第5章机械能章末整合优秀课件.ppt

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1、第5章 机械能章末整合第1页，本讲稿共20页第2页，本讲稿共20页1(2008广东物理，广东物理，3)运运动员动员跳跳伞伞将将经历经历加速下降和减速下降两个加速下降和减速下降两个过过程，将人程，将人 和和伞伞看成一个系看成一个系统统，在，在这这两个两个过过程中，下列程中，下列说说法正确的是法正确的是()A阻力阻力对对系系统统始始终终做做负负功功 B系系统统受到的合外力始受到的合外力始终终向下向下C重力做功使系重力做功使系统统的重力的重力势势能增加能增加 D任意相等的任意相等的时间时间内重力做的功相等内重力做的功相等第3页，本讲稿共20页解解析析：本本题题主主要要考考查查功功的的计计算算公公式式

2、及及重重力力做做功功与与重重力力势势能能变变化化的的关关系系阻阻力力的的方方向向总总与与运运动动方方向向相相反反，故故阻阻力力总总做做负负功功，A项项正正确确；运运动动员员加加速速下下降降时时，合合外外力力向向下下，减减速速下下降降时时，合合外外力力向向上上，B项项错错误误；重重力力做做功功使使系系统统重重力力势势能能减减小小，C项项错错误误；由由于于做做变变速速运运动动，任任意意相相等等时时间间内内的的下下落落高高度度h不不相相等等，所以重力做功所以重力做功Wmgh不相等，不相等，D项错误项错误答案：答案：A第4页，本讲稿共20页2.(2008江江苏苏，9)如如图图51所所示示，一一根根不不

3、可可伸伸长长的的轻轻绳绳两两端端各各系系一一个个小小球球a和和b，跨跨在在两两根根固固定定在在同同一一高高度度的的光光滑滑水水平平细细杆杆上上，质质量量为为3m的的a球球置置于于地地面面上上，质质量量为为m的的b球球从从水水平平位位置置静静止止释释放放，当当a球球对对地地面面压压力力刚刚好好为为零零时时，b球球摆摆过过的的角角度度为为.下列下列结论结论正确的是正确的是()A90 B45Cb球球摆动摆动到最低点的到最低点的过过程中，重力程中，重力对对小球做功的功率先增大后减小小球做功的功率先增大后减小Db球球摆动摆动到最低点的到最低点的过过程中，重力程中，重力对对小球做功的功率一直增大小球做功的

4、功率一直增大第5页，本讲稿共20页解解析析：b球球下下摆摆过过程程中中，竖竖直直方方向向速速度度先先增增大大后后增增小小，重重力力功功率率Pmgv先先增增大大后后减减小小a对对地地面面的的压压力力刚刚好好为为零零，说说明明绳绳的的拉拉力力FT3mg，对对b球球设设绕绕行行半半径径为为r，在最低点时，在最低点时，mgr mv2FTmg得得FTFT3mg所以所以b在最低点时，在最低点时，a球恰好对地面压力为零球恰好对地面压力为零答案：答案：AC第6页，本讲稿共20页3.(2009辽辽宁宁、宁宁夏夏，21)水水平平地地面面上上有有一一木木箱箱，木木箱箱与与地地面面之之间间的的动动摩摩擦擦因因数数为为

5、(01)现现对对木木箱箱施施加加一一拉拉力力F，使使木木箱箱做做匀匀速速直直线线运运动动设设F的的方方向向与与水水平平面面夹夹角角为为，如如图图52所所示示，在在从从0逐逐渐渐增增大大到到90的的过过程程中中，木木箱箱的速度保持不的速度保持不变变，则则()AF先减小后增大先减小后增大 BF一直增大一直增大CF的功率减小的功率减小 DF的功率不的功率不变变图图52第7页，本讲稿共20页解解析析：木木箱箱在在F作作用用下下向向右右匀匀速速运运动动的的过过程程中中，受受4个个力力作作用用而而平平衡衡即即Fcos(mgFsin)，解解得得：F ，F有有极极值值，所所以以A对对B错错；F的的功功率率PF

