《高三物理二轮复习 第一篇 专题通关三 动能定理和能量守恒定律 6 功 功率 动能定理课件.ppt》由会员分享，可在线阅读，更多相关《高三物理二轮复习 第一篇 专题通关三 动能定理和能量守恒定律 6 功 功率 动能定理课件.ppt（90页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、专题三动能定理和能量守恒定律第6讲功功率动能定理【高考高考这样考考】1.(20141.(2014新新课标全国卷全国卷)一物体静止在粗糙水平地面上一物体静止在粗糙水平地面上, ,现用一大用一大小小为F F1 1的水平拉力拉的水平拉力拉动物体物体, ,经过一段一段时间后其速度后其速度变为v,v,若将水平若将水平拉力的大小改拉力的大小改为F F2 2, ,物体从静止开始物体从静止开始经过同同样的的时间后速度后速度变为2v,2v,对于上述两个于上述两个过程程, ,用用W WF1F1、W WF2F2分分别表示拉力表示拉力F F1 1、F F2 2所做的功所做的功,W,Wf1f1、W Wf2f2分分别表示
2、前后两次克服摩擦力所做的功表示前后两次克服摩擦力所做的功, ,则( () )A.WA.WF2F24W4WF1F1,W,Wf2f22W2Wf1f1 B.W B.WF2F24W4WF1F1,W,Wf2f2=2W=2Wf1f1C.WC.WF2F24W4WF1F1,W,Wf2f2=2W=2Wf1f1 D.W D.WF2F24W4WF1F1,W,Wf2f22W2Wf1f1【解析解析】选选C C。根据。根据x= tx= t和和W Wf f=mgx=mgx可判断可判断, ,两次克服摩擦力所做的两次克服摩擦力所做的功功W Wf2f2=2W=2Wf1f1。由动能定理得。由动能定理得W WF1F1-W-Wf1f1
3、= mv= mv2 2和和W WF2F2-W-Wf2f2= m(2v)= m(2v)2 2, ,整理可判整理可判断断W WF2F24WmmB B) )同同时从斜面上同一高度从斜面上同一高度处静止静止释放放, ,在两滑在两滑块滑至滑至斜面底端的斜面底端的过程中程中,M,M始始终保持静止保持静止, ,则( () )A.BA.B滑滑块先滑至斜面底端先滑至斜面底端B.B.地面地面对斜面体的摩擦力方向水平向左斜面体的摩擦力方向水平向左C.C.两滑两滑块滑至斜面底端滑至斜面底端时重力的瞬重力的瞬时功率相同功率相同D.D.地面地面对斜面体的支持力等于三个物体的斜面体的支持力等于三个物体的总重力重力【名名师解
4、解读】(1)(1)命命题立意：立意：综合考合考查牛牛顿运运动定律和瞬定律和瞬时功率。功率。(2)(2)关关键信息：两斜面光滑信息：两斜面光滑; ;同同时从斜面上同一高度从斜面上同一高度处静止静止释放放;M;M始始终保持静止。保持静止。(3)(3)答答题必必备：x= atx= at2 2; ;v=at;v=at;P=FvcosP=Fvcos。(4)(4)易易错警示：警示：误认为地面地面对斜面体的支持力等于三个物体的斜面体的支持力等于三个物体的总重力。重力。【解析解析】选选B B。设斜面倾角为。设斜面倾角为,高为高为h,h,滑块滑块A A下滑的加速度下滑的加速度a=gsin,a=gsin,位移位移
5、x= ,x= ,根据根据x= atx= at2 2得得,t= ,t= ,同理同理,B,B下滑的时间下滑的时间t= ,t= ,可知两滑块滑至底端的时间相同可知两滑块滑至底端的时间相同, ,故故A A错误错误;A;A对斜面体对斜面体压力在水平方向的分力大小为压力在水平方向的分力大小为m mA Agsincos,Bgsincos,B对斜面体压力在水平对斜面体压力在水平方向上的分力为方向上的分力为m mB Bgsincos,gsincos,因为因为m mA AmmB B, ,则地面对斜面体有向左的则地面对斜面体有向左的摩擦力摩擦力, ,故故B B正确正确; ;滑块滑块A A滑到底端的速度滑到底端的速度
