力，所以圓環(huán)的機(jī)械能不守恒，如果把圓環(huán)和橡皮繩組成白系統(tǒng)作為研究對(duì)象，則系統(tǒng)的機(jī)械能守恒，因?yàn)橄鹌だK的彈性勢(shì)能先不變?cè)僭龃?，所以圓環(huán)的機(jī)械能先不變后減小，故A、B錯(cuò)誤;圓環(huán)的機(jī)械能減少了mgh,故C正確;在圓環(huán)下滑過(guò)程中從開(kāi)始下滑到橡皮繩再次到達(dá)原長(zhǎng)時(shí),動(dòng)能一直增大，但不是最大，沿桿方向合力為零的時(shí)刻，圓環(huán)的速度最大，故D錯(cuò)誤.題型4動(dòng)力學(xué)與能量觀點(diǎn)的綜合應(yīng)用1 .做好兩個(gè)分析(1)綜合受力分析、運(yùn)動(dòng)過(guò)程分析，由牛頓運(yùn)動(dòng)定律做好動(dòng)力學(xué)分析.(2)分析各力做

18、功情況，做好能量的轉(zhuǎn)化與守恒的分析，由此把握運(yùn)動(dòng)各階段的運(yùn)動(dòng)性質(zhì)，各連接 點(diǎn)、臨界點(diǎn)的力學(xué)特征、運(yùn)動(dòng)特征和能量特征.2 .做好四個(gè)選擇(1)當(dāng)物體受到恒力作用發(fā)生運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的改變而且又涉及時(shí)間時(shí)，一般選擇用動(dòng)力學(xué)方法解題；(2)當(dāng)涉及功、能和位移時(shí)，一般選用動(dòng)能定理、機(jī)械能守恒定律、功能關(guān)系或能量守恒定律解題，題目中出現(xiàn)相對(duì)位移時(shí)，應(yīng)優(yōu)先選擇能量守恒定律；(3)當(dāng)涉及細(xì)節(jié)并要求分析力時(shí)，一般選擇牛頓運(yùn)動(dòng)定律，對(duì)某一時(shí)刻進(jìn)行分析時(shí)選擇牛頓第二定律求解；(4)復(fù)雜問(wèn)題的分析一般需選擇能量的觀點(diǎn)、運(yùn)動(dòng)與力的觀點(diǎn)綜合解題【例5 (2019浙南名校聯(lián)盟高三期末)兒童樂(lè)園里的彈珠游戲不僅具有娛樂(lè)性還可以鍛煉

19、兒童的眼手配合能力.某彈珠游戲可簡(jiǎn)化成如圖所示的豎直平面內(nèi)OABCD透明玻璃管道，管道的半徑較小.為研究方便建立平面直角坐標(biāo)系，0點(diǎn)為拋物口，下方接一滿足方程 y=9x2的光滑拋物線形狀管道 0A；AB、BC是半徑相同的光滑圓弧管道，CD是動(dòng)摩擦因數(shù) 尸0.8的粗糙直 管道;各部分管道在連接處均相切.A、B、C、D的橫坐標(biāo)分別為Xa=1.20 m、Xb=2.00 m、Xc = 2.65 m、Xd = 3.40 m.已知，彈珠質(zhì)量 m=100 g,直徑略小于管道內(nèi)徑.E為BC管道的最高點(diǎn), 在D處有一反彈膜能無(wú)能量損失的反彈彈珠，sin 37 = 0.6,sin 53 = 0.8,g取10 m/