6、vcos ，所以，所以C对对D错错答案：答案：AC第8页，本讲稿共20页4.(2009海海南南单单科科，7)一一物物体体在在外外力力的的作作用用下下从从静静止止开开始始做做直直线线运运动动，合合外外力力方方向向不不变变，大大小小随随时时间间的的变变化化如如图图53所所示示设设该该物物体体在在t0和和2t0时时刻刻相相对对于于出出发发点点的的位位移移分分别别是是s1和和s2，速速度度分分别别是是v1和和v2，合合外外力力从从开开始始至至t0时时刻刻做做的的功功是是W1，从，从t0至至2t0时时刻做的功是刻做的功是W2，则则()As25s1v23v1 Bs29s1v25v1Cs25s1W28W1

7、Dv23v1W29W1图图53第9页，本讲稿共20页解解析析：设设t0时时刻刻前前后后的的加加速速度度分分别别为为a1、a2，则则a22a1，所所以以v1a1t0，v2v1a2t03v1；s1 ，s2s1v1t0 5s1；W1F0s1，W22F0(s2s1)8W1，故选项，故选项A、C对，对，B、D错错答案：答案：AC第10页，本讲稿共20页5(2009上上海海单单科科，20)质质量量为为5103 kg的的汽汽车车在在t0时时刻刻速速度度v010 m/s，随随后后以以P6104 W的的额额定定功功率率沿沿平平直直公公路路继继续续前前进进，经经72 s达达到到最最大大速速度度，该该汽汽车车受恒定

8、阻力，其大小受恒定阻力，其大小为为2.5103 N求：求：(1)汽汽车车的最大速度的最大速度vm；(2)汽汽车车在在72 s内内经过经过的路程的路程s.第11页，本讲稿共20页解析：解析：(1)达达到最大速度时，牵引力等于阻力到最大速度时，牵引力等于阻力PFfvmvm m/s24 m/s(2)由动能定理可得由动能定理可得PtFfs 所以所以s m1 252 m.答案：答案：(1)24 m/s(2)1 252 m第12页，本讲稿共20页6(2009辽宁、宁夏，辽宁、宁夏，24)冰冰壶壶比比赛赛是在水平冰面上是在水平冰面上进进行的体育行的体育项项目，比目，比赛场赛场地示意地示意图图如如图图54所示

9、比所示比赛时赛时，运，运动员动员从起滑架从起滑架处处推着冰推着冰壶壶出出发发，在投，在投掷掷线线AB处处放手放手让让冰冰壶壶以一定的速度滑出，使冰以一定的速度滑出，使冰壶壶的停止位置尽量靠近的停止位置尽量靠近圆圆心心O.为为使冰使冰壶壶滑行得更滑行得更远远，运，运动员动员可以用毛刷擦冰可以用毛刷擦冰壶壶运行前方的冰面，使冰运行前方的冰面，使冰壶壶与冰与冰面面间间的的动动摩擦因数减小摩擦因数减小设设冰冰壶壶与冰面与冰面间间的的动动摩擦因数摩擦因数为为10.008，用毛刷，用毛刷擦冰面后擦冰面后动动摩擦因数减少至摩擦因数减少至20.004.在某次比在某次比赛赛中，运中，运动员动员使冰使冰壶壶C在投

10、在投掷掷线线中点中点处处以以2 m/s的速度沿虚的速度沿虚线线滑出滑出为为使冰使冰壶壶C能能够够沿虚沿虚线线恰好到达恰好到达圆圆心心O点，运点，运动员动员用毛刷擦冰面的用毛刷擦冰面的长长度度应为应为多少？多少？(g取取10 m/s2)图图54第13页，本讲稿共20页解解析析：设设冰冰壶壶在在未未被被毛毛刷刷擦擦过过的的冰冰面面上上滑滑行行的的距距离离为为s1，所所受受摩摩擦擦力力的的大大小小为为Ff1；在在被被毛毛刷刷擦擦过过的的冰冰面面上上滑滑行行的的距距离离为为s2，所所受受摩摩擦擦力力的的大大小小为为Ff2.则有则有s1s2s式中式中s为投掷线到圆心为投掷线到圆心O的距离的距离Ff11m

11、gFf22mg设冰壶的初速度为设冰壶的初速度为v0，由功能关系，得，由功能关系，得Ff1s1Ff2s2 联立以上各式，解得联立以上各式，解得s2 代入数据得代入数据得s210 m答案：答案：10 m第14页，本讲稿共20页7.(2009山山东东，22)图图55所所示示为为某某探探究究活活动动小小组组设设计计的的节节能能运运输输系系统统斜斜面面轨轨道道倾倾角角为为30，质质量量为为M的的木木箱箱与与轨轨道道的的动动摩摩擦擦因因数数为为 .木木箱箱在在轨轨道道顶顶端端时时，自自动动装装货货装装置置将将质质量量为为m的的货货物物装装入入木木箱箱，然然后后木木箱箱载载着着货货物物沿沿轨轨道道无无初初速

