20xx粵教版高中物理必修2第四章機(jī)械能和能源章末整合(存儲(chǔ)版)
【正文】 圖 4－ 6 A． 繩 OA 對(duì) A 球做正功 B． 繩 AB 對(duì) B 球做負(fù)功 C． 繩 AB 對(duì) A 球做負(fù)功 ， A 球機(jī)械能不守恒 D． 繩 AB 對(duì) B 球做正功 ， A、 B 系統(tǒng)機(jī)械能守恒 解析： OA對(duì) A的拉力始終與 A的運(yùn)動(dòng)方向垂直，故不做功，從而 A、 B系統(tǒng)機(jī)械能守恒． 三． 非選擇題 （本題共 3小題， 解答應(yīng)寫出必要的文字說明、方程式和重要演算步驟，只寫出最后答案的不能得分，有數(shù)值計(jì)算的題，答案中必須明確寫出數(shù)值和單位 。 其中沒有必要進(jìn)行的 或者操作不當(dāng)?shù)牟襟E，將其選項(xiàng)對(duì)應(yīng)的 字母填在下面的空行內(nèi)，并說明其原因。步驟 D是錯(cuò)誤的，應(yīng)該先接通電源，待打點(diǎn)穩(wěn)定后再釋放紙帶。水平傳送帶以恒定速率 v=2m/s 運(yùn)送質(zhì)量為 m=， 工件都是以v0=1m/s 的初速從 A 位置滑上傳送帶。 根據(jù)動(dòng)能定理，就有 221 tghEEhmg kk??????? ? ? ? ? ?E mg h mvk 12 0 2 ? ?? ? ?? ? ? ? ? ??mg g t mv 10． （ 1） A（ 2） ① 步驟 B是錯(cuò)誤的。重錘從高處由靜止開始下落，重錘上拖著的紙帶打出一系列的點(diǎn)，對(duì)紙帶的點(diǎn)痕進(jìn)行測量，即可驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律。 8．機(jī)車從靜止開始沿平直軌道做勻加速運(yùn)動(dòng)，所受的阻力始終不變。v 知，物體運(yùn)動(dòng)越快， 受力越大，這個(gè)力的 功率越大 ，故 B 錯(cuò)誤， D 正確；做功的多少，與功率與時(shí)間有關(guān)， C 錯(cuò)誤。試問：從 B、 C 發(fā)生正 碰到A剛移動(dòng)到 C 右端期間， C 所走過的距離是 C 板長度的多少倍？ 分析： 物體 B 與物體 C 碰撞后粘在一起運(yùn)動(dòng)有共同點(diǎn)速度V1，而 B、 C 碰撞瞬間 A保持原來的速度 V0勻速運(yùn)動(dòng)滑上C，物體 A在物體 C表面滑行直到物體 A、 B、 C有最終相同的速度 V2。而整個(gè)過程脫節(jié)的車廂在阻力作用下做減速運(yùn)動(dòng)，阻力做負(fù)功。設(shè)其經(jīng)過和總路程為 L，對(duì)全過程，由動(dòng)能定理得： 200 210c oss i n mvLngm gS ??? ??? 得 ?? ?c o s 21s inm g S 200mgmvL ?? （ 2） 利用動(dòng)能定理巧求動(dòng)摩擦因數(shù) 【例 11】 如圖所示，小滑塊從斜面頂點(diǎn) A由靜止滑至水平部分 C點(diǎn)而停止。若用微元法求變力做功，會(huì)因數(shù)學(xué)知識(shí)的限制而不易找出 F作用的位移和 A、 B間的距離的對(duì)應(yīng)關(guān)系而很難求解。由此可知，求摩擦力和阻力做功，我們可以用力乘以路程來計(jì)算。根據(jù)題意，則拉力做功等于水的重力勢能的增量，即： JhhghrEW 421121 ?????? ?? 活塞從 1h 上升到 H 的過程 中，液面不變，拉力 F 是恒力， 02PrF ?? ，則做功為： JhHPrhHFW 310212 )()( ?????? ? 所求拉力所做的總功為： JWWW 421 ???? （ 5） 運(yùn)用 FS 圖像中的面積求變力做功 某些求変力做功的問題，如果能夠畫出変力 F與位移 S的圖像，則 FS圖像中與 S 軸所圍的面積表示該過程中変力 F做的功。汽車加速運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為 1t ，由動(dòng)能 定理得： 0FPt f1 ??s 汽車達(dá)到最大速度時(shí)，牽引力和阻力大小相等，則 mfm vFFvP ??? 即mf vPF ? 可求得汽車加速運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為 ssvsP sFt mf 502412021 ????? 關(guān)閉油門后，汽車在阻力作用下做勻減速直線運(yùn)動(dòng)至停止，由動(dòng)量定理得： mmvt ??? 