高中物理第1章章末小结

第1章 专题归纳例析 章末小结 阶段质量检测 专题一关于摩擦力做功的问题 1 摩擦力可以做正功 也可以做负功 如货车车厢内放一木箱 货车加速 木箱与货车相对静止一起运动 静摩擦力对木箱做正功 对货车做负功 若货车突然加速 木箱可能相对货车向后滑动 但相对地面向前运动 滑动摩擦力对木箱做正功 对货车做负功 2 摩擦力可能不做功 如桌面上放一物体 手推物体 但没有推动 静摩擦力不做功 若能推动 滑动摩擦力对桌子不做功 3 一对互为作用力和反作用力的摩擦力做的总功可能为零 静摩擦力 可能为负 滑动摩擦力 但不可能为正 4 在静摩擦力做功的过程中 只有机械能的相互转移 静摩擦力起着传递机械能的作用 而没有机械能转化为其他形式的能 相互摩擦的系统内 一对静摩擦力所做功的代数和总为零 而在一对滑动摩擦力做功的过程中 能量的转化有两个方向 一是相互摩擦的物体之间机械能的转移 二是机械能转化为内能 转化为内能的量值等于滑动摩擦力与相对位移的乘积 例证1 质量为M的长木板放在光滑水平面上 一个质量为m的滑块以速度v沿木板表面从A点滑到B点 在木板上前进了L 而木板在水平面上前进了s 如图1 1所示 设滑块与木板间的动摩擦因数为 求 图1 1 1 摩擦力对滑块做的功 2 摩擦力对木板做的功 3 摩擦力做的总功 4 上述过程中机械能转化为内能的大小 解析 分别对滑块和木板进行受力分析 如图1 2所示 f mg f f 1 摩擦力对滑块做的功为Wm f s L mg s L 2 摩擦力对木板做的功为WM f s mgs 3 摩擦力做的总功为W Wm WM mgL 4 转化为内能的大小为Q W mgL 答案 1 mg s L 2 mgs 3 mgL 4 mgL 专题二变力做功的计算恒力做功可直接用功的公式W Fscos 求出 变力做功一般不能直接套用该公式 求变力做功的方法如下 1 将变力做功转化为恒力做功 分段法 力在全程是变力 但在每一个阶段是恒力 这样就可以先计算每个阶段的功 再利用求和的方法计算整个过程中变力做的功 微元法 当力的大小不变 力的方向时刻与速度同向 或反向 时 把物体的运动过程分为很多小段 这样每一小段可以看成直线 先求力在每一小段上的功 再求和即可 例如 滑动摩擦力 空气阻力总与物体相对运动的方向相反 可把运动过程细分 其中每一小段都是恒力做功 整个运动过程中所做的总功是各个阶段所做功的和 即力与路程的乘积 转换研究对象法 如图1 3所示 人站在地上以恒力拉绳 使小车向左运动 求拉力对小车所做的功 拉力对小车来说是个变力 大小不变 方向改变 但仔细研究 发现人拉绳的力却是恒力 于是转换研究对象 用人对绳子做的功来求绳子对小车做的功 图1 3 2 利用图象法求变力做功 如图1 4所示 在F s图象中 若能求出图线与s轴所围的面积 则这个面积即为F在这段位移s上所做的功 类似在v t图象中 图线与t轴所围的面积表示位移 图1 4 答案 B 例证3 额定功率为80kW的汽车 在某平直公路上行驶的最大速度为20m s 汽车的质量m 2 103kg 如果汽车从静止开始做匀加速直线运动 经5s后刚好达到额定功率 之后以额定功率沿直线行驶 若汽车运动过程中所受阻力不变 g取10m s2 求 1 汽车所受的恒定阻力 2 3s末汽车的瞬时功率 3 汽车起动后前10s内汽车的平均功率 答案 1 4 103N 2 48kW 3 60kW 1 关于摩擦力做功 下列说法中正确的是 A 滑动摩擦力总是阻碍物体的相对运动 所以它一定做负功B 静摩擦力总是阻碍物体的相对运动趋势 所以它一定不做功C 静摩擦力和滑动摩擦力不一定都做负功D 系统内相互作用的两个物体间的一对摩擦力做功的总和等于零 解析 滑动摩擦力阻碍物体间的相对运动 物体不一定运动 如拉动地面上的物体 物体对地面的滑动摩擦力不做功 故A错误 倾斜的皮带传送装置靠静摩擦力向上运送货物 静摩擦力对货物做正功 对皮带做负功 故B错误 C正确 滑动摩擦力存在于相对运动的物体间 物体的位移一定不同 则物体间的滑动摩擦力做的总功一定不为零 故D错误 答案 C 答案 C 3 自由下落的物体 在第1s内 第2s内 第3s内重力做功的平均功率之比为 A 1 1 1B 1 2 3C 1 3 5D 1 4 9解析 由匀变速直线运动的规律可知 自由下落的物体 在第1s内 第2s内 第3s内位移之比为s1 s2 s3 1 3 5 则重力在这三段时间内所做功之比为W1 W2 W3 mgs1 mgs2 mgs3 1 3 5 所以在这相等的三段时间内 重力做功的平均功率之比为P1 P2 P3 W1 W2 W3 1 3 5 答案 C 答案 A 5 如图1 6所示 水平传送带AB的长为20m 把一质量为1kg的小物体无初速度地放于传送带的A点 物体与传送带间的动摩擦因数为0 4 传送带以v0 8m s的速度匀速运动 则小物体由A到B的过程中 摩擦力对物体做的功为多少 传递带克服摩擦力做的功为多少 此过程电动机多消耗的能量的转化情况是怎样的 g取10m s2 图1 6 故传