第4講功能關(guān)系、能量轉(zhuǎn)化與守恒定律-在線瀏覽
2024-08-30 11:27本頁(yè)面
【正文】 應(yīng)考點(diǎn) 2 3． (雙選 )行駛 中的汽 車制動(dòng)后滑行一段距離，最后停下； 流星在夜空中墜落并發(fā)出明亮的光焰；降落傘在空中勻速下降； 條形磁鐵在下落過(guò)程中穿過(guò)閉合線圈，線圈中產(chǎn)生電流．上述 不同現(xiàn)象中所包含的相同的物理過(guò)程是 ( ) A．物體克服阻力做功 B．物體的動(dòng)能轉(zhuǎn)化為其他形 式的能量 C．物體的勢(shì)能轉(zhuǎn)化為其他形式的能量 D．物體的機(jī)械能轉(zhuǎn)化為其他形式的能量 智浪教育 普惠英才文庫(kù) 解析： 汽車制動(dòng)，受摩擦阻力減速，克服摩擦力做功，機(jī) 械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能．流星墜落，受空氣阻力，機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能． 降落傘在空中勻速下降，受空氣阻力，重力勢(shì)能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能． 條形磁鐵在下落過(guò)程中穿過(guò)閉合線圈，由于電磁感應(yīng)，受到磁 場(chǎng)力的阻礙作用，把機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能．所以 A、 D 兩項(xiàng)正確． 答案： AD 智浪教育 普惠英才文庫(kù) 題組 3 對(duì)應(yīng)考點(diǎn) 3 4．一木塊靜止在光滑水平面上，被一水平方向飛來(lái)的子彈 擊中，子彈進(jìn)入木塊的深度為 2 cm，木塊相對(duì)于桌面移動(dòng)了 1 ，則產(chǎn)生的熱能和子彈損失的動(dòng) 能之比是多少？ 解： 由功能關(guān)系，摩擦產(chǎn)生的熱能為 Q ＝ Ffs 相對(duì)子彈損失的動(dòng)能等于合外力對(duì)子彈做功的負(fù)值，即Δ E損＝ Ffs子彈所以QΔ E損＝s相對(duì)s 子彈＝s相對(duì)s 相對(duì) ＋ s 木＝22 ＋ 1＝23.智浪教育 普惠英才文庫(kù) 熱點(diǎn) 1 判斷各力做功所對(duì)應(yīng)的能量轉(zhuǎn)化 【 例 1】 一質(zhì)量為 M＝ kg 的小物塊隨足夠長(zhǎng)的水平傳送 帶一起運(yùn)動(dòng)，被一水平向左飛來(lái)的子彈擊中并從物塊中穿過(guò)， 如圖 5－ 4－ 2 甲所示．地面觀察者記錄了小物塊被擊中后的速 度隨時(shí)間變化的關(guān)系如圖 5－ 4－ 2 乙所示 (圖中取向右運(yùn)動(dòng)的方 向?yàn)檎较?)．已知傳送帶的速度保持不變，取 g＝ 10 m/s2. 智浪教育 普惠英才文庫(kù) 乙 圖 5－ 4－ 2 (1)指出傳送帶速度 v 的方向及大小，說(shuō)明理由 ． (2)計(jì)算物塊與傳送帶間的動(dòng)摩擦因數(shù) μ. (3)計(jì)算傳送帶對(duì)外做了多少功？子彈射穿物塊后系統(tǒng)有 多少能量轉(zhuǎn)化為內(nèi)能？ 甲 智浪教育 普惠英才文庫(kù) ＝ — m/s2＝ m/s2 ＝ 解： (1)從速度圖象中可以看出，物塊被擊穿后，先向左做 減速運(yùn)動(dòng)，速度為零后，又向右做加速運(yùn)動(dòng)，當(dāng)速度等于 2 m/s， 以后隨傳送帶一起做勻速運(yùn)動(dòng)，所以傳送帶的速度 v 方向向右， 大小為 m/s. (2)由速度圖象可得，物塊在 滑動(dòng)摩擦力的作用下做勻變速 運(yùn)動(dòng)的加速度為 a，有 a＝ Δv 4 Δt 2 由牛頓第二定律得滑動(dòng)摩擦力 F＝ μMg 則物塊與傳送帶間的動(dòng)摩擦因數(shù) μ＝ Ma Mg 10 ＝ . 智浪教育 普惠英才文庫(kù) (3)由速度圖象可知，傳送帶與物塊存在摩擦力的時(shí)間只有 3 s，設(shè)傳送帶在這段時(shí)間內(nèi)移動(dòng)的位移為 x，則 x ＝ v t ＝ 3 m ＝ m 所以，傳送帶對(duì)外所做的功 W ＝ Fx ＝ Max ＝ 2 4 J 在物塊獲得速度到與傳送帶一起勻速運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中，設(shè)物塊動(dòng)能減少了 Δ Ek，則 Δ Ek＝12M v ′2－12m v2＝??????12 42－12 22 J ＝ 12 J 所以轉(zhuǎn)化成內(nèi)能的大小 EQ＝ W ＋ Δ Ek＝ 24 J ＋ 12 J ＝ 36 J. 智浪教育 普惠英才文庫(kù) 規(guī)律總結(jié)： 兩物體間存在一對(duì)滑動(dòng)摩擦力做功，可能有三 種情況： (1)都做負(fù)功； (2)一個(gè)做正功，一個(gè)做負(fù)功； (3)一個(gè)不 做功，一個(gè)做負(fù)功． │Wf＋ Wf′│＝ Q＝ f L相對(duì) ，即一對(duì)滑動(dòng)摩 擦力做功之和等于兩物體間摩擦 產(chǎn)生的內(nèi)能． 備考策略： 解決這類問(wèn)題一定要審清題意，分析清楚物體 的運(yùn)動(dòng)過(guò)程，以及過(guò)程中各力做功的情況，明確各力做功對(duì)應(yīng) 的能量轉(zhuǎn)化． 智浪教育 普惠英才文庫(kù) 碰撞都是彈性的，則整個(gè)過(guò)程中，系統(tǒng)損失的動(dòng)能為 ( 圖 5－ 4－ 3 1． (雙選， 2022 年全國(guó)卷 )質(zhì)量為 M、內(nèi)壁間距為 L 的箱子靜 止于光滑的水平面上，箱子中間有一質(zhì)量為 m 的小物塊，小物塊 與箱子底板間的動(dòng)摩擦因數(shù)為 ，如 圖 5－ 4－ 3 所示．現(xiàn)給小物塊一水平向右的初速度 v，小物塊與箱 壁碰撞 N 次后恰又
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