6、v=at= ,Bv=at= ,B滑到底端的速滑到底端的速度也为度也为 , ,由于质量不同由于质量不同, ,两滑块的速度大小相同两滑块的速度大小相同, ,则重力的则重力的瞬时功率瞬时功率P=mgvsinP=mgvsin不同不同, ,故故C C错误错误; ;因为因为A A、B B的加速度均沿斜面向下的加速度均沿斜面向下, ,对整体分析对整体分析, ,整体处于失重状态整体处于失重状态, ,则支持力小于三个物体的总重力则支持力小于三个物体的总重力, ,故故D D错误。错误。【规律律总结】关于功、功率关于功、功率应注意的三个注意的三个问题(1)(1)适用条件：功的公式适用条件：功的公式W=FW=Fl和和
7、W=FW=Flcoscos仅适用于恒力做功的情况。适用于恒力做功的情况。(2)(2)变力做功：力做功：变力做功的求解要注意力做功的求解要注意问题的正确的正确转化化, ,如将如将变力力转化化为恒力恒力, ,也可也可应用用动能定理等方法求解。能定理等方法求解。(3)(3)公式公式选择：对于功率的于功率的计算算, ,应注意区分公式注意区分公式P= P= 和公式和公式P=Fv,P=Fv,前前式式侧重于平均功率的重于平均功率的计算算, ,而后式而后式侧重于瞬重于瞬时功率的功率的计算。算。【题组过关关】1.(20151.(2015邯邯郸一模一模) )某人用同一水平力先后两次拉同一物体某人用同一水平力先后两
8、次拉同一物体, ,第一次第一次使此物体沿光滑水平面前使此物体沿光滑水平面前进距离距离s,s,第二次使此物体沿粗糙水平面也前第二次使此物体沿粗糙水平面也前进距离距离s,s,若先后两次拉力做的功若先后两次拉力做的功为W W1 1和和W W2 2, ,拉力做功的功率是拉力做功的功率是P P1 1和和P P2 2, ,则正确的是正确的是( () )A.WA.W1 1=W=W2 2,P,P1 1=P=P2 2 B.W B.W1 1=W=W2 2,P,P1 1PP2 2C.WC.W1 1WW2 2,P,P1 1PP2 2 D.W D.W1 1WW2 2,P,P1 1=P=P2 2【解析解析】选选B B。由
9、。由W=FsW=Fs可知两次的功相同可知两次的功相同, ,但由于地面光滑不受摩擦力但由于地面光滑不受摩擦力, ,加速度较大加速度较大, ,运动时间较短运动时间较短, ,由由P= P= 可知可知P P1 1PP2 2,B,B正确。正确。2.2.在某一高度在某一高度处以相同大小的初速度以相同大小的初速度v v0 0分分别沿水平方向和沿水平方向和竖直方向抛出直方向抛出A A、B B两小球两小球, ,不不计空气阻力空气阻力, ,如如图所示所示, ,则下列下列说法正确的是法正确的是( () )A.A.两小球落地两小球落地时速度相同速度相同B.B.两小球落地两小球落地时, ,重力的瞬重力的瞬时功率相同功率
10、相同C.C.从开始运从开始运动至落地至落地, ,重力重力对两小球做的功相同两小球做的功相同D.D.从开始运从开始运动至落地至落地, ,重力重力对两小球做功的平均两小球做功的平均功率相同功率相同【解析解析】选选C C。根据重力做功的特点可知。根据重力做功的特点可知, ,从开始运动至落地从开始运动至落地, ,重力对重力对两小球做功相同两小球做功相同, ,选项选项C C正确正确; ;由动能定理可知由动能定理可知, ,两小球落地时的速度大两小球落地时的速度大小相同小相同, ,而方向不相同而方向不相同,A,A错误错误; ;由由P=mgvcosP=mgvcos可知可知, ,两小球落地时两小球落地时, ,重
11、力重力的瞬时功率不相同的瞬时功率不相同, ,选项选项B B错误错误; ;从开始运动至落地从开始运动至落地, ,运动时间不同运动时间不同, ,重重力对两小球做功的平均功率不相同力对两小球做功的平均功率不相同, ,选项选项D D错误。错误。3.(3.(多多选)(2015)(2015太原一模太原一模) )位于水平面上的物体在水平恒力位于水平面上的物体在水平恒力F F1 1作用下作用下, ,做速度做速度为v v1 1的匀速运的匀速运动; ;若作用力若作用力变为斜向上的恒力斜向上的恒力F F2 2, ,物体做速度物体做速度为v v2 2的匀速运的匀速运动, ,且且F F1 1与与F F2 2功率相同。功
