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1、高中物理各种能量关系高中物理重要的能量关系二。重要能量关系1动能定理 2重力做功与重力变化 3摩擦热计算 4汽车恒功率启动能量关系5抛体能量关系 6圆周能量关系 7电场力功能关系 8电路能量关系 9电源输出功率规律10电动机能量关系 11电磁感应能量关系 12热力学第一定律 13热力学第二定律 14理想气体能量关系例1 一小孩站在船上，分别两次用同样大小的力拉足够长的水平轻绳一端，图甲中绳另一端接在岸上，图乙中绳另一端接在另一条船上，经过相同时间小孩所做的功分别为W甲和W乙，则 （ ） A W甲W乙， B W甲W乙， C W甲W乙， D 无法判断。 例2倾角为=30的斜面体上有一个质量为m=1
2、kg的物块，使斜面体在水平面上以速度v=2m/s向右做匀速直线运动，物块与斜面体始终保持相对静止，如图所示.物块前进S=10m的过程中。（当地的重力加速度为g）（1）物体一共受到几个力的作用？每个力的大小是多少？与位移的夹角是多少？力力的大小力的方向与位移夹角该力做功合与总的关系摩擦热是多少重力G弹力N摩擦力f合力F合例3 静止水平传送带AB左端有一质量为1kg小物快如图所示，A、B相距8m，物体与传送带间的动摩擦因数=0.2现传送带以加速度3s2做匀加速运动，则物体从A沿传送带运动到B的过程中： (g=10m/s2)（）到达端时物块的位移是多少？摩擦力对物快做功是多少？（）到达端时皮带的路程
3、是多少？摩擦力对皮带做功是多少？（）滑痕多长？摩擦热是多少？（）到达端的时间是多少？例4、将一质量为m10 kg的物体，自水平地面由静止开始用一竖直向上的拉力F将其以a0.5 m/s2的加速度向上拉起求：（1） 在向上拉动的10s内，拉力F做功的功率；（2）上拉至10 s末，拉力的功率例5。 汽车的质量为4000kg，汽车发动机的额定功率为80kW，它在平直的公路上行驶时所受的阻力是4000N，从静止开始受到恒定牵引力是8000N启动，达到额定功率后再横功率启动。试求:1。转折速度2。收尾速度3。恒力阶段加速度4。恒力阶段维持多长时间？5。恒力阶段的位移。6运动时间为1s时，功率是多少？7。速
4、度等于5m/s时，加速度是多少8速度等于12m/s时，加速度是多少9。加速度等于0.25m/s2时，速度是多少10. 启动总距离若为280m，求启动总时间是多少11。画出物体的功率-时间图象12。若汽车达到最大速度后，突然阻力变为原来的两倍，将做什么运动？补充一：当运动时间为4s时，加速度是多少？速度是多少？牵引力做功是多少？摩擦阻力做功是多少？合力做功是多少？牵引力的瞬时功率是多少？牵引力的平均功率是多少？摩擦阻力的瞬时功率是多少？摩擦阻力的平均功率是多少？合力做功的瞬时功率是多少？合力做功的瞬时功率是多少？例6 从离地面H高处落下一只小球，小球在运动过程中所受的空气阻力是它重力的k（k1）
5、倍,而小球与地面相碰后，能以相同大小的速率反弹，求：（1） 小球第一次与地面碰撞后，能够反弹起的最大高度是多少？（2） 小球从释放开始，直至停止弹跳为止，所通过的总路程是多少？例7.如图所示，质量为m的物体静放在水平光滑平台上，系在物体上的绳子跨过光滑的定滑轮由地面以速度v0向右匀速走动的人拉着，设人从地面上且从平台的边缘开始向右行至绳和水平方向成30角处，在此过程中人所做的功为多少？ S2S1LV0V0图13例8、总质量为M的列车，沿水平直线轨道匀速前进，其末节车厢质量为m，中途脱节，司机发觉时，机车已行驶L的距离，于是立即关闭油门，除去牵引力，如图13所示。设运动的阻力与质量成正比，机车的
6、牵引力是恒定的。当列车的两部分都停止时，它们的距离是多少？例9 (2010福建卷22)如图2所示，物体A放在足够长的木板B上，木板B静置于水平面t0时，电动机通过水平细绳以恒力F拉木板B，使它做初速度为零、加速度aB1.0 m/s2的匀加速直线运动已知A的质量mA和B的质量mB均为2.0 kg，A、B之间的动摩擦因数10.05，B与水平面之间的动摩擦因数20.1，最大静摩擦力与滑动摩擦力大小视为相等，重力加速度g取10 m/s2.求：(1)物体A刚运动时的加速度aA；(2)t1.0 s时，电动机的输出功率P；(3)若t1.0 s时，将电动机的输出功率立即调整为P5 W,并在以后的运动过程中始终
7、保持这一功率不变，t3.8 s时物体A的速度为1.2 m/s.则t1.0 s到t3.8 s这段时间内木板B的位移为多少？例10。挂在竖直墙上的画长1.8 m,画面质量为100 g,下面画轴质量为200 g,今将它沿墙缓慢卷起，g=10 m/s2.需做多少的功？例11在水平地面上平铺n块砖，每块砖的质量为m，其厚度为h，如图1所示。若将砖一块一块地竖直叠放起来，人克服重力至少需要做多少功？ABO图5-5-3A例12如图5-5-3所示，质量分别为2 m和3m的两个小球固定在一根直角尺的两端A、B，直角尺的顶点O处有光滑的固定转动轴.AO、BO的长分别为2L和L.开始时直角尺的AO部分处于水平位置而
