理化生]用能量觀點(diǎn)分析綜合問(wèn)題-資料下載頁(yè)
2025-01-17 13:23本頁(yè)面
【正文】 能量守恒定律有 mgH ＋ mg ( H ＋ L sin θ ) ＝ kmgL sin θ 摩擦力對(duì)木板及物塊做的總功 W ＝－ kmgL sin θ 解得 W ＝－2 kmgHk － 1，負(fù)號(hào)說(shuō)明摩擦力對(duì)木板及物塊做負(fù)功． 2022/2/14 ? 探究考向 四 圖象在能量問(wèn)題中的應(yīng)用 物理圖象能形象地表達(dá)物理規(guī)律，直觀地描述物理過(guò)程，鮮明地表示物理量之間的依賴(lài)關(guān)系 ． 正確、熟練地應(yīng)用圖象解決能量問(wèn)題，必須熟悉各種物 理圖象的物理意義，理解圖象中交點(diǎn)坐標(biāo)、斜率、極值點(diǎn)以及圖線(xiàn)與坐標(biāo)軸所包圍面積等物理意義 ． 能量問(wèn)題常涉及的圖象有力 — 時(shí)間圖象 ( F － t 圖象 ) 、力— 位移圖象 ( F － x 圖象 ) 、速度 — 時(shí)間圖象 ( v － t 圖象 ) 、功率 —時(shí)間圖象 ( P － t 圖象 ) 、能量 ( 動(dòng)能、勢(shì)能、機(jī)械能 ) — 時(shí)間圖象( E － t 圖象 ) 、能量 — 位移圖象 ( E － x 圖象 ) 等 ． 2022/2/14 例 4 [ 2 0 1 1 山東三模 ] 靜止在水平面上的物塊在如圖 25 － 6甲所示的水平拉力作用下做直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)，其速度 — 時(shí)間圖象如圖乙所示，若物塊與水平面間的動(dòng)摩擦因數(shù)處處相同，則 ( ) 圖 25 － 6 A ． F1＋ F3＝ 2 F2 B ． F1＋ F3＞ 2 F2 C ．全過(guò)程中拉力做的功等于物塊克服摩擦力做的功 D ．全過(guò)程拉力做的功等于零 [答案 ]AC 2022/2/14 [ 解析 ] 勻速運(yùn)動(dòng)階段 ， 根據(jù)平衡條件有 ， F2＝ μmg . 由速度圖象知 ， 勻加速階段的加速度 a1＝v01 s， 勻減速階段的加速度 a2＝－ v01 s； 根據(jù)牛頓第二定律 ， 有 F1－ μmg ＝ ma1， F3－ μm g＝ ma2 , 解得 F1＋ F3＝ 2 F2. 對(duì) 全運(yùn)動(dòng)過(guò)程應(yīng)用動(dòng)能定理 WF－μmgx ＝ Δ Ek＝ 0 ， 得 WF＝ μmgx . 所以選項(xiàng) AC 正確 ． 2022/2/14 [ 點(diǎn)評(píng) ] 利用圖象讀取信息是解答本題的關(guān)鍵 ， 結(jié)合力 —時(shí)間圖象和速度 — 時(shí)間圖象 ， 可確定物塊先做勻加速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)后做勻速運(yùn)動(dòng)最后做勻減速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng) ． 2022/2/14 變式題 [ 2 01 1 鄭州月考 ] 如圖 25 － 7 甲所示 ， 足夠長(zhǎng)的固定光滑細(xì)桿與地面成一定傾角 ， 在桿上套有一個(gè)光滑小環(huán) ， 沿桿方向給環(huán)施加一個(gè)拉力 F ， 使環(huán)由靜止開(kāi)始運(yùn)動(dòng) ． 已知拉力F 及小環(huán)速度 v 隨時(shí)間 t 變化的規(guī)律如圖乙所示 ， 重力加速度g 取 10 m/s2. 以下判 斷正確的是 ( ) 圖 25 － 7 2022/2/14 A ． 小環(huán)的質(zhì)量是 1 kg B ． 細(xì)桿與地面間的傾角是 30176。 C ． 前 3 s 內(nèi)拉力 F 的最大功率是 W D ． 前 3 s 內(nèi)小環(huán)機(jī)械能的增加量是 J [答案 ]AD 2022/2/14 [ 解析 ] 由速度 — 時(shí)間圖象知 ， 小環(huán)在第 1 s 內(nèi)做勻加速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng) ， 加速度 a ＝Δ vΔ t＝ m/s2， 之后以 v ＝ m/s 的速度做勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng) ． 根據(jù)牛頓第二定律得 F1－ mg sin θ ＝ma ， 根據(jù) 共點(diǎn)力的平衡條件得 ， F2＝ mg sin θ ， 代入數(shù)據(jù)解得 m ＝ 1 kg ， sin θ ＝ 5 ， 所以選項(xiàng) A 正確 、 B 錯(cuò)誤 ； 第 1 s末拉力的功率最大 ， P ＝ F1v ＝ W ， 選項(xiàng) C 錯(cuò)誤 ； 由速度圖象得 3 s 內(nèi)小環(huán)的位移 x ＝ m ， 小環(huán)機(jī)械能的增加量Δ E ＝ mgx sin θ ＋12m v2＝ J ， 選項(xiàng) D 正確 ． 2022/2/14 [備選理由 ] 考查動(dòng)能 、 重力勢(shì)能和彈性勢(shì)能相互轉(zhuǎn)化過(guò)程中的機(jī)械能守恒定律的應(yīng)用 ． 備用習(xí)題 如圖所示，一小球從光滑圓弧軌道頂端由靜止開(kāi)始下滑，進(jìn)入光滑水平面又壓縮彈簧．在此過(guò)程中，小球重力勢(shì)能和動(dòng)能的最大值分別為 Ep和 Ek，彈簧彈性勢(shì)能的最大值為Ep′ ，則它們之間的關(guān)系為 ( ) 2022/2/14 廈門(mén)寒假班 A ． E p ＝ E k ＝ E p ′ B ． E p E k E p ′ C ． E p ＝ E k ＋ E p ′ D ． E p ＋ E k ＝ E p ′ [答案 ] A [ 解析 ] 當(dāng)小球處于最高點(diǎn)時(shí) ， 重力勢(shì)能最大 ； 當(dāng)小球剛滾到水平面時(shí)重力勢(shì)能全部轉(zhuǎn)化為動(dòng)能 ， 此時(shí)動(dòng)能最大 ； 當(dāng)小球壓縮彈簧到最短時(shí)動(dòng)能全部轉(zhuǎn)化為彈性勢(shì)能 ， 彈性勢(shì)能最大 ． 由機(jī)械能守恒定律可知 Ep＝ Ek＝ Ep′ ， 故選項(xiàng) A 正確 ．
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