高考物理動(dòng)能定理及其應(yīng)用考點(diǎn)總結(jié)-文庫吧
2025-07-17 14:51 本頁面
【正文】 與 B間的距離為 x，則 F－ μmg＝ ma a＝ m/s2＝ 2 m/s2 x＝ at2 ＝ 4 m. 即 A與 B間的距離為 4 m. (2)設(shè)整個(gè)過程中 F做的功為 WF，物塊回到 A點(diǎn)時(shí)的速度為vA，由動(dòng)能定理得： WF－ 2μmgx＝ mvA2 vA2＝ 2ax 由以上兩式得 WF＝ 2μmgx＋ max＝ 24 J. [答案 ] (1)4 m (2)24 J 求水平力 F在 5 s內(nèi)對物塊所做的功時(shí)，也可以分段處理：如前 3 s內(nèi)， WF1＝ μmgx，后 2 s內(nèi)， WF2＝ F2x，然后得 WF＝ WF1＋ WF2. (16分 )(2020金華模擬 )如圖 5－ 2－ 5所示，一條輕質(zhì)彈簧左端固定在豎直墻面上，右端放一個(gè)可視為質(zhì)點(diǎn)的小物塊，小物塊的質(zhì)量為 m＝ kg，當(dāng)彈簧處于原長時(shí)，小物塊靜止于 O點(diǎn)，現(xiàn)對小物塊施加一個(gè)外力 F，使它緩慢移動(dòng)，將彈簧壓縮至 A點(diǎn)，壓縮量為 x＝ m，在這一過程中，所用外力 F與壓縮量的關(guān)系如圖 5－ 2－ 6所示．然后撤去 F釋放小物塊，讓小物塊沿桌面運(yùn)動(dòng)，已知 O點(diǎn)至桌邊 B點(diǎn)的距離為 L＝ 2x，水平桌面的高為 h＝ m，計(jì)算時(shí)可用滑動(dòng)摩擦力近似等于最大靜摩擦力．求 (g取 10 m/s2)： (1)在壓縮彈簧的過程中，彈簧存貯的最大彈性勢能； (2)小物塊到達(dá)桌邊 B點(diǎn)時(shí)速度的大?。? (3)小物塊落地點(diǎn)與桌邊 B點(diǎn)的水平距離 x′. [思路點(diǎn)撥 ] 解答本題時(shí)應(yīng)注意以下三點(diǎn)： (1)F－ x圖象與 x軸所圍面積為變力 F做的功； (2)彈簧存貯的彈性勢能對應(yīng)彈簧的彈力所做的負(fù)功的值； (3)F－ x圖象中 x＝ 0時(shí)對應(yīng) F的含義． [解題樣板 ] (1)取向左為正方向，從 F－ x圖象中可以得出，x＝ 0時(shí)對應(yīng)的 F的值為小物塊與桌面間的滑動(dòng)摩擦力的大小，即 Ff＝ N. ┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄ (2分 ) 設(shè)壓縮過程中克服彈簧的彈力做功為 W彈． 由動(dòng)能定理得： WF－ Ffx－ W彈 ＝ 0. ┄┄┄┄┄┄┄ 2分 ) 由 F－ x圖象可知， WF＝ J＝ J. ┄ (2分 ) 解得： W彈 ＝ J ┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄ (1分 ) 故彈簧存貯的彈性勢能為 Ep＝ W彈 ＝ J. ┄ ┄┄┄ (1分 ) (2)對小物塊從 A點(diǎn)到 B點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)過程，應(yīng)用動(dòng)能定理得： W彈 － Ff( L＋ x)＝ mvB2－ 0 ┄┄┄┄┄┄┄┄┄ (2分 ) 解得： vB＝ 2 m/s.┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄ (2分 ) (3)小物塊從 B點(diǎn)開始做平拋運(yùn)動(dòng) h＝ gt2 ┄ ┄┄┄ (2分) 得下落時(shí)間 t＝ 1 s ┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄ (1分 ) 所以水平距離 x′＝ vBt＝ 2 m． ┄┄┄┄┄┄┄ (1分 ) [答案 ] (1) J (2)2 m/s (3)2 m 本題以彈簧為載體，結(jié)合圖象來綜合考查動(dòng)能、動(dòng) 能定理的內(nèi)容．這種綜合度大，但試題并不是太復(fù)雜、 難度并不是太大的情況在高考試卷中常有出現(xiàn)，這類題 的綜合信息強(qiáng)，要求學(xué)生的能力也相對較高，使高考命 題與新課標(biāo)的要求靠得更緊密一些，是近年高考命題的基本趨勢． 1．