20、s2,求：(1)若要使彈珠不與管道OA觸碰，在O點(diǎn)拋射速度V0應(yīng)該多大；(2)若要使彈珠第一次到達(dá)E點(diǎn)時(shí)對(duì)軌道壓力等于彈珠重力的3倍，在。點(diǎn)拋射速度V0應(yīng)該多大；(3)游戲設(shè)置3次通過(guò)E點(diǎn)獲得最高分，若要獲得最高分在 。點(diǎn)拋射速度Vo的范圍. 答案見(jiàn)解析解析(1)由丫 =59x2 得:A 點(diǎn)坐標(biāo)(1.20 m,0.80 m)1 ,由平拋運(yùn)動(dòng)規(guī)律：Xa= Vot,yA=2gt ,VAy= gt,VA=田V0 + 7A代入數(shù)據(jù)，求得t= 0.4 S,V0 =3 m/s,VAy=4 m/s,VA= 5 m/s；(2)由平拋運(yùn)動(dòng)速度關(guān)系，可得0= 53 °,求得AB、BC圓弧的半徑R=0.5

21、 m對(duì) E 點(diǎn):3mg + mg= mv|",求得：vE= 2m m/sR對(duì)彈子由。點(diǎn)到E點(diǎn)的過(guò)程由動(dòng)能定理得：1212mgyA mgR(1 cos 53 ) = 2mvE 2mvo 求得：70=2& m/s;(3)sina=2.652.000.400.5= 0.5,a= 30 ,CD與水平面的夾角也為a= 30°(可不求)設(shè)3次通過(guò)E點(diǎn)的速度最小值為 V1,有：mgyA-mgR(1-cos 53 )-2 mgCDeos 30 = 02mv12,求得:V1 =2 m/s設(shè)3次通過(guò)E點(diǎn)的速度最大值為 V2,有：12mgyA-mgR(1-cos 53 )-4mgCDco

22、s 30 = 02mv2，求得：V2 = 6 m/s考慮2次經(jīng)過(guò)E后不從0點(diǎn)離開(kāi)，有：2mgCDcos 30 = 0 2mv32,求得:V3= 2m m/s因 V2>V3,所以 2 ,3m/s<vo<2 ,6 m/s【拓展訓(xùn)練7 (2019寧波市3月模擬)如圖所示，豎直面內(nèi)用光滑鋼管彎成的“9”字形固定軌道與水平桌面的右端相接，“9"字全高H=0.8 m, “9”字上半部分四分之三圓弧半徑為R=0.2 m,鋼管的內(nèi)徑大小忽略不計(jì).桌面左端固定輕質(zhì)彈簧，開(kāi)始彈簧處于鎖定狀態(tài)，其右端處于 A位置,此時(shí)彈簧具有的彈性勢(shì)能為Ep=2.16 J,將質(zhì)量m = 0.1 kg的可

23、看作質(zhì)點(diǎn)的小球放在A位置與彈簧相接觸，解除彈簧鎖定后，小球從A被彈出后經(jīng)過(guò)B點(diǎn)進(jìn)入“ 9”字形軌道最后從 D 點(diǎn)水平拋出，AB間水平距離為L(zhǎng)=1.2 m,小球與桌面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為尸0.3,重力加速度g取10 m/s2,不計(jì)空氣阻力，假設(shè)水平地面足夠長(zhǎng)，試求：(1)彈簧解除鎖定后，小球到B點(diǎn)時(shí)的速度大?。?2)小球運(yùn)動(dòng)到軌道最高點(diǎn)C時(shí)對(duì)軌道的作用力；(3)若小球從“ 9”字形軌道D點(diǎn)水平拋出后，第一次與地面碰撞前速度方向與水平地面傾角0=45。,每一次與地面碰撞過(guò)程中小球水平速度分量保持不變，小球彈起來(lái)的豎直速度分量減小為碰撞前的一半，直到最后沿著水平地面滾動(dòng)，求小球開(kāi)始沿地面滾動(dòng)的位置與D點(diǎn)