0F 2f 圖 2 可求得汽車勻減速運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為 ssPmvFmvt mf m 4810 0060 2450 00222 ?? ???? 則汽車運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為： t＝ t1＋ t2＝ 50s＋ 48s＝ 98s （ 4） 運(yùn)用功能關(guān)系求變力做功 做功是能量轉(zhuǎn)化的原因，做功是能量轉(zhuǎn)化的量度，我們可以根據(jù)能量轉(zhuǎn)化的情況來判斷做功的情況，則給求変力做功提供了一條簡便的途徑。 （ 1） 運(yùn)用功的公式求變力做功 求某個(gè)過程中的変力做功，可以通過 等效法把求該変力做功轉(zhuǎn)換成求與該変力做功相同的恒力的功，此時(shí)可用功定義式 W＝ ?cosFs 求恒力的功，從而可知該変力的功。則 F 不 做功；若 α90176。則 F 不做功；若 α90176。對(duì)于一個(gè)物體在某個(gè)過程中的初動(dòng)能和末動(dòng)能可求，該過程其它力做功可求，那么該過程中変力做功可求。在井中固定地插著一根兩端開口的薄壁圓管，管和井共軸，管下端未觸及井底。用平均值求變力做功的關(guān)鍵是先判斷変力 F與位移 S 是否成線性關(guān)系，然后求出該過程初狀態(tài)的力 1F 和末狀態(tài) 的力 2F 。 【解析】 小車沿豎直圓軌道從最低點(diǎn)勻速率運(yùn)動(dòng)到最高點(diǎn)的過程中，由于軌道支持力是変力，故而摩擦力為一変力，本題可以用微元法來求。在 S’系中， A開始以 v 背離 B 運(yùn)動(dòng)，最后在萬有引力的作用下減速到零，此時(shí) A、 B 間的距離最大，記為 Lm。 解： 滑塊從 A點(diǎn)滑到 C 點(diǎn)，只有重力和摩擦力做功，設(shè)滑塊質(zhì)量為 m，動(dòng)摩擦因數(shù)為 ? ，斜面傾角為 ? ，斜面底邊長 s1 ，水平部分長 s2 ，由動(dòng)能定理得： A B C h S1 S2 α m gh mg s m gsh S S hs? ? ? ? ?? ? ? ?? ? ? ?? ? ?co s co s1 21 20 00化簡得： 得 從計(jì)算結(jié)果可以看出，只要測出斜面高和水平部分長度，即可計(jì)算出動(dòng)摩擦因數(shù)。 【例 13】 如圖所示，在一光滑的水平面上有兩塊相同的木板 B和 C。 B、 C碰撞前， A與 B 的S2 S1 L V0 V0 A B C 共同速度為 V0，碰撞后 B 與 C的共同速度為 V1。在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中，均有兩個(gè)選項(xiàng)符合題意。） F AB圖 45 10． （ 1） 在《探究功與物體速度變化關(guān)系》的實(shí)驗(yàn)中，甲、乙兩位同學(xué)的實(shí)驗(yàn)操作均正確。 答： ② 利用這個(gè)裝置也可以測量重錘下落的加速度 a 的數(shù)值。步驟 C 不必要，因?yàn)楦鶕?jù)測量原理，重錘的動(dòng)能和勢能中都包含了質(zhì)量 m，可以約去。工件與傳送帶之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為 μ=，每當(dāng)前一個(gè)工件在傳送帶上停止相對(duì)滑動(dòng)時(shí)，后一個(gè)工件立即滑上傳送帶．取 g=10m/s2．求： （ 1）工件經(jīng)多長時(shí)間停止相對(duì)滑動(dòng)； （ 2）在正常運(yùn)行狀態(tài)下傳送帶上相鄰工件間的距離； （ 3）摩擦力對(duì)每個(gè)工件做的功； （ 4）每個(gè)工件與傳送帶之間因摩擦而產(chǎn)生的熱量。設(shè) 秒內(nèi)小球豎直位移為 ?h 。試用這些物理量和紙帶上的數(shù)據(jù)表示出重錘在下落的過程中受到的平均阻力大小 F＝ _______。實(shí)驗(yàn)所 用的電源為學(xué)生電源，輸出電壓為 6V的交流電和直流電兩種。 7． 把質(zhì)量為 m的石塊從離地 h 高度處以與水平面成 ? 的仰角斜向上方拋出，初速度為 v0，則石塊落地時(shí)的速率與下列哪些物理量有關(guān)？ （ BD ） A． 石塊的質(zhì)量 m
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