《2019高考物理總復(fù)習(xí) 提分策略一 臨考必記2 動量、功和能學(xué)案》由會員分享,可在線閱讀,更多相關(guān)《2019高考物理總復(fù)習(xí) 提分策略一 臨考必記2 動量、功和能學(xué)案(6頁珍藏版)》請在裝配圖網(wǎng)上搜索。
1、2.動量、功和能
[基本公式]
1.恒力做功的計算式
W=Flcos α(α是F與位移l方向的夾角).
2.恒力所做總功的計算
W總=F合lcos α或W總=W1+W2+….
3.計算功率的兩個公式
P=或P=Fvcos α.
4.動能定理
W總=Ek2-Ek1.W總是外力所做的總功,包括自身重力所做的功.
5.重力勢能
Ep=mgh(h是相對于零勢能面的高度).
6.機械能守恒定律的三種表達方式
(1)始末狀態(tài):mgh1+mv=mgh2+mv.
(2)能量轉(zhuǎn)化:ΔEk(增)=ΔEp(減).
(3)研究對象:ΔEA=-ΔEB.
7.幾種常見的功能關(guān)系
做功
2、
能量變化
功能關(guān)系
重力做功
重力勢能變化ΔEp
WG=-ΔEp
彈力做功
彈性勢能變化ΔEp
W彈=-ΔEp
合外力做功W合
動能變化ΔEk
W合=ΔEk
除重力和彈力之外其他力做
功W其他
機械能變化ΔE
W其他=ΔE
滑動摩擦力與介
質(zhì)阻力做功Ffl相對
系統(tǒng)內(nèi)能變化ΔE內(nèi)
Ffl相對=ΔE內(nèi)
電場力做功
WAB=qUAB
電勢能變化ΔEp
WAB=-ΔEp
電流做功W=UIt
電能變化ΔE
W=ΔE
8.動量:p=mv.
9.動量定理:Ft=mv2-mv1.
10.動量守恒定律
(1)理想守恒:系統(tǒng)不受外力或所受外力的合力為
3、零,則系統(tǒng)動量守恒.
(2)表達式:m1v1+m2v2=m1v1′+m2v2′.
[二級結(jié)論]
1.判斷某力是否做功,做正功還是負功
(1)F與l的夾角(恒力).
(2)F與v的夾角(曲線運動的情況).
(3)能量變化(兩個相聯(lián)系的物體做曲線運動的情況).
2.求功的途徑
(1)W=Flcos α(恒力,定義式).
(2)W=Pt(變力,恒定功率).
(3)W=ΔEk(變力或恒力).
(4)W其他=ΔE機,功能原理.
(5)圖象法(變力或恒力).
(6)氣體做功:W=pΔV(p——氣體的壓強;ΔV——氣體的體積變化).
3.機車啟動類問題中的“特殊點”
(1)全程
4、最大速度的臨界點為Ff=.
(2)勻加速運動的最后點為-Ff=ma;此時瞬時功率P為額定功率P額,瞬時速度v為勻加速過程的最大速度.
(3)在勻加速過程中的某點有-Ff=ma1.
(4)在變加速運動過程中的某點有-Ff=ma2.
4.摩擦生熱:Q=Ffl相對.
5.“一動一靜”彈性正碰中,若兩個小球質(zhì)量相等,則碰后交換速度.
[臨考必練]
1.(多選)如圖所示,擺球質(zhì)量為m,懸線的長為L,把懸線拉到水平位置后放手.設(shè)在擺球從A點運動到B點的過程中空氣阻力F阻的大小不變,則下列說法正確的是( )
A.重力做功為mgL
B.線的拉力做功為0
C.空氣阻力F阻做功為-mgL
5、
D.空氣阻力F阻做功為-F阻πL
解析:小球下落過程中,重力做功為mgL,A正確;線的拉力始終與速度方向垂直,拉力做功為0,B正確;空氣阻力F阻大小不變,方向始終與速度方向相反,故空氣阻力F阻做功為-F阻·πL,C錯誤,D正確.