24、的水平距離以及碰撞過(guò)程中小球損失的機(jī)械能.答案 (1)6 m/s (2)9 N,方向豎直向上(3)8.4 m 1.4 J解析(1)設(shè)小球到B點(diǎn)時(shí)的速度為Vo,彈簧解除鎖定后，由動(dòng)能定理得12Ep科 mg2mvovo= 6 m/s(2)對(duì)小千由B到C運(yùn)動(dòng),由動(dòng)能定理得：mgH= 2mvC2- 2mvo22 Vc 在 C 點(diǎn):FN + mg= m： R解得：Fn=9 N由牛頓第三定律得：小球?qū)壍赖淖饔昧Υ笮? N,方向豎直向上1212(3)小球由 B 至U D 運(yùn)動(dòng)：一mg(H 2R) = 2mvD 2mvo解得：vD= *8 m/s第1次到達(dá)地面時(shí):Vy= VDu ,vy= Vd = J28

25、 m/sy tan 45 y豎直方向有：2gh= Vy2,解得:h= 1.4 m.小球離開(kāi)D點(diǎn)直到最后在水平地面做直線運(yùn)動(dòng)，在豎直方向運(yùn)動(dòng)的總時(shí)間 t .= V+2X1xV+(1)2XV+ J3X 也+g 2 g2，g 2 g x= VDt 總=8.4 m代入一嚕s+2X10s2一 s=小球離開(kāi)D點(diǎn)直到最后在水平地面做直線運(yùn)動(dòng)，在水平方向運(yùn)動(dòng)的位移大小損失的機(jī)械能為：AE= mghAE= mgh = 1.4 J.專題強(qiáng)化練【基礎(chǔ)題組】1.（多選）（2019溫州市聯(lián)考）一蹦極運(yùn)動(dòng)員身系彈性蹦極繩從水面上方的高臺(tái)下落，到最低點(diǎn)時(shí)距水面還有數(shù)米距離.假定空氣阻力可忽略，運(yùn)動(dòng)員可視為質(zhì)點(diǎn)，下列說(shuō)法正確

26、的是（）A.運(yùn)動(dòng)員到達(dá)最低點(diǎn)前重力勢(shì)能始終減小B.蹦極繩張緊后的下落過(guò)程中，彈力做負(fù)功，彈性勢(shì)能增加C.蹦極過(guò)程中，運(yùn)動(dòng)員、地球和蹦極繩所組成的系統(tǒng)機(jī)械能守恒D.蹦極過(guò)程中，重力勢(shì)能的改變與重力勢(shì)能零點(diǎn)的選取有關(guān)答案 ABC解析 運(yùn)動(dòng)員到達(dá)最低點(diǎn)前重力始終做正功，重力勢(shì)能始終減小，故A正確；蹦極繩張緊后的下落過(guò)程中，彈力方向與位移方向始終相反，彈力做負(fù)功，彈性勢(shì)能增加，故B正 確；以運(yùn)動(dòng)員、地球和蹦極繩所組成的系統(tǒng)，只有重力和彈力做功，系統(tǒng)的機(jī)械能守恒，故C正確；重力勢(shì)能的改變與重力做功有關(guān)，取決于初末位置的高度差，與重力勢(shì)能零點(diǎn)的選取無(wú)關(guān)，故D 錯(cuò)誤.2.（2019諸暨市期末）人們用一塊彈性

27、毯子將小孩豎直拋起，再保持彈性毯子水平，接住小孩，這是阿拉斯加當(dāng)?shù)厝说囊环N娛樂(lè)方式.若不計(jì)空氣阻力，下列說(shuō)法中正確的是（）A.用毯子將小孩上拋，毯子對(duì)小孩做正功，小孩機(jī)械能增加B.小孩在空中上升時(shí)處于超重狀態(tài)，下落過(guò)程處于失重狀態(tài)C.小孩由最高點(diǎn)下落，一接觸到彈性毯子就立刻做減速運(yùn)動(dòng)D.小孩由最高點(diǎn)下落至速度為零的過(guò)程中，小孩機(jī)械能守恒答案 A3 .（2019金華十校高三期末）“反向蹦極”是蹦極運(yùn)動(dòng)的一種類型，如圖所示，將彈性繩拉長(zhǎng)后固定在運(yùn)動(dòng)員身上，并通過(guò)其他力作用使運(yùn)動(dòng)員停留在地面上，當(dāng)撤去其他力后，運(yùn)動(dòng)員從A點(diǎn)被“發(fā)射”出去沖向高空，當(dāng)上升到B點(diǎn)時(shí)彈性繩恢復(fù)原長(zhǎng)，運(yùn)動(dòng)員繼續(xù)上升到最高點(diǎn)C

