理化生]用能量觀點(diǎn)分析綜合問(wèn)題-文庫(kù)吧
2025-12-19 13:23 本頁(yè)面
【正文】 題的關(guān)鍵是能否了解此過(guò)程中能量的轉(zhuǎn)換．根據(jù)題給的情境，從初態(tài)到末態(tài)，在豎直方向上，物塊所在的高度變化了 (減少了 )h，由此可以判斷出系統(tǒng)的重力勢(shì)能減少．根據(jù)題設(shè)物塊的初末態(tài)動(dòng)能均為零，且物塊在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中有摩擦力做功，又可以判斷出減少的重力勢(shì)能全部轉(zhuǎn)化為系統(tǒng)的內(nèi)能，這是解決此問(wèn)題的第一步判斷． 2022/2/14 第二步的判斷是對(duì)物塊運(yùn)動(dòng)過(guò)程的判斷，由于題目只給出了物塊最后停在水平軌道上某處，所以物塊的實(shí)際運(yùn)動(dòng)可能為兩種情況，第一種情況為物塊在停止之前滑上了圓弧再由圓弧上面滑下最后停止在水平軌道上；另一種情況，物塊沒(méi)有再次滑上圓弧就在水平軌道上停止了運(yùn)動(dòng)．由于題目在設(shè)問(wèn)時(shí)已提出了求物塊停止的地方與 N點(diǎn)距離的可能值，所以考生一般可以想到這兩種可能的情況． 本題物理情境和設(shè)問(wèn)都不難，主要考查考生的分析能力和應(yīng)用物理規(guī)律解決實(shí)際問(wèn)題的能力．本題抽樣統(tǒng)計(jì)難度為 ，區(qū)分度為 ，對(duì)全體考生有較好的區(qū)分度．有 12%的考生得 0分， 11%的考生得 7分， 19%的考生得 13分， 40%的考生得滿(mǎn)分． 2022/2/14 【規(guī)范解答】 物塊從開(kāi)始下滑到靜止的過(guò)程中，物塊重力勢(shì)能減小的數(shù)值 Δ Ep與物塊克服摩擦力所做功的數(shù)值 W 相等，即 Δ Ep＝ W ① 設(shè)物塊質(zhì)量為 m ，在水平滑道上滑行的總路程為 s ′ ，則 Δ Ep＝ mgh ② W ＝ μmgs ′ ③ 由 ①②③ 解得 s ′ ＝hμ④ 設(shè)物塊在水平軌道上停住的地方與 N 點(diǎn)的距離為 d . 若物塊在與 P 碰撞后，在到達(dá)圓弧形軌道前停止，則 s ′ ＝ 2 s － d ⑤ 2022/2/14 聯(lián)立 ④⑤ 式得 d ＝ 2 s －h(huán)μ⑥ 此結(jié)果在hμ≤ 2 s 時(shí)有效 ． 若hμ＞ 2 s ， 則物塊與 P 碰撞后，可再一次滑上圓弧形軌道，滑下后在水平軌道上停止，則有 s ′ ＝ 2 s ＋ d ⑦ 聯(lián)立 ④⑦ 式得 d ＝hμ－ 2 s ⑧ 所以物塊停止的位置距 N 的距離可能為 2 s －h(huán)μ或hμ－ 2 s . 2022/2/14 【 主編剖析 】 本題在原卷中占 15分，得分要點(diǎn)為規(guī)范解答中的①～⑧式．解答本題的關(guān)鍵是分析物塊運(yùn)動(dòng)過(guò)程中有哪些力在做功，做功結(jié)果導(dǎo)致哪種形式能量的變化．注意①式前應(yīng)強(qiáng)調(diào)研究對(duì)象和解題規(guī)律，④式后對(duì)兩種可能的情況進(jìn)行討論． 