高考核动力高考物理一轮复习 微专题（七）与功和能相关的图像问题课件.ppt

微专题 七 与功和能相关的图像问题 与功和能相关的图像主要有运动图像 包括位移图像 速度图像和加速度图像等 力的图像 力随时间变化的图像 力随位移变化的图像和力随速度变化的图像等 能量图像 包括动能图像 势能图像和机械能图像等 等 高考对相关图像的考查可能是选择题 也可能是计算题 难度中等或偏难 预计2016年高考会以选择题形式考查机械能随时间变化的关系图像问题 1 运动图像问题图甲所示为索契冬奥会上为我国夺得首枚速滑金牌的运动员张虹在1000m决赛中的精彩瞬间 现假设张虹某段时间内在直轨道上做直线运动的速度 时间图像可简化为图乙 已知运动员 包括装备 总质量为60kg 在该段时间内受到的阻力恒为总重力的0 1倍 g 10m s2 求 1 在1 3s内 运动员获得的动力 2 在0 5s内 运动员的平均速度 3 在0 5s内 运动员克服阻力做的功 4 在t 3s时刻 运动员动力的功率 解析 1 速度 时间图像的斜率表示加速度 则由图乙可知 在1 3s内 运动员的加速度为a 0 5m s2运动员运动时所受阻力f kmg 0 1 60 10n 60n由牛顿第二定律可知 f f ma解得f f ma代入相关数据 得f 90n 答案 1 90n 2 12 6m s 3 3780j 4 1170w 互动探究 1 1 你能够求出0 5s内动力的功吗 2 你能够画出0 5s内动力随时间变化的图像和动力的功率随时间变化的图像吗 2 力的图象问题利用定滑轮可以改变拉力的方向 如图甲所示 某同学用轻绳通过定滑轮提升一重物 运用传感器 未在图中画出 测得此过程中不同时刻对轻绳的拉力f与被提升重物的速度v 并描绘出f 图像 假设某次实验所得的图像如图乙所示 其中ab段与轴平行 它反映了被提升重物在第一个时间段内f和的关系 bc段的延长线过原点 c点为实线与虚线的分界点 它反映了被提升重物在第二个时间段内f和的关系 第三个时间段内拉力f和速度v均为c点所对应的值 大小保持不变 图中未画出 图甲 图乙实验中还测得重物由静止开始约经过t 1 4s 速度增加到vc 3 0m s 此后物体做匀速运动 取重力加速度g 10m s2 绳重及一切摩擦和阻力均可忽略不计 1 在提升重物的过程中 除了重物的质量m和所受重力g保持不变以外 在第一时间段内和第二时间段内还各有一些物理量的值保持不变 请分别指出第一时间段内和第二时间段内其他所有保持不变的物理量 并求出它们的大小 2 求被提升重物在第一时间段内和第二时间段内通过的总路程 答案 1 见解析 2 3 15m 总结提升 1 提升重物的模型分析用轻绳通过定滑轮提升一重物 若重物先匀加速上升后保持拉力的功率恒定上升 则类似于汽车的先匀加速启动后保持功率不变继续加速运动 互动探究 1 根据图线abc判断汽车做什么运动 2 求图中b点对应的速度v1的大小 3 求汽车做匀加速直线运动过程中的加速度 4 当汽车的速度为5m s时发动机的功率为多大 提示 1 图线ab段牵引力f不变 阻力f不变 汽车做匀加速直线运动 图线bc段的斜率表示汽车的功率p 由于图线bc段为倾斜直线 斜率不变 功率p不变 则汽车做加速度减小的变加速直线运动 直至达到最大速度v2 此后汽车做匀速直线运动 3 能量 功 的图像问题如图甲所示是一打桩机的简易模型 质量m 1kg的物体在拉力f作用下从与钉子接触处由静止开始运动 上升一段高度后撤去f 到最高点后自由落下 撞击钉子 且物体不再被弹起 将钉子打入2cm的深度 若以初始状态物体与钉子接触处为零势能点 物体上升过程中 机械能e与上升高度h的关系图像如图乙所示 不计撞击前的所有摩擦 钉子质量忽略不计 g 10m s2 则 a 物体上升过程的加速度为12m s2b 物体上升过程的最大速度为2m sc 物体上升到0 25m高度处拉力f的瞬时功率为12wd 钉子受到的平均阻力为610n 答案 bcd 互动探究 3 静止在地面上的物体在竖直向上的恒力作用下上升 在某一高度撤去恒力 不计空气阻力 在整个上升过程中 物体的机械能随时间的变化关系是 强化训练 1 如图甲所示 物体受到水平推力f的作用 在粗糙水平面上做直线运动 通过力传感器和速度传感器监测到推力f 物体的速度v随时间t变化的规律如图乙所示 取g 10m s2 则 a 物体的质量m 1 0kgb 物体与水平面间的动摩擦因数 0 20c 第2s内物体克服摩擦力做的功w 2 0jd 前2s内推力f做功的平均功率p 1 5w 答案 cd 2 一辆汽车在平直的公路上运动 运动过程中先保持恒定的加速度 后保持恒定的牵引功率 其牵引力随速度变化的图像如图所示 若已知汽车的质量m 牵引力f1和速度v1及该车所能达到的最大速度v3 则根据图像所给的信息 下列说法正确的是 答案 ac 3 质量为2kg的物体 放在动摩擦因数为 0 1的水平面上 在水平拉力f的作用下 由静止开始运动 拉力做的功w和物体发生的位移x之间的关系如图所示 g 10m s2 下列说法中正确的是 a 此物体在ab段做匀加速直线运动 且整个过程中拉力的最大功