28、,若運(yùn)動(dòng)員始終沿豎直方向運(yùn)動(dòng)并視為質(zhì)點(diǎn)，忽略彈性繩質(zhì)量與空氣阻力.下列說(shuō)法正確的是（）A.運(yùn)動(dòng)員在A點(diǎn)時(shí)彈性繩的彈性勢(shì)能最小B.運(yùn)動(dòng)員在B點(diǎn)時(shí)的動(dòng)能最大C.運(yùn)動(dòng)員在C點(diǎn)時(shí)的加速度大小為 0D.運(yùn)動(dòng)員從A點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)的過(guò)程，彈性繩的彈性勢(shì)能減小量大于運(yùn)動(dòng)員重力勢(shì)能的增加量 答案 D4 .（2019廣東深圳市第一次調(diào)研）在水平地面上方某處，把質(zhì)量相同的 P、Q兩小球以相同速率 沿豎直方向拋出，P向上,Q向下,不計(jì)空氣阻力，兩球從拋出到落地的過(guò)程中（）A.P球重力做功較多B.兩球重力的平均功率相等C.落地前瞬間，P球重力的瞬時(shí)功率較大D.落地前瞬間，兩球重力的瞬時(shí)功率相等 答案 D解析 根據(jù) W=

29、mgh可知兩球重力做功相同，選項(xiàng)A錯(cuò)誤;上拋的物體運(yùn)動(dòng)時(shí)間長(zhǎng)，根據(jù)P = % 可知兩球重力的平均功率不相等 ，選項(xiàng)B錯(cuò)誤;根據(jù)機(jī)械能守恒定律可知 ；mv2= mgh+mv。2,兩 球落地的速度相同，根據(jù)P=mgv可知落地前瞬間，兩球重力的瞬時(shí)功率相等，選項(xiàng)C錯(cuò)誤,D正 確.5.（2019紹興市3月選考）一高度為d的倉(cāng)庫(kù)起火，現(xiàn)需要利用倉(cāng)庫(kù)前方固定在地面上的消防水 炮給它滅火.如圖所示，水炮與倉(cāng)庫(kù)的距離為 d,出水口的橫截面積為S,噴水方向可自由調(diào)節(jié)、功率也可以變化.火勢(shì)最猛的那層樓窗戶上、下邊緣離地高度分別為0.75d和0.25d,（要使滅火效果最好）要求水噴入時(shí)的方向與窗戶面垂直.已知水炮的

30、效率為Y,水的密度為偽重力加速度為g,不計(jì)空氣阻力，忽略水炮離地高度.下列說(shuō)法正確的是商戶上邊綠I 窗戶卜邊繚、 水炮、A.若水從窗戶下邊緣進(jìn)入，則進(jìn)入時(shí)的速度大小為 VgdB.若水從窗戶上邊緣進(jìn)入，則進(jìn)入時(shí)的速度大小為42gdC.若水從窗戶的正中間進(jìn)入，則此時(shí)的水炮功率最小D.滿足水從窗戶進(jìn)入的水炮功率最小值為2 p (gd)3答案 C解析 將水的運(yùn)動(dòng)逆向看作是平拋運(yùn)動(dòng)，上邊緣進(jìn)入，由d = vit,0.75d = 1gt2,得vi2gd.下邊緣進(jìn)入d = V2t,0.25d = 2gt2,得丫2 = 42前,故A、B錯(cuò)誤.設(shè)從h處進(jìn)入，由h=Sgt2及d = Vxt,Vy2 = 2gh.2