12、率相同。则可能有可能有( () )A.FA.F2 2=F=F1 1,v,v1 1vv2 2 B.F B.F2 2=F=F1 1,v,v1 1vFF1 1,v,v1 1vv2 2 D.F D.F2 2FF1 1,v,v1 1vv2 2【解析解析】选选B B、D D。水平恒力。水平恒力F F1 1作用下的功率作用下的功率P P1 1=F=F1 1v v1 1,F,F2 2作用下的功率作用下的功率P P2 2=F=F2 2v v2 2cos,cos,现现P P1 1=P=P2 2, ,若若F F2 2=F=F1 1, ,一定有一定有v v1 1vv2 2, ,因此因此B B正确正确,A,A错误错误;
13、 ;由于两由于两次都做匀速直线运动次都做匀速直线运动, ,因此第一次的摩擦力因此第一次的摩擦力F Ff1f1=mg=F=mg=F1 1, ,而第二次的摩而第二次的摩擦力擦力F Ff2f2=(mg-F=(mg-F2 2sin)=Fsin)=F2 2cos,cos,显然显然F Ff2f2FFf1f1, ,即：即：F F2 2cosFcosFF1 1还是还是F F2 2FF1 1都会有都会有v v1 1vv)v)时, ,位移位移为s,s,所受所受牵引力引力为F F。以下。以下说法正确的是法正确的是( () )A.A.装甲装甲车速度速度为v v时, ,装甲装甲车的的牵引力做功引力做功为FsFsB.B.
14、装甲装甲车的最大速度的最大速度v vm m= =C.C.装甲装甲车速度速度为v v时加速度加速度为a=a=D.D.装甲装甲车从静止开始到达到最大速度从静止开始到达到最大速度v vm m所用所用时间t=t=【解析解析】选选B B、C C。装甲车在加速过程中。装甲车在加速过程中, ,其牵引力其牵引力F= ,F= ,随着速度的增随着速度的增大大, ,牵引力逐渐减小牵引力逐渐减小, ,故装甲车速度为故装甲车速度为v v时时, ,装甲车的牵引力做功大于装甲车的牵引力做功大于Fs,AFs,A错误错误; ;装甲车匀速运动时速度最大装甲车匀速运动时速度最大, ,故故v vm m= ,B= ,B正确正确; ;装
15、甲车速装甲车速度为度为v v时时, ,由牛顿第二定律得由牛顿第二定律得F-f=ma,F-f=ma,解得解得a= ,Ca= ,C正确正确; ;装甲车加速装甲车加速过程由动能定理得过程由动能定理得Pt-fs= ,Pt-fs= ,解得解得t= ,Dt= ,D错误。错误。3.3.起重机的钢索将重物由地面吊到空中某个高度起重机的钢索将重物由地面吊到空中某个高度, ,其速度图像如图所其速度图像如图所示示, ,则钢索拉力的功率随时间变化的图像可能是图中的则钢索拉力的功率随时间变化的图像可能是图中的( () )【解析解析】选选B B。在。在0 0t t1 1时间内时间内, ,重物加速上升重物加速上升, ,设加
16、速度为设加速度为a a1 1, ,则根据牛则根据牛顿第二定律可得钢索的拉力顿第二定律可得钢索的拉力F F1 1=mg+ma=mg+ma1 1, ,速度速度v v1 1=a=a1 1t,t,所以拉力的功率所以拉力的功率P P1 1=m=m(a(a1 1+g)a+g)a1 1t,t,在在t t1 1t t2 2时间内时间内, ,重物匀速上升重物匀速上升, ,拉力拉力F F2 2=mg,=mg,速度为速度为v v1 1=a=a1 1t t1 1, ,所以拉力的功率所以拉力的功率P P2 2=mga=mga1 1t t1 1, ,在在t t2 2t t3 3时间内时间内, ,重物减速上升重物减速上升,
17、 ,设加速度大设加速度大小为小为a a2 2, ,则根据牛顿第二定律可得则根据牛顿第二定律可得, ,钢索的拉力钢索的拉力F F2 2=mg-ma=mg-ma2 2, ,速度速度v v2 2=a=a1 1t t1 1- -a a2 2t,t,所以拉力的功率为：所以拉力的功率为：P P3 3=m(g-a=m(g-a2 2)(a)(a1 1t t1 1-a-a2 2t),t),综上所述综上所述, ,只有只有B B选项选项正确。正确。【加固加固训练】( (多多选)(2015)(2015南昌一模南昌一模) )某汽某汽车在平直公路上以功率在平直公路上以功率P P、速度、速度v v0 0匀速行匀速行驶时,