8、B在O的正下方.让该系统由静止开始自由转动，求：当A到达最低点时，A小球的速度大小v； B球能上升的最大高度h；开始转动后B球可能达到的最大速度vm.例1图5-5-73如图5-5-7所示，在质量不计长为L的不能弯曲的轻直杆的一端和中点分别固定两个质量均为m的小球A、B，杆的另一端固定在水平轴O处，杆可以在竖直面内无摩擦地转动，让杆处于水平状态，从静止开始释放，当杆转到竖直位置时，两球速度vA、vB分别为多少？OAB例14一杂技运动员骑摩托车沿一竖直圆轨道如图所示做特技表演，若车的速度的大小恒为20m/s2，人与车质量之和为200kg，轮胎与轨道间的动摩擦因数为= 0.1，车通过最低点A时，发动
9、机功率为12KW，求车通过最高点B时发动机的功率(g取10m/s2) 例15 .如图13所示，位于竖直平面上的圆弧光滑轨道，半径为R，OB沿竖直方向，圆弧轨道上端A距地面高度为H，质量为的小球从A静止释放，最后落在地面C点处，不计空气阻力。求:(1)小球刚运动到B点时，对轨道的压力多大?(2)小球落地点C与B的水平距离S为多少?(3)比值为多少时，小球落地点C与B水平距离S最远?该水平距离最大值是多少?圆周能量关系例16。蒸汽机中自动控制转速的装置叫做离心节速器，它的工作原理和下述力学模型类似：在一根竖直硬质细杆的顶端O用铰链连接两根轻杆，轻杆的下端分别固定两个金属小球。当发动机带动竖直硬质细
10、杆转动时，两个金属球可在水平面上做匀速圆周运动，如图所示。设与金属球连接的两轻杆的长度均为l，两金属球的质量均为m，各杆的质量均可忽略不计。当发动机加速运转时，轻杆与竖直杆的夹角从30增加到60，求这一过程中发动机对小球所做的功。忽略各处的摩擦和阻力。例17. 如图所示，杆长为L，球的质量为m，杆连球在竖直平面内绕轴O自由转动，已知在最高点处，杆对球的弹力大小为F=2mg，求:(1)这时小球的瞬时速度大小。(2)不考虑其它阻力作用,小球运动到最底点时,杆的作用力大小是多少?例18.如图所示，平行的实线代表电场线，方向未知，电荷量为110-2C的正电荷在电场中只受电场力作用，该电荷由A点移到B点
11、，动能损失了0.1 J，若A点电势为-10 V，则A。B点电势为零 B。电场线方向向左C。电荷运动的轨迹可能是图中曲线D。电荷运动的轨迹可能是图中曲线例19.如图所示，ab是半径为R的圆的一条直径，该圆处于匀强电场，电场强度为E，在圆周平面内，将一带正电q的小球从a点以相同的动能抛出，抛出的方向不同时，小球会经过圆周上不同的点.在这些所有的点中，达到c点时小球的动能最大，已知cab30，若不计重力和空气阻力，试求:(1)电场方向与直径ac间的夹角?(2)若小球在a点时初速度方向与电场方向垂直，则小球恰好能落在c点，问小球初动能为多少?例21有人在调试电路时，用一个“100k， 1/4W”的电阻
12、和一个“300k， W”的电阻串联，作为400 k的电阻使用，此时两只串联电阻允许耗散的最大功率为A B CD例22。已知电源电动势为，内阻为r，流经电路的总电流I随着外电路的变化而变化。当I=？时，电源输出功率最大输出功率为P出max=？例23(2013年江苏天一中学高三月考)如图所示，已知电源电动势E=20V，内阻r=l，当接入固定电阻R=4时，电路中标有“3V, 6W”的灯泡L和内阻RD=0.5的小型直流电动机D都恰能正常工作.试求：(1)电路中的电流大小；(2)电动机的额定电压；(3)电动机的输出功率例24电磁炮是一种理想的兵器，它的主要原理如图所示，1982年澳大利亚国立大学制成了能
13、把2.2 g的弹体（包括金属杆EF的质量）加速到10 km/s的电磁炮（常规炮弹速度大小约为2 km/s），若轨道宽2 m，长为100 m，通过的电流为10 A，则轨道间所加匀强磁场的磁感应强度为_ T，磁场力的最大功率P=_ W（轨道摩擦不计）.例25、 如图所示，长度为L=0.2m、电阻r=0.3、质量m=0.1kg的金属棒CD，垂直跨搁在位于水平面上的两条平行光滑的金属导轨上，导轨间距离也为L，棒与导轨间接触良好，导轨电阻不计. 导轨左端接有R=0.5的电阻，垂直导轨平面的匀强磁场向下穿过导轨平面，磁感应强度B=4T. 现以水平向右的恒定外力F使金属棒右移，当金属棒以v=2m/s的速度在导轨平面上匀速滑动时，求：（1）电路中理想电流表和理想电压表的示数；（2）拉动金属棒的外力F的大小；（3）若此时撤去外力F，金属棒将逐渐慢下来，最终停止在导轨上. 求撤去外力到金属棒停止运动的过程中，在电阻R上产生的电热.例26、如