31、.2.則初速度V02=Vx2+Vy2=gh+2gh,當(dāng)gdh=2gh,即h=?時(shí)v°有最小值丫。=啊,功率最??；由F , & pvoSAtvo,233得 F= p Vo，功率 P= Fvo= p Vo = p (gd)2,故 C 正確,D 錯(cuò)慶.6 .(2019紹興諸暨市期末)某三層書(shū)架放在1 m高的桌面上，書(shū)架的層高均為30 cm,隔板厚度 不計(jì).假設(shè)每本書(shū)質(zhì)量為1 kg,高度為20 cm,每層書(shū)架可豎直擺放 10本書(shū),一開(kāi)始所有書(shū)全部都 平鋪在水平地面上.現(xiàn)將書(shū)搬到書(shū)架上并豎直放滿書(shū)架，需要做的功為(g取10 m/s2)()A.435 J B.420 J C.120 J

32、D.390 J答案 B解析 放滿書(shū)的三層書(shū)架，三層書(shū)的重心分別上升1.1 m,1.4 m,1.7 m,由W= mg(h+h?+h3)=420 J.7 .放置于水平地面上的物體在水平恒力F作用下，以不同的速度沿著力F的方向勻速運(yùn)動(dòng)了距離L.第一次的速度為Vi,恒力F做的功為 Wi,功率為Pi；第二次的速度為V2,恒力F做的功為 W2,功率為P2.已知V1>V2,則下列判斷正確的是()A.Wi>W2,Pi = P2B.Wi>W2,Pi>P2C.W1= W?,Pi = P2D.Wi= W2,Pi>P2答案 d解析 根據(jù)W= FL可知，兩次做功相同則 Wi=W2；由于V1

33、>V2,所以第一次做功時(shí)間短 根據(jù)P =W可得Pi>P2,選項(xiàng)D正確.8 .（2019天津市和平區(qū)上學(xué)期期末）如圖所示，兩個(gè)半徑不同、內(nèi)壁光滑的半圓軌道，固定于地面， 兩軌道的球心O、O'在同一水平高度上，一小球先后從與軌道球心在同一高度上的A、B兩點(diǎn)從靜止開(kāi)始滑下，以軌道球心所在位置為零勢(shì)能面，通過(guò)最低點(diǎn)時(shí)，下列說(shuō)法中不正確的是（）A.小球?qū)壍赖膲毫κ窍嗤腂.小球的速度相同C.小球向心加速度是相同的D.小球的機(jī)械能相同答案 B解析 設(shè)小球通過(guò)最低點(diǎn)的速度大小為v,半圓的半徑為 R.在落到最低點(diǎn)的過(guò)程中.根據(jù)動(dòng)能定理得mgR= 2mv20,解得v=R2gR,可知R越大v

34、越大，故B錯(cuò)誤;在最低點(diǎn)，豎直方向上的合 力提供向心力，由牛頓第二定律有 Fnmg= m,聯(lián)立解得FN = 3mg,可知軌道對(duì)小球的支持力R與半圓軌道的半徑無(wú)關(guān) 曲牛頓第三定律可知小球?qū)绍壍赖膲毫Υ笮【鶠橹亓Φ?倍，方向均豎直向下，故A正確;在最低點(diǎn),a=FNmg=2g,方向豎直向上，故C正確；兩球下滑都只有重 m力做功，滿足機(jī)械能守恒，故D正確.9 .一名外賣(mài)送餐員用電動(dòng)自行車(chē)沿平直公路行駛給客戶送餐，中途因電瓶“沒(méi)電”，只能改用腳蹬車(chē)以5 m/s的速度勻速前行，騎行過(guò)程中所受阻力大小恒為車(chē)和人總重力的0.02倍（取g=10 m/s2）,該送餐員騎電動(dòng)自行車(chē)以5 m/s的速度勻速前行過(guò)程做