2022/2/14 變式題 [ 201 1 泰安模擬 ] 如圖 25 － 2 所示 ， 卷?yè)P(yáng)機(jī)的繩索通過(guò)定滑輪用力 F 拉位于粗糙斜面上的木箱 ， 使之沿斜面加速向上移動(dòng) ． 在移動(dòng)過(guò)程中 ， 下列說(shuō)法正確的是 ( ) 圖 25 － 2 2022/2/14 A ． F 對(duì)木箱做的功等于木箱增加的動(dòng)能與木箱克服摩擦力所做的功之和 B ． F 對(duì)木箱做的功等于木箱克服摩擦力和克服重力所做的功之和 C ． 木箱克服重力做的功等于木箱增加的重力勢(shì)能 D ． F 對(duì)木箱做的功大于木箱增加的機(jī)械能與木箱克服摩擦力所做的功之和 [答案 ]C 2022/2/14 [ 解析 ] 由重力做功與重力勢(shì)能改變之間的關(guān)系知 ， 物體克服重力做的功等物體重力勢(shì)能的增加 ， 選項(xiàng) C 正確 ； 由動(dòng)能定理得 ：WG＋ Wf＋ WF＝12m v2， 解得 WF＝12m v2－ WG－ Wf＝ ( Δ Ek＋ Δ Ep) －Wf， 故選項(xiàng) A 、 B 、 D 錯(cuò)誤 ． 2022/2/14 ? ? 探究考向二 功能關(guān)系在傳送帶問(wèn)題中的應(yīng)用 1. 物體在傳送帶上運(yùn)動(dòng) 求解傳送帶問(wèn)題應(yīng)注意： ( 1 ) 運(yùn)動(dòng)物體的加速度、速度、位移均以地面為參考系； ( 2 ) 要區(qū)分物體的位移和物體相對(duì)傳送帶的位移； ( 3 ) 因滑動(dòng)摩擦產(chǎn)生的熱量 ( 系統(tǒng)增加的內(nèi)能 ) 等于滑動(dòng)摩擦力與相對(duì)位移的乘積： Q ＝ fx 相對(duì) ； ( 4 ) 因傳送物體電動(dòng)機(jī)多輸出的能量在數(shù)值上等于系統(tǒng)增加的內(nèi)能與物體增加的機(jī)械能之和 ． 2022/2/14 2 ．摩擦力做功的特點(diǎn) (1) 靜摩擦做功的特點(diǎn)： ① 靜摩擦力對(duì)單個(gè)物體可以做正功、負(fù)功，還可以不做功； ② 一對(duì)靜摩擦力所做功的代數(shù)和總等于零； ③ 在靜摩擦力做功的過(guò)程中，只有機(jī)械能從一個(gè)物體轉(zhuǎn)移到另一個(gè)物體 ( 靜摩擦力做功起著傳遞機(jī)械能的作用 ) ，而沒(méi)有機(jī)械能轉(zhuǎn)化為其他形式的能量，也不產(chǎn)生熱量． 2022/2/14 ( 2 ) 滑動(dòng)摩擦力做功的特點(diǎn)： ① 滑動(dòng)摩擦力對(duì)單個(gè)物體可以做正功、負(fù)功，還可以不做功； ② 在相互摩擦的物體系統(tǒng)中，一對(duì)相互作用的滑動(dòng)摩擦力對(duì)物體系統(tǒng)所做的總功與路徑有關(guān)，其值是負(fù)值，等于摩擦力與相對(duì)位移的乘積，即 Wf＝－ fx相對(duì)，負(fù)號(hào)表示系統(tǒng)克服摩擦力做功，系統(tǒng)損失的機(jī)械能轉(zhuǎn)變成內(nèi)能，即 Δ E損＝ fx相對(duì)＝ Q熱； ③ 在一對(duì)滑動(dòng)摩擦力做功的過(guò)程中，能量的轉(zhuǎn)化和轉(zhuǎn)移有兩種情況：一是相互摩擦的物體通過(guò)摩擦力做功，將部分機(jī)械 能從
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