18、,牵引力引力为F F0 0。在。在t t1 1时刻刻, ,司机减小油司机减小油门, ,使汽使汽车的功率减的功率减为 , ,此后保持此后保持该功率功率继续行行驶,t,t2 2时刻刻, ,汽汽车又恢复到又恢复到匀速运匀速运动状状态。下面是有关汽。下面是有关汽车牵引力引力F F、速度、速度v v的几种的几种说法法, ,其中其中正确的是正确的是( () )A.tA.t2 2后的后的牵引力仍引力仍为F F0 0 B.t B.t2 2后的后的牵引力小于引力小于F F0 0C.tC.t2 2后的速度仍后的速度仍为v v0 0 D.t D.t2 2后的速度小于后的速度小于v v0 0【解析解析】选选A A、D
19、 D。由。由P=FvP=Fv可知可知, ,当汽车的功率突然减小为当汽车的功率突然减小为 时时, ,瞬时瞬时速度还没来得及变化速度还没来得及变化, ,则牵引力突然变为则牵引力突然变为 , ,汽车将做减速运动汽车将做减速运动, ,随着随着速度的减小速度的减小, ,牵引力逐渐增大牵引力逐渐增大, ,汽车做加速度逐渐减小的减速运动汽车做加速度逐渐减小的减速运动, ,当当速度减小到使牵引力又等于阻力时速度减小到使牵引力又等于阻力时, ,汽车再匀速运动汽车再匀速运动, ,由由 =F=F0 0v v2 2可可知此时知此时v v2 2= ,= ,故故A A、D D正确。正确。热点考向点考向3 3动能定理的能定
20、理的应用用【典例典例5 5】(2015(2015厦厦门一模一模) )如如图所示所示, ,质量量为m m的物的物块与水平与水平转台之台之间的的动摩擦因数摩擦因数为,物物块与与转台台转轴相距相距R,R,物物块随随转台由静止开始台由静止开始转动, ,当当转速增加到某速增加到某值时, ,物物块即将开始滑即将开始滑动, ,认为最大静摩擦力等最大静摩擦力等于滑于滑动摩擦力摩擦力, ,在在这一一过程中程中, ,摩擦力摩擦力对物物块做的功是做的功是( () )A. mgRA. mgRB.2mgRB.2mgRC.2mgRC.2mgRD.0D.0【名名师解解读】(1)(1)命命题立意：考立意：考查动能定理求能定理
21、求变力做功力做功问题。(2)(2)关关键信息：物信息：物块随随转台由静止开始台由静止开始转动; ;物物块即将开始滑即将开始滑动; ;最大最大静摩擦力等于滑静摩擦力等于滑动摩擦力。摩擦力。(3)(3)答答题必必备：F= ;F= ;WW合合= =(4)(4)易易错警示：警示：误认为摩擦力方向指向摩擦力方向指向圆心心, ,只提供向心力只提供向心力, ,不做功。不做功。【解析解析】选选A A。物块即将开始滑动时。物块即将开始滑动时, ,最大静摩擦力提供向心力最大静摩擦力提供向心力, ,有有mg= ,mg= ,根据动能定理有：根据动能定理有： , ,解得解得 , ,选项选项A A正确。正确。【典例典例6
22、 6】(18(18分分)(2015)(2015临沂二模沂二模) )如如图所示所示, ,倾角角=45=45的粗糙平的粗糙平直直导轨ABAB与半径与半径为R R的光滑的光滑圆环轨道相切道相切, ,切点切点为B,B,整个整个轨道道处在在竖直直平面内。一平面内。一质量量为m m的小滑的小滑块( (可以看作可以看作质点点) )从从导轨上离地面高上离地面高为h=3Rh=3R的的D D处无初速度下滑无初速度下滑进入入圆环轨道。接着小滑道。接着小滑块从从圆环最高点最高点C C水水平平飞出出, ,恰好恰好击中中导轨上与上与圆心心O O等高的等高的P P点点, ,不不计空气阻力空气阻力, ,已知重力已知重力加速度
