高中物理 第4章 机械能和能源章末分层突破 粤教版必修2-粤教版高二必修2物理试题.doc

第4章机械能和能源[自我校对]①位移②Fscosα③能量④eq\f(1,2)mv2⑤mgh⑥有关⑦重力功的计算方法1.根据定义式求功若恒力做功，可用定义式W＝Flcosα求恒力的功，其中F、l为力的大小和位移的大小，α为力F与位移l方向之间的夹角，且0°≤α≤180°.2．利用功率求功若某力做功或发动机的功率P一定，则在时间t内做的功为W＝Pt.3．根据功能关系求功根据以上功能关系，若能求出某种能量的变化，就可以求出相应的功．一质量为eq\f(4,3)kg的物体放在水平地面上，如图4­1甲所示，已知物体所受水平拉力F随时间t的变化情况如图乙所示，物体相应的速度v随时间t的变化关系如图丙所示．求：图4­1(1)0～6s内合力做的功．(2)前10s内，拉力和摩擦力所做的功．【解析】(1)由v­t图象可知物体初速度为零，6s末的速度为3m/s，根据动能定理：W＝eq\f(1,2)mv2－0，故合力做的功W＝eq\f(1,2)×eq\f(4,3)×32J＝6J.(2)由图乙知物体在2～6s、6～8s内的位移分别为x1＝6m、x2＝6m，故前10s内拉力做的功：W1＝F1x1＋F2x2＝3×6J＋2×6J＝30J.由图乙知，在6～8s时间内，物体做匀速运动，故摩擦力Ff＝2N．根据v­t图象知在10s内物体的总位移：x′＝eq\f(8－6＋10－2,2)×3m＝15m所以W＝－Ffx′＝－2×15J＝－30J.【答案】(1)6J(2)30J－30J摩擦力做功的分析1．滑动摩擦力和静摩擦力都可以对物体不做功：如图4­2所示，物块A从斜槽上滑下，最后停在平板车B上，而平板车始终未动，在物块A与平板车B相对滑动的过程中，平板车B所受的滑动摩擦力不做功，平板车受地面的静摩擦力也不做功．图4­22．滑动摩擦力和静摩擦力都可以对物体做负功：(1)如图4­2中，物块A相对于平板车B滑动的过程中，物块A所受的滑动摩擦力对物块做负功．(2)如图4­3所示，在一与水平方向夹角为θ的传送带上，有一物体A随传送带一起匀速向下运动，静摩擦力对物体A做负功．图4­33．滑动摩擦力和静摩擦力都可以对物体做正功：(1)如图4­2中，如果平板车不固定，且地面光滑，在物块A滑上平板车B的过程中，物块对平板车的滑动摩擦力与平板车的运动方向相同，滑动摩擦力对平板车做正功．(2)如图4­3中，如果物体A随传送带一起匀速向上运动，物块A所受静摩擦力与物体的位移方向一致，静摩擦力对物体A做正功．(多选)如图4­4所示，物体沿弧形轨道滑下后进入足够长的水平传送带，传送带以图示方向匀速运转，则传送带对物体做功情况可能是()图4­4A．始终不做功B．先做负功后做正功C．先做正功后不做功D．先做负功后不做功【解析】设传送带运转的速度大小为v1，物体刚滑上传送带时的速度大小为v2.(1)当v1＝v2时，物体与传送带间无摩擦力，传送带对物体始终不做功．(2)当v1＜v2时，物体相对于传送带向右运动，物体受到的滑动摩擦力向左，物体先匀减速运动至速度为v1才匀速运动，故传送带对物体先做负功后不做功．(3)当v1＞v2时，物体先匀加速运动直至速度增为v1才匀速运动，故传送带对物体先做正功后不做功．【答案】ACD求解动力学问题的两种思路1．两条基本思路(1)利用牛顿运动定律结合运动学公式求解．利用牛顿第二定律可建立合力与加速度之间的关系，利用运动学公式可计算t、x、v、a等物理量．或是根据运动学公式和牛顿定律去求解受力情况．(2)利用功能观点求解，即利用动能定理、机械能守恒定律、重力做功与重力势能关系等规律分析求解．2．解题思路的比较(1)用功能观点解题，只涉及物体的初、末状态，不需要关注过程的细节，解题简便．(2)用牛顿第二定律及运动学公式解题，可分析运动过程中的加速度、力的瞬时值，也可分析位移、时间等物理量，即可分析运动过程的细节．一质量m＝0.6kg的物体以v0＝20m/s的初速度从倾角α＝30°的斜坡底端沿斜坡向上运动．当物体向上滑到某一位置时，其动能减少了ΔEk＝18J，机械能减少了ΔE＝3J．不计空气阻力，重力加速度g取10m/s2，求：(1)物体向上运动时加速度的大小；(2)物体返回斜坡底端时的动能．【解析】(1)设物体运动过程中所受的摩擦力为f，向上运动的加速度的大小为a，由牛顿第二定律可知a＝eq\f(mgsinα＋f,m)①设物体的动能减少ΔEk时，在斜坡上运动的距离为s，由功能关系可知ΔEk＝(mgsinα＋f)s②ΔE＝fs③联立①②③式，并代入数据可得a＝6m/s2.④(2)设物体沿斜坡向上运动的最大距离为sm，由运动学规律可得sm＝eq\f(v\o\al(2,0),2a)⑤设物体返回斜坡底端时的动能为Ek，由动能定理得