《（导与练）2013年高考物理专题提升二轮复习 第1部分 专题2 第1讲 能量观点在力学中的应用课件 新人教版》由会员分享，可在线阅读，更多相关《（导与练）2013年高考物理专题提升二轮复习 第1部分 专题2 第1讲 能量观点在力学中的应用课件 新人教版（41页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、专题二 动量与能量 第 1讲 能量观点在力学中的应用 1 (双选， 2012 年广东卷 )图 2 1 1是滑道压力测试的示意 图，光滑圆弧轨道与光滑斜面相切，滑道底部 B 处安装一个压力 传感器，其示数 N 表示该处所受压力的大小某滑块从 斜面上不 ) 同高度 h 处由静止下滑，通过 B 时，下列表述正确的有 ( 图 2 1 1 B N 大于 滑块重力 D N 越大表明 h 越小 A N 小于 滑块重力 C N 越大表明 h 越大 答案： 2 (2012 年福建卷 )如图 2 1 2所示，表面光滑的固定斜 面顶端安装一定滑轮，小物块 A、 B 用轻绳连接并跨过滑轮 (不 计滑轮的质量和摩擦 )
2、初始时刻， A、 B 处于同一高度并恰好 处于静止状态剪断轻绳后 A 下落、 B 沿斜面下滑，则从剪断 轻绳到物块着地，两物块 ( A速率的变化量不同 ) 图 2 1 2 B机械能的变化量不 同 C重力势能的变化量相同 D重力做功的平均功率相同 答案： D 3 (2012 安徽卷 )如图 2 1 3所示，在竖直平面内有一半 径为 R 的圆弧轨道，半径 平、 直，一个质量为 m 的小球自 A 的正上方 球沿轨道到 达最高点 B 时恰好对轨道没有压力已知 2R，重力加速 ) 度为 g，则小球从 P 到 B 的运动过程中 ( 图 2 1 3 A 重力做功 2 m g R B 机械能减少 m g R
3、C 合外力做功 m g R D 克服摩擦力做功 12 m g R 答案： D 解析： 小球从 P 到 B 高度下降 R ，故重力做功 m g R ， A 错误；在 B 点小球对轨道恰好无压力，由重力提供向心力得 vB取 B 点所在平面为零势能面，可知机械能减少量 E m g R12m 2m g R ， B 错误；由动能定理知合外力做功 W 12m 2m g R ， C 错误；根据动能定理 m g R 2m 0 ，可得 2m g R ， D 正确 (1)弹性球受到的空气阻力的大小； (2)弹性球第一次碰撞后反弹的高度 图 2 1 4 4 ( 2 0 1 2 年安徽卷 ) 质量为 0 . 1 k
4、g 的弹性球从空中某高度由静止开始下落，该下落过程对应的 v t 图象如图 2 1 4 所示f ，取 g 1 0 m / 求： 解： ( 1 ) 由 v t 图象知，弹性球下落做匀加速运动，有 a v t 8 m/ f 解得 f m ( g a ) 0 . 2 N . ( 2 ) 由 v t 图象知，弹性球落地时速度 v 4 m/s ，则反弹时速度 v 34v 3 m/s 设反弹的加速度大小为 a ，由动能定理得 ( f ) h 0 12m v 2解得 h 0 . 3 7 5 m. 5 ( 2 0 1 2 年江苏卷 ) 某缓冲装置的理想模型如图 2 1 5 所示，劲度系数足够大的轻质弹簧与轻杆
5、相连，轻杆可在固定的槽内移动，与槽间的滑动摩擦力恒为 f ，轻杆向右移动不超过 置可安全工作一质量为 m 的小车若以速度 导致轻杆向右移动杆与槽间最大静摩擦力等于滑动摩擦力，且不计小车与地面的摩擦 (1)若弹簧的劲度系数为 k，求轻杆开始移动时，弹簧的 压 缩量 x； (2)为这使装置安全工作，允许该小车撞击的最大速度 (3)讨论在装置安全工作时，该小车弹回速度 v与撞击速 度 v 的关 系 图 2 1 5 解： ( 1 ) 轻杆开始移动时，弹簧的弹力 F 且 F f ，解得 x ( 2 ) 设轻杆移动前小车对弹簧所做的功为 W ，则小车从撞击到停止的过程中，由动能定理得 小车以 f W 0
6、12m W 0 12m m. ( 3 ) 设轻杆恰好移动时，小车撞击速度为 W 解得 m当 v R)现有一质量为 m 的小球 从 B 点正上方 A 点自由下落，在 B 点进入轨道 运动， 恰好能通过半圆轨道最高点 D，最后落在水平平台 小 球在 B 点与轨道碰撞的能量损失及运动过程空气阻力 忽略不 计求： (1)小球克服摩擦力做的功 (2)小球在 的落点与 O 点的距离 d. 图 2 1 6 解： ( 1 ) 小球运动到 D 点时对轨道压力恰好为零，由牛顿第二定律得 r 点速度 vD 运动到 D ，由动能定理可得 m g R 12m 4m g R 联立解得小球在轨道上运动过程中克服摩擦力做的功