35、功的功率最接近（）A.10 W B.100 W C.1 kW D.10 kW答案 B解析 設(shè)送餐員和車(chē)的總質(zhì)量為100 kg,勻速行駛時(shí)的速率為 5 m/s,勻速行駛時(shí)的牽引力與阻力大小相等，F(xiàn)=0.02mg=20 N,則送餐員騎電動(dòng)自行車(chē)勻速行駛時(shí)的功率為P=Fv=100 W,故B正確.【能力題組】10.（2018全國(guó)卷I 18）如圖,abc是豎直面內(nèi)的光滑固定軌道 ，ab水平，長(zhǎng)度為2R;bc是半徑為R 的四分之一圓弧，與ab相切于b點(diǎn).一質(zhì)量為m的小球，始終受到與重力大小相等的水平外力的作用，自a點(diǎn)處從靜止開(kāi)始向右運(yùn)動(dòng).重力加速度大小為g.小球從a點(diǎn)開(kāi)始運(yùn)動(dòng)到其軌跡最高點(diǎn)機(jī)械能的增量為(

36、)B.4mgRD.6mgRA.2 mgRC.5mgR答案 C 解析 小球從a運(yùn)動(dòng)到c,根據(jù)動(dòng)能定理，得1 2 .F 3R mgR= mvi，又 F = mg,故 vi= 2JgR,小球離開(kāi)c點(diǎn)在豎直方向做豎直上拋運(yùn)動(dòng)，水平方向做初速度為零的勻加速直線運(yùn)動(dòng).且水平方向與豎直方向的加速度大小相等 ，都為g,故小球從c點(diǎn)到最高點(diǎn)所用的時(shí)間 1= 2、聘， 水平位移x=gt2= 2R,2根據(jù)功能關(guān)系，小球從a點(diǎn)到軌跡最高點(diǎn)機(jī)械能的增量為力F做的功，即E = F (2R+R+ x)=5mgR.11.(2019寧波市“十校聯(lián)考”)如圖所示，一水平圓盤(pán)繞過(guò)圓心的豎直軸轉(zhuǎn)動(dòng)，圓盤(pán)半徑 R =0.2 m,圓盤(pán)邊

37、緣有一質(zhì)量 m= 1 kg的小滑塊.當(dāng)圓盤(pán)轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度達(dá)到某一數(shù)值時(shí)，滑塊恰從圓盤(pán)邊緣A沿過(guò)渡圓管滑落，進(jìn)入軌道ABC,AB粗糙,BCD光滑,CD面足夠長(zhǎng)且離地面高為h'=0.4 m,經(jīng)C點(diǎn)后突然給滑塊施加水平向右的恒力F =103反N.已知AB段斜面傾角為60°,BC段斜面傾角為30°,小滑塊與圓盤(pán)的動(dòng)摩擦因數(shù)尸0.5,A點(diǎn)離B點(diǎn)所在水平面的高度h=1.2 m,運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)時(shí)的速度為3 m/s,滑塊從A至C運(yùn)動(dòng)過(guò)程中始終未脫離軌道，不計(jì)在過(guò)渡圓管處和B點(diǎn)的機(jī)械能損失，最大靜摩擦力近似等于滑動(dòng)摩擦力，重力加速度g取10 m/s2,求：滑出A點(diǎn)時(shí)，圓盤(pán)轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度屹(2)小滑塊在從A到B時(shí),摩擦力做的功；(3)小滑塊在CD面上的落點(diǎn)距 C點(diǎn)的水平距離3答案 (1)5 rad/s (2)8 J / m 解析(1)滑塊在圓盤(pán)上做圓周運(yùn)動(dòng)時(shí)，靜摩擦力充當(dāng)向心力 根據(jù)牛頓第二定律得：mg= mo 2r,代入數(shù)據(jù)解得：3= 5 rad/s(2)va= 3 R= 5 x 0.2 m/s =1 m/ s, 從A到B的運(yùn)動(dòng)過(guò)程由動(dòng)能定理:mgh + Wf = 2mvB2 2mvA2,解得Wf= 8 J(3)-mgh，=2m