23、加速度为g g。求：。求：(1)(1)滑滑块运运动到到圆环最高点最高点C C时的速度大小。的速度大小。(2)(2)滑滑块运运动到到圆环最低点最低点时对圆环轨道道压力的大小。力的大小。(3)(3)滑滑块在斜面在斜面轨道道BDBD间运运动的的过程中克服摩擦力做的功。程中克服摩擦力做的功。【拿分策略拿分策略】第一问：第一问：翻转关键信息翻转关键信息“小滑块从圆环最高点小滑块从圆环最高点C C水平飞出水平飞出, ,恰好击中导轨恰好击中导轨上与圆心上与圆心O O等高的等高的P P点点”按部就班列方程按部就班列方程竖直方向竖直方向 列列式式(2(2分分) )水平方向水平方向 列列式式(2(2分分) )第二
24、第二问：明确运明确运动过程程小滑小滑块由由B B至至C C沿沿竖直面做直面做圆周运周运动按部就班列方程按部就班列方程圆周最低点至周最低点至C C点点过程程 列列式式(3(3分分) )在最低点在最低点 列列式式(3(3分分) )第三问：第三问：正确选择运动过程正确选择运动过程从从D D到最低点到最低点全过程全过程 列列式式(3(3分分) )按照过程列方程按照过程列方程, ,就能拿到就能拿到1313分分, ,若能正确解方程求出结果再拿到若能正确解方程求出结果再拿到4 4分分, ,若第二问能正确应用牛顿第三定律又可拿下若第二问能正确应用牛顿第三定律又可拿下1 1分分, ,则得满分则得满分1818分。
25、分。【解析解析】(1)(1)小滑块从小滑块从C C点飞出来做平抛运动点飞出来做平抛运动, ,水平速度为水平速度为v v0 0。竖直方向上：竖直方向上：R= gtR= gt2 2(2(2分分) )水平方向上水平方向上： R=vR=v0 0t t(2(2分分) )解得：解得：v v0 0= = (1(1分分) )(2)(2)小滑块在最低点时速度为小滑块在最低点时速度为v,v,由动能定理得：由动能定理得：-mg-mg2R= mv2R= mv0 02 2- mv- mv2 2(3(3分分) )解得：解得：v= v= (1(1分分) )在最低点由牛顿第二定律得：在最低点由牛顿第二定律得：F FN N-m
26、g= -mg= (3(3分分) )解得：解得：F FN N=6mg=6mg(1(1分分) )由牛顿第三定律得：由牛顿第三定律得：FFN N=6mg=6mg(1(1分分) ) (3)(3)从从D D到最低点过程中到最低点过程中, ,设设DBDB过程中克服摩擦阻力做功过程中克服摩擦阻力做功W Wf f, ,由动能定理由动能定理得：得：mgh-Wmgh-Wf f= mv= mv2 2-0-0(3(3分分) )解得：解得：W Wf f= mgR= mgR(1(1分分) )答案：答案：(1)(1) (2)6mg(2)6mg(3) mgR(3) mgR【迁移迁移训练】迁移迁移1 1：把斜面去掉：把斜面去掉
27、, ,让滑滑块自由下落自由下落将将【典例典例6 6】中的斜面去掉中的斜面去掉, ,使使圆弧弧轨道的道的B B点与点与O O点等高点等高, ,如如图所示所示, ,使使滑滑块自自B B的正上方的正上方P P点由静止开始自由下落点由静止开始自由下落, ,滑滑块沿沿轨道到达道到达C C时恰好恰好对轨道没有道没有压力。求力。求PBPB间的高度的高度h h。【解析解析】滑块在滑块在C C点时由牛顿第二定律得：点时由牛顿第二定律得：mg=m ,mg=m ,解得：解得：v=v=滑块从滑块从P P点到点到C C点点, ,由动能定理得：由动能定理得：mg(h-R)= mvmg(h-R)= mv2 2-0,-0,解
28、得：解得：h= Rh= R答案：答案： R R 迁移迁移2 2：使小滑：使小滑块刚好能好能过C C点点在在【典例典例6 6】中中, ,若小滑若小滑块刚好能好能过C C点点, ,求滑求滑块与与轨道道ABAB间的的动摩擦因摩擦因数。数。【解析解析】小滑块刚好能过小滑块刚好能过C C点点, ,则在则在C C点由牛顿第二定律得：点由牛顿第二定律得：mg=m mg=m 解得：解得：v vC C= = 小滑块由小滑块由D D至至C C过程过程, ,由动能定理得：由动能定理得：mg(h-2R)-mgcosmg(h-2R)-mgcos解得：解得：= = 答案：答案： 迁移迁移3 3：使滑：使滑块在在P P点点
