最新届高考物理二轮复习提优导学案专题五 能量守恒定律的综合应用6能力提升Word下载.docx
- 文档编号:16420080
- 上传时间:2022-11-23
- 格式:DOCX
- 页数:8
- 大小:131.96KB
最新届高考物理二轮复习提优导学案专题五 能量守恒定律的综合应用6能力提升Word下载.docx
《最新届高考物理二轮复习提优导学案专题五 能量守恒定律的综合应用6能力提升Word下载.docx》由会员分享,可在线阅读,更多相关《最新届高考物理二轮复习提优导学案专题五 能量守恒定律的综合应用6能力提升Word下载.docx(8页珍藏版)》请在冰豆网上搜索。
D。
两物体着地时的机械能一定相同
思维轨迹:
利用守恒条件来判断机械能是否守恒,将运动的合成与分解的知识与功能原理结合来分析物理量的变化。
解析:
两物体均处于平衡状态,受力分析如图所示:
绳子对A、B的拉力大小相等,对A有mAg=
;
对B有mBg=
则有
=
,绳子剪断后,两物体做匀加速运动,只受重力和支持力,支持力不做功,所以下落过程中机械能守恒.由于落地高度相同,故落地时的速度大小相等,而两速度在竖直方向上的分量之比
,瞬时功率P=mgv竖,所以两物体着地时所受重力的瞬时功率一定相同,故A正确;
下落过程中机械能守恒,由于落地高度相同,故落地时的速度大小相等,方向不同,故B错误;
两物体质量不一定相等,所以两物体着地时的动能不一定相同,故C错误;
绳子剪断瞬间,两物体动能都为零,两物体质量不一定相等,重力势能不一定相等,下落过程中机械能守恒,所以两物体着地时的机械能不一定相同,故D错误;
故选A.
答案:
A
变式训练1 (2014·
安徽)如图所示,有一内壁光滑的闭合椭圆形管道,置于竖直平面内,MN是通过椭圆中心O点的水平线。
已知一小球从M点出发,以初速率v0沿管道MPN运动,到N点的速率为v1,所需的时间为t1;
若该小球仍由M点以初速率v0出发,而沿管道MQN运动,到N点的速率为v2,所需时间为t2.则( )
v1=v2,t1〉t2 B.v1<
v2,t1〉t2
C。
v1=v2,t1〈t2D。
v1<
v2,t1<
t2
由于是内壁光滑的闭合椭圆形管道,运动中小球只有重力做功,机械能守恒,由于MON在同一水平线上,故v1=v2=v0;
而沿管道MPN运动,先减速后加速,沿管道MQN运动,先加速后减速,则前者平均速率较小,后者平均速率较大,运动的路程相同,故t1>
t2。
A项正确。
答案:
功能关系的应用
解决功能关系问题应该注意的两个方面:
(1)分析清楚是什么力做功,并且清楚该力做正功,还是做负功;
根据功能之间的一一对应关系,判定能量的转化形式,确定能量之间的转化量.
(2)也可以根据能量之间的转化情况,确定是什么力做功,尤其可以方便计算变力做功的多少.
例2 (多选)(2014·
南师附中)如图所示,在倾角为θ的光滑斜面上有一轻质弹簧,其一端固定在斜面下端的挡板上,另一端与质量为m的物体接触(未连接),物体静止时弹簧被压缩了x0.现用力F缓慢沿斜面向下推动物体,使弹簧在弹性限度内再被压缩2x0后保持物体静止,然后撤去F,物体沿斜面向上运动的最大距离为4。
5x0,则在撤去F后到物体上升到最高点的过程中( )
物体的动能与重力势能之和不变
B.弹簧弹力对物体做功的功率一直增大
弹簧弹力对物体做的功为4.5mgx0sinθ
D.物体从开始运动到速度最大的过程中克服重力做的功为2mgx0sinθ
在运动过程中有弹簧的弹性势能转化为物体的动能与重力势能,选项A错误;
根据功能关系知,选项C正确;
弹簧弹力对物体做功的功率先增大后减小,选项B错误;
物体在弹簧压缩量为x0处速度最大,这时物体从静止开始沿斜面向上运动了2x0,克服重力做功为2mgx0sinθ,选项D正确.
CD
变式训练2 (多选)(2014·
海南)如图所示,质量相同的两物体a、b,用不可伸长的轻绳跨接在同一光滑轻质定滑轮的两侧,a在水平桌面的上方,b在水平粗糙的桌面上.初始时用力压住b使a、b静止,撤去此压力后,a开始运动,在a下降的过程中,b始终未离开桌面.在此过程中( )
A.a的动能小于b的动能
B。
两物体机械能的变化量相等
C.a重力势能的减少量等于两物体总动能的增加量
D.绳的拉力对a所做的功与对b所做的功的代数和为零
解析:
由于va=vbcosθ,θ为b的拉绳与水平面的夹角,由于质量相同,动能Ek=
mv2,可知选项A正确;
a物体下降时,a的机械能的减少量等于b物体的动能增加量和b克服摩擦力做功之和,选项BC错误;
绳的拉力对a所做的功等于a的机械能的减少量,绳的拉力对b所做的功等于b的动能增加量和克服摩擦力做功之和,选项D正确.
AD
能量守恒定律的综合应用
能量守恒定律适用于物理学的各个领域,也是联系各个领域的纽带。
对能量转化和守恒定律的进一步理解:
(1)某种形式能量的减少,一定存在另外形式能量的增加,且减少量与增加量相等.