12、速滑滑下下，当当轻轻弹弹簧簧被被压压缩缩至至最最短短时时，自自动动卸卸货货装装置置立立刻刻将将货货物物卸卸下下，然然后后木木箱箱恰恰好好被被弹弹回到回到轨轨道道顶顶端，再重复上述端，再重复上述过过程下列程下列选项选项正确的是正确的是()图图55第15页，本讲稿共20页AmMBm2MC木箱不与木箱不与弹弹簧接触簧接触时时，上滑的加速度大于下滑的加速度，上滑的加速度大于下滑的加速度D在木箱与在木箱与货货物从物从顶顶端滑到最低点的端滑到最低点的过过程中，减少的重力程中，减少的重力势势能能 全部全部转转化化为弹为弹簧的簧的弹弹性性势势能能第16页，本讲稿共20页解析：解析：木木箱和货物下滑过程中，令下

13、滑高度为箱和货物下滑过程中，令下滑高度为h，根据功能关系有，根据功能关系有(Mm)gh(Mm)gh E弹弹木箱上滑过程中，根据功能关系有木箱上滑过程中，根据功能关系有MghMgh 0E弹弹代入相关数据，整理得代入相关数据，整理得m2M，A错，错，B正确；正确；木箱和货物下滑过程中，根据牛顿第二定律有木箱和货物下滑过程中，根据牛顿第二定律有a1g(sin cos)，方向沿斜面向下方向沿斜面向下木木箱上滑过程中，根据牛顿第二定律有箱上滑过程中，根据牛顿第二定律有a2g(sin cos)，方向沿斜面向下，所以，方向沿斜面向下，所以C对；根据能量守恒定律知，还有一部分对；根据能量守恒定律知，还有一部分

14、机械能由于克服摩擦力做功转化为内能，机械能由于克服摩擦力做功转化为内能，D错错答案：答案：BC第17页，本讲稿共20页8.(2009浙浙江江，24)某某校校物物理理兴兴趣趣小小组组决决定定举举行行遥遥控控赛赛车车比比赛赛比比赛赛路路径径如如图图56所所示示，赛赛车车从从起起点点A出出发发，沿沿水水平平直直线线轨轨道道运运动动L后后，由由B点点进进入入半半径径为为R的的光光滑滑竖竖直直圆圆轨轨道道，离离开开竖竖直直圆圆轨轨道道后后继继续续在在光光滑滑平平直直轨轨道道上上运运动动到到C点点，并并能能越越过过壕壕沟沟已已知知赛赛车车质质量量m0.1 kg，通通电电后后以以额额定定功功率率P1.5 W

15、工工作作，进进入入竖竖直直圆圆轨轨道道前前受受到到的的阻阻力力恒恒为为0.3 N，随随后后在在运运动动中中受受到到的的阻阻力力均均可可不不计计图图中中L10.00 m，R0.32 m，h1.25 m，s1.50 m问问：要要使使赛赛车车完完成成比比赛赛，电电动动机至少工作多机至少工作多长时间长时间？(取取g10 m/s2)第18页，本讲稿共20页解析：解析：设设赛车越过壕沟需要的最小速度为赛车越过壕沟需要的最小速度为v1，由平抛运动的规律由平抛运动的规律sv1th 解得解得v1s 3 m/s设赛车恰好越过圆轨道，对应圆轨道最高点的速度为设赛车恰好越过圆轨道，对应圆轨道最高点的速度为v2，最低点的速度为最低点的速度为v3，由牛顿运动定律及机械能守恒定律得，由牛顿运动定律及机械能守恒定律得mg第19页，本讲稿共20页解解得得v34 m/s通过分析比较，赛车要完成比赛，通过分析比较，赛车要完成比赛，在进入圆轨道前的速度最小应该是在进入圆轨道前的速度最小应该是vmin4 m/s设电动机工作时间至少为设电动机工作时间至少为t，根据功能原理，根据功能原理PtFfL 由此可得由此可得t2.53 s.答案：答案：2.53 s第20页，本讲稿共20页