29、释放放将将【典例典例6 6】中的滑中的滑块从从轨道的道的P P点由静止点由静止释放放, ,滑滑块与粗糙与粗糙导轨间的的动摩擦因数摩擦因数为,求滑求滑块整个运整个运动过程中在程中在ABAB轨道上通道上通过的的总路程。路程。【解析解析】滑块在滑块在P P点释放点释放, ,滑块将在两轨道间做往返运动滑块将在两轨道间做往返运动, ,当滑块到当滑块到达达B B点时的速度为零后滑块将只在圆弧轨道上运动点时的速度为零后滑块将只在圆弧轨道上运动, ,故全过程由动能故全过程由动能定理得：定理得：mgsmgsPBPBsin-mgscos=0sin-mgscos=0由几何关系得：由几何关系得：s sPBPB=R=R
30、解得：解得：s=s=答案：答案：【规律律总结】应用用动能定理解能定理解题应注意的三点注意的三点(1)(1)方法的方法的选择：动能定理往往用于能定理往往用于单个物体的运个物体的运动过程程, ,由于不由于不牵扯扯加速度及加速度及时间, ,比比动力学方法要方便。力学方法要方便。(2)(2)规律的律的应用：用：动能定理表达式是一个能定理表达式是一个标量式量式, ,在某个方向上在某个方向上应用用动能定理是没有依据的。能定理是没有依据的。(3)(3)过程的程的选择：物体在某个运：物体在某个运动过程中包含有几个运程中包含有几个运动性性质不同的不同的小小过程程( (如加速、减速的如加速、减速的过程程),),此
31、此时可以分段可以分段应用用动能定理能定理, ,也可以也可以对全全过程程应用用动能定理能定理, ,但如果但如果对整个整个过程程应用用动能定理能定理, ,则使使问题简化。化。【题组过关关】1.(20151.(2015杭州一模杭州一模) )如如图所示所示, ,将将质量量为m m的小球以速度的小球以速度v v0 0由地面由地面竖直直向上抛出。小球落回地面向上抛出。小球落回地面时, ,其速度大小其速度大小为 v v0 0。设小球在运小球在运动过程程中所受空气阻力的大小不中所受空气阻力的大小不变, ,则空气阻力的大小等于空气阻力的大小等于( () )【解析解析】选选D D。对小球向上运动的过程。对小球向上
32、运动的过程, ,由动能定理得由动能定理得,-(mg+F,-(mg+Ff f)H=)H=0- ,0- ,对小球向下运动的过程对小球向下运动的过程, ,由动能定理得由动能定理得,(mg-F,(mg-Ff f)H= ,)H= ,联立解得联立解得F Ff f= mg,= mg,选项选项D D正确。正确。2.(20152.(2015浙江高考浙江高考) )如如图所示所示, ,用一用一块长L L1 1=1.0m=1.0m的木板在的木板在墙和桌面和桌面间架架设斜面斜面, ,桌子高桌子高H=0.8m,H=0.8m,长L L2 2=1.5m=1.5m。斜面与水平桌面的。斜面与水平桌面的倾角角可在可在0 06060
33、间调节后固定。将后固定。将质量量m=0.2kgm=0.2kg的小物的小物块从斜面从斜面顶端静止端静止释放放, ,物物块与斜面与斜面间的的动摩擦因数摩擦因数1 1=0.05,=0.05,物物块与桌面与桌面间的的动摩擦因数摩擦因数为2 2, ,忽略物忽略物块在斜面与桌面交接在斜面与桌面交接处的能量的能量损失。失。( (重力加速度重力加速度g g取取10m/s10m/s2 2; ;最大静摩擦力等于滑最大静摩擦力等于滑动摩擦力摩擦力) )(1)(1)求求角增大到多少角增大到多少时, ,物物块能从斜面开始下滑。能从斜面开始下滑。( (用正切用正切值表示表示) )(2)(2)当当角增大到角增大到3737时
34、, ,物物块恰能停在桌面恰能停在桌面边缘, ,求物求物块与桌面与桌面间的的动摩擦因数摩擦因数2 2。( (已知已知sin37=0.6,cos37=0.8)sin37=0.6,cos37=0.8)(3)(3)继续增大增大角角, ,发现=53=53时物物块落地点与落地点与墙面的距离最大面的距离最大, ,求此求此最大距离最大距离x xm m。【解析解析】(1)(1)为使小物块下滑为使小物块下滑, ,则则mgsinmgsin1 1mgcosmgcos满足的条件满足的条件tan0.05tan0.05(2)(2)克服摩擦力做功克服摩擦力做功W Wf f=1 1mgLmgL1 1cos+cos+2 2mg(