(2)某个物体能量的减少,一定存在别的物体能量的增加,且减少量与增加量相等.
(3)机械能守恒定律是有条件的,能量守恒定律是无条件的。
例3 (2014·
海安中学)如图所示,固定的光滑金属导轨间距为L,导轨电阻不计,上端a、b间接有阻值为R的电阻,导轨平面与水平面的夹角为θ,且处在磁感应强度大小为B、方向垂直于导轨平面向上的匀强磁场中。
质量为m、电阻为r的导体棒与固定弹簧相连后放在导轨上。
初始时刻,弹簧恰处于自然长度,导体棒具有沿导轨向上的初速度v0。
整个运动过程中导体棒始终与导轨垂直并保持良好接触。
已知弹簧的劲度系数为k,弹簧的中心轴线与导轨平行.
(1)求初始时刻通过电阻R的电流I的大小和方向。
(2)当导体棒第一次回到初始位置时,速度变为v,求此时导体棒的加速度大小a.
(3)当导体棒最终静止时弹簧的弹性势能为Ep,求导体棒从开始运动直到停止的过程中,电阻R上产生的焦耳热Q。
导体棒第一次回到初始位置时,受几个力的作用?
最终导体棒静止时,在几个力的作用下平衡?
具体位置在哪里?
(1)初始时刻,导体棒产生的感应电动势E1=BLv0。
通过R的电流大小I1=
.
电流方向为b→a。
(2)导体棒产生的感应电动势E2=BLv。
感应电流I2=
。
导体棒受到的安培力大小F=BIL=
,方向沿导轨向上。
根据牛顿第二定律有mgsinθ—F=ma.
解得a=gsinθ—
(3)导体棒最终静止,有mgsinθ=kx.
压缩量x=
设整个过程回路产生的焦耳热为Q0,根据能量守恒定律有
m
+mgxsinθ=Ep+Q0。
Q0=
+
—Ep。
电阻R上产生的焦耳热
Q=
(1)
,电流方向为b→a
(2)gsinθ—
(3)
点评:
导体棒在匀强磁场中运动时棒中的感应电流受到的安培力是变力,所以安培力做的功只能由动能定理或能量守恒定律来求解。
变式训练3 (多选)(2014·
金陵中学)如图所示,在竖直平面内有一匀强电场,其方向与水平方向成α=30°
斜向上,在电场中有一质量为m、电荷量为q的带电小球,用长为L的不可伸长的绝缘细线挂于O点,当小球静止于M点时,细线恰好水平。
现用外力将小球拉到最低点P,然后无初速度释放,则下列说法中正确的是( )
小球再次到达M点时,速度刚好为零
小球从P到M过程中,合外力对它做了
mgL的功
C.小球从P到M过程中,小球的机械能增加了
mgL
如果小球运动到M点时,细线突然断裂,小球以后将做匀变速曲线运动
小球从P到M的过程中,线的拉力不做功,只有电场力和小球重力做功,它们的合力也是恒力,大小为
mg,方向水平向右,所以小球再次到达M点时,速度最大,而不是零,选项A错;
小球从P到M过程中,电场力与重力的合力大小为
mg,这个方向上位移为L,所以合外力做功为
mgL,选项B正确;
小球从P到M过程中,机械能的增加量等于电场力做的功,由于电场力为2mg,P到M沿电场线方向的距离为d=Lsin30°
+Lcos30°
(1+
),故电场力做功为2mg·
d=mgL(1+
),故选项C错误;
如果小球运动到M点时,细线突然断裂,小球的速度方向竖直向上,所受合外力水平向右,小球将做匀变速曲线运动,选项D正确。
BD
变式训练4 如图所示,处于匀强磁场中的两根足够长、电阻不计的平行金属导轨相距1m,导轨平面与水平面成θ=37°
角,下端连接阻值为R的电阻.匀强磁场方向与导轨平面垂直。
质量为0.2kg、电阻不计的金属棒放在两导轨上,棒与导轨垂直并保持良好接触,它们之间的动摩擦因数为0.25。
(1)求金属棒沿导轨由静止开始下滑时的加速度大小。
(2)当金属棒下滑速度达到稳定时,电阻R上消耗的功率为8W,求棒匀速下滑的速度大小。
(3)在上问中,若R=2Ω,金属棒中的电流方向由a到b,求磁感应强度的大小和方向。
(取g=10m/s2,sin37°
=0。
6,cos37°
8)
(1)由受力分析,根据牛顿第二定律得
mgsinθ-μmgcosθ=ma。
代入数据,解得a=4m/s2.
(2)当金属棒下滑速度达到稳定时,金属棒的重力势能一部分克服摩擦力做功,转化为内能;
另一部分克服安培力做功,转化为电能,它等于电阻R上消耗的电功.设棒的速度为v,在Δt时间内,根据能量守恒有
mgvΔt·
sinθ=μmgcosθ·
vΔt+PΔt。
代入数据,解得v=10m/s。
(3)据P=I2R和I=
,解得B=0.4T.
用右手定则判断磁场方向垂直导轨平面向上。
(1)4m/s2
(2)10m/s (3)0。
4T 垂直导轨平面向上
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 最新届高考物理二轮复习提优导学案专题五 能量守恒定律的综合应用6能力提升 最新 高考 物理 二轮 复习 提优导学案 专题 能量守恒定律 综合 应用 能力 提升
![提示](https://static.bdocx.com/images/bang_tan.gif)