質(zhì)量為 m的物體在水平力 F的作用下由靜止開始在光滑地面上運(yùn)動(dòng)，前進(jìn)一段距離之后速度大小為 v，再前進(jìn)一 段距離使物體的速度增大為 2v，則 ( ) A．第二過程的速度增量等于第一過程的速度增量 B．第二過程的動(dòng)能增量是第一過程的動(dòng)能增量的 3倍 C．第二過程合外力做的功等于第一過程合外力做的功 D．第二過程合外力做的功等于第一過程合外力做功的 2倍 解析： 由題意知， A選項(xiàng)正確．由動(dòng)能定理知 W1＝ mv2，W2＝ m(2v)2－ mv2＝ mv2，故 B正確， C、 D錯(cuò)． 答案： AB 322．某物體同時(shí)受到兩個(gè)在同一直 線上的力 F F2的作用，由靜止 開始做直線運(yùn)動(dòng)，力 F F2與位 移 s的關(guān)系圖象如圖 5－ 2－ 7所 示，在物體開始運(yùn)動(dòng)后的前 m內(nèi)，物體具有最大動(dòng)能時(shí)對 應(yīng)的位移是 ( ) 圖 5－ 2－ 7 A． m B． m C． m D． m 解析： 由題圖知 x＝ m時(shí)， F合 ＝ 0，此前 F合 做正功，而此后 F合 做負(fù)功，故 x＝ m時(shí)物體的動(dòng)能最大． 答案： A 3．人用手托著質(zhì)量為 m的物體，從靜止開始沿水平方向運(yùn) 動(dòng)，前進(jìn)距離 l后，速度為 v(物體與手始終相對靜止 )， 物體與人手掌之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為 μ，則人對物體做的 功為 ( ) A． mgl B． 0 C． μmgl D. mv2 12解析： 物體與手掌之間的摩擦力是靜摩擦力，靜摩擦力 在零與最大值 μmg之間取值，不一定等于 過程中，只有靜摩擦力對物體做功，根據(jù)動(dòng)能定理，摩 擦力對物體做的功 W＝ ． 答案： D 4．質(zhì)量為 1 kg的物體以某一初速度在 水平面上滑行，由于摩擦阻力的 作用，其動(dòng)能隨位移變化的圖線 如圖 5－ 2－ 8所示， g取 10 m/s2， 則以下說法中正確的是 ( ) A．物體與水平面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為 B．物體與水平面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為 C．物體滑行的總時(shí)間為 4 s D．物體滑行的總時(shí)間為 s 圖 5－ 2－ 8 解析： 根據(jù)動(dòng)能定理 Ek2－ Ek1＝－ FfX可得 Ff＝ ＝ N＝ N，所以 μ＝ ＝ ， A、 B選項(xiàng)錯(cuò)誤；根據(jù)牛頓第二定律可得 a＝ ＝ m/s2，由運(yùn)動(dòng)學(xué)公式得物體滑行的總時(shí)間 t＝ ＝ 4 s， C選項(xiàng)正確， D錯(cuò)． 答案： C 5． (2020杭州模擬 )如圖 5－ 2－ 9所 示，一輛汽車從 A點(diǎn)開始爬坡， 在牽引力不變的條件下行駛 45 m 的坡路到達(dá) B點(diǎn)時(shí)，司機(jī)立即關(guān) 掉油門，以后汽車又向前滑行 15 m停在 C點(diǎn)，汽車的 質(zhì)量為 5 103 kg，行駛中受到的摩擦阻力是車重的 ，取 g＝ 10 m/s2，求汽車的牽引力做的功和它 經(jīng)過 B點(diǎn)時(shí)的速率． 圖 5－ 2－ 9 解析： 汽車從 A到 C的過程中，汽車的發(fā)動(dòng)機(jī)牽引力做正功，重力做負(fù)功，摩擦力做負(fù)功，動(dòng)能的變化量為零，由動(dòng)能定理可得 WF－ WG－ W阻 ＝ 0，由于 G、 F阻 已知，汽車的位移也知道，所以有 WF＝ WG＋ W阻 ＝ mgh＋ ＝ 106 J. 汽車由 B到 C的過程中，克服重力做功，克服摩擦力做功， 汽車的動(dòng)能由 減小到零，列動(dòng)能定理方程可得 － WG′－ W阻 ′＝ 0－ ，即 ＝ ＋ mgl1sin30176。 ，代入數(shù)據(jù)可得 vB＝ 15 m/s. 答案： 106 J 15 m/s 一、動(dòng)能 1．定義： 物體由于 而具有的能． 4．矢標(biāo)性： 動(dòng)能是 ，只有正值． 3
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