答案:ABD
2.如圖所示,兩個完全相同的小球A、B,在同一高度處以相同大小的初速度v分別水平拋出和豎直向上拋出,下列說法正確的是( )
A.兩小球落地時的速度相同
B.兩小球落地時,A球重力的瞬時功率較小
C.從開始運動至落地,A球重力做功較大
D.從開始運動至落地,重力對A小球做功的平均功率較小
解析:根據(jù)機械能守恒定律得,mv2+mgh=m
6、v′2,兩小球落地時速度大小v′是相同的,但兩小球的速度方向不同,選項A錯誤;兩小球落地時,A球重力瞬時功率為mgv′cos α,B球重力瞬時功率為mgv′,A球重力瞬時功率小于B球重力瞬時功率,選項B正確;從開始運動到落地,兩球重力做功都是mgh,是相等的,選項C錯誤;從開始運動到落地,兩球重力做功相等,A球下落時間較短,重力對A球做功的平均功率=較大,選項D錯誤.
答案:B
3.(多選)如圖所示,質(zhì)量為M的小車原來靜止在光滑水平面上,小車A端固定一根輕彈簧,彈簧的另一端放置一質(zhì)量為m的物體C,小車底部光滑,開始讓彈簧處于壓縮狀態(tài),當(dāng)彈簧釋放后,物體C被彈出向小車B端運動,最后與B端粘在
7、一起,下列說法中正確的是( )
A.物體離開彈簧時,小車向左運動
B.物體與B端粘在一起之前,小車的運動速率與物體C的運動速率之比為
C.物體與B端粘在一起后,小車靜止下來
D.物體與B端粘在一起后,小車向右運動
解析:在物體離開彈簧的過程中,物體和小車組成的系統(tǒng)動量守恒,系統(tǒng)原來的總動量為零,物體向右運動,故小車向左運動,A正確;小車和物體動量大小相等,運動速率與其質(zhì)量成反比,B正確;物體與小車B端粘在一起的過程動量也守恒,二者粘在一起前的總動量為零,則粘在一起后的總動量也為零,因此小車將靜止下來,C正確,D錯誤.
答案:ABC
4.(多選)如圖所示,光滑水平面OB與足夠長的
8、粗糙斜面BC相接于B點,一輕彈簧左端固定于豎直墻面,右端被一質(zhì)量為m的滑塊壓縮至D點,然后由靜止釋放,滑塊脫離彈簧后經(jīng)B點滑上斜面,上升到最大高度h時靜止在斜面上.重力加速度為g,以水平面OB為參考平面.下列說法正確的是( )
A.彈簧彈開滑塊的過程中,彈性勢能越來越小
B.彈簧對滑塊做功為W時,滑塊的動能為0.5W
C.滑塊在斜面上靜止時的重力勢能為mgh
D.滑塊在斜面上運動的過程中,克服摩擦力做的功為mgh
解析:彈簧彈開滑塊的過程中,彈簧的壓縮量越來越小,故彈簧的彈性勢能越來越小,A正確;彈簧對滑塊做功為W時,對滑塊,由動能定理可知,滑塊的動能為W,B錯誤;滑塊在斜面上靜止
9、時,離OB面的高度為h,以水平面OB為參考平面,則滑塊的重力勢能為mgh,C正確;對滑塊在斜面上運動的過程,由功能關(guān)系有mgh+Wf=mv,解得滑塊克服摩擦力做的功Wf=mv-mgh,D錯誤.
答案:AC
5.質(zhì)量為m的汽車在平直公路上行駛,阻力恒為車重力的k倍.當(dāng)它以加速度a加速前進,速度達到v時,發(fā)動機的實際功率剛好達到額定功率,從此時開始,發(fā)動機功率保持不變,已知重力加速度大小為g,則( )
A.汽車發(fā)動機的額定功率為kmgv
B.汽車行駛的最大速度為
C.當(dāng)汽車的加速度減小為時,速度增大到2v
D.發(fā)動機以額定功率工作后,汽車的牽引力不再變化
解析:汽車加速度為a時,設(shè)
10、牽引力為F,由牛頓第二定律有F-kmg=ma,解得F=kmg+ma,當(dāng)速度達到v時汽車的功率P=(kmg+ma)v,由題意知,此時汽車功率等于額定功率,A項錯誤;汽車保持功率不變,達到最大速度時,汽車加速度為零,即P額=kmgvm=(kmg+ma)v,解得vm=,B項正確;當(dāng)汽車加速度減小為時,F(xiàn)′-kmg=m·,解得此時牽引力F′=kmg+m·,并非F的一半,故速度一定不是2v,C項錯誤;汽車功率不變,速度增大,牽引力不斷減小,速度達到最大后,牽引力不再變化,D項錯誤.
