高一物理机械能及其守恒定律知识点总结
(4)若力和速度在一条直线上,上式可简化为 ·
3、复习方案
基础过关 重难点:功率
例3. (09年宁夏卷)17. 质量为m的物体静止在光滑水平面上,从0时刻开始受到水平力的作用。力的大小F与时间t的关系如图所示,力的方向保持不变,则 A.B.C.在 D. 在
到
这段时间内,水平力的平均功率为时刻物体的速度为
,所以,所以
的瞬时功率为内平均功率为
A错B
C
时刻的瞬时功率为时刻的瞬时功率为到
为
这段时间内,水平力的平均功率
解析:选项0到对。 选项0到错D对。 答案:
时刻F对物体做的功为
例4.(09年四川卷)23.(16分)图示为修建高层建筑常用的塔式起重机。在起重机将质量5×103 的重物竖直吊起的过程静止开始向上作匀加速直线运动,加速当起重机输出功率达到其允许的最大值功率直到重物做1.02 m的匀速运动。取额外功。求: (1)
起重机允许输出的最大功率。
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中,重物由度0.2 m2,时,保持该10 m2,不计
(2)
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重物做匀加速运动所经历的时间和起重机在第2秒末的输出功率。
解析:
(1)设起重机允许输出的最大功率为P0,重物达到最大速度时,拉力F0等于重力。 P0① P0②
代入数据,有:P0=5.1×104W ③
(2)匀加速运动结束时,起重机达到允许输出的最大功率,设此时重物受到的拉力为F,速度为v1,匀加速运动经历时间为t1,有: P0④ F⑤ V1⑥
由③④⑤⑥,代入数据,得:t1=5 s ⑦
T=2 s时,重物处于匀加速运动阶段,设此时速度为v2,输出功率为P,则 v2⑧ P⑨
由⑤⑧⑨,代入数据,得=2.04×104W。
答案:(1) 5.1×104W (2) 2.04×104W
第2课时 动能、动能定理
1、高考解读
真题品析 知识: 动能定理
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=F0
=
=F0v1
-=
=1
=
=2
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例1. (09年全国卷Ⅱ)20. 以初速度v0竖直向上抛出一质量为m的小物体。假定物块所受的空气阻力f大小不变。已知重力加速度为g,则物体上升的最大高度和返回到原抛出点的速率分别为 A.
和
B.
和
C.和 D.和
解析:上升的过程中,重力做负功,阻力做负功,由动能定理得
,
,求返回抛出点的速度由全程使用动能定理重力
做功为零,只有阻力做功为有答案:A
,解得正确。
点评:此题求返回原抛出点的速率还可以对下落过程采用动能定理再和上升过程联立方程求解,当然这种解法比对全过程采用动能定理繁琐。
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知识:匀变速直线运动、运用动能定理处理变力功最大速度问题
例2. (09年福建卷)21.(19分)如图甲,在水平固定一倾角为θ的光滑绝缘斜面,斜面处于电场强为E、方向沿斜面向下的匀强电场中。一劲度系数绝缘轻质弹簧的一端固定在斜面底端,整根弹簧处状态。一质量为m、带电量为q(q>0)的滑块从距
O t1 t2 乙
t3 t v1 v θ 甲 E S问题、地面上度大小为k的于自然离弹簧
上端为s0处静止释放,滑块在运动过程中电量保持不变,设滑块与弹簧接触过程没有机械能损失,弹簧始终处在弹性限度内,重力加速度大小为g。
(1)
求滑块从静止释放到与弹簧上端接触瞬间所经历的时间t1
(2)若滑块在沿斜面向下运动的整个过程中最大速度大小为,求滑块从静止(3)从滑块静止释放瞬间开始计时,请在乙图中画出滑块在沿斜面向下运动
释放到速度大小为过程中弹簧的弹力所做的功W;
的整个过程中速度与时间关系图象。图中横坐标轴上的t1、t2及t3分别表示滑块
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第一次与弹簧上端接触、第一次速度达到最大值及第一次速度减为零的时刻,纵坐标轴上的v1为滑块在t1时刻的速度大小,是题中所指的物理量。(本小题不要求写出计算过程)
解析:(1)滑块从静止释放到与弹簧刚接触的过程中作初速度为零的匀加速直线运动,设加速度大小为a,则有 ①
②
联立①②可得
③
(2)滑块速度最大时受力平衡,设此时弹簧压缩量为,则有
④
从静止释放到速度达到最大的过程中,由动能定理得
⑤
联立④⑤可得
s (3)如图
答案:(1)
; (2)
(3)
2、知识网络
考点1.动能
1. 定义:物体由于运动而具有的能叫动能 2. 表达式为:
,
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3. 动能和动量的关系:动能是用以描述机械运动的状态量。动量是从机械运动出发量化机械运动的状态,动量确定的物体决定着它克服一定的阻力还能运动多久;动能则是从机械运动与其它运动的关系出发量化机械运动的状态,动能确定的物体决定着它克服一定的阻力还能运动多远。 考点2.动能定理
1.定义:合外力所做的总功等于物体动能的变化量. —— 这个结论叫做动能定理. 2.表达式:
,
式中W合是各个外力对物体做功的总和,Δ是做功过程中始末两个状态动能的增量.
3.推导:动能定理实际上是在牛顿第二定律的基础上对空间累积而得: 在牛顿第二定律 两端同乘以合外力方向上的位移s,即可得
4. 对动能定理的理解:
①如果物体受到几个力的共同作用,则(1)式中的 W表示各个力做功的代数和,即合外力所做的功. W合123+……
②应用动能定理解题的特点:跟过程的细节无关.即不追究全过程中的运动性质和状态变化细节.
③动能定理的研究对象是质点.
④动能定理对变力做功情况也适用.动能定理尽管是在恒力作用下利用牛顿第二定律和运动学公式推导的,但对变力做功情况亦适用. 动能定理可用于求变力的功、曲线运动中的功以及复杂过程中的功能转换问题. ⑤对合外力的功 (总功) 的理解
⑴可以是几个力在同一段位移中的功,也可以是一个力在几段位移中的功,还可以是几个力在几段位移中的功 ⑵求总功有两种方法:
一种是先求出合外力,然后求总功,表达式为
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