第部分第讲主题五 功能关系.pptVIP

本部分内容讲解结束 按ESC键退出全屏播放 第2部分　突破全国卷命题热点 主题五　功能关系 第2部分　突破全国卷命题热点 CD 第2部分　突破全国卷命题热点 能量观点是解决力学问题的重要途径之一功能关系(含动能定理和机械能守恒定律)是近几年高考理科综合物理命题的焦点选择题、计算题中均有体现试题灵活性强难度较大能力要求高且经常与牛顿运动定律、圆周运动、电磁学等知识综合命题． 节能混合动力车是一种可以利用汽油及所储存电能作为动力来源的汽车．有一质量m＝1 000 kg的混合动力轿车在平直公路上以v＝90 km/h匀速行驶发动机的输出功率为P＝50 kW．当驾驶员看到前方有80 km/h的限速标志时保持发动机功率不变立即启动利用电磁阻尼带动的发电机给电池充电使轿车做减速运动运动L＝72 m后速度变 　　　　　　机车启动问题 为v＝72 km/h．此过程中发动机功率的用于轿车的牵引用于供给发电机工作发动机输送给发电机的能量最后有50%转化为电池的电能．假设轿车在上述运动过程中所受求： (1)轿车以90 km/h在平直公路上匀速行驶时所受阻力F阻的大小；(2)轿车从90 km/h减速到72 km/h过程中获得的电能E电；(3)轿车仅用其在上述减速过程中获得的电能E电维持km/h匀速运动的距离L′． 【解析】　(1)轿车牵引力与输出功率的关系＝F牵v将P＝50 kWv1＝90 km/h＝25 m/s代入得牵＝＝2×10N 当轿车匀速行驶时牵引力与阻力大小相等有阻＝2×10N． (2)在减速过程中注意到发动机只有用于轿车的牵引根据动能定理有－F阻＝v－v 代入数据得Pt＝1．575×10J 电源获得的电能为E电＝0．5×＝6．3×10J． (3)根据题设轿车在平直F阻＝2×10N．在此过程中由能量守恒定律可知电能用于克服阻力做的功E电＝F阻′ 代入数据得L′＝31．5 m． 【答案】　见解析 机车从静止开始启动时有两种不同的加速过程但分析时采用的基本公式都是P＝Fv和F－Ff＝ma其中F是机车的牵引力不是机车受到的合外力f为机车受到的阻力下面为机车两种启动形式的分析． (1)机车以恒定的功率启动：由公式P＝Fv和F－Ff＝ma知由于P恒定随着v的增大必将减小也必将减小汽车做加速度不断减小的加速运动直到F＝Ff＝0这时v达到最大值vm＝＝这一过程的v－t图象如图甲所W＝Pt计算． (2)机车以恒定的牵引力启动：由公式P＝Fv和F－Ff＝ma知由于F恒定所以a也恒定故机车做匀加速直线运动而随着v的增大也将不断增大直到P达到额定功率Pm功率不能继续增大这时机车的匀加速运动过程结束此时速度为v＝＝vm此后机车做恒定功率的变加速运动其v－t图象如图乙所示． (多选)如图所示竖直固定放置的粗糙斜面AB的下端与光滑的圆弧BCD在B点相切圆弧轨道的半径为R圆心O与A、D在同一水平面上点为圆弧轨道最低点＝θ＝30°一质量为m的小球从D点由静止释放则关于小球的运动情况下列说法正确的是(　　) 　　　　　　功能观点处理曲线运动及变力做功问题 A．小球可能运动到A点B．小球经过较长时间以后会停在C点C．小球通过圆弧轨道最低点C时对C点的最大压力大小为3mgD．小球通过圆弧轨道最低点C时对C点的最小压力大小为(3－)mg 【解析】　因为小球与粗糙斜面AB间有摩擦所以小球不可能运动到A点选项A错误；最终小球将在圆弧BB′间做往复运动(B′与B关于CO对C点选项B错误；小球第一次到达C点时速度最大对轨道的压力最大根据机械能守恒定律有mgR＝v，根据向心力公式得FN1－mg＝m解得FN1＝3mg根据牛顿第三定律可知小 球对C点的最大压力大小为3mg选项C正确；最终小球在圆弧BB′C点时的速度最小对轨道的压力最小根据机械能守恒定律有mgR(1－ 30°)＝v，根据向心力公式得FN2－mg＝m解得FN2＝(3－)mg根据牛顿第三定律可知小球对C点的最小压力大小为(3－)mg选项D正确． 如图所示长为L＝10．5 m的传送带与水平面成30°角传送带向上做加速度为a＝1 m/s的匀加速运动当其速度为v＝3 m/s时在其底端轻放一质量为m＝1 kg的物块(可视为质点)已知物块与传送带间的动摩擦因数为μ＝在物块由底端上升到顶端的过程中．求： 　　　　　　传送带模型及滑块——滑板模型的处理 (1)此过程所需时间；(2)传送带对物块所做的功；(3)此过程中产生的热量． 【解析】　(1)由牛顿第二定律知物块上滑时有μmgcos θ－mgsin θ＝ma设经时间t物块与传送带的速度相等则有＝v＋a联立并代入数值得a＝2．5 m/s＝2 s此时间内物块发生的位移为x＝＝5 mL 所以物块与传送带相对静止后以加速度a匀加速到达顶端经历的时间为t则速度刚相等时有v1＝a＝5 m/s到达顶