35、Lmg(L2 2-L-L1 1cos)cos)由动能定理得由动能定理得mgLmgL1 1sin-Wsin-Wf f=0=0代入数据得代入数据得2 2=0.8=0.8(3)(3)由动能定理得由动能定理得mgLmgL1 1sin-Wsin-Wf f= mv= mv2 2代入数据得代入数据得v=1m/s,H= gtv=1m/s,H= gt2 2,t=0.4s,x,t=0.4s,x1 1=vt=vtx x1 1=0.4m,x=0.4m,xm m=x=x1 1+L+L2 2=1.9m=1.9m答案：答案：(1)tan0.05(1)tan0.05(2)0.8(2)0.8(3)1.9 m (3)1.9 m
36、【加固加固训练】(2015(2015抚顺二模二模) )冰冰壶运运动是冬季奥运会上的一是冬季奥运会上的一项比比赛项目目, ,在第在第2121届冬季奥运会上中国届冬季奥运会上中国队取得了取得了较好的成好的成绩。假。假设质量量为m m的冰的冰壶在运在运动员的操控下的操控下, ,先从起滑架先从起滑架A A点由静止开始加速启点由静止开始加速启动, ,经过投投掷线B B时释放放, ,以后匀减速自由滑行以后匀减速自由滑行刚好能滑至好能滑至营垒中心中心O O停下。已停下。已知知ABAB相距相距L L1 1,BO,BO相距相距L L2 2, ,冰冰壶与冰面各与冰面各处动摩擦因数均摩擦因数均为,重力加速度重力加速
37、度为g g。(1)(1)求冰求冰壶运运动的最大速度的最大速度v vm m。(2)(2)在在ABAB段运段运动员水平推冰水平推冰壶做的功做的功W W是多少是多少? ?(3)(3)若若对方有一只冰方有一只冰壶( (冰冰壶可看作可看作质点点) )恰好恰好紧靠靠营垒圆心心处停着停着, ,为将将对方冰方冰壶碰出碰出, ,推推壶队员将冰将冰壶推出后推出后, ,其他其他队员在在BOBO段的一半段的一半长度度内用毛刷刷冰内用毛刷刷冰, ,使使动摩擦因数摩擦因数变为 。若上述推。若上述推壶队员是以与原来是以与原来完全相同的方式推出冰完全相同的方式推出冰壶的的, ,结果果顺利地将利地将对方冰方冰壶碰出界外碰出界外
38、, ,求运求运动冰冰壶在碰前瞬在碰前瞬间的速度的速度v v。【解析解析】(1)(1)对冰壶在对冰壶在BOBO段段, ,由速度位移公式：由速度位移公式：0-v0-vm m2 2=-2aL=-2aL2 2, ,又：又：a= =g,a= =g,解得：解得：v vm m= =(2)(2)在在ABAB段段, ,对冰壶由动能定理得：对冰壶由动能定理得：W-mgLW-mgL1 1= mv= mvm m2 2-0-0解得：解得：W =mg(LW =mg(L1 1+ L+ L2 2) )(3)(3)从从BOBO段段, ,由动能定理得：由动能定理得：解得：解得：v=v=答案：答案：(1) (1) (2)mg(L(
39、2)mg(L1 1+L+L2 2) ) (3) (3) 瞬时功率问题瞬时功率问题【典例典例】(2015(2015南昌一模南昌一模) )如如图所示所示, ,细线的一端固定于的一端固定于O O点点, ,另一端另一端系一小球。在水平拉力作用下系一小球。在水平拉力作用下, ,小球以恒定速率在小球以恒定速率在竖直平面内由直平面内由A A点运点运动到到B B点。在此点。在此过程中拉力的瞬程中拉力的瞬时功率功率变化情况是化情况是( () )A.A.逐逐渐增大增大 B.B.逐逐渐减小减小C.C.保持不保持不变 D.D.先减小后增大先减小后增大【阅卷卷说明明】本本题抽抽样统计难度度为0.46,0.46,区分度区
40、分度为0.490.49。有。有30%30%的学生的学生错选D,D,有有10.2%10.2%的学生的学生错选B,B,有有13.8%13.8%的学生的学生错选C C。【试卷卷评析析】错误角度角度(1)(1)：误认为小球的瞬小球的瞬时功率保持不功率保持不变错因剖析：小球由因剖析：小球由A A到到B B的的过程中程中, ,认为水平拉力保持不水平拉力保持不变, ,实际上小球上小球运运动过程中速率不程中速率不变, ,小球做匀速小球做匀速圆周运周运动, ,其拉力和重力沿其拉力和重力沿圆周切向周切向的合力的合力为零零, ,拉力拉力为变力。力。错误角度角度(2)(2)：不能正确判断拉力瞬：不能正确判断拉力瞬时功
