2013届高三第一轮复习动能及动能定理.pptVIP

* 变式训练2　如图5－2－6所示，ABCD是一个盆式容器，盆内侧壁与盆底BC的连接处都是一段与BC相切的圆弧，BC为水平的，其距离d＝0.50 m．盆边缘的高度为h＝0.30 m．在A处放一个质量为m的小物块并让其从静止出发下滑．已知盆内侧壁是光滑的，而盆底BC面与小物块间的动摩擦因数为μ＝0.10.小物块在盆内来回滑动，最后停下来，则停下的位置到B的距离为(　　) A．0.50 m B．0.25 m C．0.10 m D．0 【例证3】如图甲所示，一条轻质弹簧左端固定在竖直墙面上，右端放一个可视为质点的小物块，小物块的质量为m=1.0 kg，当弹簧处于原长时，小物块静止于O点.现对小物块施加一个外力F，使它缓慢移动，将弹簧压缩至A点时，压缩量为x=0.1 m，在这一过程中，所用外力F与压缩量的关系如图乙所示.然后撤去F释放小物块，让小物块沿桌面运动，已知O点至桌面B点的距离为L=2x,水平桌面的高度为h=5.0 m，计算时，可认为滑动摩擦力近似等于最大静摩擦力(g取10 m/s2).求： (1)在压缩弹簧过程中，弹簧存贮的最大弹性势能. (2)小物块到达桌边B点时速度的大小. (3)小物块落地点与桌边B点的水平距离. 【解题指南】解答本题时应注意以下三点： (1)F-x图象与x轴所围面积为变力F做的功. (2)弹性势能对应弹簧弹力做的负功的大小. (3)F-x图象中x=0时F的含义. 【自主解答】(1)取向左为正方向，从F-x图中可以看出，小物块与桌面间的滑动摩擦力大小为 Ff=1.0 N，方向为负方向 在压缩过程中，摩擦力做功为 WFf=-Ff·x=-0.1 J 由图线与x轴所围面积可得外力做功为 WF= ×0.1 J=2.4 J 所以弹簧存贮的最大弹性势能为 Ep=WF+WFf=2.3 J (2)从A点开始到B点的过程中， 由于L=2x， 摩擦力做功为 WFf′=-Ff·3x=-0.3 J 对小物块用动能定理有 Ep+WFf′= mvB2 解得vB=2 m/s (3)小物块从B点开始做平抛运动 h= gt2 下落时间t=1 s 水平距离s=vBt=2 m 答案：(1)2.3 J (2)2 m/s (3)2 m 【总结提升】变力做功与图象结合问题的分析方法 如弹簧的弹力等变力做功问题，可以作出力—位移图象，力所做的功可以用力的图线与对应的位移轴所包围的“面积”表示. 再分析还有哪些力做功，根据动能定理列方程，可求出相应的物理量. 【变式训练】如图甲所示，一质量为m=1 kg的物块静止在粗糙水平面上的A点，从t=0时刻开始，物块受到按如图乙所示规律变化的水平力F作用并向右运动，第3 s末物块运动到B点时速度刚好为0，第5 s末物块刚好回到A点，已知物块与粗糙水平面之间的动摩擦因数μ=0.2(g取10 m/s2).求： (1)A与B间的距离； (2)水平力F在5 s内对物块所做的功. 【解析】(1)在3～5 s内物块在水平恒力F作用下由B点匀加速运动到A点，设加速度为a，A与B间的距离为x，则F-μmg=ma 得a=2 m/s2 x= at2=4 m (2)设物块回到A点时的速度为vA， 由vA2=2ax 得vA=4 m/s 设整个过程中F做的功为WF， 由动能定理得： WF-2μmgx= mvA2 解得：WF=24 J 答案：(1)4 m (2)24 J 【例证】如图所示，卷扬机的绳索通过定滑轮用力F拉位于粗糙斜面上的木箱，使之沿斜面加速向上移动.在移动过程中，下列说法正确的是( ) 考查内容 利用动能定理分析功、能关系问题 A.F对木箱做的功等于木箱增加的动能与木箱克服摩擦力所做的功之和 B.F对木箱做的功等于木箱克服摩擦力和克服重力所做的功之和 C.木箱克服重力做的功等于木箱增加的重力势能 D.F对木箱做的功等于木箱增加的机械能与木箱克服摩擦力做的功之和 【规范解答】选C、D.木箱加速上滑的过程中，拉力F做正功，重力和摩擦力做负功，支持力不做功.由动能定理得：WF-WG-WFf= mv2-0.即WF=WG+WFf+ mv2,A、B错误；又因克服重力做功WG等于物体增加的重力势能，所以WF=ΔEp+ΔEk+WFf，故D正确；又由重力做功与重力势能变化的关系知C也正确. 1.如图所示，质量为m的物块，在恒力F的作用下，沿光滑水平面运动，物块通过A点和B点的速度分别是vA和vB，物块由A运动到B点的过程中，力F对物块做的功W为( ) A.W mvB2- mvA2 B.W= mvB2- mvA2 C.W= mvA2- mvB2 D.由于F的方向未知，W无法求出 【解析】选B.物块由A到B的过