7、为 m g R 14m g R 34m g R . ( 2 ) 小球离开 D 点后做平抛运动，由平抛运动规律可知 2t 点的距离即为平抛运动的水平位移，则有 d g22R . 动能定理表达为 以理解为 在某过程中物体所受合外力做功使物体动能发生了变化这类 题一般与曲线运动结合，以多过程形式出现，尤其是结合圆周 运动临界状态比较多所以用动能定理解决问题： (1)要分析物体有哪些过程，过程中研究对象受哪些力，力 做功情况如何； (2)初、末动能如何表达； (3)列方程时我们自己要清楚是以谁为研究对象，在哪个过 程中，方程如何 2 (2012 年汕头质检 )如图 2 1 7所示，粗糙水平面与半 径
8、R 1.5 点，静止于 A 处、 m 1 物体在大小为 10 N、方向与水平面成 37 角的拉力 F 作用下 沿水平面运动，到达 B 点时立刻撤去 F，物体沿光滑圆弧向上 冲并越过 C 点，然后返回经过 B 处的速度 15 m/ 15 m， 7 7 g 10 m/ 图 2 1 7 (1)物体到达 C 点时对轨道的压力 ； (2)物体与水平面的动摩擦因数 . 解： ( 1 ) 设物体在 C 处的速度为 动能定理有 m g R 12m 2m 处，由牛顿第二定律有 点时轨道对物体的支持力 1 3 0 N 根据牛顿第三定律，物体到达 C 点时对轨道的压力 1 3 0 N . ( 2 ) 由于圆弧轨道光
9、滑，物体第一次通过 B 处与第二次通过的速度大小相等从 A 到 B 的过程，由动能定理有 F co s 3 7 ( F si n 3 7 ) s 12m 解得物体与水平面的动摩擦因数 0 . 1 2 5 . 功能关系、机械能守恒定律的应用 【 例 3】 (2011年湛江月考 )如图 2 1 8 所示，竖直放置的 圆弧轨道和水平轨道两部分相连 水平轨道的右侧有一质量为 2与轻质弹簧的一端相连，弹簧的另一端固定在竖直 的墙 M 上，弹簧处于原长时，滑块 P 点处；在水平轨 道上方 O 处，用长为 L 的细线悬挂一质量为 m 的小球 B， B 球 恰好与水平轨道相切，并可绕 量为 m 的滑块 A 由
10、圆弧轨道上静止释放，进入水平轨道，与小球 B 发生碰撞， A、 B 碰撞前后速度发生交换 右方粗糙，滑块 A、 C 与 的动摩擦因数均为 A、 B、 C 均可视为质点，重力加速度为 g. (1)求滑块 A 从 2L 高度处由静止开始下滑，与 B 碰后瞬间 B 的速度； (2)若滑块 A 能以与 B 碰前瞬间相同的速度与滑块 C 相碰， A 至少要从距水平轨道多高的地方开始释放？ (3)在 (2)中算出的最小值高度处由静止释放 A，经一段时间 A 与 C 相碰，设碰撞时间极短，碰 后一起压缩弹簧，弹簧最大 图 2 1 8 压缩量为 13 L ，求弹簧的最大弹性 势能 解： ( 1 ) 对 A ，
11、由机械能守恒得 2 L 12m 2 与 B 碰后速度交换， 2 ( 2 ) 要使滑块 A 能以与 B 碰前瞬间相同的速度与 C 碰撞，必须使 B 受 A 撞击后在竖直平面内完成一个完整的圆周运动后从左方撞击 A ，使 A 继续向右运动 设 A 从距水平面高为 H 的地方释放，与 B 碰前的速度为 对 A ，由机械能守恒得 m g H 12m 通过最高点的速度为 它通过最高点的条件是 从最低点到最高点的过程机械能守恒，有 12m 2 m g L 12m 52L . ( 3 ) 从 H 52L 这个高度下滑的 A 与 C 碰撞前的瞬间速度 5 设 A 与 C 碰后瞬间的共同速度为 v ，由动量守恒
12、得 m ( m 2 m ) v A 、 C 一起压缩弹簧，由能量守恒定律，有 12( m 2 m ) ( m g 2 13L 解得 3m g L . 解决功能关系、机械能守恒定律的问题时一定 要审清题意，弄清题中的物理过程，确定好研究对象，分析研 究对象在过程中的能量转化情况，机械能是否守恒为了弄清 能量的来源与去向，一般可通过力做功来分析，如重力做功对 应重力势能的变化，一对滑动摩擦力做功，对应内能的增加， 物体合外力做功对应物体动能的变化对于物体系统机械能守 恒一定要分析整个物体系统的势能变化与动能变化 3如图 2 1 9 所示，一半圆形碗的边缘上装有一定滑轮， 滑轮两边通过一不可伸长的轻质细线挂着两个小物体，质量分 别为 靠近定滑轮处由静止开始沿碗内 壁下滑设碗固定不动，其内壁光滑、半径为 R，则 到碗 最低点的速度为 ( ) 图 2 1 9 A . 2 m 1 2 m 2 m 1 m m 1 m 2 m 2C.2