答案:B
6.如圖所示,一半圓形碗的邊緣上裝有一定滑輪,滑輪兩邊通過一不可伸長的輕質(zhì)細線掛著兩個小物體,質(zhì)量分別為m1
11、、m2,m1>m2.現(xiàn)讓m1從靠近定滑輪處由靜止開始沿碗內(nèi)壁下滑.設(shè)碗固定不動,其內(nèi)壁光滑、半徑為R,則m1滑到碗最低點時的速度為( )
A.2 B.
C. D.2
解析:設(shè)當(dāng)m1到達碗最低點時速率為v1,此時m2的速率為v2,則有v1cos 45°=v2,由機械能守恒定律得m1gR=m2g·R+m1v+m2v,解得v1=2 ,D正確.
答案:D
7.如圖所示,AOB是光滑水平軌道,BC是半徑為R的光滑固定圓弧軌道,兩軌道恰好相切,質(zhì)量為M的小木塊靜止在O點,一個質(zhì)量為m的子彈以初速度v0水平向右快速射入小木塊內(nèi),并留在其中和小木塊一起運動,且恰能到達圓弧軌道的最高
12、點C(木塊和子彈均可以看成質(zhì)點).已知R=0.4 m,m=1 kg,M=10 kg.(重力加速度g取10 m/s2,結(jié)果保留兩位有效數(shù)字)求:
(1)子彈射入木塊前的速度v0;
(2)若每當(dāng)小木塊上升到圓弧并返回到O點時,立即有相同的子彈射入小木塊,并留在其中,則當(dāng)?shù)谌w子彈射入小木塊后,木塊速度多大?
解析:(1)第一顆子彈射入木塊的過程,系統(tǒng)動量守恒,即mv0=(m+M)v1
系統(tǒng)由O到C的運動過程中機械能守恒,即
(m+M)v=(m+M)gR
聯(lián)立以上兩式解得v0==31 m/s.
(2)由動量守恒定律可知,第二顆子彈射入木塊后,木塊的速度為0
當(dāng)?shù)谌w子彈射入木塊時,由
13、動量守恒定律得
mv0=(3m+M)v3,解得v3==2.4 m/s.
答案:(1)31 m/s (2)2.4 m/s
8.如圖所示,在某豎直面內(nèi),光滑曲面AB與水平面BC平滑連接于B點,BC右端連接內(nèi)壁光滑、半徑為r的細圓管CD,管口D端正下方直立一根勁度系數(shù)為k的輕彈簧,輕彈簧一端固定,另一端恰好與管口D端平齊.質(zhì)量為m的滑塊在曲面上距BC高度為2r處由靜止開始下滑,滑塊與BC間的動摩擦因數(shù)μ=,進入管口C端時與圓管恰好無作用力,通過CD后壓縮彈簧,在壓縮彈簧過程中滑塊速度最大時彈簧的彈性勢能為Ep.求:
(1)滑塊到達B點時的速度大小vB;
(2)水平面BC的長度s;
(3)在壓縮彈簧過程中滑塊的最大速度vm.
解析:(1)滑塊在曲面的下滑過程,由動能定理得
mg·2r=mv,解得vB=2.
(2)在C點,滑塊與圓管之間恰無作用力,
則mg=m,解得vC=
滑塊從A點運動到C點過程,由動能定理得
mg·2r-μmgs=mv,解得s=3r.
(3)設(shè)在壓縮彈簧過程中速度最大時,滑塊離D端的距離為x0,此時kx0=mg,解得x0=
滑塊由C運動到距離D端x0處的過程中,由能量守恒得mg(r+x0)=mv-mv+Ep
聯(lián)立解得vm= .
答案:(1)2 (2)3r (3)
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