41、率的功率的变化化错因剖析：不能深入挖掘因剖析：不能深入挖掘隐含条件含条件, ,根据拉力和重力的关系根据拉力和重力的关系进行分析行分析判断。判断。 【纠偏措施偏措施】1.1.要熟要熟练掌握瞬掌握瞬时功率的功率的计算公式算公式P=Fvcos,P=Fvcos,明确明确角角为F F、v v的的夹角。角。2.2.要深入挖掘要深入挖掘隐含条件含条件, ,将将变力瞬力瞬时功率的功率的计算算转化化为恒力功率的恒力功率的计算。算。 【规范解答范解答】选A A。设细线与与竖直方向的直方向的夹角角为,小球小球质量量为m,m,速率速率为v v。由小球做匀速。由小球做匀速圆周运周运动, ,切向合力切向合力为零可得零可得
42、,mgsin=Fcos,mgsin=Fcos,由由P=FvcosP=Fvcos可得拉力可得拉力F F的瞬的瞬时功率表达式功率表达式为P=Fvcos=mgvsin,P=Fvcos=mgvsin,可可见功率功率P P随随的增大逐的增大逐渐增大增大,A,A正确。正确。 【类题试做做】1.1.如如图所示所示, ,小球被小球被细线悬挂于挂于O O点点, ,若将小球拉至水平后由静止若将小球拉至水平后由静止释放放, ,则在小球下在小球下摆到最低点的到最低点的过程中程中, ,重力瞬重力瞬时功率的功率的变化情况是化情况是( () )A.A.减小减小 B.B.增加增加C.C.先减小后增大先减小后增大 D.D.先增
43、大后减小先增大后减小【解析解析】选选D D。由公式。由公式P=mgvcosP=mgvcos得得, ,刚释放时刚释放时v=0,P=0;v=0,P=0;到最低点时到最低点时,=90,P=0;,=90,P=0;在小球下摆的过程中在小球下摆的过程中, ,重力的功率不为零重力的功率不为零, ,故小球重力故小球重力的瞬时功率先增大后减小的瞬时功率先增大后减小, ,选项选项D D正确。正确。2.(2.(多多选) )如如图所示所示, ,一个表面光滑的斜面体一个表面光滑的斜面体M M置于水平地面上置于水平地面上, ,它的两它的两个斜面与水平面的个斜面与水平面的夹角分角分别为、,且且,M,M的的顶端装有一定滑端装
44、有一定滑轮, ,一一轻质细绳跨跨过定滑定滑轮后后连接接A A、B B两个小滑两个小滑块, ,细绳与各自的斜面平与各自的斜面平行行, ,不不计绳与滑与滑轮间的摩擦的摩擦,A,A、B B恰好在同一高度恰好在同一高度处于静止状于静止状态。剪断。剪断细绳后后,A,A、B B滑至斜面底端滑至斜面底端,M,M始始终保持静止保持静止, ,则( () )A.A.滑滑块A A的的质量大于滑量大于滑块B B的的质量量B.B.两滑两滑块到达斜面底端到达斜面底端时的速率相同的速率相同C.C.两滑两滑块到达斜面底端到达斜面底端时, ,滑滑块A A重力的瞬重力的瞬时功率功率较大大D.D.两滑两滑块到达斜面底端所用到达斜面
45、底端所用时间相同相同【解析解析】选选A A、B B。根据题意。根据题意, ,由于由于A A、B B滑块均处于平衡状态滑块均处于平衡状态, ,有有F FTATA= = F FTBTB, ,而而F FTATA=m=mA Agsin,Fgsin,FTBTB=m=mB Bgsin,gsin,所以所以m mA A大于大于m mB B, ,选项选项A A正确正确; ;由于由于A A、B B滑块距离地面的高度滑块距离地面的高度h h相同相同, ,据机械能守恒定律可知两者到达地面的速据机械能守恒定律可知两者到达地面的速率率v v相同相同, ,选项选项B B正确正确; ;两者到达地面的瞬时功率为两者到达地面的瞬时功率为P PA A= m= mA Agvsin,gvsin,P PB B=m=mB Bgvsin,gvsin,所以所以P PA A=P=PB B, ,选项选项C C错误错误; ;两者到达地面的时间满足两者到达地面的时间满足 有有t tA A大于大于t tB B, ,选项选项D D错误。错误。
